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計(jì)算機(jī)三級(jí)《嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)》精準(zhǔn)預(yù)測(cè)題及解析
不少考生反映說(shuō)計(jì)算機(jī)三級(jí)考試中，論述題難度很大，因此今天百分網(wǎng)小編特意為大家整理了計(jì)算機(jī)三級(jí)《嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)》精準(zhǔn)預(yù)測(cè)題及解析，希望幫助到大家考試。
論述題：
1.論述外設(shè)寄存器的作用、分類(lèi)，以及每種分類(lèi)完成的功能。
答：外設(shè)寄存器又稱為“I/O端口”，處理器對(duì)為外部設(shè)備的訪問(wèn)，就是通過(guò)對(duì)外設(shè)寄存器讀寫(xiě)完成的。
外設(shè)寄存器分為3種：
控制寄存器，用來(lái)控制外設(shè)行為。
狀態(tài)寄存器，用來(lái)指示外設(shè)的當(dāng)前狀態(tài)。
數(shù)據(jù)寄存器，用來(lái)存儲(chǔ)外設(shè)用例的數(shù)據(jù)。
2.論述嵌入式軟件開(kāi)發(fā)中程序優(yōu)化的原則、分類(lèi)，以及每種分類(lèi)優(yōu)化的內(nèi)容。
答：嵌入式程序優(yōu)化遵循三個(gè)原則：等效原則、有效原則、經(jīng)濟(jì)原則。
嵌入式程序優(yōu)化分為3類(lèi)：
運(yùn)行速度優(yōu)化，在充分掌握軟硬件特性的基礎(chǔ)上，通過(guò)應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)調(diào)整等手段，來(lái)縮短完成指令任務(wù)所需的運(yùn)行時(shí)間。
代碼尺寸優(yōu)化，在能夠正確實(shí)現(xiàn)所需功能需求的前提下，盡可能減小程序的代碼量。
低功耗優(yōu)化，在滿足需求的前提下，運(yùn)行時(shí)間盡可能少的小孩硬件資源，以達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
3.論述嵌入式操作系統(tǒng)中的文件系統(tǒng)的作用，以及它的層次和每個(gè)層次的作用。
答：文件系統(tǒng)提供了在線存儲(chǔ)和訪問(wèn)包括數(shù)據(jù)和程序在內(nèi)的文件內(nèi)容的機(jī)制。
I/O控制層，為文件系統(tǒng)的最低層，實(shí)現(xiàn)內(nèi)存與磁盤(pán)間的信息轉(zhuǎn)移。
基本文件系統(tǒng)層，向適合的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序發(fā)送指令，以完成對(duì)磁盤(pán)上的物理塊進(jìn)行讀寫(xiě)。
文件組織模塊層，將邏輯塊地址轉(zhuǎn)換成基本文件系統(tǒng)所用的物理地址。
邏輯文件系統(tǒng)層，管理元數(shù)據(jù)。
4.從軟件的架構(gòu)層次來(lái)論述嵌入式軟件系統(tǒng)模型。
答：從軟件的架構(gòu)層次啦論述嵌入式軟件模型共有3種。
沒(méi)有OS和BSP的模型,這種，模型沒(méi)有OS的概念，在硬件層上直接是應(yīng)用程序，應(yīng)用程序是高的相關(guān)的，直接與硬件打交道。
有OS沒(méi)有BSP的模型，這種模型有嵌入式OS負(fù)責(zé)與硬件交互、管理資源、應(yīng)用程序，利用OS的API和庫(kù)間接與硬件打交道。
有OS和BSP的模型，這種模型在OS與硬件層之間多了一層BSP，BSP負(fù)責(zé)與硬件交互。
5.論述層次化的存儲(chǔ)模型中，都有哪些存儲(chǔ)器，以及它們典型的大小。
答：層次化存儲(chǔ)模型中一般有5種存儲(chǔ)器：
寄存器，一般位于處理器內(nèi)部，速度最快，容量最小，一般4-64B;
高速緩存，一般位于處理器和主存儲(chǔ)之間，一般為10-1000KB;
