嵌入式軟件基礎(chǔ)復(fù)習(xí)提綱

1、1什么是嵌入式系統(tǒng)？答：P1嵌入式系統(tǒng)也叫嵌入式計(jì)算機(jī)，它指那些以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，為適應(yīng)應(yīng)用 對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗的嚴(yán)格要求，可對(duì)系統(tǒng)的軟件和硬件進(jìn)行配置的專用計(jì) 算機(jī)系統(tǒng)。2嵌入式系統(tǒng)有哪些特點(diǎn)？答：P2系統(tǒng)專用性強(qiáng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)性高硬件與軟件的互相依賴性強(qiáng)采用專用的嵌入式CPU多種技術(shù)間結(jié)合更加緊密系統(tǒng)對(duì)用戶透明系統(tǒng)資源有限3嵌入式系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展方向與通用計(jì)算機(jī)有哪些不同之處？答：P3通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的兩個(gè)分支，這兩個(gè)分支有著不同的技 術(shù)要求與技術(shù)發(fā)展方向：1通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的技術(shù)要求是高速的計(jì)算能力、海量的存儲(chǔ)能力；技術(shù)發(fā)展方向是計(jì)算速

2、度的提升，存儲(chǔ)容量的擴(kuò)大。2嵌入式系統(tǒng)的技術(shù)要求則是對(duì)嵌入對(duì)象進(jìn)行控制的能力;技術(shù)發(fā)展方向是提高與嵌入對(duì)象 密切相關(guān)的性能指標(biāo)與可靠性指標(biāo)。4按照嵌入式系統(tǒng)得嵌入方式，可將嵌入式系統(tǒng)分為哪幾類？答：P4根據(jù)嵌入式系統(tǒng)的嵌入方式，可以將嵌入式系統(tǒng)分為：整機(jī)式嵌入的嵌入式系統(tǒng)、部件式嵌入的嵌入式系統(tǒng)、芯片式嵌入的嵌入式系統(tǒng)等3類。5按照嵌入式系統(tǒng)得嵌入程度，可將嵌入式系統(tǒng)分為哪幾類？答：P4根據(jù)嵌入式系統(tǒng)的嵌入程度，可以將嵌入式系統(tǒng)分為：深度嵌入的嵌入式系統(tǒng)、中度嵌入的嵌入式系統(tǒng)、淺度嵌入的嵌入式系統(tǒng)等3類。6按照嵌入式系統(tǒng)得實(shí)時(shí)性能，可將嵌入式系統(tǒng)分為哪幾類？答：P4根據(jù)嵌入式系統(tǒng)是否為實(shí)時(shí)系統(tǒng)

3、，可以將嵌入式系統(tǒng)分為：實(shí)時(shí)嵌入式系統(tǒng)，非實(shí)時(shí)嵌入式系統(tǒng)兩類。7按照嵌入式系統(tǒng)得復(fù)雜程度，可將嵌入式系統(tǒng)分為哪幾類?答：P5根據(jù)嵌入式系統(tǒng)的復(fù)雜程度，可以將嵌入式系統(tǒng)分為：?jiǎn)挝⑻幚砥髑度胧较到y(tǒng)、組件式嵌入式系統(tǒng)、分布式嵌入式系統(tǒng)等3類。8嵌入式系統(tǒng)所采用的處理器可分為哪幾類？答：P5根據(jù)目前的現(xiàn)狀，可將使用在嵌入式系統(tǒng)上的處理器分成：嵌入式微處理器、微控制器、嵌入式DSP處理器、片上系統(tǒng)等4類。9什么是嵌入式軟件？答：P7嵌入式軟件指運(yùn)行于嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之上的軟件。10嵌入式軟件有哪些特點(diǎn)？答：P7這些特點(diǎn)主要包括：1系統(tǒng)精簡(jiǎn)、2標(biāo)準(zhǔn)化程度相對(duì)較低、開(kāi)發(fā)工作難度大、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、5軟件開(kāi)發(fā)與硬件

4、開(kāi)發(fā)往往同步進(jìn)行、6要求固化存儲(chǔ)、7 可靠性要求更高等。11按照層次關(guān)系嵌入式軟件可以分為哪幾部分？答：P9嵌入式軟件自底向上可分為：、操作系統(tǒng)、支撐軟件、應(yīng)用軟件3個(gè)部分。12嵌入式軟件發(fā)展過(guò)程可以概括為哪幾個(gè)階段？答：P103個(gè)階段：基于應(yīng)用程序階段、基于操作系統(tǒng)階段、基于支撐環(huán)境階段。13嵌入式軟件有哪些主要應(yīng)用領(lǐng)域？答：P13自動(dòng)控制領(lǐng)域家電領(lǐng)域商業(yè)和金融領(lǐng)域交通運(yùn)輸領(lǐng)域通訊領(lǐng)域建筑領(lǐng)域環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域醫(yī)療領(lǐng)域1什么條件下需要在嵌入式系統(tǒng)上使用操作系統(tǒng)？答：P14系統(tǒng)需要運(yùn)行多個(gè)任務(wù)系統(tǒng)需要有直觀的用戶界面系統(tǒng)需要有網(wǎng)絡(luò)功能系統(tǒng)需要用到數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)系統(tǒng)需要不斷地進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)2什么是實(shí)時(shí)系

