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計算機三級考試嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)論述題「精選」
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”，處理器對為外部設(shè)備的訪問，就是通過對外設(shè)寄存器讀寫完成的。
外設(shè)寄存器分為3種：
控制寄存器，用來控制外設(shè)行為。
狀態(tài)寄存器，用來指示外設(shè)的當(dāng)前狀態(tài)。
數(shù)據(jù)寄存器，用來存儲外設(shè)用例的數(shù)據(jù)。
2.論述嵌入式軟件開發(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)化遵循三個原則：等效原則、有效原則、經(jīng)濟原則。
嵌入式程序優(yōu)化分為3類：
運行速度優(yōu)化，在充分掌握軟硬件特性的基礎(chǔ)上，通過應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)調(diào)整等手段，來縮短完成指令任務(wù)所需的運行時間。
代碼尺寸優(yōu)化，在能夠正確實現(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，運行時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層次的作用。
答：文件系統(tǒng)提供了在線存儲和訪問包括數(shù)據(jù)和程序在內(nèi)的文件內(nèi)容的機制。
I/O控制層，為文件系統(tǒng)的最低層，實現(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)動程序發(fā)送指令，以完成對磁盤上的物理塊進行讀寫。
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。
沒有OS和BSP的模型,這種，模型沒有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.論述層次化的存儲模型中，都有哪些存儲器，以及它們典型的大小。
答：層次化存儲模型中一般有5種存儲器：
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之間，一般為10-1000KB;
主存儲器，即通常所說的內(nèi)存，一般為10-1000MB;
本地外存，一般指機器上的區(qū)別于內(nèi)存的存儲器，此存儲器上的數(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，一般只通過網(wǎng)絡(luò)與本機互聯(lián)的外部設(shè)備，一般為1TB到無窮。
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行相關(guān)代碼的優(yōu)化。
代碼壓縮優(yōu)化，即通過對代碼進行重新編碼，以減少輸出序列的形式，但是這個序列是不可以直接運行的。
代碼編寫技巧，即采用各種代碼編寫的技巧和方法，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，在進行硬件設(shè)計的時候，把處理器的地址總線直接與主存儲器相連，處理器就可以通過地址總線對主存儲器中的數(shù)據(jù)進行訪問。
使用物理地址的弊端主要有4點：
在使用物理地址的情況下，處理器可以使用的實際內(nèi)存數(shù)量就是物理內(nèi)存的總量，如果想訪問更多的內(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，處理器對所有內(nèi)存的訪問權(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，物理尋址也無法為每個獨立的任務(wù)提供相應(yīng)的保護機制，因為所存的任務(wù)是運行在同一個地址空間內(nèi)。
物理內(nèi)存尋址方式下的內(nèi)存，無法按照隨需的原則來使用。
8.論述運行速度優(yōu)化的方法。
答：運行速度優(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，遞歸的時間效率和空間效率都比較差。
減小運行強度，在程序中盡量不要進行復(fù)雜的運算，比如浮點數(shù)的開放等，對于耗時、耗資源的運算，可以采用空間換時間的方法，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，對于不需要循環(huán)變量參加的語句，放到循環(huán)外，對于循環(huán)條件的盡量減少判斷。
9.論述基本的計算機體系結(jié)構(gòu)，以及各個部分的主要任務(wù)。
答：基本的計算機的體系結(jié)構(gòu)主要由4部分組成：
微處理器，從內(nèi)存獲取機器語言指令，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)其他硬件的中斷請求。
存儲器，用來存儲指令和數(shù)據(jù)。
輸入輸出模塊，負(fù)責(zé)在處理器、存儲器和外部設(shè)備之間交換數(shù)據(jù)。
系統(tǒng)總線，為處理器、存儲器和輸入輸出模塊提供數(shù)據(jù)，控制等信號通道和傳輸?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。
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)邏輯的實現(xiàn)
這種模型在操作系統(tǒng)與硬件之間對增加了一層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)跨平臺移植。
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