第一篇：軟考系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)師下午試題加答案(一)

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軟考系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)師下午試題加答案

（一）2016年下半年軟考系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)師考試將于11月12日舉行。大家都準(zhǔn)備好了嗎？下面由希賽小編為大家整理了一些系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)師試題，希望對(duì)大家有所幫助。

試題一

閱讀以下軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)的敘述，根據(jù)要求回答問(wèn)題。[說(shuō)明]某大型電子商務(wù)企業(yè)的主要業(yè)務(wù)之一是網(wǎng)上書(shū)城，其主要功能是通過(guò)Internet為用戶提供各種圖書(shū)信息的在線查詢、瀏覽及訂購(gòu)相關(guān)圖書(shū)等多種服務(wù)。PH軟件公司承接了該大型網(wǎng)上書(shū)城系統(tǒng)的升級(jí)改造開(kāi)發(fā)任務(wù)。該軟件公司的領(lǐng)域?qū)＜覍?duì)需求進(jìn)行深入分析后，得到的部分系統(tǒng)需求如下。

1用戶可能頻繁地進(jìn)行書(shū)目查詢操作，網(wǎng)上書(shū)城需要返回眾多符合條件的書(shū)目并且分頁(yè)顯示，而且可能每次查詢的內(nèi)容都不一樣。

2網(wǎng)站管理員需要批量對(duì)相關(guān)書(shū)目信息進(jìn)行修改，并且將更新信息記錄到數(shù)據(jù)庫(kù)。

3隨著該網(wǎng)上書(shū)城知名度的不斷提升，每天的業(yè)務(wù)量非常多，網(wǎng)站的用戶訪問(wèn)量越來(lái)越大，因此對(duì)業(yè)務(wù)有持續(xù)性要求，且要求有限的資源更加合理地規(guī)劃和使用。

4隨著該企業(yè)業(yè)務(wù)規(guī)模的不斷擴(kuò)展，網(wǎng)上書(shū)城并購(gòu)了多家其他同類的網(wǎng)上書(shū)城，需要將后臺(tái)異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)進(jìn)行整合。

該軟件公司的系統(tǒng)架構(gòu)師經(jīng)過(guò)多方的研究和論證，集體提出了采用層次式架構(gòu)風(fēng)格設(shè)計(jì)該大型網(wǎng)上書(shū)城系統(tǒng)，包括表現(xiàn)層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)訪問(wèn)層。

1、[問(wèn)題1]

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數(shù)據(jù)訪問(wèn)層負(fù)責(zé)與應(yīng)用中的各種數(shù)據(jù)源打交道，并將它們整合起來(lái)，為業(yè)務(wù)邏輯層提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)服務(wù)。請(qǐng)對(duì)該大型網(wǎng)上書(shū)城的4個(gè)需求進(jìn)行分析，結(jié)合你的系統(tǒng)架構(gòu)經(jīng)驗(yàn)，將表2—12中每個(gè)需求適合選用的數(shù)據(jù)訪問(wèn)模式及選擇理由填充完整。

2、[問(wèn)題2]

業(yè)務(wù)邏輯的千變?nèi)f化，使信息系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和維護(hù)都變得越來(lái)越困難，如何構(gòu)建靈活高度可擴(kuò)展性的業(yè)務(wù)層便成為亟待解決的問(wèn)題。結(jié)合你的系統(tǒng)架構(gòu)經(jīng)驗(yàn)，請(qǐng)用200字以內(nèi)的文字說(shuō)明該網(wǎng)上書(shū)城業(yè)務(wù)邏輯層采用業(yè)務(wù)容器(BusinessContainer)架構(gòu)方式的優(yōu)點(diǎn)。

3、[問(wèn)題3]

該網(wǎng)上書(shū)城表示層框架的設(shè)計(jì)，采用基于XML的界面管理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)靈活的界面配置、界面動(dòng)態(tài)生成和界面定制。結(jié)合你的系統(tǒng)架構(gòu)經(jīng)驗(yàn)，請(qǐng)用350字以內(nèi)的文字說(shuō)明基于XML的界面管理技術(shù)的基本思想及其主要組成部分的功能。

參考答案

1、在層次式架構(gòu)風(fēng)格中，數(shù)據(jù)訪問(wèn)層(數(shù)據(jù)持久層)主要負(fù)責(zé)和應(yīng)用中的各種數(shù)據(jù)源(如DB2、Oracle等關(guān)系型數(shù)據(jù)源、XML數(shù)據(jù)及其他類型的非關(guān)系型

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數(shù)據(jù)、Web服務(wù)，以及各種特別的遺留系統(tǒng)等)打交道，并將它們整合起來(lái)，為業(yè)務(wù)邏輯層提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)服務(wù)。架構(gòu)師在不同的應(yīng)用場(chǎng)合下可能會(huì)選擇不同的數(shù)據(jù)訪問(wèn)模式，并且還會(huì)不斷地推陳出新，這里不會(huì)也不可能窮盡所有的數(shù)據(jù)訪問(wèn)模式，而只是列舉了其中最為典型的幾個(gè)。在線訪問(wèn)模式、DataAccessObject模式、DataTransferObject模式、離線數(shù)據(jù)模式，以及對(duì)象/關(guān)系映射(Object/RelationMapping)模式是數(shù)據(jù)訪問(wèn)層設(shè)計(jì)中典型的數(shù)據(jù)訪問(wèn)模式。各種數(shù)據(jù)訪問(wèn)模式的說(shuō)明如表2—15所示。

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依題意，在網(wǎng)上書(shū)城系統(tǒng)應(yīng)用中，第1個(gè)系統(tǒng)需求是用戶根據(jù)檢查條件查詢相關(guān)的書(shū)目，返回符合條件的書(shū)目列表(可能內(nèi)容非常多，數(shù)據(jù)量較大)，而且可能每次查詢的內(nèi)容都不一樣。通常，針對(duì)用戶書(shū)目查詢這一業(yè)務(wù)應(yīng)用，如果查詢返回的數(shù)據(jù)量并不是很大，同時(shí)也不頻繁，則可以考慮采用在線訪問(wèn)的模式；如果返回的數(shù)據(jù)量較大(比如返回眾多符合條件的書(shū)目并且分頁(yè)顯示)而且較為頻繁，則需要考慮在線訪問(wèn)模式和離線數(shù)據(jù)模式相結(jié)合，通過(guò)離線數(shù)據(jù)的緩存來(lái)提高查詢性能。

第2個(gè)系統(tǒng)需求是網(wǎng)站管理員可能需要批量對(duì)相關(guān)書(shū)目信息進(jìn)行修改，并且需要將更新的信息返回至數(shù)據(jù)庫(kù)。此類數(shù)據(jù)應(yīng)用的特點(diǎn)表現(xiàn)為，與數(shù)據(jù)庫(kù)交互的次數(shù)并不頻繁，但是每次操作的數(shù)據(jù)量相對(duì)較大；同時(shí)，也希望能夠使得本地操作有較好的交互體驗(yàn)。針對(duì)這種應(yīng)用情況，往往適合采用離線數(shù)據(jù)訪問(wèn)的模式，DTO模式也是不錯(cuò)的選擇。如果該網(wǎng)上書(shū)城應(yīng)用系統(tǒng)采用的是IBMWebSphere平臺(tái)，則可以使用SDO技術(shù)，或者使用Java中的CachedRowSet技術(shù)；如果

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采用的是基于微軟的應(yīng)用系統(tǒng)平臺(tái)，則可以采用ADO.NET技術(shù)。

第3個(gè)系統(tǒng)需求是一個(gè)關(guān)于“多用戶并發(fā)訪問(wèn)”的需求，如何讓網(wǎng)上書(shū)城應(yīng)用系統(tǒng)能夠處理大規(guī)模的并發(fā)用戶訪問(wèn)是一個(gè)很復(fù)雜的問(wèn)題，涉及應(yīng)用的架構(gòu)、采用的軟件、相應(yīng)的配置和應(yīng)用程序的調(diào)優(yōu)等方面的問(wèn)題。對(duì)于數(shù)據(jù)訪問(wèn)層設(shè)計(jì)，一個(gè)常見(jiàn)的方法是使用連接池的模式，以便能夠處理更多的用戶請(qǐng)求。如果在網(wǎng)上書(shū)城應(yīng)用系統(tǒng)中使用了IBMWebSphereApplicationServer(或BEAWebLogic、Tomcat等)應(yīng)用服務(wù)器，則這些應(yīng)用服務(wù)器都提供了連接池的機(jī)制。

第4個(gè)系統(tǒng)需求是一個(gè)關(guān)于“整合異構(gòu)數(shù)據(jù)源”的需求，因?yàn)橛辛诵碌?、不同類型的?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的加入，需要和舊的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)進(jìn)行整合。后臺(tái)數(shù)據(jù)系統(tǒng)種類繁多，配置復(fù)雜的情況是隨處可見(jiàn)的?？赡苓@個(gè)網(wǎng)上書(shū)城在剛剛起步的時(shí)候只是用了MSSQLServer2000來(lái)作為后臺(tái)數(shù)據(jù)源。后來(lái)隨著業(yè)務(wù)的增加，又有了新的Oracle(或DB2)系統(tǒng)。除此之外，可能還有很多諸如XML文檔等需要和已有的系統(tǒng)集成起來(lái)，這些都是令人頭痛的問(wèn)題。在很多實(shí)際項(xiàng)目中，經(jīng)常需要軟件開(kāi)發(fā)公司花很大的力氣開(kāi)發(fā)一些導(dǎo)入/導(dǎo)出工具來(lái)集成此類數(shù)據(jù)，而現(xiàn)在已經(jīng)有了專門(mén)的產(chǎn)品來(lái)完成這些任務(wù)。例如，IBMWebSphereInformationIntegration等產(chǎn)品就可以用來(lái)支持各種關(guān)系型數(shù)據(jù)源及非關(guān)系型數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)整合。

2、業(yè)務(wù)邏輯層框架位于系統(tǒng)架構(gòu)的中間層，是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的核心組件。業(yè)務(wù)邏輯層采用業(yè)務(wù)容器(BusinessContainer)架構(gòu)方式，便于系統(tǒng)功能的開(kāi)發(fā)、代碼重用和管理。業(yè)務(wù)層采用業(yè)務(wù)容器的方式存在于整個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中，可以大大地降低業(yè)務(wù)層和相鄰各層的耦合。表示層和業(yè)務(wù)層的交流是通過(guò)業(yè)務(wù)請(qǐng)求來(lái)實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)師http:// 的，表示層代碼只需要將業(yè)務(wù)參數(shù)傳遞給業(yè)務(wù)容器，之后就不需要業(yè)務(wù)層多余的干預(yù)，所有業(yè)務(wù)代碼均是在業(yè)務(wù)容器中運(yùn)行。如此一來(lái)，可以有效地防止業(yè)務(wù)層代碼滲透到表示層，從而實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)層相對(duì)于表示層的透明化。

3、基于XML的界面管理技術(shù)的基本思想是，用XML生成配置文件及界面所需的元數(shù)據(jù)，按不同需求生成界面元素及軟件界面。

該技術(shù)包括界面配置、界面動(dòng)態(tài)生成和界面定制3部分。

界面配置是對(duì)用戶界面的靜態(tài)定義，通過(guò)讀取配置文件的初始值對(duì)界面配置。由界面配置對(duì)軟件功能進(jìn)行裁剪、重組和擴(kuò)充，以實(shí)現(xiàn)特殊需求。

界面定制是對(duì)用戶界面的動(dòng)態(tài)修改過(guò)程，在軟件運(yùn)行過(guò)程中，用戶可按需求和使用習(xí)慣，對(duì)界面元素(如菜單、工具欄、鍵盤(pán)命令)的屬性(如文字、圖標(biāo)、大小、位置等)進(jìn)行修改。軟件運(yùn)行結(jié)束，界面定制的結(jié)果被保存。

系統(tǒng)通過(guò)DOMAPI讀取XML配置文件的表示層信息(初始界面大小、位置等)，通過(guò)自定義的數(shù)據(jù)存取類讀取數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)層信息，在運(yùn)行時(shí)循環(huán)生成界面元素，動(dòng)態(tài)生成界面。界面配置和定制模塊在軟件運(yùn)行前后，通過(guò)修改相應(yīng)的配置文件，就可以達(dá)到更改界面內(nèi)容的目標(biāo)。

基于XML的界面管理技術(shù)實(shí)現(xiàn)的管理信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了用戶界面描述信息與功能實(shí)現(xiàn)代碼的分離，可針對(duì)不同用戶需求進(jìn)行界面配置和定制，能適應(yīng)一定程度內(nèi)的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)改動(dòng)，只需對(duì)XML文件稍加修改，即可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的移植。

試題二

閱讀以下關(guān)于系統(tǒng)安全性和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)架構(gòu)的敘述，根據(jù)要求回答問(wèn)題。

[說(shuō)明]

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某市行政審批服務(wù)中心大樓內(nèi)涉及幾類網(wǎng)絡(luò)，分別為因特網(wǎng)(Internet)、市電子政務(wù)專網(wǎng)、市電子政務(wù)外網(wǎng)、市行政審批服務(wù)中心大樓內(nèi)局域網(wǎng)和各部門(mén)業(yè)務(wù)專網(wǎng)。行政審批服務(wù)中心網(wǎng)絡(luò)建設(shè)工作組計(jì)劃以市電子政務(wù)專網(wǎng)為基礎(chǔ)，建設(shè)市級(jí)行政審批服務(wù)中心專網(wǎng)(骨干萬(wàn)兆、桌面千兆)。在大樓內(nèi)部署5套獨(dú)立鏈路，分別用于連接政務(wù)外網(wǎng)、政務(wù)專網(wǎng)、大樓內(nèi)局域網(wǎng)、因特網(wǎng)和涉密部門(mén)內(nèi)網(wǎng)。行政審批服務(wù)中心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(部分)如圖2—8所示。

4、[問(wèn)題1]

在圖2—8所示的數(shù)據(jù)交換區(qū)中，數(shù)據(jù)交換服務(wù)器通過(guò)雙鏈路連接至交換機(jī)。在數(shù)據(jù)交換服務(wù)器業(yè)務(wù)的峰值時(shí)段，一條鏈路只能傳送總業(yè)務(wù)量的90%，因而需要兩條鏈路同時(shí)工作，才能完成數(shù)據(jù)交換服務(wù)器的全部傳送請(qǐng)求。非峰值

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時(shí)段約占整個(gè)工作時(shí)間的60%，只需要一條鏈路工作就可以傳送全部業(yè)務(wù)。假定每條鏈路的可用性為0.9，請(qǐng)計(jì)算這兩條鏈路系統(tǒng)(數(shù)據(jù)交換區(qū)中虛線橢圓區(qū)域)的平均可用性(注：請(qǐng)簡(jiǎn)要列出計(jì)算過(guò)程)

5、[問(wèn)題2]

電子政務(wù)安全體系是一個(gè)立體的三維防護(hù)體系，圖2—8中的安全接入平臺(tái)橫跨了行政審批服務(wù)中心大樓內(nèi)所涉及的5個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，需要全系統(tǒng)統(tǒng)一考慮其的IT安全措施和手段。結(jié)合你的系統(tǒng)架構(gòu)經(jīng)驗(yàn)，請(qǐng)給出該安全接入平臺(tái)在系統(tǒng)安全架構(gòu)方面的主要考慮要點(diǎn)。

6、[問(wèn)題3]針對(duì)該行政審批服務(wù)中心數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)建設(shè)，架構(gòu)師郭工建議使用FCSAN/IPSAN提供數(shù)據(jù)安全和快速數(shù)據(jù)訪問(wèn)。請(qǐng)用300字以內(nèi)的文字，簡(jiǎn)述郭工所提建議中的FCSAN和IPSAN的差別。

參考答案

4、可用性是指網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(如服務(wù)器等)可用于執(zhí)行預(yù)期任務(wù)時(shí)間所占總量的百分比。依題意，試題中只要求計(jì)算圖2—8數(shù)據(jù)交換區(qū)中虛線橢圓區(qū)域內(nèi)兩條鏈路系統(tǒng)的平均可用性，因此可以暫不考慮這兩條鏈路兩端交換機(jī)端口及網(wǎng)卡的可用性(或者可將這兩條鏈路兩端交換機(jī)端口及網(wǎng)卡的可用性假設(shè)為1.0)。

由于每條鏈路的可用性A=0.9，則兩條鏈路同時(shí)工作時(shí)的可用性為A×A=0.9×0.9=0.81，恰好只有一條鏈路可以工作時(shí)的可用性為A×(1-A)+(1-A)×A=2A×(1-A)2=2×0.9×(1-0.9)2=0.18。

由于在數(shù)據(jù)交換服務(wù)器業(yè)務(wù)的峰值時(shí)段，一條鏈路只能傳送總業(yè)務(wù)量的90%，需要兩條鏈路同時(shí)工作，此時(shí)這兩條鏈路系統(tǒng)的可用性Af可表示為：Af=(兩條鏈路的處理能力)×(兩條鏈路同時(shí)工作時(shí)的可用性)+(一條鏈路的處理

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能力)×(只有一條鏈路工作時(shí)的可用性)。因此在峰值時(shí)段，這兩條鏈路系統(tǒng)的可用性為A峰值時(shí)段=1.0×0.81+0.9×0.18=0.972。

在非峰值時(shí)段，只需要一條鏈路工作就可以傳送全部業(yè)務(wù)，此時(shí)這兩條鏈路系統(tǒng)的可用性為A非峰值時(shí)段=1.0×0.81+1.0×0.18=0.99。由于非峰值時(shí)段約占整個(gè)工作時(shí)間的60%，即峰值時(shí)段約占整個(gè)工作時(shí)間的40%，因此這兩條鏈路系統(tǒng)的平均可用性為Af=0.4×A峰值時(shí)段+0.6×A非峰值時(shí)段=0.4×0.972+0.6×0.99=0.9828。

5、電子政務(wù)安全體系是一個(gè)立體的三維防護(hù)體系，其設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)是：

①政務(wù)內(nèi)網(wǎng)(或政務(wù)專網(wǎng)等涉密內(nèi)網(wǎng))系統(tǒng)必須保證萬(wàn)無(wú)一失；

②政務(wù)外網(wǎng)系統(tǒng)做到適度安全，合理平衡系統(tǒng)運(yùn)行效率和系統(tǒng)安全；

③因特網(wǎng)(Internet)公共服務(wù)系統(tǒng)以適用、實(shí)用為主。在圖2—8所示的行政審批服務(wù)中心部分網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖中，政務(wù)專網(wǎng)和經(jīng)審批通過(guò)的涉密部門(mén)內(nèi)網(wǎng)主要用于涉密信息的處理、傳輸和存儲(chǔ)。這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建設(shè)重點(diǎn)是防止泄密，因此應(yīng)嚴(yán)格按照國(guó)家對(duì)于涉密信息系統(tǒng)的要求，采取安全措施進(jìn)行建設(shè)和實(shí)施。其主要的安全措施包括加密、訪問(wèn)控制、權(quán)限控制和身份鑒別等。

政務(wù)外網(wǎng)和大樓內(nèi)局域網(wǎng)主要完成大多數(shù)非敏感的政務(wù)管理和服務(wù)功能。這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的主要用戶是公務(wù)員，因此安全重點(diǎn)在于防止與控制公務(wù)員異常活動(dòng)，抵抗和防護(hù)來(lái)自外部網(wǎng)絡(luò)的攻擊。除了涉密信息外，大量的電子政務(wù)信息都匯聚和存放在這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)。確保數(shù)據(jù)安全是這兩個(gè)系統(tǒng)安全的核心內(nèi)容，具體而言主要包括以下內(nèi)容。

(1)數(shù)據(jù)訪問(wèn)范圍的控制。這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中處理保存的數(shù)據(jù)主要是大量反映社會(huì)狀態(tài)的內(nèi)部信息，必須確保這些信息只能在這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中流轉(zhuǎn)，確保