5、統(tǒng)？什么是硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)？什么是軟實(shí)時(shí)系統(tǒng)？答：P15一個(gè)實(shí)時(shí)系統(tǒng)是能滿足以下的要求的系統(tǒng)：當(dāng)外部事件到來(lái)時(shí)，計(jì)算機(jī)能立即進(jìn)行處理，使 得在指定的時(shí)間內(nèi)能完成對(duì)事件的處理。而且外部事件到來(lái)的時(shí)間完全是隨機(jī)的，沒(méi)有周期 性的規(guī)律。根據(jù)對(duì)系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間是否有嚴(yán)格的要求，可將實(shí)時(shí)系統(tǒng)分為硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)和軟實(shí)時(shí)系統(tǒng)兩類：1硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)對(duì)響應(yīng)時(shí)間有一個(gè)剛性的、不可改變的限制，它不允許出現(xiàn)任何超出時(shí)限的錯(cuò) 誤。超時(shí)錯(cuò)誤會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)失敗，或系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)它的預(yù)期目標(biāo)。2軟實(shí)時(shí)系統(tǒng)對(duì)響應(yīng)時(shí)間的要求是柔性的，它可以容忍偶然的超時(shí)錯(cuò)誤出現(xiàn)。超時(shí)錯(cuò)誤造成 的后果并不嚴(yán)重，僅僅是降低了系統(tǒng)的吞吐量。3什么是嵌入式操作系統(tǒng)？什么是實(shí)

6、時(shí)操作系統(tǒng)？什么是實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)？答：P14嵌入式操作系統(tǒng)是一種用于支持嵌入式應(yīng)用程序的操作系統(tǒng)。它是一個(gè)介于應(yīng)用程序和嵌入 式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件之間的程序集合，其任務(wù)是控制和管理嵌入式系統(tǒng)中的硬件和軟件資 源，以方便嵌入式系統(tǒng)的使用者。P15實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是具有實(shí)時(shí)性，能支持實(shí)時(shí)系統(tǒng)工作的操作系統(tǒng)。它必須能保證實(shí)時(shí)任務(wù)在預(yù) 定的時(shí)間內(nèi)完成。其首要任務(wù)是調(diào)度一切可以利用的資源完成實(shí)時(shí)任務(wù)。其次才著眼于提高 整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的使用效率。P16大部分嵌入式操作系統(tǒng)都是實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。大部分實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)也都是嵌入式操作系統(tǒng)。它 們二者間有很大的交集，但確有不適合用在嵌入式系統(tǒng)上使用的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和不支持

7、實(shí)時(shí) 應(yīng)用的嵌入式操作系統(tǒng)。我們稱屬于交集部分的操作系統(tǒng)為實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)。4相對(duì)于通用操作系統(tǒng)，實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)的資源分配策略有哪些特點(diǎn)？答：P16實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)分配和使用CPU時(shí)間等系統(tǒng)資源策略和通用操作系統(tǒng)有很多的不同之 處。這些不同之處主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：對(duì)于通用操作系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，保障總體的效率是主要的目標(biāo)，必要時(shí)寧可犧牲個(gè)別任務(wù)的響 應(yīng)速度來(lái)達(dá)到提高總體效率的目的。而實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)卻正好相反，必要時(shí)寧可犧牲總 體效率也要保證個(gè)別任務(wù)的響應(yīng)速度。對(duì)于通用操作系統(tǒng)來(lái)說(shuō)公正性更為重要，在需要的時(shí)候會(huì)從占有資源較多的任務(wù)那里拿 走一些給占有資源較少的任務(wù)。而對(duì)于實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)

