嵌入式Linux系统期末测验考试简答题运用题

1、简答题与应用题：1、什么是嵌入式系统？主要有什么特点？答：以应用为中心，以计算机技术为基础的， 并且软件硬件是可剪裁的，能满足应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等指标的严格要求的专用计算机系统。他可以实现对其他设备的控制、监视或者管理等功能。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。与通用的计算机系统相比，特点为：（1）面向特定应用，一般都有实时要求；（2）集先进性的计算机技术、半导体工艺、电子技术和通信网络技术于一体的并且在不断创新的知识集 成系统；（3）嵌入式系统是和具体应用对象有机结合在一起，因而其升级换代也是和具体的产品同步进行的。（4） 嵌入式系统的软硬件设计着重于高效率性。在最大限度满足应用需求

2、的前提下，降低成本是必须要考虑的主要问题。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。（5）嵌入式系统软件一般都固化在存储器芯片中。2、嵌入式系统有哪几个部分？答：嵌入式系统通常由嵌入式处理机、嵌入式外围设备、嵌入式操作系统和嵌入式应用软件等几大部分组成。3、嵌入式操作系统的作用是什么？*实际是一组软件模块集合满足多任务处理、稳定运行、安全可靠、占用系统资源少、特有的实时事件处理、便于维护和管理、简洁良好的用户界面残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。4、什么是Linux？什么是嵌入式 Linux?答：严格来讲，Linux是指由Linux本人维护并不断更新的内核。一个嵌入式Linux系统指的是一个基于 Linux内核的，但不包含有

3、关这个内核的任何专业的库或是用户工具的嵌 入式系统。酽锕极額閉镇桧猪訣锥。5、用Linux内核构建嵌入式操作系统有什么优势（优良特性）？答：（1 ）程度代码是可以获取的，可靠度高；（2）有完整的源码，软件丰富并且免费；（3） 得到众多硬件生产家的广泛支持；包括cpu、计算机外围设备（4）完善的通信协议、软件标准和文件管理机制；（5）提供完全免费且优秀的开发工具；（6）广泛的社群支持（7）无需购买lice nee,是免费的；（8）不依赖特定厂商、供应商；（9）成本相对低廉。6、RTOS（嵌入式操作系统）强调的实时是什么概念？与中断的关系?7、什么是实时Linux?涉及到哪些软硬件内容？答：实时L

4、inux（ RT-Linux）通过在Linux内核与硬件中断之间增加一个精巧的可抢先的实时内核，把标准的Linux内核作为实时内核的一个进程与用户进程一起调度，标准的Linux内核的优先级最低，可以被实时进程抢断。 正常的Linux进程仍可以在 Linux内核上运行，这样既可以使用标准分时操作系统即Linux的各种服务，又能提供低延时的实时环境。它在硬件上涉及到硬件中断，软件上涉及到对高优先级的实时硬件中断的快速响应。謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。能在规定的时间内完成对突发事件的处理的Linux系统；软件：中断服务程序、进程调度程序，硬件：嵌入式系统所采用的中断管理硬件。8、试简要说明Linux内核构

5、成，并简要说明各部分的功能？答：MMU :内存管理单元，完成地址映射（应用虚拟地址方式）VFS :虚拟文件管理系统，提供了统一管理计算机资源的途径。使统一规范计算机资源的使用格式成为可能，方 便传输厦礴恳蹒骈時盡继價骚。SCHED:进程调用单元。支持多任务运行。利用软件中断的特点，将CPU的时间线划分给各个任务，完成多任务管理 茕桢广鳓鯡选块网羈泪。IPC :进程间通信单元。实现多个不同程序在运行时可以进行数据交换、通信。NET:网络。网络不做为通用设备，以特定工作单元存在。负责计算机系统与其他计算机相互通信的接口。9、通常可采用哪几种方式来开发嵌入式Linux系统？给出示意图。答：方式有：（

6、1）连接型（宿主机/目标板链接开发）（2） 可移动连接型（利用可移动的存储器作为宿主机/目标板之间的中介）（3）标准化（在开发板上进行独立开发）10（3） 第二引导加载程序内核（2）鹅娅尽損根文件系统鹌惨歷茏鴛賴。10、为什么要建立交叉开发平台？在何种情形下可以不必建立？答：嵌入式系统的构造决定。嵌入式处理器多为专用的cpu, 1、必须将用C编写的程序编译成能在该专用平台上运行的机器码。2、C语言库是必需的，必需提供能在专用cpu上运行的库的二进制代码。以上两点要求有这么一种编译工具能够实现两种 CPU之间的交叉。当执行应用程序的平台和用来建立应用程序的平台相 同时就可以不建立交叉开发平台。籟