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只在指定的職能部門(mén)及相關(guān)人員之間流動(dòng)和處理。

(2)數(shù)據(jù)完整性的保護(hù)。這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中處理保存的大量數(shù)據(jù)是電子政務(wù)業(yè)務(wù)部門(mén)履行管理和服務(wù)職能所必需的，數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確直接影響政府的決策和國(guó)家政務(wù)的執(zhí)行，確保數(shù)據(jù)完整性和準(zhǔn)確性是這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全最重要的工作之一。

(3)系統(tǒng)可用性的保障。這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是政府公務(wù)員直接使用的網(wǎng)絡(luò)，其可用性的降低和破壞將直接影響政府的運(yùn)行效率，必須保證該系統(tǒng)不會(huì)因信息安全事故造成系統(tǒng)停止工作。

Internet公共服務(wù)網(wǎng)主要是提供電子政務(wù)系統(tǒng)與公眾的出入口，其安全重點(diǎn)在于確保出入口的安全，防止攻擊者通過(guò)該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)入電子政務(wù)系統(tǒng)，同時(shí)確保圖2-8中對(duì)外服務(wù)平臺(tái)中相關(guān)服務(wù)器的高度可用性。

在圖2—8中，安全接入平臺(tái)橫跨了以上5個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，需要全系統(tǒng)統(tǒng)一考慮其的IT安全措施和手段，具體考慮要點(diǎn)如下。

(1)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對(duì)接和信息交換的安全。在圖2—8中，政務(wù)專網(wǎng)和涉密部門(mén)內(nèi)網(wǎng)要通過(guò)網(wǎng)閘之類的安全設(shè)備與政務(wù)外網(wǎng)實(shí)現(xiàn)物理隔離，實(shí)現(xiàn)了純數(shù)據(jù)擺渡，有效地抵抗利用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的攻擊，為政務(wù)內(nèi)網(wǎng)建立起可靠的邊界保護(hù)。政務(wù)外網(wǎng)與：Internet服務(wù)網(wǎng)之間可以通過(guò)防火墻之類的安全設(shè)備實(shí)現(xiàn)邏輯隔離。在政務(wù)專網(wǎng)和政務(wù)外網(wǎng)分別安裝內(nèi)、外數(shù)據(jù)交換服務(wù)器，這些服務(wù)器都采用雙網(wǎng)卡配置，一塊網(wǎng)卡接政務(wù)內(nèi)(外)網(wǎng)和另一塊接網(wǎng)閘。政務(wù)專網(wǎng)與涉密部門(mén)內(nèi)網(wǎng)之間、涉密部門(mén)內(nèi)網(wǎng)與政務(wù)外網(wǎng)之間也做類似的數(shù)據(jù)交換服務(wù)器配置，使得這些數(shù)據(jù)交換服務(wù)器成為不同網(wǎng)絡(luò)之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈ㄒ煌ǖ?，從而進(jìn)一步加強(qiáng)各個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之間信息交互的安全性。

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(2)信息中加帶密級(jí)和敏感度標(biāo)記。例如，政務(wù)外網(wǎng)與政務(wù)內(nèi)網(wǎng)所有的應(yīng)用數(shù)據(jù)都必須帶有信息密級(jí)范圍和敏感度標(biāo)識(shí)的標(biāo)記。原則上，不同范圍的信息、不同密級(jí)的信息不能夠自由交換，系統(tǒng)中應(yīng)專門(mén)設(shè)置專用的信息內(nèi)容檢查和權(quán)限控制管理設(shè)施，用于對(duì)系統(tǒng)內(nèi)信息的流轉(zhuǎn)進(jìn)行控制和處理。因此在政務(wù)外網(wǎng)和政務(wù)內(nèi)網(wǎng)應(yīng)分別建立起基于公鑰證書(shū)的認(rèn)證服務(wù)器，由其為內(nèi)、外網(wǎng)各自的數(shù)據(jù)交換服務(wù)器進(jìn)行認(rèn)證，并用認(rèn)證所產(chǎn)生的會(huì)話密鑰對(duì)所有通過(guò)本服務(wù)器通道的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)識(shí)，從而保證了通道數(shù)據(jù)的完整性(不可篡改，更不能發(fā)送未經(jīng)標(biāo)記的數(shù)據(jù))。結(jié)合數(shù)據(jù)擺渡和認(rèn)證標(biāo)記技術(shù)，在安全接入平臺(tái)的底層建立了安全的數(shù)據(jù)擺渡機(jī)制。

(3)嚴(yán)格定義交換的數(shù)據(jù)。例如，對(duì)于政務(wù)外網(wǎng)與政務(wù)內(nèi)網(wǎng)的信息交換和交流，只可以采用應(yīng)用數(shù)據(jù)交換的方式，并且要求應(yīng)用數(shù)據(jù)必須嚴(yán)格定義，原則上不能夠交換可用做程序(或類似功能)的數(shù)據(jù)。

(4)設(shè)置訪問(wèn)控制。例如，對(duì)于政務(wù)外網(wǎng)與Internet服務(wù)網(wǎng)的信息交換和交流，可以采用網(wǎng)絡(luò)層信息交換，設(shè)置訪問(wèn)控制的方式進(jìn)行，典型措施是防火墻。此外還可以考慮使用應(yīng)用層安全系統(tǒng)和權(quán)限控制系統(tǒng)。例如，采用融合公鑰技術(shù)或Kerberos認(rèn)證協(xié)議的認(rèn)證方案，即采用公鑰技術(shù)作為認(rèn)證的手段，結(jié)合Kerberos協(xié)議的會(huì)話密鑰分發(fā)機(jī)制，在分發(fā)會(huì)話密鑰的同時(shí)，分發(fā)用戶的屬性證書(shū)。該方案具有公鑰體系的強(qiáng)認(rèn)證特性，避免了Kerberos認(rèn)證體系中的中心數(shù)據(jù)庫(kù)的脆弱性，同時(shí)可在單一的一個(gè)協(xié)議中完成認(rèn)證和授權(quán)雙重功能。并在方案中結(jié)合KMI技術(shù)，采用屬性證書(shū)的方式表示RBAC的訪問(wèn)控制屬性，而形成一個(gè)單一的單點(diǎn)登錄授權(quán)體系。

(5)公務(wù)員權(quán)限管理系統(tǒng)。公務(wù)員統(tǒng)一的權(quán)限管理中心對(duì)電子政務(wù)所涉及的

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所有公務(wù)員用戶的權(quán)限進(jìn)行統(tǒng)一管理，支持電子政務(wù)工程所涉及的所有應(yīng)用系統(tǒng)。安全接入平臺(tái)的安全服務(wù)包括登錄服務(wù)、授權(quán)服務(wù)和審計(jì)服務(wù)。平臺(tái)上運(yùn)行的應(yīng)用軟件利用登錄服務(wù)向平臺(tái)認(rèn)證，并通過(guò)授權(quán)服務(wù)向平臺(tái)的其他服務(wù)(包括應(yīng)用軟件向平臺(tái)注冊(cè)的服務(wù))取得授權(quán)。

(6)用戶管理系統(tǒng)。電子政務(wù)信息系統(tǒng)的用戶管理分為3類用戶的管理：①自然人用戶的管理；②法人用戶的管理；③公務(wù)員用戶的管理。前兩類用戶的管理是基于相應(yīng)的職能部門(mén)數(shù)據(jù)庫(kù)(如居民可與戶口、社保等系統(tǒng)統(tǒng)一)，應(yīng)全系統(tǒng)統(tǒng)一管理；公務(wù)員用戶的管理則需要另外建設(shè)。公務(wù)員統(tǒng)一管理系統(tǒng)需要同時(shí)支持政務(wù)內(nèi)網(wǎng)和政務(wù)外網(wǎng)等相關(guān)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上的應(yīng)用。

(7)安全資源管理中心。安全資源管理中心是用于對(duì)電子政務(wù)所涉及的所有安全技術(shù)手段進(jìn)行管理的中心，該中心負(fù)責(zé)所有信息安全相關(guān)設(shè)備，軟件的配置，安全事件的記錄和管理，設(shè)備故障的發(fā)現(xiàn)和處置，所有安全相關(guān)策略、參數(shù)及數(shù)據(jù)的自動(dòng)升級(jí)、維護(hù)和發(fā)布。例如，通過(guò)安裝流量監(jiān)測(cè)和監(jiān)管服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)接入平臺(tái)運(yùn)行情況進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)與審計(jì)，對(duì)接入平臺(tái)及業(yè)務(wù)信息進(jìn)行注冊(cè)管理、各種安全策略管理、流量監(jiān)測(cè)、統(tǒng)計(jì)分析和安全審計(jì)等。

6、存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(SAN)是一個(gè)由存儲(chǔ)設(shè)備和系統(tǒng)部件構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。所有的通信都在一個(gè)與應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)隔離的單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)上完成，可以被用來(lái)集中和共享存儲(chǔ)資源。實(shí)現(xiàn)SAN的硬件基礎(chǔ)設(shè)施的是光纖通道，用光纖通道構(gòu)筑的SAN由3部分構(gòu)成，分別為存儲(chǔ)和備份設(shè)備(包括磁帶庫(kù)、磁盤(pán)陣列和光盤(pán)庫(kù)等)、光纖通道網(wǎng)絡(luò)連接部件(包括主機(jī)總線適配卡(HBA)、驅(qū)動(dòng)程序、光纜(線)、集線器、交換機(jī)、光纖通道與SCSI間的橋接器(Bridge)等)，以及應(yīng)用和管理軟件(包括備份軟件、存儲(chǔ)資源管理軟件和設(shè)備管理軟件)。SAN置于LAN之下，而不涉及LAN。

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利用SAN不僅可以提供大容量的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，而且地域上可以分散，并緩解了大量數(shù)據(jù)傳輸對(duì)局域網(wǎng)的影響。SAN的結(jié)構(gòu)允許任何服務(wù)器連接到任何存儲(chǔ)陣列，不管數(shù)據(jù)放置在哪里，服務(wù)器都可以直接存取所需的數(shù)據(jù)。

相對(duì)于傳統(tǒng)的存儲(chǔ)架構(gòu)，SAN不必宕機(jī)或中斷與服務(wù)器的連接即可增加存儲(chǔ)，還可以集中管理數(shù)據(jù)，從而降低總體擁有成本。利用協(xié)議技術(shù)，SAN可以有效地傳輸數(shù)據(jù)塊。通過(guò)支持在存儲(chǔ)和服務(wù)器之間傳輸海量數(shù)據(jù)塊，SAN提供了數(shù)據(jù)備份的有效方式。SAN分為FCSAN、IPSAN和IBSAN等。其中，F(xiàn)CSAN使用專用光纖通道設(shè)備，IPSAN使用通用的IP網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備，因此FCSAN與IPSAN相比傳輸速度高，但價(jià)格比IPSAN高。

從應(yīng)用上來(lái)說(shuō)，相對(duì)于IPSAN，F(xiàn)CSAN可以承接更多的并發(fā)訪問(wèn)用戶數(shù)。當(dāng)并發(fā)訪問(wèn)存儲(chǔ)的用戶數(shù)不多時(shí)，F(xiàn)CSAN與IPSAN兩者的性能相差無(wú)幾。但一旦外接用戶數(shù)呈大規(guī)模增長(zhǎng)趨勢(shì)，F(xiàn)CSAN就顯示出其在穩(wěn)定性、安全性及高性能等方面的優(yōu)勢(shì)。在穩(wěn)定性方面，由于FCSAN使用高效的光纖通道協(xié)議，因此大部分功能都是基于硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。例如，后端存儲(chǔ)子系統(tǒng)的存儲(chǔ)虛擬通過(guò)帶有高性能處理器的專用RAID控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)，中間的數(shù)據(jù)交換層通過(guò)專用的高性能ASIC來(lái)進(jìn)行基于硬件級(jí)的交換處理，在主機(jī)端通過(guò)帶有ASIC芯片的專用HBA來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的處理。因此在大量減少主機(jī)處理開(kāi)銷的同時(shí)，也提高了整個(gè)FCSAN的穩(wěn)定性。在安全性方面，F(xiàn)CSAN是服務(wù)器后端的專用局域網(wǎng)絡(luò)，安全性比較高。采用IPSAN可以將SAN為服務(wù)器提供的共享特性及IP網(wǎng)絡(luò)的易用性很好地結(jié)合在一起，且為用戶提供了類似于服務(wù)器本地存儲(chǔ)的高性能體驗(yàn)。iSCSI是實(shí)現(xiàn)IPSAN最重要的技術(shù)。在iSCSI出現(xiàn)之前，IP網(wǎng)絡(luò)與塊模式(主要是光纖通道)是兩種完全不兼容的技術(shù)。由于iSCSI是運(yùn)行在TCP/IP之上的塊模

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式協(xié)議，它將IP網(wǎng)絡(luò)與塊模式的優(yōu)勢(shì)很好地結(jié)合起來(lái)，使得lPSAN的成本低于FCSAN?；趇SCSI標(biāo)準(zhǔn)的IPSAN提供Initiator與目標(biāo)端兩方面的身份驗(yàn)證(使用CHAP、SRP、Kerberos和SPKM)，能夠阻止未經(jīng)授權(quán)的訪問(wèn)，只允許那些可信賴的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行訪問(wèn)，可通過(guò)IPSec確保其數(shù)據(jù)的安全性。

由于IP技術(shù)的普及和發(fā)展，利用iSCSI技術(shù)搭建的IPSAN可以隨著網(wǎng)絡(luò)延伸至全球任意一個(gè)角落，從根本上解決了信息孤島的問(wèn)題。甚至可以通過(guò)IPSAN來(lái)連接各個(gè)FCSAN的孤島，因此IPSAN比FCSAN具有更好的伸展性。

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第二篇：軟考系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)師下午試題加答案(三)

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軟考系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)師下午試題加答案

（三）2016年下半年軟考系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)師考試將于11月12日舉行。大家都準(zhǔn)備好了嗎？下面由希賽小編為大家整理了一些系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)師試題，希望對(duì)大家有所幫助。

試題五

閱讀以下關(guān)于數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)架構(gòu)方面的敘述，根據(jù)要求回答問(wèn)題。

[說(shuō)明]

隨著政府職能的轉(zhuǎn)型，XX行業(yè)職能主管部門(mén)(國(guó)家相關(guān)部委、各省、市的相關(guān)廳、局、委等)機(jī)構(gòu)日趨精簡(jiǎn)，但隨著國(guó)家現(xiàn)代化的發(fā)展，業(yè)務(wù)量反而越來(lái)越大。

為保證本行業(yè)管理工作的質(zhì)量和效率，提高對(duì)宏觀經(jīng)濟(jì)管理與決策的支持能力和對(duì)社會(huì)公眾的公共服務(wù)能力，該行業(yè)主管部門(mén)委托MBI軟件開(kāi)發(fā)公司開(kāi)發(fā)一個(gè)XX行業(yè)宏觀經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。通過(guò)統(tǒng)計(jì)業(yè)務(wù)系統(tǒng)和相關(guān)部委自身的行業(yè)系統(tǒng)的信息化建設(shè)，提高各自核心業(yè)務(wù)的應(yīng)用能力和管理水平，特別是數(shù)據(jù)中心的建設(shè)，對(duì)基礎(chǔ)業(yè)務(wù)信息實(shí)施有效管理和有效利用；通過(guò)宏觀經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)，建立起包括宏觀經(jīng)濟(jì)管理決策支持和宏觀經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)信息的發(fā)布查詢等在內(nèi)的支撐子系統(tǒng)；通過(guò)存儲(chǔ)備份系統(tǒng)(現(xiàn)場(chǎng)級(jí))的建設(shè)，為本行業(yè)宏觀經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)信息資源實(shí)施安全、可靠的技術(shù)管理。

13、[問(wèn)題1]

由于對(duì)政府?dāng)?shù)據(jù)的需求是多層次的，從而也要求政府部門(mén)信息系統(tǒng)具有較豐富的層次。但是，隨著系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、層次的增多，層次間的界限越來(lái)越模糊，信息系統(tǒng)建設(shè)及維護(hù)的成本也就越高。結(jié)合你的系統(tǒng)架構(gòu)經(jīng)驗(yàn)，請(qǐng)用500字以內(nèi)

系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)師http:// 的文字簡(jiǎn)要討論基于數(shù)據(jù)庫(kù)(DB.、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)(DW)和操作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)(ODS)技術(shù)的政府信息系統(tǒng)的各自特點(diǎn)。

14、[問(wèn)題2]

元數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)與管理是數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)概念下數(shù)據(jù)中心工作模式中的重要環(huán)節(jié)，它關(guān)系到整個(gè)數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行。結(jié)合你的系統(tǒng)架構(gòu)經(jīng)驗(yàn)，請(qǐng)用400字以內(nèi)的文字簡(jiǎn)要說(shuō)明元數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)所定義和管理的處理包括哪些內(nèi)容。

15、[問(wèn)題3]

該行業(yè)主管部門(mén)對(duì)待建的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)提出了明確的審計(jì)要求，要求保留5年左右的審計(jì)跟蹤信息。MBI公司的架構(gòu)師老張建議，直接在待建的數(shù)據(jù)庫(kù)中插入審計(jì)跟蹤信息以滿足這一應(yīng)用需求，架構(gòu)師老郭則建議采用按月分區(qū)(Partitioning)和段空間壓縮技術(shù)來(lái)滿足這一應(yīng)用需求。請(qǐng)用400字以內(nèi)的文字簡(jiǎn)要說(shuō)明這兩種數(shù)據(jù)庫(kù)審計(jì)方案的基本原理。

參考答案

13、隨著電子政務(wù)建設(shè)的發(fā)展和外部競(jìng)爭(zhēng)壓力的增加，政府對(duì)于信息系統(tǒng)決策支持性能的需求也在逐步提高。由于對(duì)政府?dāng)?shù)據(jù)的需求是多層次的，從而也要求政府部門(mén)信息系統(tǒng)具有較豐富的層次。但是，隨著系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及層次的增多，層次間的界限越來(lái)越模糊，信息系統(tǒng)建設(shè)及維護(hù)的成本也就越高。

盡管基于數(shù)據(jù)庫(kù)(DB)的系統(tǒng)、基于數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)(DW)的系統(tǒng)和基于操作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)(ODS)的系統(tǒng)在軟件供應(yīng)商及開(kāi)發(fā)商那里，一般是組合提供，特別是廣義的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)一般都包含ODS和DW，但有必要對(duì)三者進(jìn)行比較。

(1)基于DB的政府信息系統(tǒng)。此類系統(tǒng)是面向應(yīng)用和聯(lián)機(jī)事務(wù)處理的，其處理的數(shù)據(jù)是當(dāng)前各分散業(yè)務(wù)的微觀數(shù)據(jù)，如不經(jīng)過(guò)特定的集成開(kāi)發(fā)，一般不能

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提供集成、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)環(huán)境，數(shù)據(jù)共享程度低，不能將各業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)關(guān)系等信息發(fā)掘出來(lái)，只能滿足業(yè)務(wù)操作使用，不能提供決策支持環(huán)境。

(2)基于DW的政府信息系統(tǒng)。此類系統(tǒng)主要是面向分析、高層決策支持的，能夠提供集成、統(tǒng)一和面向主題的數(shù)據(jù)環(huán)境。高數(shù)量級(jí)的數(shù)據(jù)源是建立數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的基礎(chǔ)，如果系統(tǒng)內(nèi)部沒(méi)有積累足夠數(shù)量或年限的數(shù)據(jù)(一般需要100萬(wàn)條記錄或5～10年的數(shù)據(jù))，那么數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的應(yīng)用和投資將很難見(jiàn)效；同時(shí)由于追求高層決策能力最終會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的使用率降低。而目前，政府信息系統(tǒng)在系統(tǒng)建設(shè)規(guī)模、及時(shí)的OLAP應(yīng)用和數(shù)據(jù)要求等方面，都還沒(méi)有完全具備采用完整的應(yīng)用數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)方案的條件。因此，目前數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)并不一定是最佳方案。