主存儲(chǔ)器，即通常所說(shuō)的內(nèi)存，一般為10-1000MB;
本地外存，一般指機(jī)器上的區(qū)別于內(nèi)存的存儲(chǔ)器，此存儲(chǔ)器上的數(shù)據(jù)不能直接被處理器使用，必須先送入內(nèi)存，然后在提交給處理器，一般為10-1000GB
遠(yuǎn)程外存，一般只通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與本機(jī)互聯(lián)的外部設(shè)備，一般為1TB到無(wú)窮。
6.論述代碼尺寸優(yōu)化的途徑。
答：代碼尺寸優(yōu)化一般有3種途徑：
基于指令集的代碼尺寸優(yōu)化，即根據(jù)具體的處理器的指令集進(jìn)行相關(guān)代碼的優(yōu)化。
代碼壓縮優(yōu)化，即通過(guò)對(duì)代碼進(jìn)行重新編碼，以減少輸出序列的形式，但是這個(gè)序列是不可以直接運(yùn)行的。
代碼編寫(xiě)技巧，即采用各種代碼編寫(xiě)的技巧和方法，比如盡量刪除不必要的全局變量位操作，不改變的變量盡量申明為常量等。
7.論述物理內(nèi)存直接尋址的含義，以及使用物理地址的弊端。
答：所謂物理內(nèi)存直接尋址是指，在進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)的時(shí)候，把處理器的地址總線直接與主存儲(chǔ)器相連，處理器就可以通過(guò)地址總線對(duì)主存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問(wèn)。
使用物理地址的弊端主要有4點(diǎn)：
在使用物理地址的情況下，處理器可以使用的實(shí)際內(nèi)存數(shù)量就是物理內(nèi)存的總量，如果想訪問(wèn)更多的內(nèi)存地址，只有增減物理內(nèi)存數(shù)量。
在物理內(nèi)存情況下，處理器對(duì)所有內(nèi)存的訪問(wèn)權(quán)是一致的，物理內(nèi)存中的所有代碼，數(shù)據(jù)等信息讀寫(xiě)權(quán)限都是一樣的。
如果在多任務(wù)的情況下，物理尋址也無(wú)法為每個(gè)獨(dú)立的任務(wù)提供相應(yīng)的保護(hù)機(jī)制，因?yàn)樗娴娜蝿?wù)是運(yùn)行在同一個(gè)地址空間內(nèi)。
物理內(nèi)存尋址方式下的內(nèi)存，無(wú)法按照隨需的原則來(lái)使用。
8.論述運(yùn)行速度優(yōu)化的方法。
答：運(yùn)行速度優(yōu)化主要方法如下：
采用好的算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，高效算法與恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以使應(yīng)用程序獲得更高的優(yōu)化性能，比如二分法查找比順序查找要高效，遞歸的時(shí)間效率和空間效率都比較差。
減小運(yùn)行強(qiáng)度，在程序中盡量不要進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)算，比如浮點(diǎn)數(shù)的開(kāi)放等，對(duì)于耗時(shí)、耗資源的運(yùn)算，可以采用空間換時(shí)間的方法，多使用移位的和自增指令。
采用循環(huán)優(yōu)化和函數(shù)優(yōu)化，對(duì)于不需要循環(huán)變量參加的語(yǔ)句，放到循環(huán)外，對(duì)于循環(huán)條件的盡量減少判斷。
9.論述基本的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)，以及各個(gè)部分的主要任務(wù)。
答：基本的計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)主要由4部分組成：
微處理器，從內(nèi)存獲取機(jī)器語(yǔ)言指令，編譯，執(zhí)行，根據(jù)指令代碼，管理自己的寄存器，根據(jù)指令或自己的需要修改內(nèi)存內(nèi)容，相應(yīng)其他硬件的中斷請(qǐng)求。