7、丛妈羥为贍债蛏练淨。11、试简要叙述GNU及其所提供的开发工具链。答：GNU是“GNUs Not Unix”的递归缩写，它是一个自由软件工程项目组织。提供各种开源代码。提供一 整套的开发工具链包括：GNU工具链基础，内核头文件安装程序，Bin utils （二进制工具）的安装程序，引导编译器安装程序，C库安装程序，全编译器安装程序，完成工具链的设置。預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。12、试解释make和makefile的关系？简单举例说明。答：使用make就必须写makefile文件，它描述工程中文件之间的关系，提供更新每个文件的命令。Makefile就是一组规则，它指导make程序的运行，告诉 mak

8、e需要做什么，多数情况是怎样编译和链接一个程序。目标和目标运行规则一旦建立，make就会按此进行工作。渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。edit : main.o kbd.o comma nd.o display.o in sert.o search.o files.o utils.occ -o edit main.o kbd.o comma nd.o display.o in sert.o search.o files.o utils.omai n.o : main .c defs.hcc -c mai n.ckbd.o : kbd.c defs.h comma nd.hcc -c kbd.ccomma

9、 nd.o : comma nd.c defs.h comma nd.hcc -c comma nd.cdisplay.o : display.c defs.h buffer.hcc -c display.cin sert.o : in sert.c defs.h buffer.hcc -c in sert.csearch.。: search.c defs.h buffer.hcc -c search.cfiles.o : files.c defs.h buffer.h comma nd.hcc -c files.cutils.o : utils.c defs.hcc -c utils.ccl

10、ea n :（此段为Makefile ）铙誅卧泻噦rm edit mai n.o kbd.o comma nd.o display.o in sert.o search.o files.o utils.o圣骋贶頂廡。make clean（此为make 执行上述Makefile 规则）13、GCC是什么？为什么说它是必不可少的？答：GCC是由GNU组织开发的一个免费的C/C+编译工具，由它将高级语言转换为机器语言。因为GCC是一一个交叉平台的编译器，几乎所有主流CPU处理平台上目标代码的变换，它有力的支持了 Linux系统的发展。没有就无法获得可执行程序。擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。14、C库是什么概

11、念？在嵌入式Linux系统中对此有何要求？答：提供C语言里包含常用函数的源代码。在嵌入式Linux系统中是必不可少的。否则无法获得可执行程序的完整代码。因为操作系统是用C语言编写的。贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。15、在设计嵌入式Linux系统时为什么要配置内核？可用哪几种命令来配置？答：针对嵌入式系统，内核需要知道运行在怎么样的平台上，它要管理的硬件单元，这就需要我们重新组装内核 来达成上述目标。因为完整的Linux的内核比较庞大，不适合嵌入式系统这样的对速度、容量要求苛刻的系统上面运行，因此我们需要去掉那些与目标系统无关的、只编译系统需要的功能的代码。坛搏乡囂忏蒌鍥铃氈淚。我们通常使用内核配置命令

12、make config （字符界面）；make oldconfig ； make menuconfig （文本图形界面）；makexconfig （x-window图形界面）来配置内核。通常使用后两个命令， 在图形界面下比较直观。显然，在makefile中详细定义了界面是如何生成的，以及配置和编译内核的规则。此外还有make oldconfig命令。蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。16、重新编译内核应考虑哪几个方面的因素？模块是什么概念？答：建立依存关系，建立内核，建立模块。模块的概念：可动态、静态加载的二进制代码。17、什么是根文件系统？Linux内核启动与根文件系统的关系？答：根文件系统是 Linu

13、x系统的安装点，应该包括支持Linux系统正常运行的基本内容，包含着系统使用的软件和库，以及所有用来为用户提供支持构架和用户使用的应用软件。Linux内核在运行期必须要用到的存储代码体系，与内核同时存在，只在内核运行时才存在于内存中。根文件系统必须要能够提供Linux内核启动过程中要加载的模块買鯛鴯譖昙膚遙闫撷凄。18、在构建嵌入式Linux系统时，对根文件系统的目录项有什么要求？答：构建嵌入式操作系统时应包括的目录项有：/bin ； /boot; /dev； /ect; /home; /lib ; /mnt; /opt; /proc; /root;/sbin ； /tmp ； /usr; /

14、var綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。其中/bin ; /dev; /ect; /lib ; /proc; /sbin; /tmp ; /usr ; /var这9项必须包含，另外 5项可有可无。 驅踬髏彦浃绥譎饴 憂锦。19、Linux内核在目标板上启动过程（简要叙述）？需要考虑哪些因素？答：1、通过合适的bootloader找到内核源代码，加载到内存2、内核源代码开始进行初始化3、内核源代码初始化完毕，开始调用和用户有关的进程。用户进程初始化 选用和目标板相配的启动装载程序20、如何理解文件系统？常用的文件系统有哪几种?答： 文件系统是对一个存储设备上的数据和元数据进行组织的机制 另一种看待文件系统的