(3)基于ODS的政府信息系統(tǒng)。ODS是基于數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)所提出的面向主題的全局一致數(shù)據(jù)環(huán)境概念，為電子政務(wù)建設(shè)提供了多層次的信息處理環(huán)境，并建立起DB—ODS—DW3層體系結(jié)構(gòu)，能最大限度地保護(hù)原有投資。其中，ODS作為一個(gè)中間層，一方面包含全局一致的、微觀的和當(dāng)前(或接近當(dāng)前)的數(shù)據(jù)，可以進(jìn)行全局聯(lián)機(jī)操作型處理；另一方面，它是一種面向主題的、集成的數(shù)據(jù)環(huán)境，且數(shù)據(jù)量小，適用于輔助完成日常決策的數(shù)據(jù)分析處理。目前，各級(jí)政府大都已經(jīng)建立了較為完善的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)，如果要完全放棄這些應(yīng)用系統(tǒng)，需要很大的重復(fù)投資。所以從這些成功的應(yīng)用系統(tǒng)中抽取數(shù)據(jù)來(lái)建立ODS，并最終形成一個(gè)完善的應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)的技術(shù)路線更為可行。因此，當(dāng)前政府信息系統(tǒng)的最佳選擇是ODS解決方案。

14、元數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是指基于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的元數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。在本項(xiàng)目中，元數(shù)據(jù)庫(kù)負(fù)責(zé)定義和描述宏觀經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)中宏觀經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)和相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)信息，主要包含關(guān)于信息屬性、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、應(yīng)用環(huán)境、處

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理過(guò)程、流程控制和用戶角色等定義描述信息。其中，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括與數(shù)據(jù)抽取相關(guān)的原始業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)中心內(nèi)各類數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的結(jié)構(gòu)，同時(shí)也包括元數(shù)據(jù)自身的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)；應(yīng)用環(huán)境主要涉及數(shù)據(jù)中心運(yùn)行所涉及的各類主機(jī)的相關(guān)信息，包括邏輯主機(jī)定義，以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)主機(jī)、核心應(yīng)用主機(jī)和Web應(yīng)用主機(jī)等；處理過(guò)程定義是指諸如處理對(duì)象、處理邏輯和執(zhí)行者定義等；流程控制定義是指定義各個(gè)處理過(guò)程的運(yùn)行次序和相互依賴關(guān)系；用戶角色定義主要包括用戶注冊(cè)、身份認(rèn)證、使用權(quán)限及維護(hù)權(quán)限管理等。

15、對(duì)于架構(gòu)師老張的建議，一般在數(shù)據(jù)庫(kù)中只是插入審計(jì)跟蹤信息。審計(jì)跟蹤數(shù)據(jù)在正常操作期間(不管是OLTP還是數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù))從不獲取，主要作為一種事后證據(jù)存放在磁盤(pán)上，占據(jù)一定甚至很大的磁盤(pán)空間，而且必須每個(gè)月或每年(或者間隔固定的一段時(shí)間)對(duì)其凈化或歸檔。

對(duì)于架構(gòu)師老郭的建議，分區(qū)(Partitioning)是將一個(gè)表或索引物理地分解為多個(gè)更小、更可管理的部分。就訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用而言，邏輯上只有一個(gè)表或一個(gè)索引，但在物理上這個(gè)表或索引可能由數(shù)十個(gè)物理分區(qū)組成。每個(gè)分區(qū)都是一個(gè)獨(dú)立的對(duì)象，可以獨(dú)自處理，也可以作為一個(gè)更大對(duì)象的一部分進(jìn)行處理。例如，按月對(duì)審計(jì)跟蹤信息分區(qū)的方法是，在第一個(gè)業(yè)務(wù)月中，只是向分區(qū)表中插入審計(jì)信息，這個(gè)月結(jié)束后，向表中增加一個(gè)新的分區(qū)，以容納下個(gè)月的審計(jì)信息并將上一個(gè)月的分區(qū)從可讀寫(xiě)表空間移動(dòng)到一個(gè)只讀的表空間中。采用這種方式，就可以一個(gè)月備份一次該只讀表空間。由于該項(xiàng)目要求保留5年左右的審計(jì)跟蹤信息，因此表空間的創(chuàng)建內(nèi)容包括當(dāng)月審計(jì)信息表空間、當(dāng)年歷史審計(jì)信息表空間和歷年審計(jì)信息表空間。其中，歷年審計(jì)信息表空間為一年一個(gè)表空間。各個(gè)表空間的作用如下。

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(1)當(dāng)月審計(jì)信息表空間：一個(gè)當(dāng)前在線的讀寫(xiě)表空間，像系統(tǒng)中每一個(gè)正常表空間一樣得到備份。審計(jì)跟蹤信息不會(huì)被壓縮，只是向其中插入當(dāng)前月份的審計(jì)跟蹤數(shù)據(jù)。

(2)當(dāng)年歷史審計(jì)信息表空間：一個(gè)只讀表空間，其中包含“當(dāng)前一年”的審計(jì)跟蹤信息分區(qū)，在此采用一種壓縮格式。在每個(gè)月的月初，置該表空間為可讀寫(xiě)，向這個(gè)表空間中移入上個(gè)月的審計(jì)信息并進(jìn)行壓縮，再使之成為只讀表空間，并完成備份。

(3)歷年審計(jì)信息表空間：用于去年和前年等的一系列表空間。這些都是只讀表空間，甚至可以放在很慢的廉價(jià)存儲(chǔ)介質(zhì)上。如果出現(xiàn)介質(zhì)故障，只需進(jìn)行備份恢復(fù)即可。段空間壓縮技術(shù)主要用于當(dāng)年歷史審計(jì)信息表空間和歷年審計(jì)信息表空間中，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，以減少磁盤(pán)占用的空間，從而減少備份的工作量。利用分區(qū)和段空間壓縮技術(shù)，數(shù)據(jù)庫(kù)審計(jì)不僅是可以忍受的，而且很容易管理，并且將占用更少的存儲(chǔ)空間。在許多系統(tǒng)中，單個(gè)最大的數(shù)據(jù)集就是審計(jì)跟蹤數(shù)據(jù)。如果可以從每天的備份中去掉某些或全部審計(jì)跟蹤信息，可能會(huì)帶來(lái)顯著的差別。

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第三篇：軟考嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)師筆記歸納總結(jié)

軟考嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)師筆記

1.嵌入式系統(tǒng)的組成：硬件層、中間層、系統(tǒng)軟件層和應(yīng)用軟件層

(1)硬件層：嵌入式微處理器、存儲(chǔ)器、通用設(shè)備接口和I/O 接口。

嵌入式核心模塊=微處理器+電源電路+時(shí)鐘電路+存儲(chǔ)器

Cache：位于主存和嵌入式微處理器內(nèi)核之間，存放的是最近一段時(shí)間微處理器使用最多的程序代碼和數(shù)據(jù)。它的主要目標(biāo)是減小存儲(chǔ)器給微處理器內(nèi)核造成的存儲(chǔ)器訪問(wèn)瓶頸，使處理速度更快。

(2)中間層(也稱為硬件抽象層HAL 或者板級(jí)支持包BSP)：它將系統(tǒng)上層軟件和底層硬件分離開(kāi)來(lái)，使系統(tǒng)上層軟件開(kāi)發(fā)人員無(wú)需關(guān)系底層硬件的具體情況，根據(jù)BSP 層提供的接口開(kāi)發(fā)即可。

BSP 有兩個(gè)特點(diǎn)：硬件相關(guān)性和操作系統(tǒng)相關(guān)性。

設(shè)計(jì)一個(gè)完整的BSP 需要完成兩部分工作：

A、嵌入式系統(tǒng)的硬件初始化和BSP 功能。

片級(jí)初始化：純硬件的初始化過(guò)程，把嵌入式微處理器從上電的默認(rèn)狀態(tài)逐步設(shè)置成系統(tǒng)所要求的工作狀態(tài)。

板級(jí)初始化：包含軟硬件兩部分在內(nèi)的初始化過(guò)程，為隨后的系統(tǒng)初始化和應(yīng)用程序建立硬件和軟件的運(yùn)行環(huán)境。

系統(tǒng)級(jí)初始化：以軟件為主的初始化過(guò)程，進(jìn)行操作系統(tǒng)的初始化。

B、設(shè)計(jì)硬件相關(guān)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)。

(3)系統(tǒng)軟件層：由RTOS、文件系統(tǒng)、GUI、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及通用組件模塊組成。

RTOS 是嵌入式應(yīng)用軟件的基礎(chǔ)和開(kāi)發(fā)平臺(tái)。

(4)應(yīng)用軟件：由基于實(shí)時(shí)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序組成。2.嵌入式系統(tǒng)的定義

(1)定義：以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

(2)嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的4 個(gè)階段：無(wú)操作系統(tǒng)階段、簡(jiǎn)單操作系統(tǒng)階段、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)階段、面向Internet 階段。

(3)知識(shí)產(chǎn)權(quán)核(IP 核)：具有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的、功能具體、接口規(guī)范、可在多個(gè)集成電路設(shè)計(jì)中重復(fù)使用的功能模塊，是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)芯片(SOC)的基本構(gòu)件。

(4)IP 核模塊有行為、結(jié)構(gòu)和物理3 級(jí)不同程度的設(shè)計(jì)，對(duì)應(yīng)描述功能行為的不同可以分為三類：軟核、固核、硬核。3.實(shí)時(shí)系統(tǒng)的調(diào)度

(1)調(diào)度：給定一組實(shí)時(shí)任務(wù)和系統(tǒng)資源，確定每個(gè)任務(wù)何時(shí)何地執(zhí)行的整個(gè)過(guò)程。

(2)搶占式調(diào)度：通常是優(yōu)先級(jí)驅(qū)動(dòng)的調(diào)度，如uCOS。優(yōu)點(diǎn)是實(shí)時(shí)性好、反應(yīng)快，調(diào)度算法相對(duì)簡(jiǎn)單，可以保證高優(yōu)先級(jí)任務(wù)的時(shí)間約束;缺點(diǎn)是上下文切換多。

(3)非搶占式調(diào)度：通常是按時(shí)間片分配的調(diào)度，不允許任務(wù)在執(zhí)行期間被中斷，任務(wù)一旦占用處理器就必須執(zhí)行完畢或自愿放棄，如WinCE。優(yōu)點(diǎn)是上下文切換少;缺點(diǎn)是處理器有效資源利用率低，可調(diào)度性不好。

(4)靜態(tài)表驅(qū)動(dòng)策略：系統(tǒng)在運(yùn)行前根據(jù)各任務(wù)的時(shí)間約束及關(guān)聯(lián)關(guān)系，采用某種搜索策略生成一張運(yùn)行時(shí)刻表，指明各任務(wù)的起始運(yùn)行時(shí)刻及運(yùn)行時(shí)間。

(5)優(yōu)先級(jí)驅(qū)動(dòng)策略：按照任務(wù)優(yōu)先級(jí)的高低確定任務(wù)的執(zhí)行順序。

(6)實(shí)時(shí)任務(wù)分類：周期任務(wù)、偶發(fā)任務(wù)、非周期任務(wù)。

(7)實(shí)時(shí)系統(tǒng)的通用結(jié)構(gòu)模型：數(shù)據(jù)采集任務(wù)實(shí)現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)的采集，數(shù)據(jù)處理任務(wù)處理采集的數(shù)據(jù)、并將加工后的數(shù)據(jù)送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)管理任務(wù)控制機(jī)構(gòu)執(zhí)行。4.實(shí)時(shí)系統(tǒng)

(1)定義：能在指定或確定的時(shí)間內(nèi)完成系統(tǒng)功能和對(duì)外部或內(nèi)部、同步或異步時(shí)間做出響應(yīng)的系統(tǒng)。

(2)區(qū)別：通用系統(tǒng)一般追求的是系統(tǒng)的平均響應(yīng)時(shí)間和用戶的使用方便;而實(shí)時(shí)系統(tǒng)主要考慮的是在最壞情況下的系統(tǒng)行為。

(3)特點(diǎn)：時(shí)間約束性、可預(yù)測(cè)性、可靠性、與外部環(huán)境的交互性。

(4)硬實(shí)時(shí)(強(qiáng)實(shí)時(shí))：指應(yīng)用的時(shí)間需求應(yīng)能夠得到完全滿足，否則就造成重大安全事故，甚至造成重大的生命財(cái)產(chǎn)損失和生態(tài)破壞，如：航天、軍事。

(5)軟實(shí)時(shí)(弱實(shí)時(shí))：指某些應(yīng)用雖然提出了時(shí)間的要求，但實(shí)時(shí)任務(wù)偶爾違反這種需求對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行及環(huán)境不會(huì)造成嚴(yán)重影響，如：監(jiān)控系統(tǒng)、實(shí)時(shí)信息采集系統(tǒng)。

(6)任務(wù)的約束包括：時(shí)間約束、資源約束、執(zhí)行順序約束和性能約束。5.嵌入式微處理器體系結(jié)構(gòu)

(1)馮諾依曼結(jié)構(gòu)：程序和數(shù)據(jù)共用一個(gè)存儲(chǔ)空間，程序指令存儲(chǔ)地址和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)地址指向同一個(gè)存儲(chǔ)器的不同物理位置，采用單一的地址及數(shù)據(jù)總線，程序和數(shù)據(jù)的寬度相同。例如：8086、ARM7、MIPS?

(2)哈佛結(jié)構(gòu)：程序和數(shù)據(jù)是兩個(gè)相互獨(dú)立的存儲(chǔ)器，每個(gè)存儲(chǔ)器獨(dú)立編址、獨(dú)立訪問(wèn)，是一種將程序存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分開(kāi)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。例如：AVR、ARM9、ARM10?

(3)CISC 與RISC 的特點(diǎn)比較(參照教程22 頁(yè))。

計(jì)算機(jī)執(zhí)行程序所需要的時(shí)間P 可以用下面公式計(jì)算：

P=I×CPI×T

I：高級(jí)語(yǔ)言程序編譯后在機(jī)器上運(yùn)行的指令數(shù)。

CPI：為執(zhí)行每條指令所需要的平均周期數(shù)。

T：每個(gè)機(jī)器周期的時(shí)間。

(4)流水線的思想：在CPU 中把一條指令的串行執(zhí)行過(guò)程變?yōu)槿舾芍噶畹淖舆^(guò)程在CPU 中重疊執(zhí)行。

(5)流水線的指標(biāo)：

吞吐率：?jiǎn)挝粫r(shí)間里流水線處理機(jī)流出的結(jié)果數(shù)。如果流水線的子過(guò)程所用時(shí)間不一樣長(zhǎng)，則吞吐率應(yīng)為最長(zhǎng)子過(guò)程的倒數(shù)。

建立時(shí)間：流水線開(kāi)始工作到達(dá)最大吞吐率的時(shí)間。若m 個(gè)子過(guò)程所用時(shí)間一樣，均為t，則建立時(shí)間T=mt。

(6)信息存儲(chǔ)的字節(jié)順序

A、存儲(chǔ)器單位：字節(jié)(8 位)

B、字長(zhǎng)決定了微處理器的尋址能力，即虛擬地址空間的大小。

C、32 位微處理器的虛擬地址空間位2^32，即4GB。

D、小端字節(jié)順序：低字節(jié)在內(nèi)存低地址處，高字節(jié)在內(nèi)存高地址處。

E、大端字節(jié)順序：高字節(jié)在內(nèi)存低地址處，低字節(jié)在內(nèi)存高地址處。

F、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的存儲(chǔ)順序問(wèn)題取決于OSI 模型底層中的數(shù)據(jù)鏈路層。6.邏輯電路基礎(chǔ)

(1)根據(jù)電路是否具有存儲(chǔ)功能，將邏輯電路劃分為：組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路。

(2)組合邏輯電路：電路在任一時(shí)刻的輸出，僅取決于該時(shí)刻的輸入信號(hào)，而與輸入信號(hào)作用前電路的狀態(tài)無(wú)關(guān)。常用的邏輯電路有譯碼器和多路選擇器等。

(3)時(shí)序邏輯電路：電路任一時(shí)刻的輸出不僅與該時(shí)刻的輸入有關(guān)，而且還與該時(shí)刻電路的狀態(tài)有關(guān)。因此，時(shí)序電路中必須包含記憶元件。觸發(fā)器是構(gòu)成時(shí)序邏輯電路的基礎(chǔ)。常用的時(shí)序邏輯電路有寄存器計(jì)數(shù)器等。

(4)真值表、布爾代數(shù)、摩根定律、門(mén)電路的概念。(教程28、29 頁(yè))

(5)NOR(或非)和NAND(與非)的門(mén)電路稱為全能門(mén)電路，可以實(shí)現(xiàn)任何一種邏輯函數(shù)。

(6)譯碼器：多輸入多輸出的組合邏輯網(wǎng)絡(luò)。

每輸入一個(gè)n 位的二進(jìn)制代碼，在m 個(gè)輸出端中最多有一個(gè)有效。

當(dāng)m=2n 是，為全譯碼;當(dāng)m<2n 時(shí)，為部分譯碼。

(7)由于集成電路的高電平輸出電流小，而低電平輸出電流相對(duì)比較大，采用集成門(mén)電路直接驅(qū)動(dòng)LED時(shí)，較多采用低電平驅(qū)動(dòng)方式。液晶七段字符顯示器LCD 利用液晶有外加電場(chǎng)和無(wú)外加電場(chǎng)時(shí)不同的光學(xué)特性來(lái)顯示字符。

(8)時(shí)鐘信號(hào)是時(shí)序邏輯的基礎(chǔ)，它用于決定邏輯單元中的狀態(tài)合適更新。同步是時(shí)鐘控制系統(tǒng)中的主要制約條件。

(9)在選用觸發(fā)器的時(shí)候，觸發(fā)方式是必須考慮的因素。觸發(fā)方式有兩種：

電平觸發(fā)方式：具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，常用來(lái)組成暫存器。

邊沿觸發(fā)方式：具有很強(qiáng)的抗數(shù)據(jù)端干擾能力，常用來(lái)組成寄存器、計(jì)數(shù)器等。7.總線電路及信號(hào)驅(qū)動(dòng)

(1)總線是各種信號(hào)線的集合，是嵌入式系統(tǒng)中各部件之間傳送數(shù)據(jù)、地址和控制信息的公共通路。在同一時(shí)刻，每條通路線路上能夠傳輸一位二進(jìn)制信號(hào)。按照總線所傳送的信息類型，可以分為：數(shù)據(jù)總線(DB)、地址總線(AB)和控制總線(CB)。

(2)總線的主要參數(shù)：

總線帶寬：一定時(shí)間內(nèi)總線上可以傳送的數(shù)據(jù)量，一般用MByte/s 表示。

總線寬度：總線能同時(shí)傳送的數(shù)據(jù)位數(shù)(bit)，即人們常說(shuō)的32 位、64 位等總線寬度的概念，也叫總線位寬。總線的位寬越寬，總線每秒數(shù)據(jù)傳輸率越大，也就是總線帶寬越寬。

總線頻率：工作時(shí)鐘頻率以MHz 為單位，工作頻率越高，則總線工作速度越快，也即總線帶寬越寬。

總線帶寬= 總線位寬×總線頻率/8，單位是MBps。

常用總線：ISA 總線、PCI 總線、IIC 總線、SPI 總線、PC104 總線和CAN 總線等。

(3)只有具有三態(tài)輸出的設(shè)備才能夠連接到數(shù)據(jù)總線上，常用的三態(tài)門(mén)為輸出緩沖器。

(4)當(dāng)總線上所接的負(fù)載超過(guò)總線的負(fù)載能力時(shí)，必須在總線和負(fù)載之間加接緩沖器或驅(qū)動(dòng)器，最常用的是三態(tài)緩沖器，其作用是驅(qū)動(dòng)和隔離。

