嵌入式系统应用教程习题答案

参考答案

第1章嵌入式系统概论

1．嵌入式系统具有什么特点？举出3个嵌入式系统的实例。

答：嵌入式系统具有特点是以应用为中心、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。

智能仪器仪表、导弹、汽车控制系统、机器人、A TM（Automatic Teller Machine）、信息家电、智能手机等内部都有嵌入式系统。

2．嵌入式系统的发展经历了哪些阶段？

答：嵌入式系统的发展经历了以下四个阶段：无操作系统阶段、简单操作系统阶段、实时操作系统阶段、面向Internet阶段。

3．画出嵌入式系统的开发流程图。

答：

图1-1 嵌入式系统开发流程

4．嵌入式操作系统有哪些？举出4个实例，并说明特点。

答：嵌入式操作系统主要有嵌入式Linux、Windows CE、VxWorks、Palm OS以及μC/OS-Ⅱ等。

(1)嵌入式Linux在嵌入式领域的特点：

①.Linux是开放源代码的，不存在黑箱技术，遍布全球的Linux爱好者为Linux提

供强大的技术支持；

②.Linux属于微内核操作系统，内核小、效率高、运行稳定、可裁剪性好，并且更

新速度很快；

③.Linux适应于多种CPU和多种硬件平台，是一个跨平台的系统；

④.Linux具有与生俱来的强大的网络功能，支持各种网络连接方式，很适合作为面

向Internet的新一代嵌入式产品的操作系统；

⑤.Linux具有丰富的软件开发工具，能够满足嵌入式系统中软件部分的开发要求。

(2)Windows CE在嵌入式领域的特点：

Windows CE具有模块化、结构化和基于Win32应用程序接口和与处理器无关等特点。不仅继承了Windows优秀的图形界面，而且可以直接使用Windows 95/98上的编程工具（如Visual Basic、Visual C++等）进行应用程序开发，使绝大多数的应用软件只需简单的修改和移植就可以在Windows CE平台上继续使用。

(3)VxWorks

VxWorks具有高性能的内核、友好的用户开发环境，是实时操作系统，广泛应用在通信、军事、航空、航天等高精尖技术及实时性要求极高的领域，

(4)μC/OS-Ⅱ

μC/OS-Ⅱ是一个源代码开放、可剪裁、结构小巧、抢先式的实时操作系统，主要用于中小型嵌入式系统中，执行效率高、占用空间小、可移植性强，具有良好的实时性能和可扩展性，最多支持64个任务，可运行在大部分嵌入式微处理器上。

第2章Linux系统介绍

1．要让1台PC机既能运行Windows XP系统，又能运行Linux系统，应如何给该PC机安装操作系统？

答：根据Linux系统在计算机中的存在方式，将Linux的安装分为单系统、多系统和虚拟机。

1．单系统安装。指在计算机中仅安装Linux系统，无其它操作系统，因此，安装简单，只需要将光驱设为第一启动设备，依次放入Linux安装光盘，按照提示就可以完成安装。

2．多系统安装。指在同一台计算机中，除了安装Linux外还有其它操作系统，需要对计算机中硬盘空间进行合理分配，并且按照不同操作系统的需要，在硬盘上建立相应格式的分区。通常多系统的安装指在同一台计算机中同时安装Windows系统和Linux系统。

3．虚拟机安装。指在已经安装好的Windows系统下，通过虚拟机软件虚拟出供Linux 安装和运行的环境。这种方式对原有系统无需改动即可在同一台计算机中运行多个操作系统，但要求计算机有较高的配置，否则，虚拟机中运行的操作系统速度较慢，且不稳定。

2．简述以虚拟机形式安装Linux系统时，如果不安装VMware Tools，会有怎样的后果？

答：以虚拟机形式安装Linux系统时，如果不安装VMware Tools，在操作中，鼠标从虚拟机环境中切换到Windows中时，需要同时按Ctrl+Alt键进行切换，并且不能设置屏幕的分辨率和色彩深度。

3．用X-Window的gFTP对指定的FTP网站进行文件下载和上传的操作。

答：鼠标左键依次单击“开始→应用程序→网络→g FTP”，或者在“系统终端”窗口中执行命令“gftp”，启动gFTP工具软件。

在“主机”窗口中输入远程FTP服务器IP地址和用户名、密码，鼠标左键单击界面左

上角图标，连接FTP服务器，连接成功后，如图2-1所示。

图2-1 gFTP连接FTP服务器

如图2-1所示，左边窗口显示本机资源，右边窗口显示远程FTP服务器资源。利用鼠标左键可以在窗口中选择相应的文件或目录。在鼠标左键单击的同时按下“CTRL”键可以选择多个不连续的文件或者目录；在鼠标左键单击的同时按下“SHIFT”键可以选择连续的多个文件或者目录。

