嵌入式实时操作系统ucos期末考试题

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：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( 动态存管理 )的机制来创建该任务所需要的变量存空间，要想能使用这种机制，必须首先将存交给(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。

18、uC/OS为加快就绪任务的检索速度，定义了_OSRdyTbl[]______数组保存所有任务的就绪状

态，定义了变量_OSRdyGrp______来表明上面的数组中有那些行有任务就绪。

19、uC/OS进入中断时首先需要调用的函数为_OSIntEnter()______，退出中断时需要调用的函数为___OSIntExit()____。

20、uC/OS为保证低优先级的任务得到CPU控制权，要求除空闲任务外，所有任务必须在任何

的合适位置调用系统延时函数如_OSTimeDly() 或事件等待函数如OSTimeDlyHMSM()_ ____。

21、uC/OS如果某个任务的执行需要多个信号量组合决定，可使用系统资源___事件标志组flag __

22、实时操作系统的两个基本要__逻辑或功能__ ___正确和__ 时间 _____正确。

23、uC/OS的设计人员并不知道用户的任务名，却可以正常的调用用户任务，主要依靠的技术

是_函数指针___ __。

24、uC/OS为保证任务控制块的检索为常量时间，定义的数组为OSPrioTbl[]___ ____，为加

快当前任务的访问速度，定义的变量为__OSTCBCur_ ____。

25、uC/OS中断级别的调度器为__OSIntExt()__ _，任务级的调度器为__OSSched() ____。

26、uC/OS要求所有操作超过一个机器字长的全局变量必须作为__原子操作_ ___处理，对

可能被多个任务调用的函数必须是___可重入 ___的。

27、uC/OS用来解决优先级反转的问题主要是依靠互斥信号量 ___解决的。

28、如果系统中有20个资源，n个任务都需要使用，标准的做法是使用( 信号量 )来

解决。

三、选择题

1、下列不属于构成嵌入式系统的实际物理装置的是（ c ）

A、CPU

B、存储器

C、固件

D、接口设备

2、下列哪项不属于对实时操作系统的要求 ( d )

A、多任务

B、任务切换为常量时间

C、中断延迟短

D、开源

3、关于uC/OS中的优先级，下列说法错误的是 ( a )

A、优先级数目越大，优先级越高；

B、空闲任务的优先级为OS_LOWEST_PRIO-1；

C、一般要求和中断相关的任务优先级较高；

D、uC/OS 2.52版本中优先级数目应小于64

4、下列操作中，不属于OSTCBInit()函数所需要完成的任务是 ( a )

A、创建空任务控制块链表；

B、为任务从空任务控制块链表中取得一个任务控制块；

C、对任务控制块各个成员进行赋值；

D、把任务控制块链入任务控制块链表；

5、下列哪项不属于中断级调度必须检查的条件 ( c )

A、OSRunning==TRUE

B、OSIntNesting==0

C、OSstatRdy==0

D、OSLockNesting==0

6、下列不属于嵌入式操作系统特点的是 ( d )

A、高可靠性

B、可裁剪性

C、实时性

D、免费

7、下列操作系统中，哪个不属于嵌入式操作系统 ( c )

A、VxWorks

B、 WinCE

C、Minix

D、uC/OS

8、如果常数OS_LOWEST_PRIO为6，使能了统计任务，则最多可安排的用户任务数为( b )

A、6

B、5

C、4

D、7

9、uCOS-II 2.52操作系统中最多可以管理多少个任务。 ( a )

A、64

B、56

C、128

D、63

10. 下面属于嵌入式系统的是( a )

A、“天河”计算机系统

B、智能电能表

C、联想笔记本电脑

D、核电站控制系统

11、如果常数OS_LOWEST_PRIO为6，使能了统计任务，则最多可安排的用户

任务数为 ( d )

A、6

B、5

C、4

D、7

12、运行任务被抢占的原因不包括( d )

A、它唤醒了高优先级的任务

B、将自己挂起

C、有多个就绪任务，允许任务的运行的时间片到

D、优先级较低的中断产生并处理中断

13、以下不是嵌入式系统应用领域的是 ( a )