(5)采用總線復(fù)用技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)總線和地址總線的共用。但會(huì)帶來(lái)兩個(gè)問(wèn)題：

A、需要增加外部電路對(duì)總線信號(hào)進(jìn)行復(fù)用解耦，例如：地址鎖存器。

B、總線速度相對(duì)非復(fù)用總線系統(tǒng)低。

(6)兩類總線通信協(xié)議：同步方式、異步方式。

(7)對(duì)總線仲裁問(wèn)題的解決是以優(yōu)先級(jí)(優(yōu)先權(quán))的概念為基礎(chǔ)。8.電平轉(zhuǎn)換電路

(1)數(shù)字集成電路可以分為兩大類：雙極型集成電路(TTL)、金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)。

(2)CMOS 電路由于其靜態(tài)功耗極低，工作速度較高，抗干擾能力較強(qiáng)，被廣泛使用。

(3)解決TTL 與CMOS 電路接口困難的辦法是在TTL 電路輸出端與電源之間接一上拉電阻R，上拉電阻R 的取值由TTL 的高電平輸出漏電流IOH 來(lái)決定，不同系列的TTL 應(yīng)選用不同的R 值。9.差錯(cuò)控制編碼

(1)根據(jù)碼組的功能，可以分為檢錯(cuò)碼和糾錯(cuò)碼兩類。檢錯(cuò)碼是指能自動(dòng)發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)的碼，例如奇偶檢驗(yàn)碼;糾錯(cuò)碼是指不僅能發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)而且能自動(dòng)糾正差錯(cuò)的碼，例如循環(huán)冗余校驗(yàn)碼。

(2)奇偶檢驗(yàn)碼、海明碼、循環(huán)冗余校驗(yàn)碼(CRC)。(教程70 到77 頁(yè))10.嵌入式系統(tǒng)的度量項(xiàng)目

(1)性能指標(biāo)：分為部件性能指標(biāo)和綜合性能指標(biāo)，主要包括：吞吐率、實(shí)時(shí)性和各種利用率。

(2)可靠性與安全性

可靠性是嵌入式系統(tǒng)最重要、最突出的基本要求，是一個(gè)嵌入式系統(tǒng)能正常工作的保證，一般用平均故障間隔時(shí)間MTBF 來(lái)度量。

(3)可維護(hù)性：一般用平均修復(fù)時(shí)間MTTR 表示。

(4)可用性

(5)功耗

(6)環(huán)境適應(yīng)性

(7)通用性

(8)安全性

(9)保密性

(10)可擴(kuò)展性

性價(jià)比中的價(jià)格，除了直接購(gòu)買(mǎi)嵌入式系統(tǒng)的價(jià)格外，還應(yīng)包含安裝費(fèi)用、若干年的運(yùn)行維修費(fèi)用和軟件租用費(fèi)。

11.嵌入式系統(tǒng)中信息表示與運(yùn)算基礎(chǔ)

(1)進(jìn)位計(jì)數(shù)制與轉(zhuǎn)換：這樣比較簡(jiǎn)單，也應(yīng)該掌握怎么樣進(jìn)行換算，有出題的可能。

(2)計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示：源碼、反碼與補(bǔ)碼。

正數(shù)的反碼與源碼相同，負(fù)數(shù)的反碼為該數(shù)的源碼除符號(hào)位外按位取反。

正數(shù)的補(bǔ)碼與源碼相同，負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼為該數(shù)的反碼加一。

例如-98 的源碼：11100010B

反碼：10011101B

補(bǔ)碼：10011110B

(3)定點(diǎn)表示法：數(shù)的小數(shù)點(diǎn)的位置人為約定固定不變。

浮點(diǎn)表示法：數(shù)的小數(shù)點(diǎn)位置是浮動(dòng)的，它由尾數(shù)部分和階數(shù)部分組成。

任意一個(gè)二進(jìn)制N 總可以寫(xiě)成：N=2P×S。S 為尾數(shù)，P 為階數(shù)。(4)漢字表示法(教程67、68 頁(yè))，搞清楚GB2318-80 中國(guó)標(biāo)碼和機(jī)內(nèi)碼的變換。

(5)語(yǔ)音編碼中波形量化參數(shù)(可能會(huì)出簡(jiǎn)單的計(jì)算題目哦)

采樣頻率：一秒內(nèi)采樣的次數(shù)，反映了采樣點(diǎn)之間的間隔大小。

人耳的聽(tīng)覺(jué)上限是20kHz，因此40kHz 以上的采樣頻率足以使人滿意。

CD 唱片采用的采樣頻率是44.1kHz。

測(cè)量精度：樣本的量化等級(jí)，目前標(biāo)準(zhǔn)采樣量級(jí)有8 位和16 位兩種。

聲道數(shù)：?jiǎn)温暤篮土Ⅲw聲雙道。立體聲需要兩倍的存儲(chǔ)空間。12.嵌入式系統(tǒng)的評(píng)價(jià)方法：測(cè)量法和模型法

(1)測(cè)量法是最直接最基本的方法，需要解決兩個(gè)問(wèn)題：

A、根據(jù)研究的目的，確定要測(cè)量的系統(tǒng)參數(shù)。

B、選擇測(cè)量的工具和方式。

(2)測(cè)量的方式有兩種：采樣方式和事件跟蹤方式。

(3)模型法分為分析模型法和模擬模型法。分析模型法是用一些數(shù)學(xué)方程去刻畫(huà)系統(tǒng)的模型，而模擬模型法是用模擬程序的運(yùn)行去動(dòng)態(tài)表達(dá)嵌入式系統(tǒng)的狀態(tài)，而進(jìn)行系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)分析，得出性能指標(biāo)。

(4)分析模型法中使用最多的是排隊(duì)模型，它包括三個(gè)部分：輸入流、排隊(duì)規(guī)則和服務(wù)機(jī)構(gòu)。

(5)使用模型對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià)需要解決3 個(gè)問(wèn)題：設(shè)計(jì)模型、解模型、校準(zhǔn)和證實(shí)模型。13.1.嵌入式微處理器的基本結(jié)構(gòu)

(1)嵌入式硬件系統(tǒng)一般由嵌入式微處理器、存儲(chǔ)器和輸入/輸出部分組成。

(2)嵌入式微處理器是嵌入式硬件系統(tǒng)的核心，通常由控制單元、算術(shù)邏輯單元和寄存器3大部分組成：

A、控制單元：主要負(fù)責(zé)取指、譯碼和取數(shù)等基本操作并發(fā)送主要的控制指令。

B、算術(shù)邏輯單元：主要處理數(shù)值型數(shù)據(jù)和進(jìn)行邏輯運(yùn)算工作。

C、寄存器：用于暫存臨時(shí)性的數(shù)據(jù)。

2.嵌入式微處理器的分類(根據(jù)用途)

(1)嵌入式微控制器(MCU)：又稱為單片機(jī)，片上外設(shè)資源一般比較豐富，適合于控制。最大的特點(diǎn)是單片化，體積小，功耗和成本低，可靠性高。目前約占70%的市場(chǎng)份額。

(2)嵌入式微處理器(EMPU)：又稱為單板機(jī)，由通用計(jì)算機(jī)中的CPU 發(fā)展而來(lái)，它的特征是具有32位以上的處理器，具有較高的性能。通常嵌入式微處理器把CPU、ROM、RAM 及I/O 等模塊做到同一個(gè)芯片上。

(3)嵌入式DSP 處理器(DSP)：專門(mén)用于信號(hào)處理方面的處理器，其在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和指令算法方面進(jìn)行了特殊設(shè)計(jì)，使其處理速度比最快的CPU 還快10～50倍，在數(shù)字濾波、FFT、頻譜分析等方面獲得了大量的應(yīng)用。

(4)嵌入式片上系統(tǒng)(SOC)：追求產(chǎn)品系統(tǒng)最大包容的集成器件，其最大的特點(diǎn)是成功實(shí)現(xiàn)了軟硬件的無(wú)縫結(jié)合，直接在微處理器片內(nèi)嵌入操作系統(tǒng)的代碼模塊。

3.典型8位微處理器（具有8位數(shù)據(jù)總線）的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)

該部分參考《教程》86～94頁(yè)，以8051為重點(diǎn)，徹底搞清楚8位單片機(jī)的工作原理，外設(shè)控制、存儲(chǔ)分布、尋址方式以及典型應(yīng)用。2007年11月下午的第一道題目就考查了8051的定時(shí)器使用、外部時(shí)鐘連接、實(shí)際應(yīng)用的流程設(shè)計(jì)以及典型的尋址方式。這些考點(diǎn)幾乎可以在《教程》上找到，例如外部時(shí)鐘連接那個(gè)問(wèn)題的答案就是《教程》89頁(yè)上面的原圖。4.典型16位微處理器的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)

該部分參考《教程》94～97頁(yè)。典型的微處理器可以參考MSP430，找一本這方面的書(shū)看看關(guān)于MSP430的結(jié)構(gòu)原理以及典型應(yīng)用。

5.典型32位微處理器的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)

該部分參考《教程》97～112頁(yè)。32位處理器采用32位的地址和數(shù)據(jù)總線，其地址空間達(dá)到了2^32=4GB。

目前主流的32位嵌入式處理器系統(tǒng)主要有ARM 系列、MIPS 系列、PoewrPC 系列等。ARM 微處理器體系結(jié)構(gòu)目前被公認(rèn)為是嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域領(lǐng)先的32位嵌入式RISC 處理器結(jié)構(gòu)。按照目前的發(fā)展形式，ARM 幾乎成了嵌入式應(yīng)用的代名詞。按照我個(gè)人的意見(jiàn)，作為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)師考試，逐漸增加考查ARM 體系結(jié)構(gòu)與編程方面的題目是大勢(shì)所趨。2006年沒(méi)有一道關(guān)于ARM 的題目，2007年出了少量題目，可能在2008年會(huì)繼續(xù)增加。在下午題方面，2006年考查了X86方面的應(yīng)用、2007年考查了8051方面的應(yīng)用，這個(gè)可能是一個(gè)過(guò)度過(guò)程，以目前ARM 在嵌入式領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用和普及程度，下午題目考查ARM 應(yīng)用方面或者32位其他的微處理器方面的應(yīng)用題目可能在不就將來(lái)的考試中就會(huì)出現(xiàn)。14.單片機(jī)系統(tǒng)的基本概念

(1)單片機(jī)組成：中央處理器、存儲(chǔ)器、I/O 設(shè)備。

(2)存儲(chǔ)器：物理實(shí)質(zhì)是一組或多組具備數(shù)據(jù)輸入/輸出和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能的集成電路，用于充當(dāng)設(shè)備緩存或保存固定的程序及數(shù)據(jù)。

A、ROM(只讀存儲(chǔ)器)：一般用于存放固定的程序或數(shù)據(jù)表格等，數(shù)據(jù)在掉電后仍然會(huì)保留下來(lái)。

B、RAM(隨機(jī)存儲(chǔ)器)：用于暫存程序和數(shù)據(jù)、中間計(jì)算結(jié)果，或用作堆棧用等，數(shù)據(jù)在掉電后就會(huì)丟失。

(3)I/O端口：?jiǎn)纹瑱C(jī)與外界聯(lián)系的通道，它可以對(duì)各類外部信號(hào)(開(kāi)關(guān)量、模擬量、頻率信號(hào))進(jìn)行檢測(cè)、判斷、處理，并可控制各類外部設(shè)備。現(xiàn)在的單片機(jī)I/O 口已經(jīng)集成了更多的特性和功能，對(duì)I/O端口的功能進(jìn)行了拓展和復(fù)用，例如外部中斷、ADC 檢測(cè)以及PWM 輸出等等。

(4)輸出電平：高電平電壓(輸出“1”時(shí))和低電平電壓(輸出“0”時(shí))

A、TTL 電平：正邏輯，5V 為邏輯正，0V 為邏輯負(fù)，例如單片機(jī)的輸出。

B、RS232電平：負(fù)邏輯，-12V 為邏輯正，+12V 為邏輯負(fù)，例如PC 的輸出。

注：因此在單片機(jī)和PC 進(jìn)行通訊的時(shí)候需要一個(gè)MAX232芯片進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。

(5)堆棧：它是一種線性的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是一個(gè)只有一個(gè)進(jìn)出口的一維空間。

A、堆棧特性：后進(jìn)先出(LIFO)

B、堆棧指針：用于指示棧頂?shù)奈恢?地址)，當(dāng)發(fā)生壓棧或者出棧操作時(shí)，導(dǎo)致棧頂位置變化時(shí)，堆棧指針會(huì)隨之變化。

C、堆棧操作：壓棧操作(PUSH)和出棧操作(POP)。

D、堆棧類型：“向上生長(zhǎng)”型堆棧，每次壓棧時(shí)堆棧指針加1;“向下生長(zhǎng)”型堆棧，每次壓棧堆棧時(shí)指針減1。

E、堆棧應(yīng)用：調(diào)用子程序、響應(yīng)中斷時(shí)，堆棧用于保護(hù)現(xiàn)場(chǎng);還可以用作臨時(shí)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)來(lái)使用。

F、使用注意：堆棧溢出問(wèn)題，壓棧和出棧的匹配問(wèn)題。

(6)定時(shí)/計(jì)數(shù)器：實(shí)質(zhì)都是計(jì)數(shù)器。用作定時(shí)器時(shí)是對(duì)單片機(jī)內(nèi)部的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，而在用作計(jì)數(shù)器時(shí)是對(duì)單片機(jī)外部的輸入脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，其作用如下：

A、計(jì)時(shí)、定時(shí)或延時(shí)控制;

B、脈沖技術(shù);

C、測(cè)量脈沖寬度或頻率(捕獲功能)

(7)中斷：優(yōu)先級(jí)更高的事件發(fā)生，打斷優(yōu)先級(jí)低的時(shí)間進(jìn)程。引起中斷的事件稱為中斷源。一個(gè)單片機(jī)可能支持多個(gè)中斷源，這些中斷源可以分為可屏蔽中斷和非可屏蔽中斷，而這些中斷源并不都是系統(tǒng)工作所需的，我們可以根據(jù)系統(tǒng)需求屏蔽那些不需要的中斷源。

A、中斷嵌套：當(dāng)一個(gè)低級(jí)中斷尚未執(zhí)行完畢，又發(fā)生了一個(gè)高級(jí)優(yōu)先級(jí)的中斷，系統(tǒng)轉(zhuǎn)而執(zhí)行高級(jí)中斷服務(wù)程序，待處理完高級(jí)中斷后再回過(guò)頭來(lái)執(zhí)行低級(jí)中斷服務(wù)程序。

B、中斷響應(yīng)時(shí)間是指從發(fā)出中斷請(qǐng)求到進(jìn)入中斷處理所用的時(shí)間;中斷處理時(shí)間是指中斷處理開(kāi)始到中斷處理結(jié)束的時(shí)間。

C、中斷響應(yīng)過(guò)程：

a、保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)：將當(dāng)前地址、累加器ACC、狀態(tài)寄存器保存到堆棧中。

b、切換PC 指針：根據(jù)不同的中斷源所產(chǎn)生的中斷，切換到相應(yīng)的入口地址。

c、執(zhí)行中斷服務(wù)處理程序。

d、恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)：將保存在堆棧中的主程序地址、累加器ACC、狀態(tài)寄存器恢復(fù)。

e、中斷返回：從中斷處返回到主程序，繼續(xù)執(zhí)行。

D、中斷入口地址：?jiǎn)纹瑱C(jī)為每個(gè)中斷源分配了不同的中斷入口地址，也稱為中斷向量。

(8)復(fù)位：通過(guò)外部電路給單片機(jī)的復(fù)位引進(jìn)一個(gè)復(fù)位信號(hào)，讓系統(tǒng)重新開(kāi)始運(yùn)行。

A、復(fù)位發(fā)生時(shí)的動(dòng)作：

a、PC 指針從起始位置開(kāi)始執(zhí)行(大多數(shù)單片機(jī)都時(shí)從0x0000處開(kāi)始執(zhí)行)。

b、I/O 端口設(shè)置成缺省狀態(tài)(高阻態(tài)、或者輸出低電平)。

c、部分專用控制寄存器SFR 恢復(fù)到缺省狀態(tài)。

d、普通RAM 不變(如果時(shí)上電復(fù)位，則是隨即數(shù))。

B、兩種不同的復(fù)位啟動(dòng)方式：

a、冷啟動(dòng)：也叫上電復(fù)位，指在斷電狀態(tài)下給系統(tǒng)加電，讓系統(tǒng)開(kāi)始正常運(yùn)行。

b、熱啟動(dòng)：在不斷電的狀態(tài)下，給單片機(jī)復(fù)位引進(jìn)一個(gè)復(fù)位信號(hào)，讓系統(tǒng)重新開(kāi)始。

C、兩種類型的復(fù)位電路：高電平復(fù)位和低電平復(fù)位。

D 注意事項(xiàng)：

a、注意復(fù)位信號(hào)的電平狀態(tài)及持續(xù)時(shí)間必須滿足系統(tǒng)要求。

b、注意避免復(fù)位信號(hào)抖動(dòng)。

(9)時(shí)鐘電路：?jiǎn)纹瑱C(jī)是一種時(shí)序電路，必須提供脈沖電路才能正常工作。時(shí)鐘電路相當(dāng)于單片機(jī)的心臟，它的每一次跳動(dòng)(振動(dòng)節(jié)拍)都控制著單片機(jī)的工作節(jié)奏。振蕩得慢時(shí)，系統(tǒng)工作速度就慢，振蕩得快時(shí)，系統(tǒng)工作速度就快(功耗也增大)。

A、振蕩周期：振蕩源的振蕩節(jié)拍。

B、機(jī)器周期：?jiǎn)纹瑱C(jī)完成一個(gè)基本操作需要的振蕩周期(節(jié)拍)。

C、指令周期：執(zhí)行一條指令需要幾個(gè)機(jī)器周期。不同的指令需要的機(jī)器周期數(shù)不同。15.地址映射

地址映射也叫地址重定位。

邏輯地址和物理地址是完全不同的，不能用邏輯地址來(lái)直接訪問(wèn)內(nèi)存單元。

為了保證CPU 在執(zhí)行指令的時(shí)候，可以正確地訪問(wèn)內(nèi)存單元，需要將用戶程序中的邏輯地址轉(zhuǎn)換為運(yùn)行時(shí)由機(jī)器直接尋址的物理地址。這個(gè)過(guò)程稱為：地址映射。

地址映射由存儲(chǔ)管理單元MMU 來(lái)完成。

地址映射主要有兩種方式：靜態(tài)地址映射和動(dòng)態(tài)地址映射。

靜態(tài)地址映射：當(dāng)用戶程序被裝入內(nèi)存時(shí)，直接對(duì)指令代碼進(jìn)行修改，一次性地實(shí)現(xiàn)邏輯地址到物理地址的轉(zhuǎn)換。

動(dòng)態(tài)地址映射：當(dāng)用戶程序被裝入內(nèi)存時(shí)，不對(duì)指令代碼做任何修改，而是在程序的運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)它需要訪問(wèn)內(nèi)存單元的時(shí)候，再來(lái)進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換。

