2023年操縱系統(tǒng)題庫

嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的基本概念什么是嵌入式系統(tǒng)?（了解）人們把嵌入到對(duì)象體系中,為實(shí)現(xiàn)對(duì)象體系智能化控制的計(jì)算機(jī)系統(tǒng),稱作嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng),簡稱為嵌入式系統(tǒng)。什么是嵌入式操作系統(tǒng)?運(yùn)營在嵌入式硬件平臺(tái)上,對(duì)整個(gè)系統(tǒng)及其所操作的部件、裝置等資源進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)、指揮和控制的系統(tǒng)軟件就叫做嵌入式操作系統(tǒng)。實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)需要滿足的條件有哪些？實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)應(yīng)滿足以下三個(gè)條件：實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)必須是多任務(wù)系統(tǒng)。任務(wù)的切換時(shí)間應(yīng)與系統(tǒng)中的任務(wù)數(shù)無關(guān)。中斷延遲的時(shí)間可預(yù)知并盡也許短。一個(gè)用C語言編寫的任務(wù)的結(jié)構(gòu)（P11例1-1,重點(diǎn)掌握):voidmytask(voｉd*pdata)｛??fｏr（;;) ?{ ?用戶編寫的代碼； ?}｝預(yù)備知識(shí)取址運(yùn)算符與取值運(yùn)算符“取址”運(yùn)算符“＆”,“取值”運(yùn)算符“*”。函數(shù)指針函數(shù)名就是該函數(shù)的指針(重點(diǎn)掌握)。uＣ／OS-II中的任務(wù)1、任務(wù)的組成2、任務(wù)有哪兩種用戶任務(wù)、系統(tǒng)任務(wù)3、任務(wù)的5種狀態(tài)（重點(diǎn)）（作簡樸描述即可)(1)睡眠狀態(tài):任務(wù)在沒有被配備任務(wù)控制塊或被剝奪了任務(wù)控制塊時(shí)的狀態(tài)叫做任務(wù)的睡眠狀態(tài);(2)就緒狀態(tài):假如系統(tǒng)為任務(wù)配備了任務(wù)控制塊且在任務(wù)就緒表中進(jìn)行了就緒登記,則任務(wù)就具有了運(yùn)營的充足條件，這時(shí)任務(wù)的狀態(tài)叫做就緒狀態(tài);(3)運(yùn)營狀態(tài)：處在就緒狀態(tài)的任務(wù)假如經(jīng)調(diào)度器判斷獲得了CPU的使用權(quán),則任務(wù)就進(jìn)入運(yùn)營狀態(tài)。任何時(shí)刻只能有一個(gè)任務(wù)處在運(yùn)營狀態(tài),就緒的任務(wù)只有當(dāng)所有優(yōu)先級(jí)高于本任務(wù)的任務(wù)都轉(zhuǎn)為等待狀態(tài),才干進(jìn)入運(yùn)營狀態(tài);（４)等待狀態(tài)：正在運(yùn)營的任務(wù)，需要等待一段時(shí)間或需要等待一個(gè)事件發(fā)生再運(yùn)營時(shí),該任務(wù)就會(huì)把CPＵ的使用權(quán)讓給其他任務(wù)而使任務(wù)進(jìn)入等待狀態(tài)；(５）中斷服務(wù)狀態(tài):一個(gè)正在運(yùn)營的任務(wù)一旦響應(yīng)中斷申請(qǐng)就會(huì)中止運(yùn)營而去執(zhí)行中斷服務(wù)程序,這時(shí)任務(wù)的狀態(tài)叫做中斷服務(wù)狀態(tài)。4、P6１例3－１一個(gè)用C語言編寫的任務(wù)5、空閑任務(wù)(該任務(wù)必須用）為了使CＰU在沒有用戶任務(wù)可執(zhí)行時(shí)有事可做,uＣ/OS-II提供了一個(gè)叫做空閑任務(wù)OＳＴａskＩdle（)的系統(tǒng)任務(wù)。６、記錄任務(wù)（該任務(wù)可用可不用)記錄任務(wù)OSTasｋStaｒt（）。７、任務(wù)的優(yōu)先權(quán)與優(yōu)先級(jí)最多可以在uＣ/OS-ＩI中創(chuàng)建6４個(gè)任務(wù)，所以任務(wù)的優(yōu)先級(jí)別最多有6４級(jí)，每個(gè)級(jí)別都用一個(gè)整數(shù)數(shù)字來表達(dá),即０、1、２、…、63；數(shù)字越小優(yōu)先級(jí)別越高。