8、來(lái)說(shuō)高優(yōu)先級(jí)任務(wù)的運(yùn)行更為重 要，必要時(shí)寧可從本來(lái)占有資源就比較少的任務(wù)那里拿走一些資源，也要保證高優(yōu)先級(jí)任務(wù) 的需要。相應(yīng)地，通用操作系統(tǒng)性能的分析是統(tǒng)計(jì)分析、平均值分析。而實(shí)時(shí)嵌入式操作系 統(tǒng)性能的分析則是“最壞情況”分析。通用操作系統(tǒng)要充分利用CPU的處理能力。而實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)需要有意讓CPU的處理 能力供過(guò)于求，使CPU運(yùn)行于輕負(fù)荷狀態(tài)，以確保系統(tǒng)的響應(yīng)速度。5用于評(píng)價(jià)嵌入式操作系統(tǒng)得時(shí)間性能指標(biāo)主要有哪些？答：P16中斷延遲時(shí)間，最大關(guān)中斷時(shí)間，中斷響應(yīng)時(shí)間，中斷恢復(fù)時(shí)間，中斷處理時(shí)間，任務(wù)上下 文切換時(shí)間，任務(wù)響應(yīng)時(shí)間，系統(tǒng)調(diào)用執(zhí)行時(shí)間。6用于評(píng)價(jià)嵌入式操作系統(tǒng)的存儲(chǔ)開(kāi)銷指標(biāo)主

9、要有哪些？答：P22嵌入式操作系統(tǒng)主要有代碼存儲(chǔ)開(kāi)銷和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)開(kāi)銷兩種存儲(chǔ)開(kāi)銷指標(biāo)。7非搶占式調(diào)度的操作系統(tǒng)處理中斷的過(guò)程主要有哪些步驟？P16在非搶占式調(diào)度的操作系統(tǒng)中，中斷服務(wù)程序運(yùn)行完后，一定是繼續(xù)運(yùn)行被中斷了的任務(wù)。發(fā)生中斷請(qǐng)求：中斷來(lái)到，但還不能被CPU響應(yīng)，這也許是因?yàn)镃PU還沒(méi)執(zhí)行完當(dāng)前的指 令，也許是因?yàn)橹袛嘁驯徊僮飨到y(tǒng)或用戶程序關(guān)閉。響應(yīng)中斷：CPU執(zhí)行完當(dāng)前指令并且中斷打開(kāi)，使中斷被響應(yīng)。保存關(guān)鍵寄存器的內(nèi)容，獲取中斷向量，并根據(jù)中斷向量給出的地址轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)程序： 這些工作全部由硬件完成。保存任務(wù)上下文：中斷服務(wù)程序保存任務(wù)上下文，主要是各寄存器的內(nèi)容。執(zhí)行中斷服務(wù)程序入

10、口函數(shù)：中斷服務(wù)程序調(diào)用操作系統(tǒng)的中斷服務(wù)程序入口函數(shù)，通 知操作系統(tǒng)系統(tǒng)已進(jìn)入中斷處理中，該入口函數(shù)會(huì)把中斷嵌套層數(shù)計(jì)數(shù)器的值加1，記錄下 當(dāng)前的中斷嵌套層數(shù)。執(zhí)行用戶中斷服務(wù)程序：執(zhí)行用戶中斷服務(wù)程序?qū)?shí)際開(kāi)始對(duì)中斷信號(hào)進(jìn)行處理。用戶 中斷服務(wù)程序所作的工作完全取決于實(shí)際的需要，操作系統(tǒng)不會(huì)加以限制，但要注意，在用 戶中斷服務(wù)中做的事要盡可能地少，而把大部分的工作留給協(xié)同工作的任務(wù)去完成。用戶中 斷服務(wù)程序通知某任務(wù)去做事情的方法是調(diào)用操作系統(tǒng)提供的任務(wù)同步或任務(wù)通信系統(tǒng)調(diào) 用，這可能導(dǎo)致接收通知的任務(wù)轉(zhuǎn)換到就緒狀態(tài)。執(zhí)行中斷服務(wù)程序出口函數(shù)：用戶的中斷服務(wù)代碼運(yùn)行完后，調(diào)用操作系統(tǒng)的中斷

11、服務(wù) 程序出口函數(shù)，通知操作系統(tǒng)系統(tǒng)退出此次中斷處理，中斷服務(wù)程序出口函數(shù)會(huì)把中斷嵌套 層數(shù)計(jì)數(shù)器的值減1。當(dāng)嵌套層數(shù)計(jì)數(shù)器減為0時(shí)，所有中斷就都已經(jīng)處理完。恢復(fù)任務(wù)上下文：恢復(fù)在進(jìn)入中斷處理時(shí)保存的寄存器值。中斷返回：執(zhí)行中斷返回指令。8搶占式調(diào)度的操作系統(tǒng)處理中斷的過(guò)程主要有哪些？答：P17在搶占式調(diào)度的操作系統(tǒng)中，用戶中斷服務(wù)程序執(zhí)行完之后，將調(diào)用操作系統(tǒng)的中斷服務(wù)程 序出口函數(shù)，通知操作系統(tǒng)系統(tǒng)退出此次中斷處理，中斷服務(wù)程序出口函數(shù)會(huì)把中斷嵌套層 數(shù)計(jì)數(shù)器的值減1。當(dāng)嵌套層數(shù)計(jì)數(shù)器的值為0時(shí)，表示所有中斷都已處理完畢。此時(shí)系統(tǒng)如 果沒(méi)有禁止調(diào)度，操作系統(tǒng)的中斷服務(wù)程序出口函數(shù)將執(zhí)行調(diào)度