在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，這項(xiàng)轉(zhuǎn)換工作一般是由硬件的地址映射機(jī)制來(lái)完成的。通常設(shè)置一個(gè)基地址寄存器，或者叫重定位寄存器。當(dāng)一個(gè)任務(wù)被調(diào)度運(yùn)行時(shí)，就把它所在分區(qū)的起始地址裝入到整個(gè)寄存器中。然后，在程序運(yùn)行的過(guò)程中，當(dāng)需要訪問(wèn)某個(gè)內(nèi)存單元時(shí)，硬件就會(huì)自動(dòng)地將其中的邏輯地址加上基地址寄存器中的內(nèi)容，從而得到實(shí)際的物理地址，并且按照這個(gè)物理地址區(qū)執(zhí)行。

這個(gè)基地址寄存器位于MMU 的內(nèi)部，整個(gè)地址映射過(guò)程是自動(dòng)運(yùn)行的。從理論上說(shuō)，每訪問(wèn)一次內(nèi)存都要進(jìn)行一次地址映射。16.ARM體系結(jié)構(gòu)的基本概念

(1)ARM：Advanced RISC Machine。

(2)ARM體系結(jié)構(gòu)中支持兩種指令集：ARM 指令集和Thumb 指令集。

(3)ARM內(nèi)核有T、D、M、I四個(gè)功能模塊：

A、T 模塊：表示16位Thumb，可以在兼顧性能的同時(shí)減少代碼尺寸。

B、D 模塊：表示Debug，內(nèi)核中放置了用于調(diào)試的結(jié)構(gòu)，通常為一個(gè)邊界掃描鏈JTAG。

C、M 模塊：表示8位乘法器。

D、I 模塊：表示EmbeddedICE Logic，用于實(shí)時(shí)斷點(diǎn)觀測(cè)及變量觀測(cè)的邏輯電路部分。

(4)ARM處理器有7種運(yùn)行模式：

A、用戶模式(User)：正常程序執(zhí)行模式，用于應(yīng)用程序。

D、快速中斷模式(FIQ)：快速中斷處理，用于高速數(shù)據(jù)傳輸和通道處理。

C、外部中斷模式(IRQ)：用于通用的中斷處理。

D、管理模式(SVE)：供操作系統(tǒng)使用的一種保護(hù)模式。

E、數(shù)據(jù)訪問(wèn)中止模式(Abort)：用于虛擬存儲(chǔ)及存儲(chǔ)保護(hù)。

F、未定義指令中止模式(Undefined)：當(dāng)未定義指令執(zhí)行時(shí)進(jìn)入該模式。

G、系統(tǒng)模式(System)：用于運(yùn)行特權(quán)級(jí)的操作系統(tǒng)任務(wù)。

除了用戶模式之外的其他6種處理器模式稱為特權(quán)模式，在這些模式下，程序可以訪問(wèn)所有的系統(tǒng)資源，也可以任意地進(jìn)行處理器模式切換，其中，除了系統(tǒng)模式外，其他的5種特權(quán)模式又稱為異常模式。

處理器模式可以通過(guò)軟件控制進(jìn)行切換，也可以通過(guò)外部中斷或異常處理過(guò)程進(jìn)行切換。大多數(shù)的用戶程序運(yùn)行在用戶模式下，這時(shí)，應(yīng)用程序不能訪問(wèn)一些受操作系統(tǒng)保護(hù)的系統(tǒng)資源，應(yīng)用程序也不能直接進(jìn)行處理器模式切換。當(dāng)需要進(jìn)行處理器模式切換時(shí)，應(yīng)用程序可以產(chǎn)生異常處理，在異常處理中進(jìn)行處理器模式的切換。這種體系結(jié)構(gòu)可以使操作系統(tǒng)控制整個(gè)系統(tǒng)的資源。

當(dāng)應(yīng)用程序發(fā)生異常中斷時(shí)，處理器進(jìn)入相應(yīng)的異常模式。在每一種異常模式種都有一組寄存器，供相應(yīng)的異常處理程序使用，這樣就可以保證進(jìn)入異常模式時(shí)，用戶模式下的寄存器不被破壞。系統(tǒng)模式并不是通過(guò)異常過(guò)程進(jìn)入的，它和用戶模式具有完全一樣的寄存器，但是系統(tǒng)模式屬于特權(quán)模式，可以訪問(wèn)所有的系統(tǒng)資源，也可以直接進(jìn)行處理器模式切換，它主要供操作系統(tǒng)任務(wù)使用。17.嵌入式操作系統(tǒng)概述

(1)內(nèi)核

內(nèi)核是指操作系統(tǒng)中的一個(gè)組件，它包含了OS 的主要功能，即OS 的各種特性及其相

互之間的依賴關(guān)系，這些功能主要包括：

A、任務(wù)管理：對(duì)系統(tǒng)中運(yùn)行的軟件進(jìn)行描述和管理，并完成處理器資源分配和調(diào)度。

B、存儲(chǔ)管理：提高內(nèi)存的利用率，方便用戶使用，提供足夠的存儲(chǔ)空間。

C、設(shè)備管理：方便設(shè)備的使用，提高CPU 和I/O 設(shè)備的利用率。

D、文件管理：解決文件資源存儲(chǔ)、共享、保密和保護(hù)等問(wèn)題。

注：不同嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核設(shè)計(jì)各不相同，取決于系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)際需求。

(2)嵌入式操作系統(tǒng)分類：

A、按系統(tǒng)類型：商業(yè)系統(tǒng)、專用系統(tǒng)、開(kāi)源系統(tǒng)。

B、按響應(yīng)時(shí)間：硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)、軟實(shí)時(shí)系統(tǒng)。

C、按軟件結(jié)構(gòu)：?jiǎn)误w結(jié)構(gòu)(uCOS)、分層結(jié)構(gòu)(MS-DOS)、微內(nèi)核結(jié)構(gòu)(Vxworks)。18.嵌入式軟件基礎(chǔ)

(1)嵌入式軟件的特點(diǎn)：

A、規(guī)模較小。

B、開(kāi)發(fā)難度大。

C、實(shí)時(shí)性和可靠性要求高。

D、要求固化存儲(chǔ)。

(2)嵌入式軟件分類：

A、系統(tǒng)軟件：控制和管理嵌入式系統(tǒng)資源，如嵌入式操作系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)程序、中間件等。

B、應(yīng)用軟件：定義嵌入式設(shè)備的主要功能和用途，負(fù)載與用戶進(jìn)行交互。

C、支撐軟件：輔助軟件開(kāi)發(fā)的工具軟件。

(3)無(wú)操作系統(tǒng)的嵌入式軟件的兩種實(shí)現(xiàn)方式：

A、循環(huán)輪轉(zhuǎn)

優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單、直觀、開(kāi)銷小、可預(yù)測(cè)。

缺點(diǎn)：過(guò)于簡(jiǎn)單，所有代碼順序執(zhí)行，無(wú)法處理異步事件，缺乏并行處理能力。

B、前后臺(tái)系統(tǒng)(在循環(huán)輪轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)上增加了中斷處理功能)

前臺(tái)(事件處理級(jí))：中斷服務(wù)程序，負(fù)載處理異步事件。

后臺(tái)(任務(wù)級(jí))：一個(gè)無(wú)限循環(huán)，負(fù)載資源分配、任務(wù)管理和系統(tǒng)調(diào)度。

(4)有操作系統(tǒng)的三大優(yōu)點(diǎn)：

A、提高系統(tǒng)的可靠性。

B、提高了系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)效率，降低了開(kāi)發(fā)成本，縮短了開(kāi)發(fā)周期。

C、有利于系統(tǒng)的擴(kuò)展與移植。

(5)設(shè)備驅(qū)動(dòng)層(也叫板級(jí)支持包BSP：包含了嵌入式系統(tǒng)中所有與硬件相關(guān)的代碼)

大多數(shù)的嵌入式硬件設(shè)備都需要某種類型軟件的初始化和管理。這部分工作由設(shè)備驅(qū)動(dòng)層來(lái)完成的，它負(fù)責(zé)直接與硬件大交道，對(duì)硬件進(jìn)行管理和控制，為上層軟件提供所需的驅(qū)動(dòng)支持，類似PC 系統(tǒng)中的BIOS 和驅(qū)動(dòng)程序。19.設(shè)備管理

(1)設(shè)備管理基礎(chǔ)

一個(gè)I/O 單元通常由兩個(gè)部分組成：

A、機(jī)械部分：I/O 設(shè)備本身。

B、電子部分：設(shè)備控制器或設(shè)備適配器。

硬件寄存器的編址方式有三種：

A、I/O獨(dú)立編址：對(duì)于各種設(shè)備控制器中的每一個(gè)寄存器，分配一個(gè)唯一的I/O端口編號(hào)，也叫I/O 端口地址，然后用專門(mén)的I/O 指令對(duì)這些端口進(jìn)行操作。這些端口地址構(gòu)成的地址空間是完全獨(dú)立的，與內(nèi)存地址空間沒(méi)有任何關(guān)系。

B、內(nèi)存映象編址：把各種設(shè)備控制器當(dāng)中的每一個(gè)寄存器都映射為一個(gè)內(nèi)存單元，這內(nèi)存單元專門(mén)用于I/O 操作。端口地址空間與內(nèi)存地址空間是統(tǒng)一編址的，端口地址空間是內(nèi)存地址空間的一部分。

C、混合編址：對(duì)于設(shè)備控制器當(dāng)中的寄存器采用獨(dú)立編址的方法，每個(gè)寄存器有一個(gè)獨(dú)立的I/O 端口地址;而對(duì)于設(shè)備的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，則采用內(nèi)存映象編址的方法，把他們統(tǒng)一到內(nèi)存地址空間當(dāng)中。

(2)I/O控制方式：

A、程序循環(huán)檢測(cè)：要一直占用CPU，浪費(fèi)CPU 的時(shí)間。

B、中斷驅(qū)動(dòng)方式：前后臺(tái)系統(tǒng)。

C、直接內(nèi)存訪問(wèn)：DMA 控制，減少了中斷的次數(shù)。20.任務(wù)管理

(1)嵌入式操作系統(tǒng)的任務(wù)管理可以分為：

A、單道程序技術(shù)：操作系統(tǒng)中，任何時(shí)候只能有一個(gè)程序在運(yùn)行。

B、多道程序技術(shù)：操作系統(tǒng)中，允許多個(gè)程序同時(shí)存在并運(yùn)行。

(2)進(jìn)程

進(jìn)程，簡(jiǎn)單的說(shuō)，是一個(gè)正在運(yùn)行的程序。

進(jìn)程與程序既有聯(lián)系又有區(qū)別，主要表現(xiàn)為下面結(jié)構(gòu)方面：

A、程序由數(shù)據(jù)和代碼兩部分內(nèi)容組成，它是一個(gè)靜態(tài)的概念。而進(jìn)程是正在執(zhí)行的程序，它也由兩部分組成：程序和該程序的運(yùn)行上下文。它是一個(gè)動(dòng)態(tài)的概念。

B、程序和進(jìn)程之間并不是一一對(duì)應(yīng)的。一個(gè)進(jìn)程在運(yùn)行的時(shí)候可以啟動(dòng)一個(gè)或多個(gè)程序。反之，同一個(gè)程序也可能由多進(jìn)程同時(shí)執(zhí)行。

C、程序可以作為一種軟件資源長(zhǎng)期保存，以文件的形式存放在光盤(pán)或硬盤(pán)上，而進(jìn)程則是一次執(zhí)行的過(guò)程，它是暫時(shí)的，是動(dòng)態(tài)的產(chǎn)生和終止。

一個(gè)進(jìn)程至少應(yīng)包括三個(gè)方面：相應(yīng)的程序、CPU上下文、一組系統(tǒng)資源。

進(jìn)程有三個(gè)特性：

A、動(dòng)態(tài)性：進(jìn)程是正在運(yùn)行的程序，而程序的運(yùn)行狀態(tài)是不斷變化的。

B、獨(dú)立性：進(jìn)程是系統(tǒng)資源的使用單位，每個(gè)進(jìn)行有自己的運(yùn)行上下文和內(nèi)部狀態(tài)。

C、并發(fā)性：宏觀來(lái)看，系統(tǒng)中同時(shí)有多個(gè)進(jìn)程存在，它們相互獨(dú)立地運(yùn)行。

注：對(duì)于并發(fā)的理解。

在單CPU 的情況下，所謂的并發(fā)性指的是宏觀上的并發(fā)運(yùn)行，而微觀上還是順序進(jìn)行，各個(gè)進(jìn)程輪流去使用CPU 資源。在單核CPU 中，真正的、物理上的PC 寄存器只有一個(gè)，進(jìn)程在輪流執(zhí)行的時(shí)候，物理PC 的取值也在不斷變化。而邏輯PC 其實(shí)就是一個(gè)內(nèi)存變量。每個(gè)進(jìn)程都有一個(gè)邏輯PC，當(dāng)一個(gè)進(jìn)程要運(yùn)行的時(shí)候，就把它的邏輯PC 裝載到物理PC 中去;反之，當(dāng)一個(gè)進(jìn)程暫不運(yùn)行的時(shí)候，就把物理PC中的值保存在它的邏輯PC 當(dāng)中。

(3)線程

線程就是進(jìn)程當(dāng)中的一條執(zhí)行流程。

進(jìn)程其實(shí)包含兩個(gè)部分：資源平臺(tái)和執(zhí)行流程(線程)。

在一個(gè)進(jìn)程當(dāng)中，或者說(shuō)在一個(gè)資源平臺(tái)上，可以同時(shí)存在多個(gè)線程;可以用線程作為CPU 的基本調(diào)度單位，使得各個(gè)線程之間可以并發(fā)執(zhí)行;對(duì)于同一個(gè)進(jìn)程當(dāng)中的各個(gè)線程來(lái)說(shuō)，他們可以共享該進(jìn)程的大部分資源。每個(gè)線程都有自己獨(dú)立的CPU運(yùn)行上下文和棧，這是不能共享的。21.文件系統(tǒng)

(1)嵌入式文件系統(tǒng)概述

文件系統(tǒng)就是操作系統(tǒng)中用以組織、存儲(chǔ)、命名、使用和保護(hù)文件的一套管理機(jī)制。

常見(jiàn)的嵌入式文件系統(tǒng)有：

A、FAT：VxWorks、QNX、WindowsCE 等

B、NFS：網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)，基于遠(yuǎn)程調(diào)用和擴(kuò)展數(shù)據(jù)表示。

C、FFS：用于Flash 存儲(chǔ)器的文件系統(tǒng)。

(2)文件和目錄

A、當(dāng)一個(gè)文件被創(chuàng)建時(shí)，必須給它指定一個(gè)名字，用戶就是通過(guò)文件名來(lái)訪問(wèn)這個(gè)文件的。

B、文件命是一個(gè)有限長(zhǎng)度的字符串，由兩部分組成：文件名和擴(kuò)展名。

C、文件的邏輯結(jié)構(gòu)主要有三種：無(wú)結(jié)構(gòu)、簡(jiǎn)單的記錄結(jié)構(gòu)和復(fù)雜結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)代文件系統(tǒng)通常采用的是無(wú)結(jié)構(gòu)的形式。

D、除了文件名之外，操作系統(tǒng)會(huì)給每個(gè)文件附加一些其他信息，稱為文件的屬性。

E、文件的存取方法有兩種：順序存取和隨機(jī)存取。

F、目錄也稱為文件夾，它是一張表格，記錄了在該目錄下每個(gè)文件名和其他的一些管理信息。

G、在多級(jí)目錄結(jié)構(gòu)中，訪問(wèn)文件或目錄主要有兩種方法：絕對(duì)路徑名和相對(duì)路徑名。22.存儲(chǔ)器系統(tǒng)的層次架構(gòu)

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的存儲(chǔ)器被組織城一個(gè)金字塔的層次結(jié)構(gòu)。

自上而下為：CPU 內(nèi)部寄存器、芯片內(nèi)部高速緩存(cache)、芯片外部高速緩存(SRAM、SDRAM、DRAM)、主存儲(chǔ)器(FLASH、EEPROM)、外部存儲(chǔ)器(磁盤(pán)、光盤(pán)、CF 卡、SD 卡)和遠(yuǎn)程二級(jí)存儲(chǔ)器(分布式文件系統(tǒng)、WEB 服務(wù)器)，6個(gè)層次的結(jié)構(gòu)。

上述設(shè)備從上而下，依次速度更慢、容量更大、訪問(wèn)頻率更小，造價(jià)更便宜。22.高速緩存(cache)

工作原理(參照教程126頁(yè)，博客畫(huà)不了圖)：主要利用了程序的局部性特點(diǎn)。

地址映象是指把主存地址空間映象到cache 的地址空間。

地址變換是指當(dāng)程序或數(shù)據(jù)已經(jīng)裝入到cache 后，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，把主存地址如何編程cache 空間的地址。

常用的地址映象和地址變換的方式有：(教程127頁(yè))

直接映象和變換：速度快，造價(jià)低，但有局限性，不能充分利用cache 的好處。

組相聯(lián)地址映象和變換：速度稍慢但是命中率高。

全相聯(lián)地址映象和變換：可以任意映射。

常用的cache 替換算法：輪轉(zhuǎn)法和隨機(jī)替換算法。

高速緩存的分類：

統(tǒng)一cache 和獨(dú)立的數(shù)據(jù)/指令cache

寫(xiě)通cache 和寫(xiě)回cache

讀操作分配cache 和寫(xiě)操作分配cache 23.存儲(chǔ)管理單元(MMU)

MMU 在CPU 和物理內(nèi)存之間進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換，將地址從邏輯空間映射到物理空間，這個(gè)過(guò)程稱為內(nèi)存映射。

MMU 主要完成下面的工作：

A.虛擬存儲(chǔ)空間到物理空間的映射。

B.存儲(chǔ)器訪問(wèn)權(quán)限的控制。

C.設(shè)置虛擬存儲(chǔ)空間的緩沖特性。

嵌入式系統(tǒng)中常常采用頁(yè)式存儲(chǔ)管理。為了管理這些頁(yè)引入了頁(yè)表的概念。

頁(yè)表是位于內(nèi)存中的表，它的每一行對(duì)應(yīng)虛擬存儲(chǔ)空間的一個(gè)頁(yè)，該行包含了該虛擬內(nèi)存頁(yè)對(duì)應(yīng)的物理內(nèi)存頁(yè)的地址、該頁(yè)的訪問(wèn)權(quán)限和該頁(yè)的緩沖特性等。

從虛擬地址到物理地址的變換過(guò)程就是查詢頁(yè)表的過(guò)程。

由于頁(yè)表存儲(chǔ)在內(nèi)存中的，整個(gè)查詢過(guò)程需要付出很大的代價(jià)。根據(jù)程序局部性的特點(diǎn)，增加了一個(gè)小容量、高速度的存儲(chǔ)部件來(lái)存放當(dāng)前訪問(wèn)需要的地址變換條目，這個(gè)存儲(chǔ)部件稱為：地址轉(zhuǎn)換后備緩沖器(TLB)。

當(dāng)CPU 訪問(wèn)內(nèi)存時(shí)，首先在TLB 中查找需要的地址變換條目，如果該條目不存在，CPU 再?gòu)膬?nèi)存中的頁(yè)表中查詢，并把相應(yīng)的結(jié)果添加到TLB 中，更新它的內(nèi)容。

嵌入式系統(tǒng)中虛擬存儲(chǔ)空間到物理空間的映射以內(nèi)存塊為單位進(jìn)行。即虛擬存儲(chǔ)空間中一塊連續(xù)的存儲(chǔ)空間被映射到物理存儲(chǔ)空間中同樣大小的一塊連續(xù)存儲(chǔ)空間。

在頁(yè)表和TLB 中，每一個(gè)地址變換條目實(shí)際上記錄了一個(gè)虛擬存儲(chǔ)空間的內(nèi)存塊的基地址與物理存儲(chǔ)空間相對(duì)應(yīng)的一個(gè)內(nèi)存塊的基地址之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

在MMU 中實(shí)現(xiàn)虛擬地址到物理地址的映射是通過(guò)兩級(jí)頁(yè)表來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

