John Lee
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1.嵌入式系统的定义：一般都认为嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，可满足应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功能有严格要求的专用计算机系统。 2.嵌入式系统的特征：（1）通常是面向特定应用的。具有功耗低、体积小和集成度高等特点。（2）硬件和软件都必须高效率地设计，量体裁衣，力争在同样的硅片面积上实现更高的性能，这样才能满足功能、可靠性和功耗的苛刻要求。（3）实时系统操作支持。（4）嵌入式系统与具体应用有机结合在一起，升级换代也同步进行。（5）为了提高运行速度和系统可靠性，嵌入式系统中的软件一般固化在存储器芯片中。 3.ARM嵌入式微系统的应用：工业控制、网络系统、成像和安全产品、无线通信、消费类电子产品。 4.ARM嵌入式微处理器的特点：（1）体积小、低功耗、低成本、高性能。（2）支持Thumb（16位）/ARM（32位）双指令集，兼容8位/16位器件。（3）使用单周期指令，指令简洁规整。（4）大量使用寄存器，大多数数据都在寄存器中完成，只有加载/存储指令可以访问存储器，以提高指令的执行效率。（5）寻址方式简单灵活，执行效率高。（6）固定长度的指令格式。 5.嵌入式系统一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统、用户软件构成。 2.哈佛体系结构的主要特点是将程序和数据存储在不同的存储空间。 3.嵌入式处理器主要有四种嵌入式微处理器（EMPU）、嵌入式微控制器（MCU）、嵌入式数字信号处理器（DSP）、嵌入式片上系统（SoC) 4.ARM7采用3级流水线结构，采用冯·诺依曼体系结构；ARM9采用5级流水线结构，采用哈佛体系结构。 5.ARM处理器共有37个32bit寄存器，包括31个通用寄存器和6个状
arm 嵌入式系统基础教程课后答案【篇一：arm 嵌入式系统基础教程习题答案周立功】 /p> 1 、举出3 个书本中未提到的嵌入式系统的例子。 答:红绿灯控制,数字空调,机顶盒 2、什么叫嵌入式系统 嵌入式系统：以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的 专用计算机系统。 3、什么叫嵌入式处理器？嵌入式处理器分为哪几类？ 嵌入式处理器是为完成特殊的应用而设计的特殊目的的处理器。 嵌入式微处理器(embedded microprocessor unit, empu) 嵌入式微控制器(microcontroller unit, mcu) 嵌入式dsp 处理器(embedded digital signal processor, edsp) 嵌入式片上系统(system on chip) 4、什么是嵌入式操作系统？为何要使用嵌入式操作系统？ 是一段在嵌入式系统启动后首先执行的背景程序，首先，嵌入式实 时操作系统提高了系统的可靠性。其次，提高了开发效率，缩短了 开发周期。再次，嵌入式实时操作系统充分发挥了32 位cpu 的多任务潜力。 第二章 1、嵌入式系统项目开发的生命周期分哪几个阶段？各自的具体任务 是什么？ 项目的生命周期一般分为识别需求、提出解决方案、执行项目和结 束项目 4 个阶段。识别需求阶段的主要任务是确认需求，分析投资 收益比，研究项目的可行性，分析厂商所应具备的条件。 提出解决方案阶段由各厂商向客户提交标书、介绍解决方案。 执行项目阶段细化目标，制定工作计划，协调人力和其他资源；定 期监控进展，分析项目偏差，采取必要措施以实现目标。 结束项目阶段主要包括移交工作成果，帮助客户实现商务目标；系 统交接给维护人员；结清各种款项。 2、为何要进行风险分析？嵌入式项目主要有哪些方面的风险？ 在一个项目中，有许多的因素会影响到项目进行，因此在项目进行 的初期，在客户和开发团队都还未投入大量资源之前，风险的评估
《嵌入式操作系统》课程教学大纲 (Embedded Operating System) 课程编号: 课程性质:专业课 适用专业：软件工程 先修课程：计算机组成和结构、C语言程序设计、操作系统原理、嵌入式系统原理与设计 后续课程：嵌入式操作系统 总学分：3（其中实验学分0.5) 一、教学目的与要求 “嵌入式操作系统”是软件工程专业的课程之一，培养学生具有嵌入式系统的应用知识、嵌入式系统的初步分析能力和具有用RTOS构成嵌入式系统的应用能力。介绍嵌入式系统中嵌入式实时操作系统和其他技术。通过本课程学习常见的嵌入式操作系统；掌握嵌入式系统软硬件设计的基本方法；跟踪嵌入式系统最新设计理念；实践嵌入式系统项目开发基本流程；为嵌入式系统开发奠定良好的基础。 本课程以介绍嵌入式操作系统知识为主，但在构成一个嵌入式计算机应用系统时，还必须具有用汇编语言、C或C++语言及程序设计编制源程序的能力，软硬件结合是本课程的一个特点。 1．教学目的 通过本课程的学习，使学生具有嵌入式操作系统的分析能力和初步设计能力。 2．教学要求 本课程采用课堂教学和试验教学相结合，以课堂教学为主的教学形式。通过本课程的学习，要求学生能够达到： （1）较深入地了解嵌入式操作系统的组成及工作原理； （2）具有较高的汇编语言源程序的阅读能力和一定的程序编写能力； （3）掌握嵌入式操作系统的使用方法和移植方法； 二、课时安排
