【系统架构设计师】嵌入式操作系统的定义及特点

1.嵌入式操作系统(Embedded Operating System，EOS)是指用于嵌入式系统的操作系统。
2.嵌入式操作系统是一种用途广泛的系统软件，负责嵌入式系统的全部软、硬件资源分配、任务调度、控制、协调并行活动等工作。
3.通常包括与硬件相关的底层驱动软件、系统内核、设备驱动接口、通信协议、图形界面、标准化浏览器等。

2. 特点

1.嵌入式操作系统与通用操作系统相比，具备以下主要特点。
2.可剪裁性:支持开放性和可伸缩性的体系结构；
3.可移植性:操作系统通常可运行在不用体系结构的处理器和开发板上;
4.强实时性:嵌入式操作系统实时性通常较强，可用于各种设备的控制;
5.强紧凑性:由于嵌入式系统的资源受限的特点，嵌入式操作系统代码需要紧凑、精炼，不应存在无用代码;
6.高质量代码:嵌入式系统已被广泛用于安全攸关系统，要求嵌入式操作系统代码质量要可靠，不存在由于代码的缺陷引发重大损失;
7.强定制性:嵌入式操作系统可根据目标系统的不同需求，进行专业化定制:(7)标准接口:嵌入式操作系统可提供设备统一的驱动接口;
8.强稳定性、弱交互性:嵌入式系统一旦运行就不需要用户过多干预，这就要负责管理的操作系统具有较强的稳定性。EOS的用户接口一般不提供操作命令，它是通过系统的调用命令向用户程序提供服务的;
9.强确定性:EOS对任务调度和资源管理应能够确保其在规定的时间、规定的容量内不发生任务超时和资源枯竭;
10.操作简洁、方便:EOS提供友好的图形GUI和图形界面，追求易学易用;
11.较强的硬件适应性:可适应多种类型的硬件资源。这里有两层意思:其一是代码支持的硬件要有较强的可移植性:其二是可最大限度地发挥硬件处理能力;
12.可固化性:在嵌入式系统中，嵌入式操作系统和应用软件通常是被固化在计算机系统的 ROM 中，系统运行时调入内存运行。

3. 例题

3.1 例题1

1.题目

1.以下关于操作系统微内核架构特征的说法，不正确的是(D)
A.微内核的系统结构清晰，利于协作开发
B.微内核代码量少，系统具有良好的可移植性
C.微内核有良好的伸缩性、扩展性
D.微内核的功能代码可以互相调用，性能很高
2.分析

1.微内核相比于传统内核，效率较差。D选项的叙述是错误的。
2.采用微内核结构的操作系统与传统的操作系统相比，其优点是提高了系统的灵活性、可扩充性，增强了系统的可靠性，提供了对分布式系统的支持。其原因如下：
3.① 灵活性和可扩展性：由于微内核OS的许多功能是由相对独立的服务器软件来实现的，当开发了新的硬件和软件时，微内核OS只须在相应的服务器中增加新的功能，或再增加一个专门的服务器。与此同时，也必然改善系统的灵活性，不仅可在操作系统中增加新的功能，还可修改原有功能，以及删除已过时的功能，以形成一个更为精干有效的操作系统。
4.② 增强了系统的可靠性和可移植性：由于微内核是出于精心设计和严格测试的，容易保证其正确性；另一方面是它提供了规范而精简的应用程序接口（API），为微内核外部的程序编制高质量的代码创造了条件。此外，由于所有服务器都是运行在用户态，服务器与服务器之间采用的是消息传递通信机制，因此，当某个服务器出现错误时，不会影响内核，也不会影响其他服务器。另外，由于在微内核结构的操作系统中，所有与特定CPU和I/O设备硬件有关的代码，均放在内核和内核下面的硬件隐藏层中，而操作系统其他绝大部分（即各种服务器）均与硬件平台无关，因而，把操作系统移植到另一个计算机硬件平台上所需作的修改是比较小的。
5.③ 提供了对分布式系统的支持：由于在微内核OS中，客户和服务器之间以及服务器和服务器之间的通信，是采用消息传递通信机制进行的，致使微内核OS能很好地支持分布式系统和网络系统。事实上，只要在分布式系统中赋予所有进程和服务器唯一的标识符，在微内核中再配置一张系统映射表（即进程和服务器的标识符与它们所驻留的机器之间的对应表），在进行客户与服务器通信时，只需在所发送的消息中标上发送进程和接收进程的标识符，微内核便可利用系统映射表，将消息发往目标，而无论目标是驻留在哪台机器上。

【系统架构设计师】嵌入式操作系统的定义及特点

目录

1. 说明

2. 特点

3. 例题

3.1 例题1