禁止MMU 時(shí)，所有物理地址和虛擬地址相等，即使用平板存儲(chǔ)模式。24.內(nèi)存保護(hù)

操作系統(tǒng)通常利用MMU 來(lái)實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)內(nèi)核與應(yīng)用程序之間的隔離，以及應(yīng)用程序與應(yīng)用程序之間的隔離。

內(nèi)存保護(hù)包含兩個(gè)方面的內(nèi)容：

A.防止地址越界，每個(gè)應(yīng)用程序都有自己獨(dú)立的地址空間。

B.防止越權(quán)操作，每個(gè)應(yīng)用程序都有自己的訪問(wèn)權(quán)限。25.實(shí)模式與保護(hù)模式

在嵌入式系統(tǒng)中，常見(jiàn)的存儲(chǔ)管理方案可以分為兩大類：實(shí)模式和保護(hù)模式。

實(shí)模式：內(nèi)存的平面使用模式。特點(diǎn)有：

A.不劃分“系統(tǒng)空間”與“用戶空間”，無(wú)須進(jìn)行地址映射。

B.操作系統(tǒng)與應(yīng)用程序之間不再有物理的邊界。

C.系統(tǒng)中的“任務(wù)”或“進(jìn)程”，實(shí)際上全是內(nèi)核線程。

在實(shí)模式下，內(nèi)存布局可以分為5個(gè)段：

A.代碼段：包含操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序的所有代碼。

B.數(shù)據(jù)段：所有帶有初始值的全局變量。

C.BSS 段：所有未帶初始值的全局變量。

D.堆空間：動(dòng)態(tài)分配的內(nèi)存空間。

E.?？臻g：保存上下文以及函數(shù)調(diào)用時(shí)的局部變量和形參。

在實(shí)模式存儲(chǔ)管理方案下，主要的工作在于堆空間的管理，即如何來(lái)管理空閑的堆空間、如何來(lái)分配內(nèi)存、如何來(lái)回收內(nèi)存等等。

保護(hù)模式：處理器中必須有MMU 硬件并啟用。特點(diǎn)有：

A.系統(tǒng)內(nèi)核和用戶程序都有各自獨(dú)立的地址空間。

B.每個(gè)應(yīng)用程序只能訪問(wèn)自己的地址空間，不能去破壞操作系統(tǒng)和其他應(yīng)用程序的代碼和數(shù)據(jù)。26.分區(qū)存儲(chǔ)管理

為了實(shí)現(xiàn)多道程序系統(tǒng)而采用的最簡(jiǎn)單的內(nèi)存管理。

基本思路：把整個(gè)內(nèi)存劃分為兩大區(qū)域，即系統(tǒng)區(qū)和用戶區(qū)，然后再把用戶區(qū)劃分為若干個(gè)分區(qū)，每個(gè)任務(wù)占有其中的一個(gè)分區(qū)。這樣，在內(nèi)存當(dāng)中就同時(shí)保留多個(gè)任務(wù)，讓他們共享整個(gè)用戶區(qū)，從而實(shí)現(xiàn)多個(gè)任務(wù)的并發(fā)運(yùn)行。

分區(qū)存儲(chǔ)管理又可以分為兩類：固定分區(qū)和可變分區(qū)。

固定分區(qū)：各個(gè)用戶分區(qū)的個(gè)數(shù)、位置和大小一旦確定后，就固定不變，不能再修改。

優(yōu)點(diǎn)：易于實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)開(kāi)銷較小。

缺點(diǎn)：內(nèi)存利用率不高，分區(qū)總數(shù)固定。

可變分區(qū)：動(dòng)態(tài)創(chuàng)建，在裝入一個(gè)程序時(shí)，系統(tǒng)將根據(jù)它的需求和內(nèi)存空間的使用情況來(lái)決定是否分配。

優(yōu)點(diǎn)：動(dòng)態(tài)變化，非常靈活。

缺點(diǎn)：可能存在外碎片。

在實(shí)現(xiàn)可變存儲(chǔ)管理技術(shù)的時(shí)候，需要考慮三個(gè)方面的問(wèn)題：

A.內(nèi)存管理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

B.內(nèi)存的分配算法

C.內(nèi)存的回收算法

27.嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)、分類、發(fā)展與應(yīng)用，熟悉嵌入式系統(tǒng)的邏輯組成。

（1）特點(diǎn)：

專用性

隱蔽性(嵌入式系統(tǒng)是被包裝在內(nèi)部)

資源受限(要求小型化、輕型化、低功耗及低成本，因此軟硬件資源受到限制)

高可靠性(任何誤動(dòng)作都可能會(huì)產(chǎn)生致命的后果)

軟件固化(軟件都固化在只讀存儲(chǔ)器ROM中，用戶不能隨意更改其程序功能)

實(shí)時(shí)性

（2）邏輯組成

硬件：1)處理器(運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器)

目前所有的處理器都是微處理器 中央處理器(CPU)和協(xié)助處理器(數(shù)字信號(hào)處理器DSP、圖像處理器、通信處理器)

2)存儲(chǔ)器(隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM和只讀存儲(chǔ)器ROM)

RAM分為動(dòng)態(tài)DRAM和靜態(tài)SRAM兩種。DRAM電路簡(jiǎn)單、集成度高、功耗小、成本低，但速度稍慢慢;SRAM電路較復(fù)雜、集成度低、功耗較大、成本高，但工作速度很快，適合用作指令和數(shù)據(jù)的高速緩沖存儲(chǔ)器

RAM當(dāng)關(guān)機(jī)或斷電時(shí)，其中的信息都會(huì)消失，屬于易失性存儲(chǔ)器

ROM屬于不易失性存儲(chǔ)器。分為電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器(存放

固件)和閃速存儲(chǔ)器(Flash ROM簡(jiǎn)稱內(nèi)存)。內(nèi)存的工作原理：在低

壓下，存儲(chǔ)的信息可讀但不可寫(xiě)，這類似于ROM;在較高的電壓下，所存儲(chǔ)的信息可以更改和刪除，這有類似于RAM。

3)I/O設(shè)備與I/O接口

4)數(shù)據(jù)總線

軟件

（3）分類

按嵌入式系統(tǒng)的軟硬件技術(shù)復(fù)雜程度進(jìn)行分類：

1)低端系統(tǒng) 采用4位或8位單片機(jī)，在工控領(lǐng)域和白色家電領(lǐng)域占主導(dǎo)地位，如計(jì)算器、遙控器、充電器、空調(diào)、傳真機(jī)、BP機(jī)等。

2)中端系統(tǒng) 采用8位/16位/32位單片機(jī)，主要用于普通手機(jī)、攝像機(jī)、錄像機(jī)、電子游戲機(jī)等。

3)高端系統(tǒng)采用32位/64位單片機(jī)，主要用于智能手機(jī)、調(diào)制解調(diào)器、掌上計(jì)算機(jī)、路由器、數(shù)碼相機(jī)等。

（4）發(fā)展

20世紀(jì)60年代初，第一個(gè)工人的現(xiàn)代嵌入式系統(tǒng)(阿波羅導(dǎo)航計(jì)算機(jī))

20世紀(jì)60年代中期，嵌入式計(jì)算機(jī)批量生產(chǎn)

20世紀(jì)70年代，微處理器出現(xiàn)

20世紀(jì)80年代中期，外圍電路的元器件被集成到處理器芯片中，昂貴的模擬電路元件能被數(shù)字電路替代

20世紀(jì)90年代中期SOC出現(xiàn)，集成電路進(jìn)入超深亞微米乃至納米加工時(shí)代。28.嵌入式系統(tǒng)的組成與微電子技術(shù)（集成電路、EDA、SoC、IP核等技術(shù)的作用和發(fā)展）

（1）集成電路IC 集成電路的制造大約需要幾百道工序，工藝復(fù)雜。集成電路是在硅襯底上制作而成的。硅襯底是將單晶硅錠經(jīng)切割、研磨和拋光后制成的像鏡面一樣光滑的圓形薄片，它的厚度不足1mm，其直徑可以是6、8、12英寸甚至更大這種硅片稱為硅拋光片，用于集成電路的制造。制造集成電路的工藝技術(shù)稱為硅平面工藝，包括氧化、光刻、摻雜等多項(xiàng)工序。把這些工序反復(fù)交叉使用，最終在硅片上制成包含多層電路及電子元件的集成電路。集成電路的特點(diǎn)：體積小、重量輕、可靠性高。其工作速度主要取決于邏輯門(mén)電路的晶體管的尺寸。尺寸越小，工作頻率就越高，門(mén)電路的開(kāi)關(guān)速度就越快。（2）EDA（電子信號(hào)自動(dòng)化）（3）SoC芯片（片上系統(tǒng)）

既包含數(shù)字電路，也可以包含模擬電路，還可以包含數(shù)?；旌想娐泛蜕漕l電路。SoC芯片可以是一個(gè)CPU，單核SoC，也可以由多個(gè)CPU和/或DSP，即多核SoC。開(kāi)發(fā)流程：

（1）總體設(shè)計(jì)

可以采用系統(tǒng)設(shè)計(jì)語(yǔ)言System C（或稱IEEE 1666，它是C++的擴(kuò)充）或System Vetilog語(yǔ)言對(duì)SoC芯片的軟硬件作統(tǒng)一的描述，按照系統(tǒng)需求說(shuō)明書(shū)確定SoC的性能能參數(shù)，并據(jù)此進(jìn)行系統(tǒng)全局的設(shè)計(jì)。

（2）邏輯設(shè)計(jì)

將總體設(shè)計(jì)的結(jié)果用RTL（寄存器傳輸級(jí)描述語(yǔ)言）語(yǔ)言進(jìn)行描述（源文件）后，在使用邏輯綜合將源文件進(jìn)行綜合生成，生成最簡(jiǎn)的布爾表達(dá)式核心好的連接關(guān)系（以類型為EDF的EDA工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)文件表示）（3）綜合和仿真

（4）芯片制造

借助EDA中的布局布線工具（4）IP核

IC設(shè)計(jì)文件：邏輯門(mén)級(jí)，包括各種基本的門(mén)電路；寄存器傳輸級(jí)，如寄存器、譯碼器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器；行為級(jí)，如CPU、DSP、存儲(chǔ)器、總線與接口電路等。核庫(kù)中的設(shè)計(jì)文件均屬于知識(shí)產(chǎn)權(quán)IP保護(hù)的范疇，所以稱為“知識(shí)產(chǎn)權(quán)核”或“IP核”。IP核是開(kāi)發(fā)SoC的重要保證。按IC設(shè)計(jì)文件的類型，IP通常分為：軟核、固核、硬核。IP核的復(fù)用可以減少研發(fā)成本，縮短研發(fā)時(shí)間，是實(shí)現(xiàn)SoC的快速設(shè)計(jì)，盡早投放市場(chǎng)的有效途徑。

目前主要的CPU內(nèi)核有ARM、MIPS、PowerPC、Coldfile、x86、8051等。ARM內(nèi)核占所有32位嵌入式RISC處理器的90%以上。

29.嵌入式系統(tǒng)與數(shù)字媒體（文本、圖像和音頻/視頻等數(shù)字媒體的表示與處理）（1）文本

含義：在計(jì)算機(jī)中的文字信息，最常用的一種數(shù)字媒體。字符集及其編碼

1）西方字符的編碼

ASCII字符集和ASCII編碼，基本的ASCII字符集共128個(gè)字符，每個(gè)字符使用7個(gè)二進(jìn)位（最高位為奇偶校驗(yàn)位，預(yù)留位）制進(jìn)行編碼。2）漢字的編碼

漢子國(guó)家編碼標(biāo)準(zhǔn)有GB2312和GB18030。每個(gè)漢字用2個(gè)字節(jié)表示。GB2312只有6763個(gè)漢字，經(jīng)常不夠用。GB18030字符集與UCS/Unicode字符集基本兼容，采用不等長(zhǎng)的編碼方法，單字節(jié)編碼表示ASCII字符，與ASCII碼兼容；雙字節(jié)表示漢字，與GB2312保持向下兼容（即GB2312中有的GB18030字符集都有）3）UCS/Unicode編碼 文本類型 1）簡(jiǎn)單文本

只能順序閱讀。2）豐富格式文本

有插圖、對(duì)文字顏色等定義，調(diào)整頁(yè)面，文本布局，插入聲音視頻等。3）超文本

通過(guò)超鏈接實(shí)現(xiàn)跳轉(zhuǎn)、導(dǎo)航、回溯等操作（2）圖像

圖像獲取過(guò)程的核心是模擬信號(hào)的數(shù)字化，處理步驟為：

1）掃描

將畫(huà)面網(wǎng)格化，每個(gè)網(wǎng)格為一個(gè)取樣點(diǎn) 2）分色

將每個(gè)取樣點(diǎn)的顏色分解成三原色

3）取樣

測(cè)量每個(gè)取樣點(diǎn)的每個(gè)分量（基色）亮度值

4）量化

把模擬量使用數(shù)字量來(lái)表示，A/D轉(zhuǎn)換

數(shù)字圖像的主要參數(shù)：圖像大小(水平分辨率*豎直分辨率)、位平面數(shù)目、像素深 度、顏色模型

一幅圖像的數(shù)據(jù)量計(jì)算公式：

圖像數(shù)據(jù)量=圖像大小*像素深度/8（3）音頻/視頻

音頻/視頻信息的數(shù)字化，處理步驟為： 1）取樣

2）量化

3）編碼

數(shù)字音頻的主要參數(shù)：取樣頻率、量化位數(shù)、聲道數(shù)目、使用的壓縮編碼方法、比特率（每秒鐘的數(shù)據(jù)量）

壓縮前

波形聲音的碼率（比特率）= 取樣頻率 * 量化為數(shù) * 聲道數(shù)（單位b/s）壓縮后

碼率 = 壓縮前碼率 / 壓縮倍數(shù)（壓縮比）

30.嵌入式系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)（數(shù)字通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，TCP/IP協(xié)議，互聯(lián)網(wǎng)接入技術(shù)等）（1）數(shù)字通信（2）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（3）音頻/ TCP/IP協(xié)議（4）互聯(lián)網(wǎng)接入技術(shù)

31.ARM處理器內(nèi)核的體系結(jié)構(gòu)（工作狀態(tài)，工作模式，寄存器組織，異常，數(shù)據(jù)類型與存儲(chǔ)格式等）（1）工作狀態(tài)

一是ARM狀態(tài)，二是Thumb指令狀態(tài)及Thumb-2狀態(tài)，三是調(diào)試狀態(tài)。ARM處理器復(fù)位后開(kāi)始執(zhí)行代碼時(shí)總是只處于ARM狀態(tài)，如果需要，可通過(guò)下面的方法切換到Thumb狀態(tài)或Thumb-2狀態(tài)

ARM狀態(tài)切換到Thumb指令狀態(tài)：通過(guò)BX指令，將操作數(shù)寄存器的最低位設(shè)置為1即可。如果R0[0]=1，則執(zhí)行BX R0指令將進(jìn)入Thumb狀態(tài)

Thumb狀態(tài)切換到ARM狀態(tài)：通過(guò)BX指令，將操作數(shù)寄存器的最低位設(shè)置為0即可。如果R0[0]=0，則執(zhí)行BX R0指令將進(jìn)入ARM狀態(tài)。（2）七種工作模式

（3）寄存器組織

ARM處理器共有37種寄存器，包括31個(gè)通用寄存器（含PC）和6個(gè)狀態(tài)寄存器。無(wú)論何種模式，R15均作為PC使用；CPSR為當(dāng)前程序狀態(tài)寄存器；R7-R0為公用的通用寄存器。所有通用寄存器均為32位結(jié)構(gòu)。程序狀態(tài)寄存器的格式： 31 30 29 28 27

26??8

0

條件碼標(biāo)志含義如下：

N為符號(hào)標(biāo)志位，N=1為負(fù)數(shù)，N=0為正數(shù)。Z為全0標(biāo)志位，運(yùn)算結(jié)果為0，則Z=1，否則Z=0； C為進(jìn)借位標(biāo)志，有進(jìn)/借位時(shí)C=1，否則C=0.V為溢出標(biāo)志，加減法運(yùn)算結(jié)果溢出時(shí)V=1，否則V=0.Q為增強(qiáng)的DSP運(yùn)算指令溢出標(biāo)志，溢出時(shí)Q=1，否則Q=0.控制位含義如下：

I為中斷禁止控制位，I=1禁止IRQ中斷，I=0，允許中斷。

F為禁止快速中斷FIQ的控制位，F(xiàn)=1禁止FIQ中斷，F(xiàn)=0允許。

T為ARM和Thumb指令切換，T=1時(shí)執(zhí)行Thumb指令，否則執(zhí)行ARM指令。

M4-M0為模式選擇位（4）存儲(chǔ)格式

大端模式：32位數(shù)據(jù)字的高字節(jié)存儲(chǔ)在低地址，而數(shù)據(jù)字的低字節(jié)則存放在高地址中。

小端模式：32位數(shù)據(jù)字的高字節(jié)存儲(chǔ)在高地址，而數(shù)據(jù)字的低字節(jié)則存放在低地址中。系統(tǒng)復(fù)位時(shí)，自動(dòng)默認(rèn)為小端模式。

例如：一個(gè)32位數(shù)據(jù)字0x12345678，存放在起始地址為0x30001000，則大端模式下0x30001000單元存放0x12,0x30001001單元存放0x34，0x30001002單元存放0x56，0x30001003單元存放0x78；而小端模式下0x30001000單元存放0x78,0x30001001單元存放0x56，0x30001002單元存放0x34，0x30001003單元存放0x12。（5）數(shù)據(jù)類型

8位、16位、32位三種數(shù)據(jù)類型（6）ARM處理器中MMU和MPU

MMU存儲(chǔ)器管理單元（memory management unit）功能：

1)虛擬地址到物理地址映射

2）存儲(chǔ)器訪問(wèn)權(quán)限受限

3）虛擬存儲(chǔ)空間的緩沖特性設(shè)置

MPU存儲(chǔ)器保護(hù)單元（memory protect unit）（7）異常（7種）

32.嵌入式處理器的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)與分類（不同類型的典型嵌入式處理器及其特點(diǎn)，嵌入式處理器分類等）

（1）不同內(nèi)核嵌入式微控制器性能比較

（2）馮–諾依曼結(jié)構(gòu)和哈佛結(jié)構(gòu)的區(qū)別

兩者連接CPU程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的方式不同 馮–諾依曼結(jié)構(gòu)

CPU 程序/數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器

哈佛結(jié)構(gòu)

程序存儲(chǔ)器 CPU 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器程序總線

數(shù)據(jù)總線（3）分類

按指令集分為：復(fù)雜指令集結(jié)構(gòu)CISC和精簡(jiǎn)指令集結(jié)構(gòu)RISC 按存儲(chǔ)機(jī)制分為：馮–諾依曼結(jié)構(gòu)和哈佛結(jié)構(gòu) 按字長(zhǎng)分為：8位、16位、32位、64位結(jié)構(gòu)

按不同內(nèi)核系列可以分為：

51、AVR、PIC、MSP430、PowerPC、Coldfile、ARM（4）不同典型內(nèi)核簡(jiǎn)介

32.ARM處理器指令系統(tǒng)及匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)（指令格式，尋址方式，指令集，偽指令，語(yǔ)句格式與程序結(jié)構(gòu)，ARM匯編語(yǔ)言與C的混合編程等）（1）指令格式

指令一般格:

{}{S} ,{,}

其中<>不可省

指令格式說(shuō)明：

關(guān)于#imm8m的說(shuō)明：#表示立即數(shù)，其后可以是十進(jìn)制或十六進(jìn)制數(shù)。

對(duì)于ARM指令集，#imm8m表示一個(gè)由8位立即數(shù)經(jīng)循環(huán)右移任意偶數(shù)位次形成的32位操作數(shù)。