注：教学、实验内容和学时安排各专业任课教师可根据具体专业要求作适当调整。 三、教学内容 １. 概论（2学时） （1）教学的基本要求 了解：嵌入式系统、实时系统的基本概念 重点：嵌入式操作系统的选型 （2）教学内容 ①嵌入式系统的概念 ②嵌入式操作系统的分类 ③嵌入式系统的应用举例 2. 嵌入式系统工程设计（4学时） （1）教学的基本要求 了解：介绍可用于嵌入式应用开发的一些基本方法 重点：介绍嵌入式实时软件工程方法 （2）教学内容 ①嵌入式系统项目开发流程 ②嵌入式系统工程设计方法 3. 内核相关基本概念（10学时） （1）教学的基本要求 了解：内核的定位与可裁剪性；相关基本术语 理解：任务状态、调度规则，中断处理，任务异常处理 掌握：非任务执行时、任务无关部分和准任务部分的系统状态 重点：任务状态 难点：中断处理 （2）教学内容 ①内核的定位与可裁剪性。 ②任务的运行、就绪、等待与睡眠和不存在状态。 ③任务的优先级与调度规则。 ④中断与异常。 ⑤系统状态。 4. 数据类型与系统调用（6学时） （1）教学的基本要求 了解：普通数据类型和其它定义数据类型 理解：相对时间，系统时间，时限 掌握：系统调用的格式，调用方法以及参数包的修改 重点：系统调用方法。 难点：参数包的修改。
计算机操作系统期末复习题 声明：本题库容仅供参考 注：1-简单2-一般3-较难4-难 第一部分操作系统基本概念 一、选择题(选择最确切的一个答案，将其代码填入括号中) 1、操作系统是一种（）。 A、应用软件 B、系统软件 C、通用软件 D、工具软件 答案-1：B 2、计算机系统的组成包括（）。 A、程序和数据 B、处理器和存 C、计算机硬件和计算机软件 D、处理器、存储器和外围设备 答案-1：C 3、下面关于计算机软件的描述正确的是（）。 A、它是系统赖以工作的实体 B、它是指计算机的程序及文档 C、位于计算机系统的最外层 D、分为系统软件和支撑软件两大类 答案-2：B 4、财务软件是一种（）。 A、系统软件 B、接口软件 C、应用软件 D、用户软件 答案-2：C 5、世界上第一个操作系统是（）。 A、分时系统 B、单道批处理系统 C、多道批处理系统 D、实时系统 答案-1：B 6、批处理操作系统提高了计算机的工作效率，但（）。 A、系统资源利用率不高 B、在作业执行时用户不能直接干预 C、系统吞吐量小 D、不具备并行性 答案-3：B 7、引入多道程序的目的是（）。 A、为了充分利用主存储器 B、增强系统的交互能力
C、提高实时响应速度 D、充分利用CPU，减少CPU的等待时间 答案-3：D 8、在多道程序设计的计算机系统中，CPU（）。 A、只能被一个程序占用 B、可以被多个程序同时占用 C、可以被多个程序交替占用 D、以上都不对 答案-2：C 9、多道程序设计是指（）。 A、有多个程序同时进入CPU运行 B、有多个程序同时进入主存并行运行 C、程序段执行不是顺序的 D、同一个程序可以对应多个不同的进程 答案-3：B 10、从总体上说，采用多道程序设计技术可以（）单位时间的算题量，但对每一个算题，从算题开始到全部完成所需的时间比单道执行所需的时间可能要（）。 A、增加减少 B、增加延长 C、减少延长 D、减少减少 答案-4：B 11、允许多个用户以交互使用计算机的操作系统是（）。 A、分时系统 B、单道批处理系统 C、多道批处理系统 D、实时系统 答案-2：A 12、下面关于操作系统的叙述正确的是（）。 A、批处理作业必须具有作业控制信息 B、分时系统不一定都具有人机交互功能 C、从响应时间的角度看，实时系统与分时系统差不多 D、由于采用了分时技术，用户可以独占计算机的资源 答案-3：A 13、操作系统是一组（）。 A、文件管理程序 B、中断处理程序 C、资源管理程序 D、设备管理程序 答案-1：C 14、现代操作系统的两个基本特征是（）和资源共享。 A、多道程序设计 B、中断处理 C、程序的并发执行 D、实现分时与实时处理 答案-1：C 15、（）不是操作系统关心的主要问题。 A、管理计算机裸机