12、程序。調(diào)度程序在執(zhí)行的過(guò)程中需要判斷是否應(yīng)當(dāng)進(jìn)行任務(wù)切換。如果原先被中斷的任務(wù)在所有處 于就緒狀態(tài)的任務(wù)中仍然是優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)，那么不需要進(jìn)行任務(wù)切換，系統(tǒng)將返回到被 中斷的任務(wù)繼續(xù)執(zhí)行，如果原先被中斷的任務(wù)在所有處于就緒狀態(tài)的任務(wù)中已經(jīng)不是優(yōu)先級(jí) 最高的任務(wù)，那么就需要進(jìn)行任務(wù)切換，系統(tǒng)將執(zhí)行另外一個(gè)任務(wù)。這樣在中斷返回時(shí)將出現(xiàn)A和B兩種不同的情況。一種是繼續(xù)運(yùn)行原先被中斷的任務(wù)，另一種 是運(yùn)行新被調(diào)度程序選中的任務(wù)。出現(xiàn)情況8的原因有多種，有可能是中斷服務(wù)程序或其他 任何一個(gè)嵌套的中斷服務(wù)程序使得另一個(gè)優(yōu)先級(jí)更高的任務(wù)進(jìn)入了就緒態(tài)，也有可能是原先 被中斷任務(wù)的狀態(tài)已經(jīng)被中斷服務(wù)程序改變，

13、比如已經(jīng)進(jìn)入阻塞狀態(tài)。在出現(xiàn)情況B時(shí)由于 要進(jìn)行任務(wù)切換，操作系統(tǒng)中斷服務(wù)程序出口函數(shù)的執(zhí)行時(shí)間要長(zhǎng)一些。9什么是中斷延遲時(shí)間？中斷延遲時(shí)間受哪些因素影響？答：P18中斷延遲時(shí)間指從中斷請(qǐng)求發(fā)生到CPU響應(yīng)該中斷請(qǐng)求，并且開(kāi)始執(zhí)行中斷服務(wù)程序所經(jīng)歷 的延遲時(shí)間。中斷延遲時(shí)間受到以下3種時(shí)間因素的影響：處理高優(yōu)先級(jí)中斷的時(shí)間。硬件開(kāi)始處理中斷請(qǐng)求到開(kāi)始執(zhí)行中斷服務(wù)程序第一條指令之間的時(shí)間。最大關(guān)中斷時(shí)間。10什么是最大關(guān)中斷時(shí)間?最大關(guān)中斷時(shí)間受哪些因素影響？P19操作系統(tǒng)在進(jìn)入臨界區(qū)代碼之前要關(guān)中斷，執(zhí)行完臨界區(qū)代碼之后再打開(kāi)中斷。最大關(guān)中斷時(shí)間的長(zhǎng)短取決于操作系統(tǒng)關(guān)中斷的時(shí)間和應(yīng)用程序關(guān)中斷

14、的時(shí)間兩方面的因 素。11什么是中斷響應(yīng)時(shí)間？中斷響應(yīng)時(shí)間受哪些因素影響?答：P19中斷響應(yīng)時(shí)間指從發(fā)生中斷請(qǐng)求到開(kāi)始執(zhí)行用戶中斷服務(wù)程序的第一條指令之間的時(shí)間。所以中斷響應(yīng)時(shí)間將受到以下5種時(shí)間因素的影響：處理高優(yōu)先級(jí)中斷的時(shí)間硬件開(kāi)始處理中斷請(qǐng)求到開(kāi)始執(zhí)行中斷服務(wù)程序第一條指令之間的時(shí)間最大關(guān)中斷時(shí)間保存任務(wù)上下文的時(shí)間執(zhí)行中斷服務(wù)程序入口函數(shù)的時(shí)間12什么是中斷恢復(fù)時(shí)間？中斷恢復(fù)時(shí)間受哪些因素影響？中斷恢復(fù)時(shí)間是從用戶中斷服務(wù)程序執(zhí)行完畢到繼續(xù)執(zhí)行原先被中斷的任務(wù)或開(kāi)始執(zhí)行新 被調(diào)度程序選中的任務(wù)之間的時(shí)間。中斷恢復(fù)時(shí)間受到以下3種時(shí)間因素的影響：執(zhí)行中斷服務(wù)程序出口函數(shù)的時(shí)間恢復(fù)任務(wù)上