對(duì)于Thumb指令集，#imm8m表示一個(gè)由8位立即數(shù)經(jīng)左移任意位次形成的32位操作數(shù)。尋址方式：

33.典型ARM處理器內(nèi)核（ARM9，Cortex-A，Cortex-M，Cortex-R等的技術(shù)特點(diǎn)與應(yīng)用領(lǐng)域）（1）Cortex-A系列是面向高端嵌入式應(yīng)用的處理器核：具有MMU、Cache、最快頻率、最高性能、合理功耗。

（2）Cortex-R系列是面向?qū)崟r(shí)控制的處理器：具有MPU、Cache、實(shí)時(shí)響應(yīng)、合理性能、較低功耗。（3）Cortex-M系列是面向低端微控制器的處理器，沒(méi)有MMU但有MPU，極高性價(jià)比、最低成本，極低功耗。

34.嵌入式硬件組成與嵌入式處理芯片（組成，特點(diǎn)，類型，ARM的AMBA總線，嵌入式處理芯片的選型）

基于ARM內(nèi)核的典型嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)硬件組成

典型嵌入式系統(tǒng)硬件由嵌入式最小硬件系統(tǒng)（電源電路、時(shí)鐘（晶振）電路、復(fù)位電路、JTAG測(cè)試接口）、前向通道（輸入接口）、后向通道（輸出接口）、人機(jī)交互通道（鍵盤(pán)，觸摸屏以及LED或LCD顯示輸出接口）以及相互互聯(lián)通信通道（CAN通信接口、以太網(wǎng)通信接口、USB通信接口）等組成。

電源電路為整個(gè)嵌入式系統(tǒng)提供能量，是整個(gè)系統(tǒng)工作的基礎(chǔ)，具有極其重要的位置。一般來(lái)說(shuō)，如果電源電路處理得好，整個(gè)系統(tǒng)的故障往往能顯著減少。選擇設(shè)計(jì)電源電路是主要考慮以下因素：輸出電壓電流、輸入電壓電流（交流還是直流）、安全因素、體積限制、功耗限制、成本限制。

常用的電源模塊是交流變直流（AC-DC）模塊、直流變直流模塊（DC-DC）、低壓穩(wěn)壓器（LDO）。穩(wěn)壓器包括普通穩(wěn)壓器和低壓差穩(wěn)壓器LDO。78XX系列屬于普通穩(wěn)壓器，LM2576/2596為開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓芯片，CAT6219/AS2815/1117/2908等屬于低壓穩(wěn)壓器。穩(wěn)壓器的最大特點(diǎn)就是低噪聲、低成本、紋波小、精度高、電路簡(jiǎn)單。35.基于ARM內(nèi)核的典型嵌入式芯片的硬件組成1）存儲(chǔ)器及控制器

片內(nèi)程序存儲(chǔ)器通常是用Flash ROM,一般配有幾KB到幾MB不等。片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器通常使用SRAM，一般幾KB到幾百KB。2）中斷控制器

一般采用向量中斷（VIC）或嵌套向量中斷（NVIC）。Cortex-M支持嵌套的向量中斷。3）DMA控制器（直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)控制器）

使用DMA控制器，可將數(shù)據(jù)塊從外設(shè)傳輸至內(nèi)存、從內(nèi)存?zhèn)鬏斨镣庠O(shè)或從內(nèi)存?zhèn)鬏斨羶?nèi)存。

4）電源管理與時(shí)鐘控制器

5）GPIO接端口（General Purpose Input Output通用輸入/輸出端口）

作為輸入時(shí)具有緩沖功能，而作為輸出是具有鎖存功能，GPIO也可以作為雙向I/O使用。在ARM處理芯片中，GPIO引腳通常是多功能的，以減少引腳數(shù)，減少功耗。6）定時(shí)計(jì)數(shù)組件

主要包括看門(mén)狗定時(shí)器（WDT）監(jiān)視著程序的運(yùn)行狀態(tài) Timer通用定時(shí)器

用于一般的定時(shí)

RTC可直接提供年月日時(shí)分秒，使應(yīng)用系統(tǒng)具有獨(dú)立的日期和時(shí)間

脈沖寬度調(diào)制解調(diào)器（PWM）用于脈沖寬度的調(diào)制，比如電機(jī)控制、用于變頻調(diào)整等。7）模擬通道組件

8）互聯(lián)通信組件

36.嵌入式處理芯片的選型 1）性價(jià)比原則

性能高，價(jià)格低 2）參數(shù)選擇原則

ARM內(nèi)核（指令流水線、支持Thumb/Thumb-2指令集、最高時(shí)鐘頻率的限制、最低功耗要求以及低成本要求）系統(tǒng)時(shí)鐘頻率(頻率越高，處理速度越快;通常ARM芯片的速度主要取決于ARM內(nèi)核）芯片內(nèi)部存儲(chǔ)器的容量

片內(nèi)外圍電路（GPIO外部引腳條數(shù)、定時(shí)計(jì)數(shù)器、LCD液晶顯示控制器、多核處理器、ADC、通信接口）

37.常用ARM嵌入式處理芯片

1）NXP的典型ARM芯片

2）TI的典型ARM芯片

3）Samsung的典型ARM芯片

4）Atmel的典型ARM芯片

5）ST的典型ARM芯片

6）Freescale的典型ARM芯片

7）Nuvoton的典型ARM芯片

8）Intel的典型ARM芯片

9）其他ARM芯片廠家 38.頁(yè)式存儲(chǔ)管理(重點(diǎn))

基本思路：把物理內(nèi)存劃分為許多固定大小的內(nèi)存塊，稱為物理頁(yè)面;把邏輯地址空間也劃分為大小相同的塊，稱為邏輯頁(yè)面。當(dāng)一個(gè)用戶程序被裝入內(nèi)存時(shí)，不是以整個(gè)程序?yàn)閱挝唬阉娣旁谝徽麎K連續(xù)的區(qū)域，而是以頁(yè)面為單位來(lái)進(jìn)行分配的。對(duì)于一個(gè)大小為N 的頁(yè)面程序，需要有N 個(gè)空閑的物理頁(yè)面來(lái)把它裝載。這些物理頁(yè)面不一定是要連續(xù)的。

在頁(yè)式存儲(chǔ)管理中需要解決三個(gè)問(wèn)題：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、內(nèi)存分配與回收、地址映射。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有兩個(gè)：頁(yè)表和物理頁(yè)面表。

A.頁(yè)表：給出了任務(wù)邏輯頁(yè)面號(hào)和內(nèi)存中物理頁(yè)面號(hào)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

B.物理頁(yè)面表：描述內(nèi)存空間中，各個(gè)物理頁(yè)面的使用情況。

具體的例子請(qǐng)參考《教程》317頁(yè)(博客中畫(huà)不了圖，有興趣自己看)。

內(nèi)存的分配過(guò)程：

A.對(duì)于一個(gè)新來(lái)的任務(wù)，計(jì)算它所需要的頁(yè)面數(shù)N，然后查看位示圖，看是否還有N 個(gè)空閑的物理頁(yè)面。

B.如果有足夠的空閑物理頁(yè)面，就去申請(qǐng)一個(gè)頁(yè)表，其長(zhǎng)度為N，并把頁(yè)表的起始地址填入到該任務(wù)的控制塊中。

C.分配N 個(gè)空閑的物理頁(yè)面，把他們的變換填到頁(yè)表中，建立邏輯頁(yè)面與物理頁(yè)面直接的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

D.修改位示圖，對(duì)剛剛被占用的那些物理頁(yè)面進(jìn)行標(biāo)記。地址映射的基本思路：

A.邏輯地址分析：對(duì)邏輯地址，找到它所在的邏輯頁(yè)面，以及它在頁(yè)面內(nèi)的偏移地址。

B.頁(yè)表查找：根據(jù)邏輯頁(yè)面號(hào)，從頁(yè)表中找出它對(duì)應(yīng)的物理頁(yè)面號(hào)。

C.物理地址合成：根據(jù)物理頁(yè)面號(hào)和頁(yè)內(nèi)偏移地址，最終確定物理地址。

邏輯地址分析：

頁(yè)面的大小都是2的整數(shù)次冪。對(duì)于給定的一個(gè)邏輯地址，可以直接把它的高位部分作為邏輯頁(yè)面號(hào)，把它的低位部分作為頁(yè)內(nèi)偏移地址。例如，假設(shè)頁(yè)面的大小是4KB，即2的12次冪，邏輯地址為32為，那么在一個(gè)邏輯地址當(dāng)中，最低12位為頁(yè)內(nèi)偏移地址，而剩下的20位就是邏輯頁(yè)面號(hào)。

計(jì)算方法：

邏輯頁(yè)面號(hào)=邏輯地址/頁(yè)面大小

頁(yè)內(nèi)偏移量=邏輯地址%頁(yè)面大小

頁(yè)表查找：

頁(yè)表作為操作系統(tǒng)的一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，通常保存在內(nèi)核的地址空間中。

頁(yè)表基地址寄存器用來(lái)指向頁(yè)表的起始地址;頁(yè)表長(zhǎng)度寄存器用來(lái)指示頁(yè)表的大小，即對(duì)于當(dāng)前任務(wù)，它總共包含有多少個(gè)頁(yè)面。

物理地址合成：

假設(shè)物理頁(yè)面號(hào)為f，頁(yè)內(nèi)偏移地址為offset，每個(gè)頁(yè)面大小為2n，那么相應(yīng)的物理地址為：f×2n+offset。39.虛擬存儲(chǔ)管理

程序局部性原理：時(shí)間局限性和空間局限性。

虛擬頁(yè)式存儲(chǔ)管理：在頁(yè)式管理的基礎(chǔ)上，增加了請(qǐng)求調(diào)頁(yè)和頁(yè)面置換的功能。

基本思路：當(dāng)一個(gè)用戶程序需要調(diào)入內(nèi)存去運(yùn)行時(shí)，不是將這個(gè)程序的所有頁(yè)面都裝入內(nèi)存，而是只裝載部分的頁(yè)面，就可以啟動(dòng)這個(gè)程序運(yùn)行。在運(yùn)行過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)要執(zhí)行的指令或者訪問(wèn)的數(shù)據(jù)不在內(nèi)存當(dāng)中，就向系統(tǒng)發(fā)出缺頁(yè)中斷請(qǐng)求，然后系統(tǒng)在處理這個(gè)中斷請(qǐng)求時(shí)，就會(huì)將保存在外存中的相應(yīng)頁(yè)面調(diào)入內(nèi)存，從而使該程序能繼續(xù)運(yùn)行。

在虛擬頁(yè)式存儲(chǔ)管理中，頁(yè)表包含：邏輯頁(yè)面號(hào)、物理頁(yè)面號(hào)、駐留位、保護(hù)位、修改位和訪問(wèn)位。

常用的頁(yè)面置換算法：

A.最優(yōu)頁(yè)面置換算法：理想化算法。

B.最近最久未使用算法：鏈表法和棧方法。尋找長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有被訪問(wèn)的頁(yè)面。

C.最不常用算法：每個(gè)頁(yè)面設(shè)置一個(gè)訪問(wèn)計(jì)數(shù)器。

D.先進(jìn)先出算法：性能比較差。

E.時(shí)鐘頁(yè)面置換算法：把頁(yè)面組成環(huán)形鏈表，類似時(shí)鐘面。

一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)一個(gè)任務(wù)剛剛啟動(dòng)的時(shí)候，它會(huì)不斷去訪問(wèn)一些新的頁(yè)面，然后逐步建立一個(gè)比較穩(wěn)定的工作集。工作集是指當(dāng)前任務(wù)正在使用的邏輯頁(yè)面的集合。如果分配給一個(gè)任務(wù)的物理頁(yè)面數(shù)太少，不能包含整個(gè)的工作集，任務(wù)將會(huì)造成很多缺頁(yè)中斷，需要頻繁地進(jìn)行頁(yè)面置換，這種現(xiàn)象稱為“抖動(dòng)”。40.Flash存儲(chǔ)器

(1)Flash 存儲(chǔ)器是一種非易失性存儲(chǔ)器，根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同可以將其分為NOR Flash 和NAND Flash 兩種。

(2)Flash存儲(chǔ)器的特點(diǎn)：

A、區(qū)塊結(jié)構(gòu)：在物理上分成若干個(gè)區(qū)塊，區(qū)塊之間相互獨(dú)立。

B、先擦后寫(xiě)：Flash 的寫(xiě)操作只能將數(shù)據(jù)位從1寫(xiě)成0，不能從0寫(xiě)成1，所以在對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行寫(xiě)入之前必須先執(zhí)行擦除操作，將預(yù)寫(xiě)入的數(shù)據(jù)位初始化為1。擦除操作的最小單位是一個(gè)區(qū)塊，而不是單個(gè)字節(jié)。

C、操作指令：執(zhí)行寫(xiě)操作，它必須輸入一串特殊指令(NOR Flash)或者完成一段時(shí)序(NAND Flash)才能將數(shù)據(jù)寫(xiě)入。

D、位反轉(zhuǎn)：由于Flash 的固有特性，在讀寫(xiě)過(guò)程中偶爾會(huì)產(chǎn)生一位或幾位的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。位反轉(zhuǎn)無(wú)法避免，只能通過(guò)其他手段對(duì)結(jié)果進(jìn)行事后處理。

E、壞塊：區(qū)塊一旦損壞，將無(wú)法進(jìn)行修復(fù)。對(duì)已損壞的區(qū)塊操作其結(jié)果不可預(yù)測(cè)。

(3)NOR Flash的特點(diǎn)：

應(yīng)用程序可以直接在閃存內(nèi)運(yùn)行，不需要再把代碼讀到系統(tǒng)RAM 中運(yùn)行。NOR Flash 的傳輸效率很高，在1MB~4MB 的小容量時(shí)具有很高的成本效益，但是很低的寫(xiě)入和擦除速度大大影響了它的性能。

(4)NAND Flash的特點(diǎn)

能夠提高極高的密度單元，可以達(dá)到高存儲(chǔ)密度，并且寫(xiě)入和擦除的速度也很快，這也是為何所有的U盤(pán)都使用NAND Flash 作為存儲(chǔ)介質(zhì)的原因。應(yīng)用NAND Flash 的困難在于閃存需要特殊的系統(tǒng)接口。41.RAM存儲(chǔ)器

(1)SRAM 的特點(diǎn)：

SRAM 表示靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，只要供電它就會(huì)保持一個(gè)值，它沒(méi)有刷新周期，由觸發(fā)器構(gòu)成基本單元，集成度低，每個(gè)SRAM 存儲(chǔ)單元由6個(gè)晶體管組成，因此其成本較高。它具有較高速率，常用于高速緩沖存儲(chǔ)器。

通常SRAM 有4種引腳：

CE：片選信號(hào)，低電平有效。

R/W：讀寫(xiě)控制信號(hào)。

ADDRESS：一組地址線。

DATA：用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊唤M雙向信號(hào)線。

(2)DRAM 的特點(diǎn)：

DRAM 表示動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器。這是一種以電荷形式進(jìn)行存儲(chǔ)的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。它的每個(gè)存儲(chǔ)單元由一個(gè)晶體管和一個(gè)電容器組成，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在電容器中。電容器會(huì)由于漏電而導(dǎo)致電荷丟失，因而DRAM器件是不穩(wěn)定的。它必須有規(guī)律地進(jìn)行刷新，從而將數(shù)據(jù)保存在存儲(chǔ)器中。

DRAM 的接口比較復(fù)雜，通常有一下引腳：

CE：片選信號(hào)，低電平有效。

R/W：讀寫(xiě)控制信號(hào)。

RAS：行地址選通信號(hào)，通常接地址的高位部分。

CAS：列地址選通信號(hào)，通常接地址的低位部分。

ADDRESS：一組地址線。

DATA：用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊唤M雙向信號(hào)線。

(3)SDRAM 的特點(diǎn)：

SDRAM 表示同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器。同步是指內(nèi)存工作需要同步時(shí)鐘，內(nèi)部的命令發(fā)送與數(shù)據(jù)的傳輸都以它為基準(zhǔn);動(dòng)態(tài)是指存儲(chǔ)器陣列需要不斷的刷新來(lái)保證數(shù)據(jù)不丟失。它通常只能工作在133MHz的主頻。

(4)DDRAM 的特點(diǎn)

DDRAM 表示雙倍速率同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，也稱DDR。DDRAM 是基于SDRAM 技術(shù)的，SDRAM 在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)只傳輸一次數(shù)據(jù)，它是在時(shí)鐘的上升期進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸;而DDR 內(nèi)存則是一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)傳輸兩次次數(shù)據(jù)，它能夠在時(shí)鐘的上升期和下降期各傳輸一次數(shù)據(jù)。在133MHz 的主頻下，DDR內(nèi)存帶寬可以達(dá)到133×64b/8×2=2.1GB/s。42.存儲(chǔ)器系統(tǒng)的層次架構(gòu)

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的存儲(chǔ)器被組織成一個(gè)金字塔的層次結(jié)構(gòu)。

自上而下為：CPU內(nèi)部寄存器、芯片內(nèi)部高速緩存(cache)、芯片外部高速緩存(SRAM、SDRAM、DRAM)、主存儲(chǔ)器(FLASH、EEPROM)、外部存儲(chǔ)器(磁盤(pán)、光盤(pán)、CF卡、SD卡)和遠(yuǎn)程二級(jí)存儲(chǔ)器(分布式文件系統(tǒng)、WEB服務(wù)器)，6個(gè)層次的結(jié)構(gòu)。

上述設(shè)備從上而下，依次速度更慢、容量更大、訪問(wèn)頻率更小，造價(jià)更便宜。

2、高速緩存(cache)

工作原理(參照教程126頁(yè)，博客畫(huà)不了圖)：主要利用了程序的局部性特點(diǎn)。

地址映象是指把主存地址空間映象到cache的地址空間。

地址變換是指當(dāng)程序或數(shù)據(jù)已經(jīng)裝入到cache后，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，把主存地址如何編程cache空間的地址。

常用的地址映象和地址變換的方式有：(教程127頁(yè))

直接映象和變換：速度快，造價(jià)低，但有局限性，不能充分利用cache的好處。

組相聯(lián)地址映象和變換：速度稍慢但是命中率高。

全相聯(lián)地址映象和變換：可以任意映射。

常用的cache替換算法：輪轉(zhuǎn)法和隨機(jī)替換算法。

高速緩存的分類：

統(tǒng)一cache和獨(dú)立的數(shù)據(jù)/指令cache

寫(xiě)通cache和寫(xiě)回cache

讀操作分配cache和寫(xiě)操作分配cache 43.I/O接口、I/O設(shè)備以及外部通信接口（GPIO、IC、SPI、UART、USB、HDMI等；鍵盤(pán)、LED、LCD、觸摸屏、傳感器等；RS-232/RS-485、CAN、以太網(wǎng)和常用無(wú)線通信接口）（1）GPIO(通用輸入輸出接口)

在嵌入式處理器內(nèi)部，輸入具備緩沖功能，輸出具有鎖存功能。GPIO一般有三態(tài)：0態(tài)、1態(tài)、高阻狀態(tài)。

（2）集成電路互連總線接口IIC 集成電路互連總線用于連接嵌入式處理器及外圍器件，采用串行半雙工傳輸?shù)目偩€標(biāo)準(zhǔn)。IIC總線具有的接口線少，控制方式簡(jiǎn)單，器件封裝緊湊，通信速率較高（100kb/s,400kb/s,高速模式可達(dá)3.4Mb/s）等優(yōu)點(diǎn)。IIC總線的操作時(shí)序

IIC總線只有兩條信號(hào)線，一條是數(shù)據(jù)線SDA，另一條是時(shí)鐘線SCL，所有的操作均通過(guò)這兩條信號(hào)線完成。數(shù)據(jù)線SDA上的數(shù)據(jù)必須在時(shí)鐘的高電平周期保持穩(wěn)定，它的高/低電平狀態(tài)只有在SCL時(shí)鐘信號(hào)線是低電平時(shí)才能改變。1）啟動(dòng)和停止條件