四种实时操作系统特性进行分析和比较 https://www.doczj.com/doc/d82415285.html,2006年11月18日21:55ChinaByte 本文对四种实时操作系统(RTOS)特性进行分析和比较。它们是:Lynx实时系统公司的LynxOS、QNX软件系统有限公司的QNX以及两种具有代表性的实时Linux——新墨西哥工学院的RT-Linux和堪萨斯大学的KURT-Linux。 近年来，实时操作系统在多媒体通信、在线事务处理、生产过程控制、交通控制等各个领域得到广泛的应用，因而越来越引起人们的重视。 基本特征概述 *QNX是一个分布式、嵌入式、可规模扩展的实时操作系统。它遵循POSIX.1 (程序接口)和POSIX.2(Shell和工具)、部分遵循POSIX.1b(实时扩展)。它最早开发于1980年，到现在已相当成熟。 *LynxOS是一个分布式、嵌入式、可规模扩展的实时 操作系统，它遵循POSIX.1a、POSIX.1b和POSIX.1c标准。它最早开发于1988年。 *RT-Linux是一个嵌入式硬实时操作系统，它部分支持POSIX.1b标准。 *KURT-Linux不是为嵌入式应用设计的，不同于硬(hard)实时/软(soft)实时应用，他们提出“严格(firm)”实时应用的概念，如一些多媒体应用和ATM网络应用，KURT是为这样一些应用设计的“严格的”实时系统。 体系结构异同 实时系统的实现多为微内核体系结构，这使得核心小巧而可靠，易于ROM固化，并可模块化扩展。微内核结构系统中，OS服务模块在独立的地址空间运行，所以，不同模块的内存错误便被隔离开来。但它也有弱点，进程间通信和上下文切换的开销大大增加。相对于大型集成化内核系统来说，它必须靠更多地进行系统调用来完成相同的任务。 *QNX是一个微内核实时操作系统，其核心仅提供4种服务:进程调度、进程间通信、底层网络通信和中断处理，其进程在独立的地址空间运行。所有其它OS服务，都实现为协作的用户进程，因此QNX核心非常小巧(QNX4.x大约为12Kb)而且运行速度极快。 *LynxOS目前还不是一个微内核结构的操作系统，但它计划使用所谓的“Galaxy”技术将其从大型集成化内核改造成微内核，这一技术将在LynxOS 3.0中引入。新的28Kb微内核提供以下服务:核心启动和停止、底层内存管理、出错处理、中断处理、多任务、底层同步和互斥支持。
1.8 练习题P14 1.选择题 （1）A 说明：嵌入式系统的发展趋势表现在以下几方面： 1.产品种类不断丰富，应用范围不断普及 2.产品性能不断提高 3.产品功耗不断降低，体积不断缩小 4.网络化、智能化程度不断提高 5.软件成为影响价格的主要因素 （2）D
说明：常见的嵌入式操作系统: VxWorks，Windows CE、uC/OS-II和嵌入式Linux。 （3）A 说明：VxWorks是美国WindRiver公司于1983年开发的一种32位嵌入式实时操作系统。 2.填空题 (1)嵌入式计算机 (2)微处理器外围电路外部设备 (3)板级支持包实时操作系统应用编程接口应用程序 (4)嵌入式处理器微控制器数字信号处理器 3.简答题 （1）简述嵌入式系统的定义和特点 答：定义：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。 特点：专用性强、实时性好、可裁剪性好、可靠性高和功耗低等。（2）简述计算机系统的发展历程 第一阶段大致在20世纪70年代前后，可以看成是嵌入式系统的萌芽阶段； 第二阶段是以嵌入式微处理器为基础，以简单操作系统为核心的嵌入式系统； 第三阶段是以嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统，也是嵌入式应用
开始普及的阶段； 第四阶段是以基于Internet为标志的嵌入式系统，这是一个正在迅速发展的阶段。 （3）简述MCU和DSP的区别 MCU是微控制器，DSP是数字信号处理器。 MCU相当于小型的电脑，内部集成的CPU、ROM、RAM、I/O总线，所以集成度高是它的特点。 DSP是专用的信息处理器，内部的程序是对不同的机器和环境进行特别优化，所以处理速度是最快的。 2.4 练习题 1. 填空题 (1) ARM7 ARM9 ARM9E ARM10E ARM11 (2) 精简指令集计算机 (3) Samsung ARM920T IIC总线 (4) BGA 显卡布线 (5) 1.8V 3.3V (6) 8 128 1 (7) S3C2410 64MB 64MB 2. 选择题 (1) D (2)C (3)A (4)B (5)B (6)C (7)D (8)C (9)C (10)B