8、任務(wù)堆棧所謂堆棧，就是在存儲(chǔ)器中按數(shù)據(jù)“后進(jìn)先出(LＩFＯ)”的原則組織的連續(xù)存儲(chǔ)空間。9、任務(wù)堆棧的創(chuàng)建#deｆineTａｓk_SＴK＿SIZE512//定義堆棧的長度為(１024字節(jié))OS_STK[Ｔasｋ_STＫ_SIZＥ];//定義一個(gè)數(shù)組來作為任務(wù)堆棧10、堆棧的增長方向堆棧的增長方向有兩種：向下的（如[MｙTaskStＫN-1])、向上的。11、任務(wù)控制塊結(jié)構(gòu)（給出結(jié)構(gòu)體，說明其成員及作用）12、P70了解空任務(wù)鏈表和任務(wù)控制塊鏈表１3、P73任務(wù)就緒表結(jié)構(gòu)14、任務(wù)調(diào)度調(diào)度器的重要工作：在任務(wù)就緒表中查找具有最高優(yōu)先級(jí)別的就緒任務(wù)；實(shí)現(xiàn)任務(wù)的切換。實(shí)現(xiàn)函數(shù)任務(wù)級(jí)的調(diào)度器由函數(shù)OSSched()來實(shí)現(xiàn);中斷級(jí)的調(diào)度器由函數(shù)OＳIntＥxt()來實(shí)現(xiàn)。15、用函數(shù)OSTａsｋＣreａｔｅ（)創(chuàng)建任務(wù)16、掛起任務(wù)（了解)掛起任務(wù)函數(shù)OSTaskＳuspeｎd()17、恢復(fù)任務(wù)（了解）恢復(fù)任務(wù)函數(shù)ＯSTaskＲeｓuｍe(）18、任務(wù)的刪除(過程重要)先申請(qǐng)?jiān)賱h除自己。19、uＣ／OＳ－II的初始化初始化函數(shù)OＳIｎit()２0、uＣ/OS-II的啟動(dòng)啟動(dòng)函數(shù)OSStａrｔ（）課后題什么是可剝奪型內(nèi)核?一個(gè)應(yīng)用程序?yàn)槭裁匆欢ㄒ褂每臻e任務(wù)？記錄任務(wù)是必須使用的嗎？什么叫做任務(wù)的優(yōu)先權(quán)？uC/OS-II是用什么來描述任務(wù)的優(yōu)先權(quán)的?在uＣ/ＯＳ-IＩ中任務(wù)有哪5種狀態(tài)？任務(wù)控制塊記錄了任務(wù)的哪些信息?什么是空任務(wù)控制塊鏈表？什么是任務(wù)控制塊鏈表？數(shù)組OSTCBTｂｌ[]有什么用途?正在運(yùn)營任務(wù)的任務(wù)控制塊指針存放在哪個(gè)指針變量中？10、變量OSRayＧrp有什么用？11、編寫一個(gè)有3個(gè)任務(wù)的應(yīng)用程序，每個(gè)任務(wù)均會(huì)在顯示器上顯示一個(gè)字符，并讓3個(gè)任務(wù)具有不同的等待時(shí)間,觀測(cè)應(yīng)用程序運(yùn)營中任務(wù)被調(diào)度的情況。第4章uＣ/OS-II的中斷和時(shí)鐘1、uＣ／ＯS-II中斷響應(yīng)過程(可了解P110圖4-1)中斷－>若有高優(yōu)先級(jí)則運(yùn)營高級(jí)別的任務(wù)-＞回到原處２、臨界段的基本概念不希望被中斷的代碼段叫做臨界段，處在關(guān)中斷和開中斷之間的代碼段就是臨界段。3、關(guān)中斷與開中斷OS_ＥNTER_CRITICＡL()和OＳ_ＥXIT_CRITＩCAL(）這兩個(gè)宏封裝了與系統(tǒng)硬件相關(guān)的關(guān)中斷和開中斷指令。４、uC/OS－IＩ的時(shí)鐘(P115掌握時(shí)鐘節(jié)拍)最小的時(shí)鐘單位就是兩次中斷之間相間隔的時(shí)間，這個(gè)最小時(shí)鐘單位叫做時(shí)鐘節(jié)拍(ＴiｍeTick）。5、鉤子函數(shù)鉤子函數(shù)ＯＳTimeTickＨook()6、任務(wù)的延時(shí)（重要)ＯＳTimeDly(）或ＯSTiｍｅDlyHMＳＭ()課后題全局變量OＳIntNesting的作用是什么?（記錄中斷嵌套的次數(shù)，P11０圖4-1下面)2、uC／OS-II的中斷服務(wù)程序何時(shí)返回被中斷的任務(wù)?何時(shí)不返回被中斷的任務(wù)？3、說明延時(shí)函數(shù)ＯSTｉｍeＤly()與OＳTimｅDlyHMSＭ（）的區(qū)別。第5章任務(wù)的同步與通信(重點(diǎn)）１、事件信號(hào)量、郵箱（消息郵箱）和消息隊(duì)列。2、信號(hào)量互斥型信號(hào)量、計(jì)數(shù)型信號(hào)量。3、消息郵箱在多任務(wù)操作系統(tǒng)中，經(jīng)常需要在任務(wù)與任務(wù)之間通過傳遞一個(gè)數(shù)據(jù)(這種數(shù)據(jù)叫做“消息”）的方式來進(jìn)行通信。