Α、通用软件B、工业控制

C、消费类电子产品

D、机器人

14、下列哪项不属于对实时操作系统的要求 ( d )

A、多任务

B、任务切换为常量时间

C、中断延迟短

D、开源

15、以下说法不正确的是 ( d )

A、任务可以有类型说明

B、任务可以返回一个数值

C、任务可以有形参变量

D、任务是一个无限循环

四、简答题

1、实时操作系统设计应尽量满足的5个条件（第一章）（9页10业）

实时操作系统必须是多任务系统；

实时操作系统的任务切换时间与系统中任务数无关；

中断延迟的时间可预知并尽可能的短；

2、标准的UCOS中断处理程序都应该使用那些功能的系统功能调用？（要求按调用顺序书写，可以不写出具体函数名）。

3、OSTimeTick（）的功能（书本）

函数OSTimeTick( )的任务，就是在每个时钟节拍了解每个任务的延时状态，使其中已经到了延时时限的非挂起任务进入就绪状态。

μC/OS-II与大多数计算机系统一样，用硬件定时器产生一个周期为ms级的周期性中断来实现系统时钟，最小的时钟单位就是两次中断之间相间隔的时间，这个最小时钟单位叫做时钟节拍（Time Tick）。

硬件定时器以时钟节拍为周期定时地产生中断，该中断的中断服务程序叫做OSTickISR( )。中断服务程序通过调用函数OSTimeTick( )来完成系统在每个时钟节拍时需要做的工作。OSTimeTick()是为系统提供时钟节拍的服务程序。

4、设ucos设定的一个时钟节拍为20ms，则在代码中主要需要哪两处？

5、标准的UCOS中断处理程序都应该使用那些功能的系统功能调用？（要求按调用顺序书写，可以不写出具体函数名）。

6、ucos都在什么时候可能调用任务调度函数进行任务调度？

任务调度的依据是任务就绪表

仅仅在OSTimeDly()任务延时函数中才发生OS_Sched()任务调度。

任务级的任务调度是由OS_Sched()函数完成的，而且任务级的调度要保存所有的状态。中断级的任务调度是由另一个函数OSIntExt()完成的，在中断级的调度中，一些状态在进入中断前已被保存。

创建任务，中断，osdelay,pend;

7、uC/OS中任务的状态主要有哪几种，并对任务状态进行简要解释。

课本52页

运行状态：任务掌握了CPU的控制权，正在运行中的状态。

就绪状态：任务已经准备好，可以运行了，但由于该任务的优先级比正在运行的任务的优先级低，还暂时不能运行的状态。在μC/OS-Ⅱ中，当任务一旦建立，这个任务就进入就绪态准备运行；

睡眠状态：任务驻留在程序空间之中，还没有交给μC/OS-Ⅱ管理的状态，而将任务交给μC/OS-Ⅱ管理是通过调用函数OSTaskCreate()实现的；

被中断状态：因为中断服务程序正在执行而得不到CPU控制权的状态；(中断服务状态)

等待状态：任务在等待某一事件的发生还不能运行的状态；

8、uC/OS中如果需要将系统时钟节拍设置为40Hz，主要需要做哪些工作？如涉及到主要系统函数，必须进行说明。

9、uC/OS中的任务按照执行方式分类，主要分成哪几种，并对各种方式使用的系统函数做简要说明。如涉及系统函数调用，必须进行说明。

10、uC/OS优先级大小设置的原则都有哪些？请简要说明。

（周立功）

传递性：信息传递的上游任务的优先级高于下游任务的优先级。如信号采集任务的优先级高于数据处理任务的优先级。

快捷性：在前面各项条件相近时，越快捷（耗时短）的任务安排的优先级越高，以使其它就绪任务的延时缩短；

频繁性：对于周期性任务，执行越频繁，则周期越短，允许耽误的时间也越短，故应该安排的优先级也越高，以保障及时得到执行；

中断关联性：与中断服务程序（ISR）有关联的任务应该安排尽可能高的优先级，以便及时处理异步事件，提高系统的实时性。如果优先级安排得比较低，CPU有可能被优先级比较高的任务长期占用，以致于在第二次中断发生时连第一次中断还没有处理，产生信号丢失现象；