嵌入式操作系统课程复习 （嵌入式操作系统原理） 一、真空题 1．根据系统中的任务获得使用CPU的权力的方式，多任务实时操作系统的内核分为可剥夺型和不可剥夺型两种类型。 2．实时操作系统需要满足的条件包括多任务、可剥夺型内核、任务切换时间固定、中断延时尽量短。 3．目前比较常见的操作系统有_WinCE_、_uCLinux_、_Uc/OC-II_等。 4．在ucos-ii中任务的状态包括_睡眠状态_、就绪状态_、运行状态、中断服务状态_等。5．在ucos-ii中任务由_任务的代码_、任务控制块_、_任务堆栈_三个部分组成。 6．在ucos-ii中提供的空闲任务OSTaskIdle()的作用是完成_对OSdleCtr计数器加1_。7．在ucos-ii中提供的统计任务OSTaskStat()的作用是完成_CPU利用率OSCPUUsage统计。8．在ucos-ii中任务的调度主要完成_在任务就绪表中查找具有最高优先级别的就绪任务_、实现任务的切换两件事。 二、简答题 1．代码的临界段？在ucos-ii中通过哪几种方式实现？ 在应用程序中，能够不受任何干扰而运行的代码段，称做临界段。它主要通过开关中断技术实现。用户可通过定义移植文件OS_CPU.H中的常数OS_CRITICAL_METHOD 来实现选择 开关中断的实现方法分三种： 1）直接用处理器指令 2）在堆栈中保存中断的开关状态，然后再关中断。 3）通过编译器提供的c函数来保存处理器状态字的值。 #if OS_CRITICAL_METHOD == 1 #define OS_ENTE R_CRITICAL() asm ("DI") //关中断 #define OS_EXIT_CRITICAL() asm ("EI") //开中断 #endif #if OS_CRITICAL_METHOD == 2 #define OS_ENTER_CRITICAL() asm ("PUSH PSW,DI") //保存CPU状态，关中断 #define OS_EXIT_CRITICAL() asm ("POP psw) //恢复中断允许标志 #endif #if OS_CRITICAL_METHOD == 3 #define OS_ENTER_CRITICAL() ("cpu_sr = get_processor_psw(),DI") //保存CPU状态，关中断 #define OS_EXIT_CRITICAL() ("Set_processor_psw(cpu_sr)) //恢复中断允许标志#endif 2．调度？在ucos-ii中其调度算法是什么？ 在多任务系统中，令CPU中止当前正在运行的任务转而去运行另一个任务的工作叫任
嵌入式操作系统课程教学大纲 课程名称：嵌入式操作系统 英文名称：Embedded Operating System 课程类型：专业选修课 总学时及学分：32 适应对象：物联网工程、软件工程、计算机科学技术、网络工程 主要先修课程：C语言程序设计、汇编语言程序设计、数据结构、操作系统、计算机网络、计算机组成 执行日期： 一、课程的性质与任务 课程教学所要达到的目的是：使学生掌握嵌入式系统体系结构，了解典型嵌入式处理器架构，学习嵌入式操作系统内核包括进程调度、进程通信、文件系统、存储管理、网络管理等，了解常见嵌入式操作系统特点及其环境支持下的嵌入式软件开发与应用。 二、课程的教学目标 课程教学所要达到的目的是：让学生学习嵌入式操作系统，了解嵌入式操作系统内核组成； 使学生的获取知识能力、系统认知能力得到提升，培养学生的团队协作能力，锻炼和培养学生锲而不舍、百折不挠的科研品质。 三、教学内容及其基本要求 在学生掌握操作系统知识的基础上，以嵌入式软件的核心——嵌入式操作系统为重点，以应用为目的，使学生对嵌入式系统及开发有一个完整把握，深入理解嵌入式操作系统。结合嵌入式系统知识掌握嵌入式内核，包括进程管理与调度、同步互斥与通信、中断和时间管理、存储管理和适用于嵌入式的文件系统，为学生在嵌入式系统开发中能对内核进行灵活地裁减奠定基础，进而掌握嵌入式软件应用开发。 1嵌入式系统导论 1.1嵌入式系统概述
1.1.1嵌入式系统的发展历程 1.1.2嵌入式系统的特点 1.1.3嵌入式系统的分类 1.2嵌入式系统的应用领域 1.3嵌入式系统的实时性与可靠性1.3.1嵌入式系统的可靠性 1.3.2嵌入式系统的实时性 1.4嵌入式系统的发展趋势 2嵌入式硬件系统 2.1基本组成 2.2嵌入式微处理器 2.3总线 2.4存储器 2.5输入/输出接口设备 3嵌入式软件系统 3.1嵌入式软件系统概述 3.2嵌入式操作系统 3.3嵌入式软件开发工具 4嵌入式操作系统基础 4.1嵌入式操作系统的发展历史4.2嵌入式操作系统的体系结构4.3嵌入式操作系统的构成元素5进程管理与调度 5.1概述 5.2进程管理 5.3进程调度 5.4优先级反转 5.5多处理器调度 6进程通信
一．什么是真正的实时操作系统 做嵌入式系统开发有一段时间了，做过用于手机平台的嵌入式Linux，也接触过用于交换机、媒体网关平台的VxWorks，实际应用后回过头来看理论，才发现自己理解的肤浅，也发现CSDN 上好多同学们都对实时、嵌入式这些概念似懂非懂，毕竟如果不做类似的产品，平时接触的机会很少，即使做嵌入式产品开发，基本也是只管调用Platformteam封装好的API。所以在此总结一下这些概念，加深自己的理解，同时也给新手入门，欢迎大家拍砖，争取写个连载，本文先总结一下实时的概念，什么是真正的实时操作系统？ 1. 首先说一下实时的定义及要求： 参见 Donal Gillies 在 Realtime Computing FAQ 中提出定义：实时系统指系统的计算正确性不仅取决于计算的逻辑正确性，还取决于产生结果的时间。如果未满足系统的时间约束，则认为系统失效。
