上海应用技术大学研究生嵌入式考前复习资料(2022版)

【注】所有问题来自计算机院复习资料,题型以选择、填空、简答为主。

一.什么是嵌入式系统,嵌入式系统有什么特征?

嵌入式系统是“包含可编程计算机,但本身不是通用计算机的设备”

【例1】以应用为中心、______为基础、软硬件可裁剪、适应应用系统对___、___、___、___、功耗等严格要求的专用计算机系统。

答:计算机技术;功能;可靠性;成本;体积

嵌入式系统的特点有:

复杂的功能、实时操作、低廉的制造成本、低功耗、较小的设计团队和设计周期

【例2】一下哪个不是嵌入式设计系统设计的主要目标?( )

A 低成本 B 低功耗 C实时要求高 D超高性能

答:D

嵌入式系统的特征有:

系统内核小,专用性强,运行环境差异大;可靠性要求高,系统精简和高实时性操作系统;部分代码固化在非异失性存储器中;系统开发需要专门的开发工具和环境。

【例3】下面哪一个不是嵌入式操作系统的特点?

A.内核精简 B.专用性强 C.功能强大 D.高实时性

二.嵌入式微处理器从应用领域广义的角度可以分为哪几类?

微控制器、微处理器、数字信号处理器、可编程片上系统

三.实时操作系统有哪些特点?

特点:提供及时响应和高可靠性,也可以解释为高效的任务管理和快速灵活的时间通信。

例4】下列哪些属于实时操作系统的作用?

A 允许用户将应用划分为多个任务,简化应用程序编程

B更易于修改、扩展、维护

C确保满足控制系统的截至时间要求

D提高系统可靠性和性能

答:ABCD

四.按照实时性特征嵌入式操作系统分为几类?

具有强实时特点的嵌入式操作系统、具有弱实时特点的嵌入式操作系统、没有实时特点的嵌入式操作系统

【例5】下列哪个是具有强实时特点的嵌入式系统?

A 数控机床

B 电子菜谱的查询

C 工程机械

其中B是弱实时,C是无实时

五.软、硬实时操作系统的代表、特点及应用场景举例

win embedded ,属于软实时操作系统,混合内核跨平台系统,由于其win背景,界面比较单一。

vx woeks ,属于硬实时操作系统,可靠性、实时性和可裁剪性。

六.什么是嵌入式linux,主要包括哪两种?

嵌入式linux是指经过小型化裁剪之后,能够固化在容量只有几百k字节或几兆字节的存储器芯片或单片机中,应用于特定的嵌入式场合的专用Linux操作系统。主要有RTlinux和miu Clinux

【例6】下面哪个Linux 操作系统是嵌入式操作系统?

 A. Red-hat Linux

 B. uclinux

C. Ubuntu Linux

D. SUSE Linux

七.实时多处理系统的本质及其主要特点

实质是微内核抢占式实时系统

特点:高稳定性、速度快占用资源少;支持多种处理器调度方式;支持多种处理器平台;核心代码使用C/C++编程,可移植性好

八.操作系统的分类及其特点

1.顺序执行系统:系统内只含有一个程序,独占CPU的运行时间,按语句顺序执行该程序,直至执行完毕,另一程序才能运行启动,如DOS操作系统。

2.分时操作系统:系统内同时可以有多个程序运行,把CPU的时间分按顺序分成若干片,每个时间片内执行不同的程序,如UNIX

3.实时操作系统:系统内有多个程序运行,每个程序有不同的优先级,只有最高优先级的任务才能占有CPU的控制权。实时约束是从事件发生到系统回应

之间的最长时间限制。

【例7】下列不是嵌入式系统的特点是?

A 嵌入式系统需要专用的开发工具和方法进行设计

B 嵌入式系统是技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统

C 嵌入式系统使用的操作系统一般不是实时操作系统(RTOS),系统不具有实时约束

D 嵌入式系统通常是面对特定任务的,而不同于一般通用PC计算机平台,是“专用”的计算机系统

九.实时操作系统的评价指标

1.相应时间:是计算机识别一个外部事件到做出相应的时间,在控制应用中它是一个重要的指标,如果事件不能及时处理,系统就会崩溃。

2.生存时间:是数据有效等待时间,在这段时间里数据是有效的。

3.吞吐量:是在一给定时间,系统可以处理事件的总数,例如通讯控制器用每秒中处理的字符来表示吞吐量,吞吐量是平均相应时间的倒数。

十.ROTS和通用计算机OS的区别?

实时性:相应速度快,几微秒,执行时间确定、可预测

代码尺寸大小:10kb到100kb,节省内存空间,降低成本

应用程序开发较难:大多采用C语言编程,需要掌握底层硬件特性

需要专用的开发工具:仿真器、编译器、调试器

【例8】一下对RTOS的可确定性的描述错误的是?

A 系统在运行过程中,系统调用的时间可以预测

B 在规定的时间范围内,有多少外部事件可以达到可预测的

C 系统在运行过程中,能智能评估当前状态,判断系统是否面临崩溃

D 每种任务需要哪些资源,那种情况下占用资源都是可以预测的

十一.实时系统按软件结构分为几类,每类的特点是什么?

循环轮询系统:系统一次检查每一个输入条件,一旦条件成立就进行相应的处理

事件驱动系统:事件驱动系统是能直接对外部进行相应的系统。它包含前后台、实时多任务、多处理器等,是嵌入式实时系统的主要形式。应用程序是一个无线的循环,循环中调用相应的函数完成对应的操作,按照顺序执行代码,相应延迟取决于后台程序单词循环所使用的时间。

十二.什么是同步任务什么是异步任务

一系列时间相关事件称为同步事件,驱动的任务为同步任务。

随机发生的事件称为异步事件,驱动的任务为异步任务,如中断

十三.RTOS系统内核kernel的作用

多任务系统中,内核负责管理各个任务,或者说为每个任务分配CPU时间,并且负责任务之间的通信。内核提供的服务是基本切换

十四.如何评估RTOS任务调度策略

1.能否满足所有的截至时限

2.CPU利用率——投入有用工作时间的百分比

3.调度开销——做出调度决策所需要的时间

十五.RMS和EDF调度策略的原理及其应用

任务按单调速率优先级分配的调度算法,称为单调速率调度。RMPA是指任务的优先级按任务周期T来分配。它根据任务的执行周期的长短来决定调度的优先级,那些具有小的执行周期的任务具有较高的优先级,周期长的任务优先级低。

最接近截至时限的进程具有最高优先级,需要在每次定时器中断时重新计算进程的优先级

十六.μC/OS II 特点是什么?

1.简单易学、其核心代码短小精悍,如果针对硬件进行优化,还可以获得更好的执行效率

2.可移植性好

3.可裁剪

4.占先式

5.多任务

6.执行时间可确定性

十七.Linux 操作系统中虚拟文件系统交换器 VFS 的作用是什么?

VFS是一个内核软件层,处理所有与文件系统有关的系统调用。它的主要优势是为几种文件系统提供了一个通用接口。

十八.什么是 Linux 操作系统进程优先级?nice(NI)和 priority(PR)两者之间的关系是什么?

进程优先级是一个数值,它通过动态的优先级和静态的优先级来决定进程被CPU处理的顺序

十九.嵌入式系统开发流程是什么?

1.开发目标硬件系统

2.建立交叉开发环境

3.开发bootloader

4.移植linux内核

5.开发根文件系统

6.开发相关的硬件驱动程序

二十.在 uC/OS II 系统中,任务创建后可能处于哪种状态?引起状态切换的原因是什么?

睡眠态、就绪态、运行态、等待态及中断服务态

CPU的调度

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