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2017年嵌入式系統開發技術考試預測題及答案
一、 單項選擇題
1. 世界上第一臺計算機研制成功的年代是( C )
Α.1944年
B.1945年
C.1946年
D.1947年
2. 十進制數235，用二進制表達為( A )
Α.11101011
B.11101010
C.11101001
D.11101110
3. ARM采用定長指令格式，所有指令都是32位，Bit[31:28]為( B )
Α.目標寄存器編碼
B.條件執行
C.指令操作符編碼
D.永遠是0
4. 8080處理器是( C )
Α.32位處理器
B.16位處理器
C.8位處理器
D.4位處理器
5. 把微處理器與外部設備相連接的線路稱為( D )
Α.電源線
B.控制線
C.數據線
D.總線
6. 嵌入式軟件開發構建階段的第一步是( A )
Α.編譯
B.鏈接
C.定址
D.打包
7. 以下有關進程和程序的說法錯誤的是( D )
Α.進程是動態的
B.程序是靜態的
C.一個程序可以對應多個進程
D.程序就是進程
8. 微軟開發的嵌入式操作系統是( C )
Α.RT-Linux
B.MontaVista
C.Windows CE
D.VxWorks
9. ROM監視器是一個小程序，駐留在嵌入式系統的( B )
Α.RAM中
B.ROM中
C.Flash中
D.DOM中
10.直接存儲器存取的英文縮寫是( A )
Α.DMA
B.DRAM
C.ISA
D.IRQ
11. 以下不是嵌入式系統應用領域的是( C )
Α.移動電話
B.汽車電子
C.辦公系統
D.軍工航天
12. 十進制數235，用八進制表達為( C )
Α.351
B.352
C.353
D.354
13. ARM采用定長指令格式，所有指令都是32位，Bit[27:26]為( C )
Α.目標寄存器編碼
B.指令操作符編碼
C.永遠是0
D.條件執行
14. 80286處理器是( B )
Α.32位處理器
B.16位處理器
C.8位處理器
D.4位處理器
15. 廠家和用戶為性能擴充或作為特殊要求使用的信號線稱為( A )
Α.備用線
B.控制線
C.數據線
D.總線
16. 嵌入式軟件開發構建階段的第二步是( B )
Α.編譯
B.鏈接
C.定址
D.打包
17. 以下有關進程和程序的說法錯誤的是( B )
Α.進程是動態的
B.一個進程可以對應多個程序
C.一個程序可以對應多個進程
D.程序不是進程
18. WindRiver公司開發的嵌入式操作系統是( A )
Α.VxWorks
B.MontaVista
C.Windows CE
D.RT-Linux
19. GDB中，用來設置斷點的命令是( D )
Α.kill
B.next
C.make
D.break
20.1Byte等于( D )
Α.1024KB
B.1024KM
C.1024GB
D.8bit
二、填空題
1.嵌入式系統的嵌入性特性，是指系統需要與物理世界中特定的環境和設備緊密結合。
2.嵌入式系統開發中的角色可以分為芯片制造商、設備制造商、操作系統提供者、系統集成商、獨立軟件開發商、獨立硬件開發商、最終用戶。
3.Cache有指令Cache和 數據cache之分。
4.專門為數字信號處理而設計的處理器稱為 數字信號處理器 。
5.CPU中專門用來存儲整數數字的寄存器，稱為 數據寄存器。
6.嵌入式軟件開發的流程包括編碼階段、構建階段、部署階段、運行階段。
7.運行速度優化時，首先考慮采用的技術是算法和 數據結構。
8.一般情況下，嵌入式操作系統可分為實時操作系統和 非實時操作系統。
9.指令集模擬器按體系架構可以分為同構模擬器和 異構模擬器。
10.在線仿真器分為內部模式和 外部模式。
11.嵌入式系通常都是專用系統，指的是嵌入式系統的專用性特性。