（1）文件下载

在右边窗口选择要下载的文件或者目录，鼠标左键单击，即可实现将远程FTP服务器端的文件下载到本地计算机中；

（2）文件上传

在左边窗口选择要上传的文件或者目录，鼠标左键单击，即可实现将本地计算机中的文件上传到远程FTP服务器中。

4．比较图形界面与命令两种方式设置网络的优缺点。

答：图形界面设置网络具有的优点：操作简单，便于记忆；缺点运行速度不占优势，扩展性不强。

命令设置网络具有的优点：高可扩展性、运行速度快；缺点：图形化的扩展性不强、不便记忆。

5．要使以图形界面设置的网络参数生效，在命令窗口中应执行什么命令？

答：使以图形界面设置的网络参数生效，在命令窗口中应执行命令是：“service network restart”。

6．要将Linux系统中的服务Telnet端口修改为2300，应修改哪个与网络有关的文件？写出修改过程。

答：要将Linux系统中的服务Telnet端口修改为2300，应修改的网络有关文件为：/etc/services。具体步骤如下：

(1)编译Telnet服务器端的文件“/etc/services”，找到内容“telnet 23/tcp”和“telnet 23/udp”

两行，将23修改为2300，然后存盘退出。

(2)在命令窗口中执行“service xinetd restart”命令，重新启动xinetd服务，telnet服务

的段号就变成2300了。

(3)在客户端运行命令“telnet”进行远程登录时，需要加上端口号，如“telnet 192.168.0.21

2300”，才可以正常登录。

第3章Linux常用命令

1．Linux中有哪几种文件？

答：Linux中有四种基本文件类型，分别为普通文件、目录文件、符号链接文件和设备文件，此外，还有一些其他类型的文件，如命名管道文件、socket文件等。

2．要查看磁盘的分区应使用什么命令？

答：要查看磁盘的分区应使用的命令是：“fdisk -ll”或“fdisk -l”。

3．举例说明Linux中文件通配符的作用。

答：Linux的命令中可以使用文件名通配符“*”、“?”和“[]”，其中“*”代表任意个字符，例如t*代表以字母t开头的所有文件名，包括t、t12345、ttt.txt等；“?”代表1个字符，例如t?代表以字母t开头的，文件名长度为2的所有文件名，包括tt、t6、tp等，但不包括ttt、tpppp等；“[]”表示所包括的字符，例如t[123]t表示文件名t1t、t2t、t3t。

4．举例说明lsmod、insmod和rmmod的用法。

答：lsmod //显示当前内核加载的模块

insmod /lib/modules/2.6.18-8.10WS/kernel/fs/fat/fat.ko // 加载内核模块fat.ko，若该模块已经加载，会给出该模块已经加载的错误提示。

rmmod –wv floppy.ko //若模块floppy空闲则卸载，否则一直等到模块floppy 空闲时再卸载，并显示命令执行的详细信息。

5．某文件操作权限的数字形式为4765，请解释该文件的操作权限。

答：将当前目文件访问许可权限设置为具有SUID位，文件主可读可写可执行，同组用户可读可写，其它用户可读可执行。

6．请说明粘附位的作用。

答：粘附位表示只有文件主和root用户才能删除带有该标识的文件，其他用户虽然有“w”权，但仍然不能删除带有该标识的文件。可以避免用户资料被其他非root用户误删。

第4章与嵌入式开发相关的Linux服务

1．在运行Linux系统的主机中配置TFTP服务，并使用不同的客户端访问，实现文件的下载与上传。

答：在运行Linux系统的主机中配置TFTP服务，并使用不同的客户端访问，实现文件的下载与上传步骤如下：

(1)安装TFTP服务软件包。

(2)TFTP服务默认情况下是关闭的，因此，在启动TFTP服务前应该先开启该服务，

开启该服务的方法有三种，详情请参看书中的4.1.2服务器端设置一节，这里不作讨论。

(3)启动TFTP服务。

(4)在命令终端窗口中运行命令“setup”启动文本模式设置工具，利用键盘上的方向

键选择“防火墙配置”后按回车键，进入“防火墙配置”窗口，对防火墙进行配置，定制TFTP服务。

(5)利用常见TFTP服务的客户端软件分别为普通Linux客户端、嵌入式Linux客户端

和Windows客户端进行访问，实现文件的下载与上传。

2．利用Telnet进行远程登录时，由于数据以明码方式传递，容易被篡改，从而带来系统的安全隐患，有什么措施可以降低这些安全隐患？

答：利用Telnet进行远程登录时，由于数据以明码方式传递，容易被篡改，从而带来系统的安全隐患，可以通过修改Telnet端口号、允许root用户登录及限制登录等三种操作可以降低这些安全隐患。