15、方式是把它看作一个协议。网络协议（比如IP ）规定了互联网上传输的数据流的意义，同样，文件系统会给出特定存储媒体上数据的意义。 猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。常用的文件系统： CRAMFS ；JFFS2；Ext2 over NFTL ；Ext3 over NFTL ；Ext2 over RAM disk ； EXT4 。锹籁饗迳琐 筆襖鸥娅薔。21、什么是VFS?它在Linux内核中的主要作用是什么？答：VFS （虚拟文件系统）是物理文件系统与服务之间的接口层。它对Linux的每个文件系统的所有细节进行抽象，使得不同的文件系统在 Linux 核心以及系统中运行的其它进程看来，都是相同的。 作用为： 记

16、录可用的 文件系统类型， 将设备同对应的文件系统联系起来， 处理一些面向文件的通用操作， 涉及到针对文件系统的 操作时， VFS 把它们影射到与控制文件、目录以及inode。 構氽頑黉碩饨荠龈话骛。22、 内核模块的编程和普通程序的编程有哪些区别？（6 分）参考答案：主要区别为：（1）因为内核模块运行在内核态，所以包含的头文件是内核程序相关的头文件，而普通程序则包含的是glibc的头文件（ 1 分） 輒峄陽檉簖疖網儂號泶。（ 2）模块程序没有 main 函数，而是通过 init_module 函数在加载后初始化。 （ 2 分）（3） 模块程序内可直接调用内核函数，而普通程序则只能通过系统调用使

17、用内核函数。（2分）（4） 普通用户程序可运行多次，而内核函数通常则只能加载1 次（ 1 分）。23、 什么是交叉编译？为什么要采用交叉编译（5 分）参考答案：所谓交叉编译，是指在一个平台上编译生成在另一个平台上运行的可执行程序。（3分）。之所以采用交叉编译，是因为目标平台上不具备直接运行开发环境的条件。（2分） 尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。24、简述嵌入式 Linux 系统的初始化过程（ 5 分）参考答案：嵌入式 Linux 系统开机首先运行 BootLoader, 然后由 BootLoader 引导启动内核， 由内核检查和初始化硬件设备， 载入设备的驱动程序模块，安装 root 文件系统，然后内

18、核将启动一个名为 init 的进程（ 2分）。在 init 运行完 成并启动其它必要的后续进程后，系统开始运行，引导过程结束。init 进程启动时需要读取 inittab 配置文件，该文件确定 init 在系统启动和关机时的工作特性。 （ 3 分） 识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。应用题1、管道是 Linux 中进程通信的一种方式，以下程序在父进程和子进程之间创建了一个管道，然后建立它们之间 的通信，实现父进程向子进程写数据的功能。说明标号所在行代码的功能。凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。#include #include #include #include #include int main（）int pipe

19、_fd2;pid_t pid;char buf_r100;char* p_wbuf;int r_num;memset（buf_r,0,sizeof（buf_r）; （1）if(pipe(pipe_fd)0) (5)printf( %d numbers read from the pipe is %sn,r_ num,buf_r);恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。close(pipe_fd0);(6)exit(0);else if(pid0) (7)close(pipe_fd0);(8)if(write(pipe_fd1,Hello,5)!=-1)(9)prin tf(pare nt write1 suc

20、cess!n);if(write(pipe_fd1, Pipe,5)!=-1)prin tf(pare nt write2 success!n);close(pipe_fd1);(10)sleep (3);waitpid(pid,NULL,O);exit(0);答案要点：(1)将数据缓冲区清0(2)创建管道(3) 创建子进程(4)关闭子进程写描述符 (5)子进程读取管道内容(6)关闭子进程读描述符(7)父进程运行控制语句(8)关闭父进程的读描述符(9)将数据写入缓冲区鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。(10)关闭父进程写描述符2、由于 Boot Loader 的实现依赖于 CPU的体系结构，因此大多数Bo

21、ot Loader 都分为stage1 和stage2 两大部分。依赖于 CPU体系结构的代码，比如设备初始化代码等，通常都放在stage1中，而且通常都用汇编语言来实现，以达到短小精悍的目的。而stage2则通常用C语言来实现，这样可以实现给复杂的功能，而且代码会具有更好的可读性和可移植性。请根据你对嵌入式系统中bootloader的理解，简要设计一下stage1和stage2需要完成的功能。硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。参考答案：BootLoader的stage1 通常包括以下步骤(以执行的先后顺序)：(3分)基本硬件设备初始化。为加载 Boot Loader 的stage2 准备RAM空间。 拷