15、下文的時(shí)間執(zhí)行中斷返回指令的時(shí)間13什么是中斷處理時(shí)間？中斷處理時(shí)間受哪些因素影響？答：P20中斷處理時(shí)間即執(zhí)行用戶中斷服務(wù)程序所花費(fèi)的時(shí)間。這一時(shí)間的長(zhǎng)短與用戶中斷服務(wù)程序所要完成的工作量有密切的關(guān)系。14什么是任務(wù)上下文切換時(shí)間？任務(wù)上下文切換時(shí)間受哪些因素的影響？答：P21在多任務(wù)操作系統(tǒng)中，任務(wù)上下文切換指CPU的控制權(quán)由當(dāng)前運(yùn)行的任務(wù)轉(zhuǎn)移到另外一個(gè)就 緒任務(wù)這一過(guò)程。這3個(gè)階段所花費(fèi)的時(shí)間中，保存退出運(yùn)行的任務(wù)的上下文所花費(fèi)的時(shí)間與恢復(fù)將投入運(yùn)行 的任務(wù)的上下文所花費(fèi)的時(shí)間主要取決于處理器的速度和任務(wù)上下文的數(shù)量。處理器的速度 高，任務(wù)上下文少，保存和恢復(fù)上下文所花費(fèi)的時(shí)間就短，反之

16、保存和恢復(fù)上下文所花費(fèi)的 時(shí)間就長(zhǎng)。選擇將投入運(yùn)行的任務(wù)所花費(fèi)的時(shí)間則主要取決于操作系統(tǒng)的調(diào)度程序所采用的 任務(wù)選擇算法。15什么事任務(wù)響應(yīng)時(shí)間？任務(wù)響應(yīng)時(shí)間受哪些因素影響？答：P21 22任務(wù)響應(yīng)時(shí)間指從與一個(gè)任務(wù)相對(duì)應(yīng)的中斷發(fā)生到該任務(wù)開(kāi)始運(yùn)行之間所經(jīng)歷的時(shí)間。任務(wù)響應(yīng)時(shí)間受到以下因素的影響：操作系統(tǒng)的調(diào)度算法；系統(tǒng)禁止調(diào)度的時(shí)間；中斷延遲時(shí)間；任務(wù)上下文切換時(shí)間；中斷處理時(shí)間。16嵌入式操作系統(tǒng)可以分為哪幾類?答：P23嵌入式操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可分為單塊結(jié)構(gòu)、層次結(jié)構(gòu)和微內(nèi)核結(jié)構(gòu)3類。17什么是單塊結(jié)構(gòu)的嵌入式操作系統(tǒng)？答：p23單塊結(jié)構(gòu)的嵌入式操作系統(tǒng)由許多模塊組成，這些模塊通常在核心態(tài)下

17、運(yùn)行。模塊之間沒(méi)有 層次關(guān)系，可以根據(jù)需要隨意地相互調(diào)用。18什么是層次結(jié)構(gòu)操作系統(tǒng)？答：P23層次結(jié)構(gòu)的嵌入式操作系統(tǒng)按層次關(guān)系進(jìn)行組織。整個(gè)系統(tǒng)由多個(gè)層次所組成，并且只允許 上層調(diào)用下層，而下層不能反過(guò)來(lái)調(diào)用上層，從而使操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比較清晰，也提高了系 統(tǒng)的安全性。19什么事微內(nèi)核結(jié)構(gòu)的嵌入式操作系統(tǒng)？答：p24微內(nèi)核結(jié)構(gòu)的嵌入式操作系統(tǒng)只有一個(gè)很小的內(nèi)核，其中只包含一些必須由內(nèi)核實(shí)現(xiàn)的功 能。而把許多不是必須由內(nèi)核實(shí)現(xiàn)的功能都放在了內(nèi)核之外，運(yùn)行于用戶態(tài)。20為什么嵌入式操作系統(tǒng)適合采用微內(nèi)核結(jié)構(gòu)？答：p24-25使用特征方面的原因通用計(jì)算機(jī)面對(duì)的是開(kāi)放的用戶群，一些用戶不需要的功能另