3．如何将NFS服务设置为开机自动启动？

答：将NFS服务设置为开机自动启动的步骤如下：

(1)用文本编辑工具编辑文件“/etc/exports”，指定需要共享的目录。

(2)在命令终端窗口中执行命令“service portmap start”。

(3)在命令终端窗口中执行命令“service nfs start”，启动NFS服务。

(4)在命令终端窗口中执行命令“ntsysv”，在“服务”窗口中使用键盘“↓”或“PageDown”

键，将光标定位到“NFS”服务上。按键盘的空格键，给“NFS”前面加上“*”。然后按键盘上的Tab键，将光标移动到“确定”按钮上，按回车键退出。

(5)重启启动PC机，此时NFS服务可以开机自动启动。

4．NFS服务所依赖的另一个服务portmap的作用是什么？

答：portmap进程的主要功能是把RPC程序号转化为Internet的端口号。

当一个RPC服务器启动时，会选择一个空闲的端口号并在上面监听（每次启动后的端口号各不相同），同时它作为一个可用的服务会在portmap进程注册。一个RPC服务器对应惟一一个RPC程序号，RPC服务器告诉portmap进程它在哪个端口号上监听连接请求和为哪个RPC程序号提供服务。经过这个过程，portmap进程就知道了每一个已注册的RPC服

务器所用的Internet端口号，而且还知道哪个程序号在这个端口上是可用的。portmap进程维护着一张RPC程序号到Internet端口号之间的映射表，它的字段包括程序号、版本号、所用协议、端口号和服务名，portmap进程通过这张映射表来提供程序号-端口号之间的转化功能

如果portmap进程停止了运行或异常终止，那么该系统上的所有RPC服务器必须重新启动。首先停止NFS服务器上的所有NFS服务进程，然后启动portmap进程，再启动服务器上的NFS进程。

但portmap只在第一次建立连接的时候起作用，帮助网络应用程序找到正确的通讯端口，但是一旦这个双方正确连接，端口和应用就绑定，portmap也就不起作用了。但对其他任何第一次需要找到端口建立通讯的应用仍然有用。

第5章Linux下的C语言编程

1．编写一个打印3000~5000之间素数的程序，在其中定义函数“int prime（int x）”，用以判断参数“x”所代表的整数是否为素数。以GCC对该程序进行编译，编译时可以加不同的参数，然后运行。

答：在/home/chap05文件夹下，新建一个文档，输入一个打印3000~5000之间素数的程序，文档名为5-1.c，内容如下：

在命令终端窗口中运行gcc 5-1.c –o 5-1；然后输入./5-1，即可打印输出3000~5000之间全部素数。

2．利用GDB工具对上述程序进行调试，并观察程序中变量的变化过程。

答：编译该程序时加参数“-g”，即在命令窗口中输入gcc 5-1.c –o 5-1 -g使生成的可执

行程序5-1中包含调试信息，使用命令“gdb 5-1”启动GDB工具对5-1进行调试执行。

3．将上述程序的源代码分散在两个文件中，其中一个文件包含main（）函数，另一个文件包含prime（）函数。编写makefile文件实现对这两个文件的编译。修改其中一个文件后，再进行编译，观察make的输出信息。

答：假设上述程序的源代码包含两个C语言源文件，a.c和a1.c，其中main()函数包含在a.c中，如下所示。

a.c：

#include

#include

int prime(int);

void main()

{

int a,k;

for(a=3000;a<=5000;a++)

{

k = prime(a);

if(k==1)printf("%d是素数\n",a);

else printf("%d不是素数\n",a);

}

}

a1.c：

int prime(int x)

{

int i,j;

i = (x-1);

for(j = 2; j<= i; j++)

{

if(x%j == 0)

break;

}

if(j < i) return 0;

else return 1;

}

该工程的makefile文件内容如下。

makefile：

CC = gcc

FLAGS += -Wall

EXEC = aa

all:${EXEC}

${EXEC}:a.o a1.o

${CC} ${FLAGS} –o $@ a.o a1.o

a.o:a.c

${CC} ${FLAGS} –c @^ a1.o:a1.c

${CC} ${FLAGS} –c a1.c

clean:

rm –f ${EXEC} a.o a1.o

test:

./${EXEC}

以上文件准备好以后，执行命令“make”或者“make all”，将根据makefile的内容对该项目进行自动编译，生成可执行文件aa；执行命令“make test”将运行可执行文件aa；执行命令“make clean”将删除所有目标文件。