14.DSP是專門為處理 數字信號 而設計的處理器。
15.CPU中專門用來存儲內存地址的寄存器，稱為 地址寄存器 。
16.嵌入式系統的資源通常都是有限的，指的是嵌入式系統的資源受限特性。
17.位于處理器內部的存儲器稱為 內存儲器。
18.DSP中文全稱是 數字信號處理器 。
19.CPU中專門用來存儲浮點數字的寄存器，稱為 浮點寄存器。
20.嵌入式程序優化三原則包括 等效原則、有效原則、經濟原則。
21.線程可分為 用戶線程和內核線程。
22.影響調試的外圍因素包括 硬件缺陷、編譯器自動優化、外界環境干擾。
23.世界上第一臺計算機研制成功的年代是1946年。
24.嵌入式系統的實時性分為軟實時和硬實時。
25.一個基本的計算機系統由微處理器、存儲器、輸入輸出模塊、總線組成。
26.BSP中文全稱是 板級支持包 。
27.CPU中專門用來存儲常數的寄存器，稱為 數據寄存器 。
28.層次化存儲器模型中，包括寄存器、高速緩存、主存儲器、本機外存、遠程外存。
29.板級支持包的英文縮寫是 BSP 。
30.按照總線的位置，總線可分為 片總線 、內總線、外總線。
31.嵌入式軟件開發的構建階段的步驟包括 編譯、鏈接、定址和打包。
32. 文件系統提供了在線存儲和訪問包括數據及程序在內的文件內容的機制。
33.嵌入式系統的實時性是指一個特定任務的執行時間必須是確定的、可測的。
34.SharedObjectsFile的中文含義是 目標文件共享 。
35.內存管理必須滿足的三個特性是：實時性、可靠性、高效性。
36.解決互斥問題要滿足互斥和公平兩個原則。
37.絕大多數軟件系統在開發的時候都會同時維護 Debug版本和Release版本。
38.ObjectFile的中文含義是 目標文件 。
39. BSP是介于開發板硬件和操作系統之間的一層軟件抽象，主要目的是為了抽象操作系統對硬件的操作，從而使操作系統的代碼與硬件無關。
40.指令系統是計算機硬件的語言系統，也叫做機器語言。
41.NFS的中文含義是 網絡文件系統 。
三、判斷改錯題
1.嵌入式系統的硬件核心部分是協處理器。( )
2.人機接口是系統接口的一種。( )
3.Linux的分布式文件系統是DFS。( )
4.程序計數器是用來保存下一條要執行的指令的地址的寄存器。( )
5.鍵盤是輸出設備。( )
6.C語言可以用來做為嵌入式程序開發。( )
7.匯編語言是高級語言。( )
8.gcc是一種驗證工具。( )
9.經過調試沒有錯誤的程序，不一定是正確的程序。( )
10.壓縮打包可以更高效的利用外存空間。( )
11.嵌入式系統的硬件核心部分是總線。( )
12.USB接口是系統接口的一種。( )
13.WindowsServer的分布式文件系統是NFS。( )
14.程序計數器是用來保存上一條已經執行過的指令的地址的寄存器。( )
15.鼠標是輸出設備。( )
16.匯編語言可以用來做為嵌入式程序開發。( )
17.DM全稱是DigitalMachine。( )
18.gcc是一種調試工具。( )
19.軟件調試的目的是找出嵌入式系統軟件中所有的錯誤。( )
20.世界上第一臺計算機研制成功的年代是1946年。( )
四 名詞解釋
1.RTOS
Real Time Oprating System 實時多任務操作系統
2.EMPU
Embedded Micro Processer Unit 嵌入式微處理器
3.PIC
Programmable Interrupt Controller 中斷控制器
4.DM
Development machine 開發機
5.VFS
Virtual file system 虛擬文件系統
6.OS
Operating system 實時多任務操作系統
7.EMU
Embedded micro-controller unit 嵌入式微控制器
8.DMA
Direct memory access 直接存儲器存取