18、一些用戶可能需要。一個(gè)功能 放在內(nèi)核中，總會(huì)有用處。而且，內(nèi)核的復(fù)雜與否也不是用戶所關(guān)心的問(wèn)題。然而，嵌入式 系統(tǒng)的情況則不同。嵌入式系統(tǒng)的用戶群以及用戶對(duì)功能的要求是相對(duì)封閉的。對(duì)于特定的 嵌入式系統(tǒng)，需要哪一些功能、不需要哪一些功能基本上是固定的。對(duì)于一個(gè)具體的嵌入式 系統(tǒng)而言，操作系統(tǒng)中的某些多余功能會(huì)永遠(yuǎn)沒(méi)有用途。內(nèi)存資源方面的原因相對(duì)于通用計(jì)算機(jī)而言，內(nèi)存在嵌入式系統(tǒng)中是很有限的資源。所以操作系統(tǒng)內(nèi)核所占的內(nèi) 存數(shù)量對(duì)于嵌入式系統(tǒng)是個(gè)很敏感的問(wèn)題，減少操作系統(tǒng)內(nèi)核所占用的內(nèi)存數(shù)量有很大的意 義。商業(yè)方面的原因如果嵌入式操作系統(tǒng)的功能大而全，因此導(dǎo)致價(jià)格較高，顯然即不符合用戶的利益也不

19、符合 供應(yīng)商的利益。在銷售嵌入式操作系統(tǒng)的時(shí)候應(yīng)當(dāng)能夠根據(jù)用戶的需要按模塊進(jìn)行銷售。嵌 入式操作系統(tǒng)采用微內(nèi)核結(jié)構(gòu)比采用一體化結(jié)構(gòu)更易于按模塊進(jìn)行拆分和組合。21當(dāng)嵌入式操作系統(tǒng)采用微內(nèi)核結(jié)構(gòu)時(shí)，內(nèi)核中通常包括那些功能模塊？答：P25最小的微內(nèi)核中可以只包括任務(wù)管理、內(nèi)存管理、任務(wù)通信和中斷管理4個(gè)主要成分。21當(dāng)嵌入式操作系統(tǒng)采用微內(nèi)核結(jié)構(gòu)時(shí)，未放到內(nèi)核中的功能模塊通常什么形式存在？ 答：P25當(dāng)嵌入式操作系統(tǒng)采用微內(nèi)核結(jié)構(gòu)時(shí)，放到內(nèi)核之外的功能有兩種存在形式：其一是作為服 務(wù)任務(wù)存在，其二是以庫(kù)函數(shù)的形式存在。選擇題：1、什么是離線調(diào)度？什么是在線調(diào)度？ P33根據(jù)獲得調(diào)度信息的時(shí)機(jī)，可將

20、調(diào)度方式分為離線調(diào)度和在線調(diào)度兩類。采用離線調(diào)度的前提是：進(jìn)行調(diào)度所用的信息（如任務(wù)的運(yùn)行截止時(shí)間、運(yùn)行時(shí)間、 運(yùn)行過(guò)程中到達(dá)的時(shí)間等各種時(shí)間約束特性，任務(wù)的優(yōu)先級(jí)等）在系統(tǒng)運(yùn)行前就能夠完 全確定。離線調(diào)度具有時(shí)間確定性，但缺乏靈活性，適用于那些程序的運(yùn)行特性能夠預(yù) 先確定，且不容易發(fā)生變化，同時(shí)有很強(qiáng)實(shí)時(shí)性要求的情況。在線調(diào)度所用的調(diào)度信息在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中動(dòng)態(tài)獲得。在線調(diào)度有較強(qiáng)的靈活性， 適用范圍也比離線調(diào)度廣。2、什么是靜態(tài)調(diào)度？什么是動(dòng)態(tài)調(diào)度？ P33采用基于優(yōu)先級(jí)的調(diào)度策略時(shí)，根據(jù)任務(wù)優(yōu)先級(jí)的確定時(shí)機(jī)，可將調(diào)度方式分為靜態(tài)優(yōu)先級(jí) 調(diào)度和動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)調(diào)度兩類。采用靜態(tài)優(yōu)先級(jí)調(diào)度時(shí)，任務(wù)的

21、優(yōu)先級(jí)在建立任務(wù)時(shí)確定，且在運(yùn)行過(guò)程中不會(huì)發(fā) 生變化。這種調(diào)度方式適用于能夠基本把握系統(tǒng)中所有任務(wù)的時(shí)間約束特性的情況。靜 態(tài)優(yōu)先級(jí)調(diào)度實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，運(yùn)行代價(jià)比較低，但缺乏靈活性。采用動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)調(diào)度時(shí)，任務(wù)的優(yōu)先級(jí)在運(yùn)行中確定，并可能不斷發(fā)生變化。動(dòng)態(tài) 優(yōu)先級(jí)調(diào)度靈活性強(qiáng)，但這種調(diào)度方式需要消耗更多的資源。3、什么是搶占式的調(diào)度？什么是非搶占式的調(diào)度？ P33根據(jù)任務(wù)運(yùn)行過(guò)程中，其運(yùn)行權(quán)能否被其他任務(wù)搶占，可將調(diào)度方式分為搶占式調(diào)度和非 搶占式調(diào)度兩類。搶占式調(diào)度通常是基于優(yōu)先級(jí)的調(diào)度。采用搶占式調(diào)度時(shí)，正在運(yùn)行的低優(yōu)先級(jí)任 務(wù)的運(yùn)行權(quán)可以被其他高優(yōu)先級(jí)任務(wù)搶占。只要是在臨界區(qū)代碼段之外，高優(yōu)先級(jí)