存儲(chǔ)器，用來(lái)存儲(chǔ)指令和數(shù)據(jù)。
輸入輸出模塊，負(fù)責(zé)在處理器、存儲(chǔ)器和外部設(shè)備之間交換數(shù)據(jù)。
系統(tǒng)總線，為處理器、存儲(chǔ)器和輸入輸出模塊提供數(shù)據(jù)，控制等信號(hào)通道和傳輸?shù)脑O(shè)施。
10.論述復(fù)雜的嵌入式軟件系統(tǒng)架構(gòu)模型的組成，以及這種模型的優(yōu)點(diǎn)。
答：復(fù)雜的嵌入式軟件系統(tǒng)架構(gòu)由4部分組成
板極支持包，介于開(kāi)發(fā)板硬件和操作系統(tǒng)之間的一層軟件抽象，主要的目的是抽象操作系統(tǒng)對(duì)硬件的操作
操作系統(tǒng)，統(tǒng)一管理硬件資源的軟件系統(tǒng)
應(yīng)用編程接口，是操作系統(tǒng)提供給應(yīng)用程序的編程接口
應(yīng)用程序，位于最頂層負(fù)責(zé)系統(tǒng)功能和業(yè)務(wù)邏輯的實(shí)現(xiàn)
這種模型在操作系統(tǒng)與硬件之間對(duì)增加了一層BSP由BSP直接與硬件交互，這樣嵌入式操作系統(tǒng)的代碼變成了與硬件無(wú)關(guān)的代碼，提高了程序的移植性，方便嵌入式系統(tǒng)跨平臺(tái)移植。
11論述常見(jiàn)的特殊目的寄存器的作用。
答：常見(jiàn)的特殊目標(biāo)寄存器一般有3種
程序計(jì)數(shù)器，用來(lái)保存下一條要執(zhí)行的指令的地址，處理器在執(zhí)行一條指令之前會(huì)從程序的計(jì)數(shù)器指示的內(nèi)存地址處進(jìn)行移植
棧地址寄存器，指向內(nèi)存中棧的地址，當(dāng)使用壓棧指令進(jìn)行壓棧操作的時(shí)候，棧地址寄存器的值會(huì)自動(dòng)減少，當(dāng)使用退棧指令從棧中取數(shù)據(jù)的時(shí)候，棧地址寄存器的值會(huì)自動(dòng)增加
狀態(tài)寄存器，一般包括各種狀態(tài)位以所反映處理器的當(dāng)前狀態(tài)
12論述嵌入式軟件開(kāi)發(fā)構(gòu)建階段任務(wù)，以及每個(gè)步驟的功能內(nèi)容。
答：嵌入式軟件開(kāi)發(fā)構(gòu)建階段的主要任務(wù)是把代碼轉(zhuǎn)換成可以在嵌入式硬件上執(zhí)行的程序，主要有3個(gè)步驟
編譯，把人類(lèi)可讀可寫(xiě)的語(yǔ)言所編寫(xiě)成的程序，翻譯成特定處理器上等效的一系列操作碼，即目標(biāo)文件
鏈接，把第一步產(chǎn)生的所有目標(biāo)文件鏈接成一個(gè)目標(biāo)文件，即可重定位程序，并進(jìn)行符號(hào)管理
定址和打包，把第二步得到的可重定位程序整合成一個(gè)可以在嵌入式系統(tǒng)上運(yùn)行二進(jìn)制映像文件
13論述軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)的大致流程。
答：軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)的大致流程有4步
用HDL語(yǔ)言和C語(yǔ)言進(jìn)行系統(tǒng)描述并進(jìn)行模擬仿真和系統(tǒng)功能驗(yàn)證
對(duì)軟硬件實(shí)現(xiàn)功能進(jìn)行劃分，分別用語(yǔ)言進(jìn)行設(shè)計(jì)并將其綜合起來(lái)進(jìn)行功能驗(yàn)證和性能預(yù)測(cè)等仿真確認(rèn)
如果沒(méi)有問(wèn)題，則進(jìn)行軟件和硬件詳細(xì)設(shè)計(jì)
最后進(jìn)行軟件測(cè)試
14論述常見(jiàn)的Cache更新主內(nèi)存的方式有幾種，如何操作的，有什么有缺點(diǎn)。
答：常見(jiàn)的cache更新主內(nèi)存的方式主要有2種