9.COFF
Common object file format 通用目標模式
10.SoPC
System on programmable chip 可變成單芯片系統
11.IEE
Institution of electrical engineers 英國電氣工程師學會
12.BSP
Borad support package 板級支持包
13.ARM
Advanced RISC machines 高級RISC設備
14.ELF
Executable and linking format 可執行連鏈接格式
15.ICE
In-circuit emulator 在線仿真器
17.DDR
Double date rate 雙倍數據傳輸
五 簡答題
1. 簡述典型嵌入式系統的組成。
答：典型的嵌入式系統由2部分組成;
嵌入式硬件：包括處理器、存儲器、總線、外部設備、IO端口、以及各種控制器;
嵌入式軟件：包括嵌入式操作系統和各種應用程序。
2. 簡述影響嵌入式軟件調試的因素。
答：影響嵌入式軟件調試的因素主要包括3個：
硬件缺陷;
編譯器自動優化;
外界環境干擾。
3. 簡述處理機管理中調度的作用和目的。
答：通過在進程之間切換CPU來提高計算機的實際使用效率;其目的就是在任何時候都使得有一個進程在運行，從而使CPU使用率最大化。
4. 簡述嵌入式程序優化遵循的原則。
答：嵌入式程序優化遵循三個原則：
等效原則
有效原則
經濟原則
5. 簡述Boot Loader的功能。
答：Boot Loader主要有3個功能：
初始化目標硬件設備;控制啟動過程;下載并執行操作系統映像。
6. 簡述GDB調試器提供的基本功能。
答：GDB調試器提供4個基本功能：
啟動程序;在斷點處暫停程序;在程序暫停時，可以檢查程序中所發生的事情;動態改變程序的執行環境。
7. 簡述嵌入式操作系統的主要功能。
答：嵌入式操作系統由4個主要功能：
處理機管理;同步;內存管理;文件系統。
8. 簡述指令集模擬器按體系架構的分類及分類的含義。
答：指令集模擬器按體系架構分2類：
同構模擬器，指在某種體系架構的處理器之上，使用軟件模擬出另一個與自己相同的虛擬機。
異構模擬器，在一種體系架構的處理器之上，模擬另外一種處理器的執行。、
9. 簡述嵌入式系統的發展階段。
答：嵌入式系統有4個發展階段：
無操作系統階段;
簡單操作系統階段;
實時操作系統階段;
面向internet階段;
10. 簡述線程的優點。
答：線程主要優點有4個：
響應度高;經濟;資源共享;多處理器體系結構的利用。
11. 簡述Debug和Release版本區別。
答：絕大多數軟件系統在開發時期都會同時維護debug和release兩個版本：
Debug版本是未經過編譯器優化的版本，主要用于調試。
Release版本是經過編譯器優化后的版本，主要作為最終版本發布。
12. 簡述按照總線的位置，總線可以分為幾類。
答：按照總線的位置，總線分為3類：
片總線，用于芯片一級的互聯。
內總線，用于插件版一級的互聯。
外總線，用于設備一級的互聯。
13. 簡述從層次化的角度來看，嵌入式系統可以分為哪些層。
答：從層次化的角度來看，嵌入式系統可分為4層;
硬件層、中間層、軟件層、功能層。
14. 簡述進程與程序的區別。
答：進程與程序的區別主要有3點：
進程是動態，程序是靜態;
進程有創建，執行及結束這個完整的生命周期，二程序只是一個文件，一個程序可對應多個進程，而一個進程只對應一個程序。
15. 簡述開發機與目標機的不同。
答：開發機與目標機主要4點不同：
體系結構不同;處理能力不同;運行的操作系統不同;輸入輸出方式不同。
16. 簡述嵌入式系統減少功耗的方法。
答：嵌入式系統減少功耗主要從兩個方面入手：
在嵌入式系統硬件設計的時候，盡量選擇功耗比較低的芯片，并把不需要的外設和端口都去掉�！�
嵌入式軟件系統在達到功能性能的同時，也需要對功耗作出必要的優化，盡可能節省對外設的使用從而達到省電的目的。
17. 簡述專用寄存器的分類。
答：專用寄存器分為5類：
數據寄存器、地址寄存器、常數寄存器、浮點寄存器、向量寄存器。
18. 簡述比較CPU算法的準則。
答：比較CPU算法的準則有4點：
Cpu使用率;周期時間;等待時間;吞吐量;
19. 簡述從軟件的架構層次來看嵌入式軟件系統模型的分類。
答：從軟件的架構層次來看嵌入式系統模型共有3類：
沒用OS和BSP 的模型;有OS沒用BSP的模型，有OS和BSP的模型。
20. 簡述進程在運行時的5個狀態。
答：進程在運行 時的5個狀態：
新的 運行 等待 就緒 終止
六論述題
1.論述外設寄存器的作用、分類，以及每種分類完成的功能。
答：外設寄存器又稱為“I/O端口”，處理器對為外部設備的訪問，就是通過對外設寄存器讀寫完成的。
外設寄存器分為3種：
控制寄存器，用來控制外設行為。
狀態寄存器，用來指示外設的當前狀態。
數據寄存器，用來存儲外設用例的數據。
2.論述嵌入式軟件開發中程序優化的原則、分類，以及每種分類優化的內容。
答：嵌入式程序優化遵循三個原則：等效原則、有效原則、經濟原則。
嵌入式程序優化分為3類：
運行速度優化，在充分掌握軟硬件特性的基礎上，通過應用程序結構調整等手段，來縮短完成指令任務所需的運行時間。
代碼尺寸優化，在能夠正確實現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，以達到節能降耗的目的。
3.論述嵌入式操作系統中的文件系統的作用，以及它的層次和每個層次的作用。
答：文件系統提供了在線存儲和訪問包括數據和程序在內的文件內容的機制。
I/O控制層，為文件系統的最低層，實現內存與磁盤間的信息轉移。
基本文件系統層，向適合的設備驅動程序發送指令，以完成對磁盤上的物理塊進行讀寫。
文件組織模塊層，將邏輯塊地址轉換成基本文件系統所用的物理地址。
邏輯文件系統層，管理元數據。
4.從軟件的架構層次來論述嵌入式軟件系統模型。
答：從軟件的架構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用程序，應用程序是高的相關的，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負責與硬件交互、管理資源、應用程序，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負責與硬件交互。
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，即通常所說的內存，一般為10-1000MB;
本地外存，一般指機器上的區別于內存的存儲器，此存儲器上的數據不能直接被處理器使用，必須先送入內存，然后在提交給處理器，一般為10-1000GB
遠程外存，一般只通過網絡與本機互聯的外部設備，一般為1TB到無窮。
6.論述代碼尺寸優化的途徑。
答：代碼尺寸優化一般有3種途徑：
基于指令集的代碼尺寸優化，即根據具體的處理器的指令集進行相關代碼的優化。
代碼壓縮優化，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：所謂物理內存直接尋址是指，在進行硬件設計的時候，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據進行訪問。
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存數量就是物理內存的總量，如果想訪問更多的內存地址，只有增減物理內存數量。
在物理內存情況下，處理器對所有內存的訪問權是一致的，物理內存中的所有代碼，數據等信息讀寫權限都是一樣的。
如果在多任務的情況下，物理尋址也無法為每個獨立的任務提供相應的保護機制，因為所存的任務是運行在同一個地址空間內。