22、任務(wù) 一旦準(zhǔn)備就緒，就可以搶占低優(yōu)先級(jí)任務(wù)的運(yùn)行權(quán)。采用非搶占式調(diào)度方法時(shí)，一旦一個(gè)任務(wù)開(kāi)始運(yùn)行，該任務(wù)只有在運(yùn)行完畢，而主 動(dòng)放棄CPU時(shí)，或是因?yàn)榈却渌Y源被阻塞時(shí)，才會(huì)停止運(yùn)行。4、實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)經(jīng)常采用哪些調(diào)度算法？ P35搶占式最高優(yōu)先級(jí)優(yōu)先算法（HPF）、單調(diào)速率（RMS ）算法、最早截止期優(yōu)先（EDF） 算法、最短空閑時(shí)間優(yōu)先（LLF）算法。5、什么是優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)？解決優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)的方法有哪些？各有什么特點(diǎn)？ P363738優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)是一種因高優(yōu)先級(jí)任務(wù)需要使用被低優(yōu)先級(jí)任務(wù)占用的資源，形成高優(yōu)先級(jí)任務(wù) 等待低優(yōu)先級(jí)任務(wù)的反常情況。解決方法：優(yōu)先級(jí)繼承、優(yōu)先級(jí)封頂。優(yōu)先級(jí)繼承只

23、在占有資源的低優(yōu)先級(jí)任務(wù)阻礙了高優(yōu)先級(jí)任務(wù)運(yùn)行時(shí)，才更改低優(yōu) 先級(jí)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)。所以這種方法比較精細(xì)，不會(huì)對(duì)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)做無(wú)用的改變，對(duì)任 務(wù)的運(yùn)行流程影響較小，但通常會(huì)發(fā)生較多次的任務(wù)切換。優(yōu)先級(jí)封頂方法則不管一個(gè)任務(wù)是否阻礙了高優(yōu)先級(jí)任務(wù)的運(yùn)行，只要任務(wù)使用一 個(gè)共享資源，其優(yōu)先級(jí)都會(huì)被提升到需要使用該共享資源任務(wù)的最高優(yōu)先級(jí)。所以這種 方法對(duì)任務(wù)優(yōu)先級(jí)所做的改變有可能是不必要的，對(duì)任務(wù)的運(yùn)行過(guò)程的影響較大，但通 常會(huì)使任務(wù)切換的次數(shù)有所減少。6、嵌入式操作系統(tǒng)提供的任務(wù)通信機(jī)制主要有哪些？ P38嵌入式操作系統(tǒng)提供的任務(wù)通信機(jī)制通常有信號(hào)量、事件、信號(hào)、消息隊(duì)列、共享內(nèi)存、 管道等若干種

24、。7、嵌入式操作系統(tǒng)采用的內(nèi)存管理技術(shù)有哪些特點(diǎn)？ P41-42（1）很多嵌入式操作系統(tǒng)不支持程序動(dòng)態(tài)裝載（2）大多數(shù)嵌入式操作系統(tǒng)不支持虛擬存儲(chǔ)（3）高端嵌入式操作系統(tǒng)和低端嵌入式操作系統(tǒng)支持的內(nèi)在管理功能相差很大8、什么是靜態(tài)內(nèi)存管理技術(shù)？什么是動(dòng)態(tài)內(nèi)存管理技術(shù)？ P42采用靜態(tài)內(nèi)存管理技術(shù)時(shí)必須在系統(tǒng)運(yùn)行前為所有的任務(wù)分配它們所需要的內(nèi)存，任務(wù)在 運(yùn)行過(guò)程中不能再請(qǐng)求分配新的內(nèi)存。采用動(dòng)態(tài)內(nèi)存管理技術(shù)時(shí)，在系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中操作系統(tǒng)可以根據(jù)需要為任務(wù)分配 新的內(nèi)存。9、靜態(tài)內(nèi)存管理技術(shù)有哪些特點(diǎn)？ P43實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、實(shí)時(shí)性能高、易于在沒(méi)有MMU的處理器上實(shí)現(xiàn)、編程靈活性差10、嵌入式操作系統(tǒng)