一个实时操作系统面对变化的负载（从最小到最坏的情况）时必须确定性地保证满足时间要求。请注意，必须要满足确定性，而不是要求速度足够快！例如，如果使用足够强大的CPU，Windows在CPU空闲时可以提供非常短的典型中断响应，但是，当某些后台任务正在运行时，有时候响应会变得非常漫长，以至于某一个简单的读取文件的任务会长时间无响应，甚至直接挂死。这是一个基本的问题：并不是Windows不够快或效率不够高，而是因为它不能提供确定性，所以，Windows不是一个实时操作系统。 根据实际应用，可以选择采用硬实时操作系统或软实时操作系统，硬实时当然比软实时好，但是，如果你的公司正在准备开发一款商用软件，那请你注意了，业界公认比较好的VxWorks(WindRiver开发)，会花光你本来就很少的银子，而软实时的操作系统，如某些实时Linux，一般是开源免费的，我们公司本来的产品就是基于VxWorks的，现在业界都在CostReduction，为了响应号召，正在调研如何把平台换成免费的嵌入式实时Linux。同学们，如何选择，自己考虑吧:-)
习题1 1. 嵌入式系统的概念的是什么？答：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技 术为基础，软、硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。（嵌入式系统是嵌入式到对象体系中的，用于执行独立功能的专用计算机系统。） 2. 嵌入式系统的特点是什么？ 答：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；具有固化在非易失性存储器中的代码嵌入式系统开发和工作环境 4. 嵌入式系统的功能是什么？答：提供强大的网络服务小型化，低成本，低 功能；人性化的人机界面；完善的开发平台 5. 嵌入式系统的硬件平台由哪些部分组成？答：嵌入式系统的硬件是以嵌入式处理器为核心，由存储器I/O 单元电路，通信模块，外部设备必要的辅助接口组成的。 7. 嵌入式操作系统的主要特点是什么？答：体积小；实时性；特殊的开发调试环境。 8. 叙述嵌入式系统的分类。答：按嵌入式微处理器的位数分类可以分为4 位、 8 位、16 位、32 位和64 位等；按软件实时性需求分类可以分为非实时系统（如PDA）， 软实时系统（如消费类产品）和硬实时系统（如工业实时控制系统）按嵌入式系统的复杂程度分类可以分为小型嵌入式系统，中型嵌入式系统和复杂嵌入式系统。 习题2 处理器和工作状态有哪些？
答：ARM犬态：此时处理器执行32位的的字对齐的ARS旨令。 Thumb犬态：此时处理器执行16位的，半字对齐的Thumb旨令 2.叙述ARM9内部寄存器结构，并分别说明R13 R14 R15寄存器的 作用。 答：共有37个内部寄存器，被分为若干个组（BANK，这些寄存器包括31个通用寄存器，包括程序计数器（PC指针）6个状态寄存器。R13用作堆栈指针，R14称为子程序链接寄存器，R15用作程序计数器。处理器的工作模式有哪些？ 答：用户模式：ARM处理器正常的程序执行状态。 快速中断模式：用于高速数据传输或通道处理 外部中断模式：用于通用中断处理管理模式：操作系统使用的保护模式数据访问终止模式：当数据或指令预期终止时进入该模式，可用于虚拟存储器及存储保护 系统模式：运行具有特权的操作系统任务 未定义指令终止模式：当未定义的指令执行时进入该模式，可用 于支持硬件协处理器的软件仿真。 微处理器支持的数据类型有哪些？ 答：ARM微处理器中支持字节（8位）、半字（16位），字（32 位）
51单片机实时操作系统 作者：徐少伟日期：2013年12月07日 摘要本文着重介绍了运行在51单片机上基于片轮询式实时操作系统RTOS的构建，讨论了实时操作系统的运行原理和设计思路。关键词：51单片机、片轮询、实时操作系统RTOS 1前言 随着计算机技术的发展，计算机已经被广泛地应用到各个领域中。而在控制领域，人们更多地关心计算机的低成本、小体积、运行的可靠性和控制的灵活性。特备是智能仪表、智能传感器、智能家电、智能办公设备、汽车及军事电子设备等应用系统要求计算机嵌入这些设备中。而作为嵌入式计算机的单片机因其体积小、可靠性高、控制功能强以及非凡的嵌入式应用形态，使得单片机应用技术已经成为电子应用系统设计中最为常用的技术手段。 在工业控制方面，因工业环境对计算机的可靠性和实时性的要求特别高，而诸如51系列的单片机的片上资源比较有限，因此开发并构建一种应用于单片机上的实时多任务操作系统已成为一种迫切的需求。 2实时操作系统设计概述2.1实时多任务操作系统(RTOS)简介 过去一个单片机应用程序所控制的任务和外设不多，采用一个主程序和几个子程序模块的调用，即可满足要求。但随着应用的复杂化，对单片机软件提出了更高的要求。一个控制器系统可