直寫(xiě)，即CPU在向cache寫(xiě)入數(shù)據(jù)的同時(shí)也把數(shù)據(jù)寫(xiě)入主內(nèi)存，以保持cache和主內(nèi)存中相應(yīng)單元數(shù)據(jù)的一致性，優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單可靠，缺點(diǎn)是速度慢
回寫(xiě)，即CPU只向cache寫(xiě)入并用標(biāo)記加以注明，直到cache中被寫(xiě)過(guò)的塊要被進(jìn)入的信息塊取代時(shí)，才一次性的寫(xiě)入主內(nèi)存，優(yōu)點(diǎn)是速度快，缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜
15論述嵌入式軟件開(kāi)的階段以及各個(gè)階段的任務(wù)。
答：
編碼階段：把系統(tǒng)的需求和設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換變成某種語(yǔ)言的實(shí)現(xiàn)
構(gòu)建階段：把代碼轉(zhuǎn)換成可以嵌入式硬件上執(zhí)行的程序
部署階段：把可執(zhí)行的運(yùn)行是映像或可執(zhí)行文件部署到嵌入設(shè)備上
運(yùn)行階段：即運(yùn)行使用部署到嵌入式設(shè)備上的程序
16.論述復(fù)雜的嵌入式軟件系統(tǒng)的四層構(gòu)成，以及每層的作用。
答：
板極支持包，為了抽象操作系統(tǒng)對(duì)硬件的操作，從而可以使操作系統(tǒng)的代碼與硬件無(wú)關(guān)
操作系統(tǒng)，是統(tǒng)一管理資源的軟件系統(tǒng)，把諸多的硬件功能進(jìn)行抽象，以服務(wù)的形式提供給應(yīng)用程序
應(yīng)用編程接口，是操作系統(tǒng)提供給應(yīng)用程序的編程接口
應(yīng)用程序，位于最頂層，負(fù)責(zé)系統(tǒng)功能和業(yè)務(wù)邏輯的實(shí)現(xiàn)
17.ELF的含義是什么，論述ELF的三個(gè)不同的類(lèi)型文件以及含義。
答：ELF全稱ExecutableandLinkingFormat即可執(zhí)行鏈接格式，作為應(yīng)用程序進(jìn)行接口的一部分，主要包括3種格式
可重定位文件，有編譯器和匯編器創(chuàng)建在運(yùn)行前需要由鏈接器處理
可執(zhí)行文件，完成了所有的重定位工作和符號(hào)解析
共享目標(biāo)文件，就是共享庫(kù)，即包括連接器所需要的符號(hào)信息，也包括運(yùn)行時(shí)可以直接執(zhí)行的代碼
18.論述進(jìn)程的狀態(tài)，以及每個(gè)狀態(tài)的含義。
答：進(jìn)程在運(yùn)行時(shí)有5個(gè)狀態(tài)：
新的，表示進(jìn)程正在被創(chuàng)建;
運(yùn)行，表示指令正在被執(zhí)行;
等待，表示進(jìn)程正在等待一定時(shí)間的出現(xiàn)。
就緒，表示進(jìn)程正在等待被分配給某個(gè)處理器。
19.論述DSP的廣義理解和狹義理解的含義，以及DSP器件的特性。
答：DSP的廣義理解，譯為數(shù)字信號(hào)處理，信號(hào)的分析和更改是經(jīng)由順序分開(kāi)以代表此信號(hào)的數(shù)字化格式的信息，通常比類(lèi)的處理需大量的數(shù)字運(yùn)算。
DSP的俠義理解，譯為數(shù)字信號(hào)處理器，即針對(duì)數(shù)字信號(hào)處理而發(fā)展出的處理器。
DSP器件的特點(diǎn)主要有6個(gè)：
在單指令周期內(nèi)完成乘加運(yùn)算;
高速的運(yùn)算能力;
一般采用哈佛結(jié)構(gòu)和流水線設(shè)計(jì);
芯片具有滿足數(shù)字信號(hào)算法特殊要求的功能;
數(shù)據(jù)交換的能力高;
支持兵行處理指令。
20.指令模擬器有幾種分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，每種分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)分類(lèi)及內(nèi)容各是什么。