物理內存尋址方式下的內存，無法按照隨需的原則來使用。
8.論述運行速度優化的方法。
答：運行速度優化主要方法如下：
采用好的算法和數據結構，高效算法與恰當的數據結構可以使應用程序獲得更高的優化性能，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雜的運算，比如浮點數的開放等，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。
采用循環優化和函數優化，對于不需要循環變量參加的語句，放到循環外，對于循環條件的盡量減少判斷。
9.論述基本的計算機體系結構，以及各個部分的主要任務。
答：基本的計算機的體系結構主要由4部分組成：
微處理器，從內存獲取機器語言指令，編譯，執行，根據指令代碼，管理自己的寄存器，根據指令或自己的需要修改內存內容，相應其他硬件的中斷請求。
存儲器，用來存儲指令和數據。
輸入輸出模塊，負責在處理器、存儲器和外部設備之間交換數據。
系統總線，為處理器、存儲器和輸入輸出模塊提供數據，控制等信號通道和傳輸的設施。
10.論述復雜的嵌入式軟件系統架構模型的組成，以及這種模型的優點。
答：復雜的嵌入式軟件系統架構由4部分組成
板極支持包，介于開發板硬件和操作系統之間的一層軟件抽象，主要的目的是抽象操作系統對硬件的操作
操作系統，統一管理硬件資源的軟件系統
應用編程接口，是操作系統提供給應用程序的編程接口
應用程序，位于最頂層負責系統功能和業務邏輯的實現
這種模型在操作系統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的代碼變成了與硬件無關的代碼，提高了程序的移植性，方便嵌入式系統跨平臺移植。
11論述常見的特殊目的寄存器的作用。
答：常見的特殊目標寄存器一般有3種
程序計數器，用來保存下一條要執行的指令的地址，處理器在執行一條指令之前會從程序的計數器指示的內存地址處進行移植
棧地址寄存器，指向內存中棧的地址，當使用壓棧指令進行壓棧操作的時候，棧地址寄存器的值會自動減少，當使用退棧指令從棧中取數據的時候，棧地址寄存器的值會自動增加
狀態寄存器，一般包括各種狀態位以所反映處理器的當前狀態
12論述嵌入式軟件開發構建階段任務，以及每個步驟的功能內容。
答：嵌入式軟件開發構建階段的主要任務是把代碼轉換成可以在嵌入式硬件上執行的程序，主要有3個步驟
編譯，把人類可讀可寫的語言所編寫成的程序，翻譯成特定處理器上等效的一系列操作碼，即目標文件
鏈接，把第一步產生的所有目標文件鏈接成一個目標文件，即可重定位程序，并進行符號管理
定址和打包，把第二步得到的可重定位程序整合成一個可以在嵌入式系統上運行二進制映像文件
13論述軟硬件協同設計的大致流程。
答：軟硬件協同設計的大致流程有4步
用HDL語言和C語言進行系統描述并進行模擬仿真和系統功能驗證
對軟硬件實現功能進行劃分，分別用語言進行設計并將其綜合起來進行功能驗證和性能預測等仿真確認
如果沒有問題，則進行軟件和硬件詳細設計
最后進行軟件測試
14論述常見的Cache更新主內存的方式有幾種，如何操作的，有什么有缺點。
答：常見的cache更新主內存的方式主要有2種
直寫，即CPU在向cache寫入數據的同時也把數據寫入主內存，以保持cache和主內存中相應單元數據的一致性，優點是簡單可靠，缺點是速度慢
回寫，即CPU只向cache寫入并用標記加以注明，直到cache中被寫過的塊要被進入的信息塊取代時，才一次性的寫入主內存，優點是速度快，缺點是結構復雜
15論述嵌入式軟件開的階段以及各個階段的任務。
答：
編碼階段：把系統的需求和設計轉換變成某種語言的實現
構建階段：把代碼轉換成可以嵌入式硬件上執行的程序
部署階段：把可執行的運行是映像或可執行文件部署到嵌入設備上
運行階段：即運行使用部署到嵌入式設備上的程序