能需要同时控制或监控很多外设，要求有实时响应；有很多处理的任务，各种任务之间有信息的传递。如果仍采用原来的程序设计方法，将会存在两个问题。一是中断可能得不到及时响应，处理时间过长。二是系统任务多，要考虑的各种可能也多，各种资源如调度不当就会发生死锁，降低软件的可靠性，程序编写的任务量成指数增加。 实时操作系统是一段系统启动后首先执行的背景程序，用户的应用程序是运行在RTOS之上的各个任务。RTOS根据各个任务的要求，进行资源（包括存储器、外设等）管理、消息管理、任务调度、异常处理等工作。 实时多任务操作系统，以分时方式运行的多个任务，看上去好像是多个任务“同时”运行。标准的RTOS应具有任务调度、中断处理、事件管理、定时器管理、循环队列管理、资源管理、存储管理、自动掉电管理等功能，基于优先服务方式的RTOS才是真正的实时操作系统。 本文主要讨论了基于时间分片轮询方式，即片轮询方式的多任务操作系统，重点介绍多任务实时操作系统的原理和构建方法，为深入研究真正意义上的实时多任务操作系统RTOS奠定一定的理论和思想基础。 2.2实时多任务操作系统（RTOS）任务切换 在实时操作系统RTOS中，任务的切换方式有三种：协同方式、时间片轮询方式以及抢占优先级方式。 2.2.1协同方式 所谓“协同方式”，是指一个任务在持续运行而不释放资源，其他任务是没有机会获得运行
《嵌入式系统原理与应用》课程教学大纲 一、课程基本信息 课程代码：230449 课程名称：嵌入式系统原理与应用 英文名称：Principle and Application of Embedded System 课程类别：专业课 学时：72（其中实验32学时） 学分：3.5 适用对象: 计算机科学与技术业 考核方式：考试（平时成绩占总评成绩的30%，期末考试成绩占70%） 先修课程：计算机组成原理、操作系统、编译原理 二、课程简介 嵌入式系统原理与应用是计算机科学技术专业的一门专业课，讲述嵌入式系统的基本理论、原理。本课程是一门既与硬件关系紧密，又与嵌入式操作系统、嵌入式软件关系十分紧密课程。它围绕目前流行的32位ARM处理器和源码开放的Linux操作系统，讲述嵌入式系统的概念，软、硬件组成，开发过程以及嵌入式应用程序开发设计方法。本课程的知识将为学生今后从事嵌入式系统研究与开发打下坚实的基础。The principle of embedded system is an important course of computer science and technology, which introduce the principles and the theory of embedded system.T his curriculum is tied closely with not only hardware but also embedded operating system and embedded software. It introduce the conception of embedded system, components of software and hardware, developing progresses and designing methods of embedded programming which based on the 32bit arm processor and operating system of opened linux.The knowledge of this course would be solid foundation for the student who would be engaged in researching or developing about embedded system. 三、课程性质与教学目的 嵌入式系统原理与应用课程的性质：该课程是计算机科学与技术专业的专业课。 嵌入式系统原理与应用课程的教学目的：通过对基于ARM嵌入式芯片的系统的基本组织结构与工作原理的学习，使学生对计算机系统的硬件部分有一个全面的了解，对嵌入式软件的开发过程有一个清楚的认识，通过对嵌入式操作系统的工作原理的学习，使学生对嵌入式操作系统有一个清晰的认识，提高学生在嵌入式软件设计设计能力及解决实际问题的动手能力，为后续专业课程的学习打下坚实的基础。 四、教学内容及要求 第一章嵌入式系统导论 （一）目的与要求
