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1、 Linux与嵌入式通信系统复习大纲1. 简述嵌入式系统的概念、组成、特点及发展趋势。概念：嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”以应用为中心、以计算机技术为基础，软件硬件可裁剪，功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统是以嵌入式应用为目的的计算机系统。可分为系统级、板级、片级组成：硬件：存储器、处理器、外围电路 软件：操作系统各应用程序特点：系统内核小（）专用性强（）系统精简（）高实时性OS（5）嵌入式软件开发走向标准化（6）嵌入式系统需要开发工具和环境发展趋势：软件设计比重日益突出（软件开发特点：实时性、模块化、组件化、可重用）、组件设计技术、
2、Soc、硬件软件化；宏观方面经济性、小型化、可靠性、高速度、智能性益突出 组件设计技术 SOC 硬件软件化2. 简述嵌入式处理器的分类和各自特点。嵌入式微控制器（MCU）：微控制器的片上外设资源一般比较丰富，适合于控制，是目前嵌入式系统工业的主流；最大特点是单片化，体积大大减小，从而使功耗和成本下降，可靠性提高；嵌入式DSP处理器微（DSP）：专门用于信号处理方面的处理器，其在系统结构和指令算法方面进行了特殊的设计，在数字滤波、FFT频谱分析等各种仪器上获得了大规模的应用。嵌入式微处理器（MPU)：具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高的优点嵌入式片上系统(System On Chip)：是一种
3、电路系统、结合了许多功能区块，将多种功能做在一个芯片上；利用改变内部工作电压，降低芯片功耗；减少芯片对外管脚数，简化制造过程；养活外围驱动接口单元及电路板之间的信号传递，可以加快微处理器数据处理的速度；内嵌的线路可以避免外部电路板在信号传递时所造成的系统杂讯。的片上外设资源一般比较丰富，适合于控制，是目前嵌入式系统工业的主流。微控制器的片上外设资源一般比较丰富3. 举例说明常见的嵌入式操作系统及特点。VxWorks：可靠性、实时性、可裁减性；支持多种处理器；有良好的持续发展能力，高性能的内核以及友好的用户开发环境。Windows Embedded：针对掌上设备、无线设备的动态应用程序和服务提供
4、了一种功能丰富的操作系统平台。但WindowsCE嵌入不够实时，属于软实时操作系统。界面比较统一Palm OS：专用于PDA上的一种32位嵌入式操作系统、操作界面采用触控式，本身所占的内存极小，不具有录音、MP3播放功能嵌入式Linux：开放源码，不存在黑箱技术；内核少、功能强大、运行稳定、系统健壮、效率高、易于定制剪裁4. 简述嵌入式系统的开发流程。一、嵌入式系统的开发流程：需求分析和概要设计；硬件系统选型和设计；软件系统设计及实现；开发调试及测试；嵌入式系统量产。建立开发环境；配置开发主机；建立引导装载程序BOOTLOADER；下载已经移植好的Linux操作系统；建立根文件系统；建立应用程
5、序的FLASH磁盘分区；开发应用程序；烧写内核。二、因此开发流程如下： 1、开发target硬件系统。 2、需要一套交叉编译工具，能够产生target目标代码 3、开发一个bootloader到target上去，用来引导内核 4、开发linux内核到target上去 5、开发一个rootfs 6、开发特定硬件的驱动程序 7、或许还需要一个实时的linux 8、开发上层的应用程序。5.什么是EIA，它有什么特点？EIA(Embedded intel Architecture)嵌入式英特尔架构）EIA处理器，芯片组，软件项目，和其他积木帮助提供的组合性能，可扩展性，和软件的一基于升级，以满足未来一