25、經(jīng)常采用的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)區(qū)管理技術(shù)有哪幾種？ P44單一區(qū)、堆、分區(qū)11、單一區(qū)是怎樣的一種動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)區(qū)管理技術(shù)？ P44采用單一區(qū)方式管理動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)區(qū)時(shí)整個(gè)動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)區(qū)被當(dāng)作一個(gè)整體，并用一定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 對(duì)其進(jìn)行管理，比較常見(jiàn)是用鏈表。12、堆是怎樣的一種動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)區(qū)管理技術(shù)？ P44堆是一塊連續(xù)、大小可配置的內(nèi)存空間。在這個(gè)空間中可以按可變的尺寸向用戶分配內(nèi)存。13、分區(qū)時(shí)怎樣的一種動(dòng)態(tài)管理技術(shù)？ P44分區(qū)是一塊連續(xù)的內(nèi)存空間，它由若干大小相同的內(nèi)存塊組成。14、嵌入式操作系統(tǒng)怎樣進(jìn)行從邏輯地址到屋里地址的轉(zhuǎn)換？ P45（1）采用靜態(tài)重定位的方法，在應(yīng)用程序執(zhí)行之前進(jìn)行從邏輯地址到物理地址的轉(zhuǎn)換（2）

26、采用動(dòng)態(tài)重定位的方法，在應(yīng)用程序執(zhí)行的過(guò)程中進(jìn)行從邏輯地址到物理 地址的轉(zhuǎn)換15、適用于嵌入式系統(tǒng)的文件系統(tǒng)主要有哪些？ P47JFFS/JFFS2文件系統(tǒng)、YAFFS文件系統(tǒng)、CRAMFS文件系統(tǒng)、ROMFS文件系統(tǒng)、RawFS文件系統(tǒng)、RAMFS文件系統(tǒng)、TmpFS文件系統(tǒng)、TSFS文件系統(tǒng)、DOSFS文件系統(tǒng)。16、以閃存作為存儲(chǔ)介質(zhì)的文件系統(tǒng)需要解決哪些問(wèn)題？ P48（1）掉電安全（2）均衡磨損（3）碎片回收（4）存儲(chǔ)空間消耗17、從廣義上講中斷可分為哪幾類？ P52硬中斷、自陷、異常18、嵌入式系統(tǒng)響應(yīng)和處理終端的整個(gè)過(guò)程分為哪幾個(gè)階段？ P52中斷檢測(cè)、中斷響應(yīng)、中斷處理19、什么

27、是非嵌套的中斷處理方式？ P53在非嵌套的中斷處理方式下，執(zhí)行中斷服務(wù)程序的時(shí)候?qū)⑵帘纹渌闹袛嗾?qǐng)求。20、什么是嵌套的中斷處理方式？ P53按優(yōu)先級(jí)嵌套的中斷處理方式為每類中斷定義一個(gè)優(yōu)先級(jí)，并允許高優(yōu)先級(jí)中斷請(qǐng)求中斷 低優(yōu)先級(jí)中斷請(qǐng)求的處理過(guò)程。21、為保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和可靠性，嵌入式操作系統(tǒng)經(jīng)常采取哪些與中斷相關(guān)的技術(shù)措施？ p55（1）臨界區(qū)代碼方面的技術(shù)措施。（2）中斷嵌套方面的技術(shù)措施。（3）堆棧方面的技術(shù)措施22、主設(shè)備號(hào)的作用是什么？次設(shè)備號(hào)的作用是什么？ P56主設(shè)備號(hào)用來(lái)選擇設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序。次設(shè)備號(hào)來(lái)區(qū)別同一類中的不同設(shè)備。23、驅(qū)動(dòng)程序地址表的作用是什么？ P56驅(qū)動(dòng)程序

28、地址表中包含各種設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的入口地址。24、設(shè)備名表的作用是什么？ P56對(duì)應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)，直接使用設(shè)備號(hào)很不方便，因此一些嵌入式操作系統(tǒng)提供了按 名字使用設(shè)備的功能。設(shè)備名表的作用就是為了實(shí)現(xiàn)這種功能。25、文件描述符表的作用是什么？ P57一些嵌入式操作系統(tǒng)為了方便用戶的使用，支持與使用文件相一致的方法使用系統(tǒng)中的 設(shè)備。文件描述符表的作用就是實(shí)現(xiàn)這種功能。26、什么是實(shí)時(shí)時(shí)鐘？什么是系統(tǒng)時(shí)鐘？ P58實(shí)時(shí)時(shí)鐘是一個(gè)專門(mén)的硬件，靠電池供電，即使系統(tǒng)斷電，也可以保持時(shí)間不丟失。它為 嵌入式系統(tǒng)提供一個(gè)永久的計(jì)時(shí)。系統(tǒng)時(shí)鐘并不是一個(gè)永久的時(shí)鐘，只有在嵌入式操作系統(tǒng)啟動(dòng)之后它才有效，并 與實(shí)時(shí)時(shí)鐘一起運(yùn)行。問(wèn)答題：