點(diǎn)擊查看：2018年3月計(jì)算機(jī)三級(jí)嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)練習(xí)題匯總

　　論述題：

　　1.論述外設(shè)寄存器的作用、分類，以及每種分類完成的功能。

　　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，以及每種分類優(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：

　　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�存的任�?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)

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