6、代网络不断增长的需求，在OSI应用服务层的多层次需要的。EIA处理器提供电源处理计算密集型的控制操作，包括服务和应用服务层，如路由和信令协议，策略控制，服务质量QOS和安全所需的功能。6. 南北桥片的功能是什么，选择芯片组的主要原则有哪些？北桥芯片：负责与CPU的联系并控制内存, AGP、PCI数据在北桥内部传输，提供对CPU的类型和主频，系统的前端总线频率，内存的类型和最大容量、ISA/PCI/AGP插槽、ECC纠错等支持，还集成了显示核心。南桥芯片：负责I/O总线之间的通信，如PCI总线、USB、LAN、ATA、SATA、音频控制器、键盘控制器，实时时钟控制器，高级电源管理等选择芯片组的主
7、要原则有哪些：芯片组性能的优劣，决定了主板性能的好坏与级别的高低。目前CPU的型号与种类繁多、功能特点不一，如果芯片组不能与CPU良好地协同工作，将严重地影响计算机的整体性能甚至不能正常工作。 其中CPU的类型、主板的系统总线频率，内存类型、容量和性能，显卡插槽规格是由芯片组中的北桥芯片决定的；扩展槽的种类与数量、扩展接口的类型和数量（如USB2.0/1.1，IEEE1394，串口，并口，笔记本的VGA输出接口）等，是由芯片组的南桥决定的;还有些芯片组由于纳入了3D加速显示（集成显示芯片）、AC97声音解码等功能，还决定着计算机系统的显示性能和音频播放性能等。 7. 操作系统的作用、功能、结构
8、及特性。作用： 隐藏硬件特性，提供等价的虚拟机，便于用户开发的使用功能： 资源管理器，负责计算机系统的全部资源的分配、控制、调度和回收。结构：特性：并发性（两个或者两个以上的时间或活动在同一时间间隔内发生） 共享性 （资源可以被多个并发的进程使用，分为互斥访问和同时访问） 异步性（命令作业随机，错误随机、中断随机） 虚拟性（把物理上一个实体变成逻辑上的多个对应物或把物理上多个尸实体变成逻辑上的一个对应物）8. 简述Linux的主要特点，它与其它操作系统的区别是什么？主要特点：开放性、多用户、多任务、良好的用户界面、设备独立性、提供了丰富的网络功能、可靠的系统安全、良好的可移植性、相对比较不耗系
9、统资源与其它系统的区别：（1）Linux 与MSDOS：MS-DOS没有完全实现X86处理器的功能，而Linux完全全在处理器保模式下运行，并且开发了处理器的所有特性; linux可以直接访问计算机内的所有可用内存，提供完整的Unix接口，而MS-DOS只支持部分unix接口；MS-DOS是单任务操作系统。（2）Linux 与OS/2 、Windows 、Windows NT：linux是从一个比较成熟的操作系统发展而来的，而其它操作系统，都是自成体系，无对应的相依托的操作系统；Linux是一种开放、免费的操作系统，而其它操作系统都是封闭的系统，需要有偿使用9. 简述Linux的体系结构及各部
10、分的功能。LINUX体系结构：L i n u x操作系统由4个主要的子系统所组成：用户应用程序在某个特定的L i n u x系统上运行的应用程序集合，它将随着该计算机系统的用途不同而有所变化，但一般会包括文字处理应用程序和Web浏览器。O / S服务这些服务一般认为是操作系统的一 部分 （X Window系统，命令外壳程序shell等等）；此外，内核的编程接口（编译工具和库）也属于这个子系统。L i n u x内核包括内核抽象和对硬件资源（如C P U）的间接访问。硬件控制器这个子系统包含在L i n u x实现中所有可能的物理设备，例如，C P U、内存硬件、硬盘以及网络硬件等都是这个系统的