16.論述復雜的嵌入式軟件系統的四層構成，以及每層的作用。
答：
板極支持包，為了抽象操作系統對硬件的操作，從而可以使操作系統的代碼與硬件無關
操作系統，是統一管理資源的軟件系統，把諸多的硬件功能進行抽象，以服務的形式提供給應用程序
應用編程接口，是操作系統提供給應用程序的編程接口
應用程序，位于最頂層，負責系統功能和業務邏輯的實現
17.ELF的含義是什么，論述ELF的三個不同的類型文件以及含義。
答：ELF全稱ExecutableandLinkingFormat即可執行鏈接格式，作為應用程序進行接口的一部分，主要包括3種格式
可重定位文件，有編譯器和匯編器創建在運行前需要由鏈接器處理
可執行文件，完成了所有的重定位工作和符號解析
共享目標文件，就是共享庫，即包括連接器所需要的符號信息，也包括運行時可以直接執行的代碼
18.論述進程的狀態，以及每個狀態的含義。
答：進程在運行時有5個狀態：
新的，表示進程正在被創建;
運行，表示指令正在被執行;
等待，表示進程正在等待一定時間的出現。
就緒，表示進程正在等待被分配給某個處理器。
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，譯為數字信號處理，信號的分析和更改是經由順序分開以代表此信號的數字化格式的信息，通常比類的處理需大量的數字運算。
DSP的俠義理解，譯為數字信號處理器，即針對數字信號處理而發展出的處理器。
DSP器件的特點主要有6個：
在單指令周期內完成乘加運算;
高速的運算能力;
一般采用哈佛結構和流水線設計;
芯片具有滿足數字信號算法特殊要求的功能;
數據交換的能力高;
支持兵行處理指令。
20.指令模擬器有幾種分類標準，每種分類標準分類及內容各是什么。
答：指令模擬器有兩種分類標準：
A.按照體系建構來分，包括：
同構模擬器，指在某種體系架構的處理器之上，使用軟件模擬出另外一個與自己相同的虛擬機。
異構模擬器，在一種體系架構的處理器之上，模擬另外一種處理器的執行。
B.按照實現方式來分，包括：
解釋性模擬器，在內存中建立一個代表目標處理器狀態的數據結構，根據目標處理器的指令集定義解釋的方式‘執行’目標軟件，執行的結構是修改處理器的狀態，從而完成及的模擬。
編譯型模擬器，將目標指令翻譯為用于操作目標標記狀態的一組宿主指令，被模擬的機器狀態通常被保持在宿主機的全局存儲空間中。
21.論述嵌入式系統開發中的角色。
答：嵌入式系統開發中的角色主要有7個：
芯片制造者，負責制作包括CPU、網卡、RAM、Flash等廠商。
設備制造者，負責制造硬件開發板和產品板，從芯片制造者手中購買各種芯片，然后自己進行硬件設計和制板。
OS提供者，負責提供嵌入式OS。
系統繼承商，根據某些特點的應用需求，定制特定的OS。
獨立軟件開發商，負責在OS之上開放有獨立功能的應用程序。
獨立硬件開發商，負責開放某些硬件外設，通常還需編寫并提供這些硬件的驅動程序。
最終用戶，即產品的最終使用者。
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處理器內部的一些特殊的數據。
程序計數器，用來保存下一條要執行的指令的地址。
棧地址寄存器，只內存中棧的頂端。
狀態寄存器，包含各種狀態位，以反映處理器的當前狀態。
23.論述在嵌入式系統開放中，影響調試的外圍因素。
答：在嵌入式系統開發中，影響調試的外圍因素主要有3個
硬件缺陷，嵌入式系統中并非所有的問題都是軟件導致的，很多時候在嵌入式系統開發中，硬件的錯誤比軟件的錯誤復雜的多，也嚴重的多
編譯器自動優化，編譯器優化期間會對程序代碼的順序，變量的個數進行自動調整，增加了調試的難度，過多的優化級本身就有可能引入錯誤
外界環境的干擾，外界環境的干擾主要作用于硬件讓系統產生意想不到的問題
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