為了達(dá)成這個(gè)目的，可以在內(nèi)存中創(chuàng)建一個(gè)存儲(chǔ)空間作為該數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)。假如把這個(gè)緩沖區(qū)叫做消息緩沖區(qū)，那么在任務(wù)間傳遞數(shù)據(jù)(消息）的一個(gè)最簡樸的方法就是傳遞消息緩沖區(qū)的指針。因此，用來傳遞消息緩沖區(qū)指針的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就叫做消息郵箱。4、消息隊(duì)列讓數(shù)組的每個(gè)元素都存放一個(gè)消息緩沖區(qū)指針，那么任務(wù)就可通過傳遞這個(gè)指針數(shù)組指針的方法來傳遞多個(gè)消息了。這種可以傳遞多個(gè)消息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就叫做消息隊(duì)列。任務(wù)B任務(wù)B任務(wù)A指針（消息隊(duì)列）指針（消息隊(duì)列）消息消息緩沖區(qū)（存地址）真實(shí)信息真實(shí)信息（多條）５、Ｐ145-Ｐ14６等待任務(wù)控制鏈表(知識(shí)點(diǎn)多,需具體掌握)等待任務(wù)表OＳＥvｅｎtＴbｌ[]與變量OSEventＧｒp[］6、任務(wù)優(yōu)先級(jí)的反轉(zhuǎn)現(xiàn)象（其解釋及如何防范此現(xiàn)象,可參考P161圖５-１５）（必考)解釋:在可剝奪型內(nèi)核中,當(dāng)任務(wù)以獨(dú)占方式使用共享資源時(shí)，會(huì)出現(xiàn)低優(yōu)先級(jí)任務(wù)先于高優(yōu)先級(jí)任務(wù)而被運(yùn)營的現(xiàn)象,這就是所謂的任務(wù)優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn);防范：用互斥型信號(hào)量，一旦運(yùn)營提高優(yōu)先級(jí)。7、Ｐ167互斥型信號(hào)量高８位用來存放為了避免出現(xiàn)優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)現(xiàn)象而要提高的優(yōu)先級(jí)別prｉo。課后題敘述信號(hào)量的工作過程。什么叫優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)現(xiàn)象?這種現(xiàn)象會(huì)在什么情況下發(fā)生?有什么危害?互斥型信號(hào)量是如何防止優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)現(xiàn)象出現(xiàn)的？什么叫消息郵箱?使用消息郵箱實(shí)現(xiàn)任務(wù)之間的通信有什么好處？什么是消息隊(duì)列?7、想一想,在應(yīng)用程序中消息隊(duì)列都可以做些什么工作?第６章信號(hào)量集１、基本概念在程序中一個(gè)任務(wù)的操作能否實(shí)行，經(jīng)常需要由多個(gè)信號(hào)量的邏輯運(yùn)算結(jié)果作為前提條件。為了解決此類問題,uC/OＳ－IＩ提供了可以解決多個(gè)信號(hào)量的信號(hào)量集。２、信號(hào)量集的功能提成哪兩部分標(biāo)志組和等待任務(wù)鏈表3、信號(hào)量集的標(biāo)志組的重要組成部分一個(gè)叫做信號(hào)列表的二進(jìn)制書OSFlaｇFlags。OSFlａｇFlaｇs其實(shí)就是一個(gè)位圖,其長度可在系統(tǒng)配置文獻(xiàn)OS_CFG.H中來定制，系統(tǒng)默認(rèn)定義為16位。4、等待任務(wù)必須完畢的兩個(gè)操作（1）在多個(gè)信號(hào)量的輸入中挑選等待任務(wù)感愛好的輸入;(2）把挑選出來的輸入按照等待任務(wù)所希望的邏輯來運(yùn)算，以得出輸出。5、示例代碼6、查詢信號(hào)量集的狀態(tài)調(diào)用函數(shù)OSFlagQuery()可以查詢一個(gè)信號(hào)量集的狀態(tài);作用：使任務(wù)可根據(jù)信號(hào)的不同狀態(tài)實(shí)現(xiàn)不同的功能。第7章動(dòng)態(tài)內(nèi)存管理1、可動(dòng)態(tài)分派內(nèi)存的劃分內(nèi)存塊、內(nèi)存分區(qū)2、內(nèi)存塊uC/OS-II以若干個(gè)數(shù)據(jù)單元組成一個(gè)內(nèi)存塊,內(nèi)存塊的大小可由用戶定制。在uC/ＯS-IＩ中，內(nèi)存塊是系統(tǒng)向應(yīng)用程序提供動(dòng)態(tài)內(nèi)存的最小