11、成员。各部分的功能：内核：在硬件方面，Kernel负责控制电脑的硬件装置、内存管理以及提供完整的硬件接口与应用程序沟通(系统启动和初始化，硬件的驱动程序)；在软件方面，Kernel负责管理文件系统、对正在运行的程序作内存管理与调整，并进行进程管理(内存管理，进程管理，中断处理，文件系统等)Shell：Shell提供了一个内核与用户之间的界面，是一种作为用户和操作系统之间的接口的命令解释程序。硬件平台：它是整个系统的实体工作者，是其他部分的基础。应用程序和系统程序：运用文字或者图形界面供用户使用操作系统完成具体的应用。10. 简述Linux内核的构成，各部分的功能及相互关系。L i n u x内
12、核由5个主要的子系统构成（1）进程调度程序（ SCHED）负责控制进程访问CPU。调度程序所使用的策略可以保证进程能够公平地访问CPU，同时保证内核可以准时执行一些必需的硬件操作。（2）内存管理程序（ MM）使多个进程可以安全地共享机器的主存系统。此外，内核管理程序支持虚拟内存。虚拟内存使得Linux可以支持进程使用超过系统中的内存数量的内存。暂时用不着的存储信息可以交换出内存，存放到使用文件系统的永久性存储器上，然后在需要它们的时候再交换回来。（3） 虚拟文件系统（ VFS）。通过提供一个所有设备的公共文件接口， VFS抽象了不同硬件设备的细节。此外， VFS支持与其他操作系统兼容的不同的文
13、件系统格式。（4）网络接口（ NET）提供了对许多建网标准和网络硬件的访问。（5） 进程间通信（ IPC）子系统为单个Linux系统上进程与进程之间的通信提供了一些机制。子系统间的依赖关系：11. 进程的定义、PCB的作用与信息，进程切换、进程控制。定义：进程是操作系统机构的基础，是系统中程序执行的资源分配的基本单位，是一个具有独立功能的程序的一次运行活动，一个程序可以启动多个进程。（四要素：进程程序块、进程数据块、系统堆栈用户堆栈）PCB：定义：是操作系统用于记录和刻画进程状态及有关信息的数据结构，也是操作系统掌握进程的唯一资料结构。 （包括 标识信息、现场信息、控制信息）进程切换：让处于运
14、行态的进程中断运行，让出处理器，这是要做一次进程上下文的切换，及保存老进程状态而装入被保护的新进程的状态，以便新进程运行。（步骤： 保存被中断进程的处理器现场信息。 修改被中断进程的进程控制块的有关信息，如进程状态等。 把被中断进程的进程控制块加入有关队列。 选择下一个占有处理器运行的进程。修改被选中进程的进程控制块的有关信息。 根据被选中进程设置操作系统用到的地址转换和存储保护信息。 根据被选中进程恢复处理器现场。）进程控制：进程是有生命周期的，包括产生、运行、暂停、终止。对进程的这些操作叫进程控制。 进程控制包括：进程创建、进程阻塞、进程唤醒、进程挂起、进程激活、进程终止和进程撤销等。进程
15、间的通信：管道、消息队列、信号、共享内存、信号量、套接口12. Linux的启动过程，boot loader的主要任务和典型框架结构是什么？系统加电Bootloader 或BIOS加电自检读硬盘主引导扇区分析分区表执行MBR中的引导程序读入活动分区的引导扇区读入操作系统内核进行初始化执行init，如果LILO装在MBR，则启动过程如上，如果LILO装在boot扇区，则省去加粗字体那步。boot loader主要任务：整个系统加载启动。Bootloader可以分为两个步骤来完成: Stage1 :(1)硬件设备初始化(如I/O口,存储器和时钟).(2)为加载Bootloader的stage2准备好RAM空间.(3)复制Bootloader的到RAM空间中.(4)设置好堆栈.(5)跳转到stage2的C入口点.Stage2:(1)初始化本阶段要使用的硬件设备.(2)检测系统的内存映射.(3)将kernel映像和根文件系统映像从Flash上读到RAM空间中.(4)从内核设置启动参数.(5)调用内核.13. 简述Toolchain的基本功能和配置步骤。toolchainGNU开发工具链是指 GNU piler Collection、GNU libc以及用来编译、测试和分析软件的 GNU binutils。是Li