参考答案 第一章 一、填空题。 1、嵌入式系统主要融合了计算机软硬件技术、通信技术和微电子技术，它是将计算机直接嵌入到应用系统中，利用计算机的高速处理能力以实现某些特定的功能。 2、目前国内对嵌入式系统普遍认同的定义是：以应用为中心、以计算机技术为基础、软硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。 3、嵌入式系统一般由嵌入式计算机和执行部件组成，其中嵌入式计算机主要由四个部分组成，它们分别是：硬件层、中间层、系统软件层以及应用软件层。 4、嵌入式处理器目前主要有ARM、MIPS、Power PC、68K等，其中arm处理器有三大特点：体积小、低功耗、的成本和高性能，16/32位双指令集，全球合作伙伴众多。 5、常见的嵌入式操作系统有：Linux、Vxworks、WinCE、Palm、uc/OS-II和eCOS。 6、嵌入式系统开发的一般流程主要包括系统需求分析、体系结构设计、软硬件及机械系统设计、系统集成、系统测试，最后得到最终产品。 二、选择题 1、嵌入式系统中硬件层主要包含了嵌入式系统重要的硬件设备：、存储器（SDRAM、ROM等）、设备I/O接口等。（A） A、嵌入式处理器 B、嵌入式控制器 C、单片机 D、集成芯片 2、20世纪90年代以后，随着系统应用对实时性要求的提高，系统软件规模不断上升，实时核逐渐发展为，并作为一种软件平台逐步成为目前国际嵌入式系统的主流。（D） A、分时多任务操作系统 B、多任务操作系统 C、实时操作系统 D、实时多任务操作系统 3、由于其高可靠性，在美国的火星表面登陆的火星探测器上也使用的嵌入式操作系统是。（B） A、Palm B、VxWorks C、Linux D、WinCE [在此处键入]
实时操作系统实验报告 专业：10通信工程 学号：20100306110 姓名: 汪洁 指导老师：申屠浩
实验一任务管理实验 实验目的： 1.理解任务管理的基本原理，了解任务的各个基本状态及其变迁过程； 2.掌握μC/OS-II 中任务管理的基本方法（挂起、解挂）； 3.熟练使用μC/OS-II 任务管理的基本系统调用。 实验要求与思路： 为了体现任务的各个基本状态及其变迁过程，本实验设计了T0、T1 和T3 三个任务，它们交替运行，如图所示 说明： 在系统完成初始化后，可以先创建并启动优先级最低的TaskStart，由它创 建其他3 个应用任务T0、T1 和T2，之后整个系统的运行流程如下： 1）优先级最高的T0 开始执行，之后T0 挂起自己； 2）然后系统调度选中T1 开始执行，之后T1 挂起自己； 3）接着系统调度选中T2,之后唤醒T0； 4）如此循环 实验程序: #include "includes.h" #define TASK_STK_SIZE 512 OS_STK TaskStk1[TASK_STK_SIZE]; OS_STK TaskStk2[TASK_STK_SIZE]; OS_STK TaskStk3[TASK_STK_SIZE]; OS_STK TaskStartStk[TASK_STK_SIZE]; void Task1(void *data); void Task2(void *data); void Task3(void *data); /* Function prototypes of tasks*\ void TaskStart(void *data); /* Function prototypes of Startup task */
智慧树知到《操作系统原理》章节测试答案 第一章单元测试 1、允许多个用户将若干个作业提交给计算机系统集中处理的操作系统称为（）。A:网络操作系统 B:分时操作系统 C:实时操作系统 D:批处理系统 正确答案：批处理系统 2、（）是指两个或两个以上的活动或事件在同一时间间隔内发生。 A:并行 B:并发 C:共享 D:同步 正确答案：并发 3、操作系统（）采用了分层式结构进行设计。 A:UNIX B:IBM OS/360 C:Multics D:MS-DOS 正确答案：Multics 4、批处理系统的运行方式有（）等几种。 A:执行系统
B:加载系统 C:早期批处理 D:脱机批处理 E:联机批处理 正确答案：执行系统,早期批处理,脱机批处理,联机批处理 5、分时操作系统具有（）的特征。 A:及时性 B:多路性 C:异步性 D:独占性 E:交互性 正确答案：及时性,多路性,独占性,交互性 6、多道程序设计技术必须要在多个处理器上才能实现。 A:对 B:错 正确答案：错 7、虚拟机通过软件模拟硬件系统功能，可以将一台计算机虚拟成多个计算机。A:对 B:错 正确答案：对 8、互斥访问的计算机资源不能被共享。 A:对
B:错 正确答案：错 9、实时操作系统不需要具有很强的交互能力。 A:对 B:错 正确答案：对 10、Minix3是由荷兰Vrije大学计算机科学系Dijkstra 教授领导开发的。A:对 B:错 正确答案：错 第二章单元测试 1、处理器管理的核心问题是（）。 A:处理器调度 B:进程管理 C:作业管理 D:线程管理 正确答案：进程管理 2、（）是操作系统感知进程存在的惟一标志。 A:JCB B:TCB C:FCB D:PCB