关键性：任务越关键安排的优先级越高，以保障其执行机会；

紧迫性：因为紧迫任务对响应时间有严格要求，在所有紧迫任务中，按响应时间要求排序，越紧迫的任务安排的优先级越高。紧迫任务通常与ISR关联；

11、uC/OS中如果想使用统计任务，主要需要做哪些工作？如涉及到系统函数或配置参数，必须指出名字。

统计任务OSTaskStat( )。这个统计任务每秒计算一次CPU在单位时间被使用的时间，并把计算结果以百分比的形式存放在变量OSCPUsage中，以便应用程序通过访问它来了解CPU的利用率，所以这个系统任务OSTaskStat( )叫做统计任务

12、uC/OS主要有哪些类系统函数禁止在中断中调用，请居于至少三类，并说明其原因。函数要求指出函数名。

（任务跳转）

13、μC/OS-Ⅱ时间管理提供哪些服务，并简要说明每个函数的功能。

OSTimeDly() 以时钟节拍为单位延时或OSTimeDlyHMSM()以钟时分秒毫秒为单位延时OSTimeDlyResume()恢复延时的任务

OSTimeDlyHMSM()可能需要多个OSTimeDlyResume()才能恢复

OSTimeGet() 获得系统时间以时钟节拍为单位

OSTimeSet()设置系统时间以时钟节拍为单位

OSTimeTick()时钟节拍处理函数由时钟节拍中断处理程序调用，用户很少使用

14、给出uCOS-II单次执行任务和周期性执行任务的示意性代码。

单次：

void MyTask (void *pdata)

{

进行准备工作的代码; 定义和初始化变量及硬件设备

任务实体代码; 完成该任务的具体功能

调用任务删除函数; 将自己删除，操作系统将不再管理它

}

周期：

void MyTask (void *pdata)

{

进行准备工作的代码;

while (1) {

任务实体代码;

调用系统延时函数;

}

}

15、uC/OS主要有哪几类任务同步方法，请每类至少举出一个系统函数名。

信号量

OSSemCreate()建立信号量 OSSemDel()删除信号量

OSMutexCreate()建立互斥信号量

消息

OSMboxCreate()建立消息 OSMutexDel()

消息队列

OSQCreate()建立消息队列 OSQDel()

五、程序分析题

1、#define debug 1

#if debug !=1

fun();

#endif

则在最终的代码中，是否包含fun()函数

答：不包含

2、在某 .h文件中有如下代码，功能为?

#ifndef __DEVICE_H

#define __DEVICE_H

….

#endif

答：如果没有定义__DEVICE_H定义__DEVICE_H，这样多次include同一个.h文件，就不会重复引用其中的容。

3、写出下列两个任务的执行效果，并分析它们相互之间是否有影响。

void MyTask4(void *ppdata)

{ ppdata=ppdata;

for(;;)

{

LED4=0;

OSTimeDlyHMSM(0,0,0,800);

LED4=1;

OSTimeDly(OS_TICKS_PER_SEC*1.2);

}

}

void MyTask5(void *ppdata)

{ ppdata=ppdata;

for(;;)

{

LED5=0;

OSTimeDlyHMSM(0,0,0,300);

LED5=1;

OSTimeDly(OS_TICKS_PER_SEC);

}

}

设低电平点亮，则led4以2s为周期、亮0.8秒，灭1.2秒闪烁。

设低电平点亮，则led5以1.3s为周期、亮0.3秒，灭1秒闪烁。

两者互不影响。

六、程序设计题

有任务Task1和任务Task2，任务Task1的优先级为3，任务Task2的优先级为7，任务要求必须保持Task1、Task2、Task1、Task2……的顺序执行，请写出Task1、Task2和相关的支持代码。

信号量！全局变量