答：指令模擬器有兩種分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)：
A.按照體系建構(gòu)來(lái)分，包括：
同構(gòu)模擬器，指在某種體系架構(gòu)的處理器之上，使用軟件模擬出另外一個(gè)與自己相同的虛擬機(jī)。
異構(gòu)模擬器，在一種體系架構(gòu)的處理器之上，模擬另外一種處理器的執(zhí)行。
B.按照實(shí)現(xiàn)方式來(lái)分，包括：
解釋性模擬器，在內(nèi)存中建立一個(gè)代表目標(biāo)處理器狀態(tài)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，根據(jù)目標(biāo)處理器的指令集定義解釋的方式‘執(zhí)行’目標(biāo)軟件，執(zhí)行的結(jié)構(gòu)是修改處理器的狀態(tài)，從而完成及的模擬。
編譯型模擬器，將目標(biāo)指令翻譯為用于操作目標(biāo)標(biāo)記狀態(tài)的一組宿主指令，被模擬的機(jī)器狀態(tài)通常被保持在宿主機(jī)的全局存儲(chǔ)空間中。
21.論述嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中的角色。
答：嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中的角色主要有7個(gè)：
芯片制造者，負(fù)責(zé)制作包括CPU、網(wǎng)卡、RAM、Flash等廠商。
設(shè)備制造者，負(fù)責(zé)制造硬件開(kāi)發(fā)板和產(chǎn)品板，從芯片制造者手中購(gòu)買(mǎi)各種芯片，然后自己進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)和制板。
OS提供者，負(fù)責(zé)提供嵌入式OS。
系統(tǒng)繼承商，根據(jù)某些特點(diǎn)的應(yīng)用需求，定制特定的OS。
獨(dú)立軟件開(kāi)發(fā)商，負(fù)責(zé)在OS之上開(kāi)放有獨(dú)立功能的應(yīng)用程序。
獨(dú)立硬件開(kāi)發(fā)商，負(fù)責(zé)開(kāi)放某些硬件外設(shè)，通常還需編寫(xiě)并提供這些硬件的驅(qū)動(dòng)程序。
最終用戶，即產(chǎn)品的最終使用者。
22.論述特殊目的寄存器的作用，有哪些常見(jiàn)的特殊目的寄存器、以及它們的功能。
答：特殊目的寄存器一般存儲(chǔ)處理器內(nèi)部的一些特殊的數(shù)據(jù)。
程序計(jì)數(shù)器，用來(lái)保存下一條要執(zhí)行的指令的地址。
棧地址寄存器，只內(nèi)存中棧的頂端。
狀態(tài)寄存器，包含各種狀態(tài)位，以反映處理器的當(dāng)前狀態(tài)。
23.論述在嵌入式系統(tǒng)開(kāi)放中，影響調(diào)試的外圍因素。
答：在嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中，影響調(diào)試的外圍因素主要有3個(gè)
硬件缺陷，嵌入式系統(tǒng)中并非所有的問(wèn)題都是軟件導(dǎo)致的，很多時(shí)候在嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中，硬件的錯(cuò)誤比軟件的錯(cuò)誤復(fù)雜的多，也嚴(yán)重的多
編譯器自動(dòng)優(yōu)化，編譯器優(yōu)化期間會(huì)對(duì)程序代碼的順序，變量的個(gè)數(shù)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，增加了調(diào)試的難度，過(guò)多的優(yōu)化級(jí)本身就有可能引入錯(cuò)誤
外界環(huán)境的干擾，外界環(huán)境的干擾主要作用于硬件讓系統(tǒng)產(chǎn)生意想不到的問(wèn)題
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