) 一、名词解释： 1、OS：操作系统 2、MCU：微控制器 3、ISR：中断服务子程序 4、FIFO：先进先出 5、TCB：Task Control Block,任务控制块 6、API：应用程序接口 7、RTOS：实时操作系统 # 8、UART：通用异步收发传输器 9、MMU：内存管理单元 10、JTAG：边界调试接口 二、填空题 1、( 优先级抢占和时间片轮转)是一种运行时间一到就剥夺进程处理器使用权的剥夺式调度。 2、实时系统的两个基本要求：( 逻辑或功能正确)、时间正确。所谓时间正确是指 (实时系统的计算必须在预定的时间内完成)。 3、临界区是指( 处理时不可分割的代码、每个进程中访问临界资源的那段程序) ` 4、UCOS调用系统延时最小时间单位( 毫秒) 5、UCOS配置文件中OS_TICKS_PER_SEC的数值定义为32，含义是（时钟频率为32 hz) 6如果某一个任务不是必须的监控任务，我们一般采用( 动态内存管理)的机制来创建该任务所需要的变量内存空间，要想能使用这种机制，必须首先将内存交给(操作系统)来统一管理 7、如果系统中某一个资源属于独占资源，n个任务都需要使用，标准的做法是使用（互斥信号量）来解决 8、在UCOS中，优先级用一个数字表示，数字越大表示任务的优先级别越（低） 9、优先级调度的( 任务就绪表)标志进程抢占处理器的权利大小。 10、（任务控制块）主要用来记录任务的堆栈指针，任务的当前状态，任务的优先级别等一些与任务管理有关的属性的表。 11、临界区是指( 保证共享资源的完整性和可靠性的代码段)。 （ 12、可重入指的是（是一段代码(如一个函数)可以被多个任务同时调用，而不必担心会破坏数据）。 13、某事件周期不确定，持续时间较短，处理容忍度较长，通常我们采取在（任务就绪表）中发现该事件，在（任务调度）中处理该事件。 14、如果系统中有2个资源，n个任务都需要使用，标准的做法是使用(互斥信号量)来解决。 15、在UCOS中，最低优先级自动赋给( 空闲任务)这个系统任务。 16、对CPU资源进行分配的两种操作系统常见调度算法为__（任务级调度_）和（中断级调度）。 17、uC/OS中，主要依靠_（任务堆栈_）来保存任务工作环境。
1.1.3 嵌入式系统的应用领域及发展趋势 在后PC时代，嵌入式系统将拥有最大的市场。计算机和网络已经全面渗透到日常生活的每一个角落。各种各样的新型嵌入式系统设备在应用数量上已经远远超过通用计算机，任何一个普通人可能拥有从大到小的各种使用嵌入式技术的电子产品，小到MP3、PDA等微型数字化产品，大到网络家电、智能家电、车载电子设备。而在工业和服务领域中，使用嵌入式技术的数字机床、智能工具、工业机器人、服务机器人也将逐渐改变传统的工业和服务方式。 美国著名的未来学家尼葛洛庞帝在1999年访华时预言，4～5年后嵌入式系统将是继PC 和Internet之后最伟大的发明。这个预言已经成为现实，现在的嵌入式系统正处于高速发展阶段。 1．嵌入式系统的应用领域 随着信息化、智能化、网络话的发展，嵌入式系统技术也将获得广阔的发展空间。进入20世纪90年代，嵌入式技术全面展开，目前已成为通信和消费类产品的共同发展方向。 嵌入式软件的主要应用领域有手机、网络及通讯设备、信息家电、汽车电子、工业控制、消费类电子产品等。 硬件方面，不仅有各大公司的微处理器芯片，还有用于学习和研发的各种配套开发包。目前低层系统和硬件平台经过若干年的研究，已经相对比较成熟，实现各种功能的芯片应有尽有。 从软件方面，也有相当多的成熟软件系统。国外商品化的嵌入式实时操作系统，如：WindRiver、Microsoft、QNX和Nuclear等公司的产品。我国也有自主开发的嵌入式系统软件，如：银科京城（CoreTek）公司的嵌入式软件开发平台DeltaSystem，还有中科院推出的Hopen 嵌入式操作系统。 嵌入式系统技术具有非常广阔的应用前景，其应用领域可以包括： （1）手机领域 以手机为代表的移动设备可谓是近年来发展最为迅猛的嵌入式行业。甚至针对于手机软件开发，还曾经衍生出“泛嵌入式开发”这样的新词汇。一方面，手机得到了大规模普及，另一方面，手机的功能得到了飞速发展，3、4年前的手机功能与价格与现在就不能同日而语。随着国内3G时代的脚步日益临近，可以预料到手机领域的软硬件都必将面临一场更大的变革。功耗、功能、带宽、价格等都是手机硬件领域的热门词汇。从软件技术角度来看，手机的软件操作系统平台会趋于标准化和统一化。手机的应用会愈加丰富，除了最基本的通话功能外，逐渐会包括目前PDA、数码相机、游戏机等功能，更加趋向于成为个人手持终端。 （2）消费类电子产品 消费类电子产品的销量早就超过了PC若干倍。并且以每年10%左右的速度增长。消费类电子产品主要包括便携音频视频播放器、数码相机、掌上游戏机等。目前，消费类电子产品已形成一定的规模，并且已经相对成熟。对于消费类电子产品，真正体现嵌入式特点的是在系统设计上经常要考虑性价比的折衷，如何设计出让消费者觉得划算的产品是比较重要的。 （3）信息家电 冰箱、空调等的网络化、智能化将引领人们的生活步入一个崭新的空间。即使不在家里，也可以通过电话线、网络进行远程控制。 （4）家庭智能管理系统