22、贝Boot Loader 的stage2 到RAM空间中。设置好堆栈。跳转到stage2 的C入口点。BootLoader的stage2 通常包括以下步骤（以执行的先后顺序）：（3分） 初始化本阶段要使用到的硬件设备。检测系统内存映射 （memory map）。将kernel映像和根文件系统映像从flash 上读到RAM空间中。为内核设置启动参数。调用内核。3、Qt/Embedded对嵌入式GUI提供了强大的支持，信号和插槽机制是QT的核心机制，使用 QT实现如下界面的登陆程序，其原代码如下所示，请回答如下问题阌擻輳嬪諫迁择植秘騖。1) 什么是Qt中的信号插槽机制？(3分)2) 应用程序中用到

23、了哪些控件，列举2个并说明该控件的特点？(4分)3) 根据注释完成程序中相应的语句？ (4分)#in elude #i nclude wi ndow.hCWin Dlg:CWi nDlg(QWidget* pare nt) : QDialog(pare nt)氬嚕躑竄贸恳彈濾颔澩。setWindowTitle(Example);/*设置窗口的标题 */Editl = new QLineEdit; /*创建一个 Editl 和一个 Buttion1*/Butto n1 = new QPushButt on (OK);Edit1-setEchoMode(QLi neEdit:Password);Q

24、VBoxLayout* Layoutl = new QVBoxLayout; /*创建一个布局对像 Layoutl*/釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。Layout1-addWidget(Edit1); /*把Editl 加入到 Layoutl*/ 怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。Layout1-addWidget(Button1); /*把Button1 加入到 Layoutl*/ 谚辞調担鈧谄动禪泻類。(1) setLayout(Layoutl) ;/* 应用 Layoutl 布局 */(2) connect(Button 1,SIGNAL(clicked(), this,SLOT(function();/*

25、建立 Signal-Slot,嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩。使 button1 与 function()相关联 */CWin Dlg:CWi nDlg()delete Editl; /* 删除 Editl 与Button1 对象*/delete Butto n1;void CWin Dlg:fu nctio n()if(Edit1-text() = example)/*如果 Editl 输入example*/ 熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。/*显示Pass!消息框*/QMessageBox:warni ng(this, warni ng, Pass!, QMessageBox:Yes);鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞。

26、else/*显示Error! 消息框*/纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。QMessageBox:war nin g(this, war nin g, Error!, QMessageBox:Yes);#inelude #i nclude wi ndow.hint main （i nt arge, char* argv）QApplication app（argc, argv）; /*创建 QT应用程序 */CWinDlg dlg; /*创建窗口 */return dlg.exec（）;/* 运行程序 */答案要点：1）什么是Qt中的信号插槽机制？与回调函数机制有何不同？ （3分）答案要点：回调函数机制是事

27、先将一个回调函数指针传递给一个处理过程，当这个处理过程得到执行时，回调 预先定义好的回调函数以期实现激活其他处理程序的目的。不同与回调函数机制，Qt提供了信号和插槽机制,号是一个特定的标识；一个槽就是一个函数，与一般函数不同，槽函数既能和信号关联，当某个事件出现时，通 过发送信号，可以将与之相关联的槽函数激活，执行相应代码。颖刍莖峽饽亿顿裊赔泷。2） 应用程序中用到了哪些控件，列举2个并说明该控件的特点？ （4分）答案要点：应用程序中用到的控件有（1）文本框控件Edit,文本框控件主要用来显示或接收用户的输入信息。按钮控件Button,按钮控件主要响应用户单击功能。濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。3）

28、根据注释完成程序中相应的语句？（4分）（1）setLayout（Layoutl）;（2）c銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。4. 在Linux操作系统下，完成下列任务：1、编程实现以下功能主程序 hello.c（打印 Hello World!）主程序通过头文件hello.h 调用message函数头文件hello.h（ 声明message函数）message 函数由 message.c 定义（打印 This is a message ！）1、答:hello.c:# in clude # in clude # in clude # in clude head.hint main （int argc,char

29、 *argv）prin tf（Hello World!n）;message（）;return 0;head.h:void message(void);message.c:# in elude void message (void)prin tf(This is a message! n);挤貼綬电麥结鈺贖哓类。5. 用C语言编写一个源程序 main.e , (1)用以在打开当前目录下的文件test.txt ”，如果没有创建该文件，并使其具有读写属性，(2)编写一个makefile实现自动编译，生成可执行文件 main。注：头文件可忽略。赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈。1、(1)(5 分)Void main (void)int fid;fid = open( “./test.txt ”，O_RDWR|O_CREAT);if(fid=-1)Printf( “ open or create error n ” );exit(0)