總線上的所有器件都不使用總線時(shí)，SCL線和SDA線各自的上拉電阻把電平拉高，使它們均處于高電平。主控制器啟動(dòng)總線操作的條件是當(dāng)SCL線保持高電平時(shí)SDA線有高電平轉(zhuǎn)為低電平，此時(shí)主控制器在SCL產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，SDA線開(kāi)始傳輸數(shù)據(jù)。若SCL線為高電平時(shí)SDA由低轉(zhuǎn)為高，則總線工作停止，恢復(fù)空閑狀態(tài) 2）數(shù)據(jù)傳送格式 3）應(yīng)答（ACK）信號(hào)傳送 4）讀/寫(xiě)操作 5）總線仲裁 6）異常中斷條件（3）串行外設(shè)接口SPI

（4）串行異步通信接口UART（5）高清多媒體接口HDMI

（6）常用簡(jiǎn)單輸入設(shè)備（鍵盤(pán)、觸摸屏、傳感器）（7）常用簡(jiǎn)單輸出設(shè)備（LED、數(shù)碼管、LCD、）

（8）基于UART的RS—232/RS—485 CAN總線接口

以太網(wǎng)通信接口常用無(wú)線通信接口（GPS模塊、GPRS模塊、WiFi模塊、藍(lán)牙模塊、射頻無(wú)線收發(fā)模塊）43.存儲(chǔ)管理單元（MMU）memory management unit MMU在CPU和物理內(nèi)存之間進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換，將地址從邏輯空間映射到物理空間，這個(gè)過(guò)程稱為內(nèi)存映射。

MMU主要完成下面的工作：

A.虛擬存儲(chǔ)空間到物理空間的映射。

B.存儲(chǔ)器訪問(wèn)權(quán)限的控制。

C.設(shè)置虛擬存儲(chǔ)空間的緩沖特性。

嵌入式系統(tǒng)中常常采用頁(yè)式存儲(chǔ)管理。為了管理這些頁(yè)引入了頁(yè)表的概念。

頁(yè)表是位于內(nèi)存中的表，它的每一行對(duì)應(yīng)虛擬存儲(chǔ)空間的一個(gè)頁(yè)，該行包含了該虛擬內(nèi)存頁(yè)對(duì)應(yīng)的物理內(nèi)存頁(yè)的地址、該頁(yè)的訪問(wèn)權(quán)限和該頁(yè)的緩沖特性等。

從虛擬地址到物理地址的變換過(guò)程就是查詢頁(yè)表的過(guò)程。

由于頁(yè)表存儲(chǔ)在內(nèi)存中的，整個(gè)查詢過(guò)程需要付出很大的代價(jià)。根據(jù)程序局部性的特點(diǎn)，增加了一個(gè)小容量、高速度的存儲(chǔ)部件來(lái)存放當(dāng)前訪問(wèn)需要的地址變換條目，這個(gè)存儲(chǔ)部件稱為：地址轉(zhuǎn)換后備緩沖器(TLB)。

當(dāng)CPU訪問(wèn)內(nèi)存時(shí)，首先在TLB中查找需要的地址變換條目，如果該條目不存在，CPU再?gòu)膬?nèi)存中的頁(yè)表中查詢，并把相應(yīng)的結(jié)果添加到TLB中，更新它的內(nèi)容。

嵌入式系統(tǒng)中虛擬存儲(chǔ)空間到物理空間的映射以內(nèi)存塊為單位進(jìn)行。即虛擬存儲(chǔ)空間中一塊連續(xù)的存儲(chǔ)空間被映射到物理存儲(chǔ)空間中同樣大小的一塊連續(xù)存儲(chǔ)空間。

在頁(yè)表和TLB中，每一個(gè)地址變換條目實(shí)際上記錄了一個(gè)虛擬存儲(chǔ)空間的內(nèi)存塊的基地址與物理存儲(chǔ)空間相對(duì)應(yīng)的一個(gè)內(nèi)存塊的基地址之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

在MMU中實(shí)現(xiàn)虛擬地址到物理地址的映射是通過(guò)兩級(jí)頁(yè)表來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

禁止MMU時(shí)，所有物理地址和虛擬地址相等，即使用平板存儲(chǔ)模式。內(nèi)存保護(hù)

操作系統(tǒng)通常利用MMU來(lái)實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)內(nèi)核與應(yīng)用程序之間的隔離，以及應(yīng)用程序與應(yīng)用程序之間的隔離。

內(nèi)存保護(hù)包含兩個(gè)方面的內(nèi)容：

A.防止地址越界，每個(gè)應(yīng)用程序都有自己獨(dú)立的地址空間。

B.防止越權(quán)操作，每個(gè)應(yīng)用程序都有自己的訪問(wèn)權(quán)限。44.實(shí)模式與保護(hù)模式

在嵌入式系統(tǒng)中，常見(jiàn)的存儲(chǔ)管理方案可以分為兩大類：實(shí)模式和保護(hù)模式。

實(shí)模式：內(nèi)存的平面使用模式。特點(diǎn)有：

A.不劃分“系統(tǒng)空間”與“用戶空間”，無(wú)須進(jìn)行地址映射。

B.操作系統(tǒng)與應(yīng)用程序之間不再有物理的邊界。

C.系統(tǒng)中的“任務(wù)”或“進(jìn)程”，實(shí)際上全是內(nèi)核線程。

在實(shí)模式下，內(nèi)存布局可以分為5個(gè)段：

A.代碼段：包含操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序的所有代碼。

B.數(shù)據(jù)段：所有帶有初始值的全局變量。

C.BSS段：所有未帶初始值的全局變量。

D.堆空間：動(dòng)態(tài)分配的內(nèi)存空間。

E.棧空間：保存上下文以及函數(shù)調(diào)用時(shí)的局部變量和形參。

在實(shí)模式存儲(chǔ)管理方案下，主要的工作在于堆空間的管理，即如何來(lái)管理空閑的堆空間、如何來(lái)分配內(nèi)存、如何來(lái)回收內(nèi)存等等。

保護(hù)模式：處理器中必須有MMU硬件并啟用。特點(diǎn)有：

A.系統(tǒng)內(nèi)核和用戶程序都有各自獨(dú)立的地址空間。

B.每個(gè)應(yīng)用程序只能訪問(wèn)自己的地址空間，不能去破壞操作系統(tǒng)和其他應(yīng)用程序的代碼和數(shù)據(jù)。45.分區(qū)存儲(chǔ)管理

為了實(shí)現(xiàn)多道程序系統(tǒng)而采用的內(nèi)存管理。

基本思路：把整個(gè)內(nèi)存劃分為兩大區(qū)域，即系統(tǒng)區(qū)和用戶區(qū)，然后再把用戶區(qū)劃分為若干個(gè)分區(qū)，每個(gè)任務(wù)占有其中的一個(gè)分區(qū)。這樣，在內(nèi)存當(dāng)中就同時(shí)保留多個(gè)任務(wù)，讓他們共享整個(gè)用戶區(qū)，從而實(shí)現(xiàn)多個(gè)任務(wù)的并發(fā)運(yùn)行。

分區(qū)存儲(chǔ)管理又可以分為兩類：固定分區(qū)和可變分區(qū)。

固定分區(qū)：各個(gè)用戶分區(qū)的個(gè)數(shù)、位置和大小一旦確定后，就固定不變，不能再修改。

優(yōu)點(diǎn)：易于實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)開(kāi)銷較小。

缺點(diǎn)：內(nèi)存利用率不高，分區(qū)總數(shù)固定。

可變分區(qū)：動(dòng)態(tài)創(chuàng)建，在裝入一個(gè)程序時(shí)，系統(tǒng)將根據(jù)它的需求和內(nèi)存空間的使用情況來(lái)決定是否分配。

優(yōu)點(diǎn)：動(dòng)態(tài)變化，非常靈活。

缺點(diǎn)：可能存在外碎片。

在實(shí)現(xiàn)可變存儲(chǔ)管理技術(shù)的時(shí)候，需要考慮三個(gè)方面的問(wèn)題：

A.內(nèi)存管理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

B.內(nèi)存的分配算法

C.內(nèi)存的回收算法 46.地址映射

地址映射也叫地址重定位。

邏輯地址和物理地址是完全不同的，不能用邏輯地址來(lái)直接訪問(wèn)內(nèi)存單元。

為了保證CPU在執(zhí)行指令的時(shí)候，可以正確地訪問(wèn)內(nèi)存單元，需要將用戶程序中的邏輯地址轉(zhuǎn)換為運(yùn)行時(shí)由機(jī)器直接尋址的物理地址。這個(gè)過(guò)程稱為：地址映射。

地址映射由存儲(chǔ)管理單元MMU來(lái)完成。

地址映射主要有兩種方式：靜態(tài)地址映射和動(dòng)態(tài)地址映射。

靜態(tài)地址映射：當(dāng)用戶程序被裝入內(nèi)存時(shí)，直接對(duì)指令代碼進(jìn)行修改，一次性地實(shí)現(xiàn)邏輯地址到物理地址的轉(zhuǎn)換。

動(dòng)態(tài)地址映射：當(dāng)用戶程序被裝入內(nèi)存時(shí)，不對(duì)指令代碼做任何修改，而是在程序的運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)它需要訪問(wèn)內(nèi)存單元的時(shí)候，再來(lái)進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換。

在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，這項(xiàng)轉(zhuǎn)換工作一般是由硬件的地址映射機(jī)制來(lái)完成的。通常設(shè)置一個(gè)基地址寄存器，或者叫重定位寄存器。當(dāng)一個(gè)任務(wù)被調(diào)度運(yùn)行時(shí)，就把它所在分區(qū)的起始地址裝入到整個(gè)寄存器中。然后，在程序運(yùn)行的過(guò)程中，當(dāng)需要訪問(wèn)某個(gè)內(nèi)存單元時(shí)，硬件就會(huì)自動(dòng)地將其中的邏輯地址加上基地址寄存器中的內(nèi)容，從而得到實(shí)際的物理地址，并且按照這個(gè)物理地址區(qū)執(zhí)行。

這個(gè)基地址寄存器位于MMU的內(nèi)部，整個(gè)地址映射過(guò)程是自動(dòng)運(yùn)行的。從理論上說(shuō)，每訪問(wèn)一次內(nèi)存都要進(jìn)行一次地址映射。47.頁(yè)式存儲(chǔ)管理（重點(diǎn)）

基本思路：把物理內(nèi)存劃分為許多固定大小的內(nèi)存塊，稱為物理頁(yè)面；把邏輯地址空間也劃分為大小相同的塊，稱為邏輯頁(yè)面。當(dāng)一個(gè)用戶程序被裝入內(nèi)存時(shí)，不是以整個(gè)程序?yàn)閱挝?，把它存放在一整塊連續(xù)的區(qū)域，而是以頁(yè)面為單位來(lái)進(jìn)行分配的。對(duì)于一個(gè)大小為N的頁(yè)面程序，需要有N個(gè)空閑的物理頁(yè)面來(lái)把它裝載。這些物理頁(yè)面不一定是要連續(xù)的。

在頁(yè)式存儲(chǔ)管理中需要解決三個(gè)問(wèn)題：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、內(nèi)存分配與回收、地址映射。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有兩個(gè)：頁(yè)表和物理頁(yè)面表。

A.頁(yè)表：給出了任務(wù)邏輯頁(yè)面號(hào)和內(nèi)存中物理頁(yè)面號(hào)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

B.物理頁(yè)面表：描述內(nèi)存空間中，各個(gè)物理頁(yè)面的使用情況。

具體的例子請(qǐng)參考《教程》317頁(yè)（博客中畫(huà)不了圖，有興趣自己看）。

內(nèi)存的分配過(guò)程：

A.對(duì)于一個(gè)新來(lái)的任務(wù)，計(jì)算它所需要的頁(yè)面數(shù)N，然后查看位示圖，看是否還有N個(gè)空閑的物理頁(yè)面。

B.如果有足夠的空閑物理頁(yè)面，就去申請(qǐng)一個(gè)頁(yè)表，其長(zhǎng)度為N，并把頁(yè)表的起始地址填入到該任務(wù)的控制塊中。

C.分配N個(gè)空閑的物理頁(yè)面，把他們的變換填到頁(yè)表中，建立邏輯頁(yè)面與物理頁(yè)面直接的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

D.修改位示圖，對(duì)剛剛被占用的那些物理頁(yè)面進(jìn)行標(biāo)記。

地址映射的基本思路：

A.邏輯地址分析：對(duì)邏輯地址，找到它所在的邏輯頁(yè)面，以及它在頁(yè)面內(nèi)的偏移地址。

B.頁(yè)表查找：根據(jù)邏輯頁(yè)面號(hào)，從頁(yè)表中找出它對(duì)應(yīng)的物理頁(yè)面號(hào)。

C.物理地址合成：根據(jù)物理頁(yè)面號(hào)和頁(yè)內(nèi)偏移地址，最終確定物理地址。

邏輯地址分析：

頁(yè)面的大小都是2的整數(shù)次冪。對(duì)于給定的一個(gè)邏輯地址，可以直接把它的高位部分作為邏輯頁(yè)面號(hào)，把它的低位部分作為頁(yè)內(nèi)偏移地址。例如，假設(shè)頁(yè)面的大小是4KB，即2的12次冪，邏輯地址為32為，那么在一個(gè)邏輯地址當(dāng)中，最低12位為頁(yè)內(nèi)偏移地址，而剩下的20位就是邏輯頁(yè)面號(hào)。

計(jì)算方法：

邏輯頁(yè)面號(hào)＝邏輯地址/頁(yè)面大小

頁(yè)內(nèi)偏移量＝邏輯地址％頁(yè)面大小

頁(yè)表查找：

頁(yè)表作為操作系統(tǒng)的一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，通常保存在內(nèi)核的地址空間中。

頁(yè)表基地址寄存器用來(lái)指向頁(yè)表的起始地址；頁(yè)表長(zhǎng)度寄存器用來(lái)指示頁(yè)表的大小，即對(duì)于當(dāng)前任務(wù)，它總共包含有多少個(gè)頁(yè)面。

物理地址合成：

假設(shè)物理頁(yè)面號(hào)為f，頁(yè)內(nèi)偏移地址為offset，每個(gè)頁(yè)面大小為2n，那么相應(yīng)的物理地址為：f×2n+offset。48.虛擬存儲(chǔ)管理

程序局部性原理：時(shí)間局限性和空間局限性。

虛擬頁(yè)式存儲(chǔ)管理：在頁(yè)式管理的基礎(chǔ)上，增加了請(qǐng)求調(diào)頁(yè)和頁(yè)面置換的功能。

基本思路：當(dāng)一個(gè)用戶程序需要調(diào)入內(nèi)存去運(yùn)行時(shí)，不是將這個(gè)程序的所有頁(yè)面都裝入內(nèi)存，而是只裝載部分的頁(yè)面，就可以啟動(dòng)這個(gè)程序運(yùn)行。在運(yùn)行過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)要執(zhí)行的指令或者訪問(wèn)的數(shù)據(jù)不在內(nèi)存當(dāng)中，就向系統(tǒng)發(fā)出缺頁(yè)中斷請(qǐng)求，然后系統(tǒng)在處理這個(gè)中斷請(qǐng)求時(shí)，就會(huì)將保存在外存中的相應(yīng)頁(yè)面調(diào)入內(nèi)存，從而使該程序能繼續(xù)運(yùn)行。

在虛擬頁(yè)式存儲(chǔ)管理中，頁(yè)表包含：邏輯頁(yè)面號(hào)、物理頁(yè)面號(hào)、駐留位、保護(hù)位、修改位和訪問(wèn)位。

常用的頁(yè)面置換算法：

A.最優(yōu)頁(yè)面置換算法：理想化算法。

B.最近最久未使用算法：鏈表法和棧方法。尋找長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有被訪問(wèn)的頁(yè)面。

C.最不常用算法：每個(gè)頁(yè)面設(shè)置一個(gè)訪問(wèn)計(jì)數(shù)器。

D.先進(jìn)先出算法：性能比較差。

E.時(shí)鐘頁(yè)面置換算法：把頁(yè)面組成環(huán)形鏈表，類似時(shí)鐘面。

一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)一個(gè)任務(wù)剛剛啟動(dòng)的時(shí)候，它會(huì)不斷去訪問(wèn)一些新的頁(yè)面，然后逐步建立一個(gè)比較穩(wěn)定的工作集。工作集是指當(dāng)前任務(wù)正在使用的邏輯頁(yè)面的集合。如果分配給一個(gè)任務(wù)的物理頁(yè)面數(shù)太少，不能包含整個(gè)的工作集，任務(wù)將會(huì)造成很多缺頁(yè)中斷，需要頻繁地進(jìn)行頁(yè)面置換，這種現(xiàn)象稱為“抖動(dòng)”。49.嵌入式系統(tǒng)軟件 ．嵌入式系統(tǒng)的軟件組成與實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（嵌入式系統(tǒng)軟件組成，嵌入式操作系統(tǒng)的發(fā)展，實(shí)時(shí)系統(tǒng)與實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，微內(nèi)核與宏內(nèi)核，嵌入式操作系統(tǒng)的仿真平臺(tái)等）．板級(jí)支持軟件包（BSP）和引導(dǎo)加載程序Bootloader（硬件抽象層HAL，BSP 的功能和移植，Bootloader 的執(zhí)行過(guò)程，U-boot 及其移植等）．嵌入式Linux 操作系統(tǒng)（嵌入式Linux 的發(fā)展和自由軟件，嵌入式Linux 內(nèi)核的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)調(diào)用接口，常見(jiàn)嵌入式Linux 等）．嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-II（基本特點(diǎn)、代碼結(jié)構(gòu)、任務(wù)管理與調(diào)度、任務(wù)通信、中斷處理、移植等）50.嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)

1．嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程和工具（開(kāi)發(fā)步驟，交叉開(kāi)發(fā)平臺(tái)和工具，系統(tǒng)的調(diào)試工具等）

2．系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具軟件（ADS、RVDS的特點(diǎn)與使用，GCC的常用命令與參數(shù)）

3．以S3C2410/S3C2440為背景的應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)（硬件接口及部件的綜合使用；無(wú)操作系統(tǒng)環(huán)境下的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)；μC/OS-II環(huán)境下的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)）51.嵌入式系統(tǒng)的定義

(1)定義：以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

(2)嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的4 個(gè)階段：無(wú)操作系統(tǒng)階段、簡(jiǎn)單操作系統(tǒng)階段、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)階段、面向Internet 階段。

(3)知識(shí)產(chǎn)權(quán)核(IP 核)：具有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的、功能具體、接口規(guī)范、可在多個(gè)集成電路設(shè)計(jì)中重復(fù)使用的功能模塊，是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)芯片(SOC)的基本構(gòu)件。

(4)IP 核模塊有行為、結(jié)構(gòu)和物理3 級(jí)不同程度的設(shè)計(jì)，對(duì)應(yīng)描述功能行為的不同可以分為三類：軟核、固核、硬核。

52.嵌入式系統(tǒng)的組成：硬件層、中間層、系統(tǒng)軟件層和應(yīng)用軟件層

(1)硬件層：嵌入式微處理器、存儲(chǔ)器、通用設(shè)備接口和I/O 接口。

嵌入式核心模塊=微處理器+電源電路+時(shí)鐘電路+存儲(chǔ)器

Cache：位于主存和嵌入式微處理器內(nèi)核之間，存放的是最近一段時(shí)間微處理器使用最多的程序代碼和數(shù)據(jù)。它的主要目標(biāo)是減小存儲(chǔ)器給微處理器內(nèi)核造成的存儲(chǔ)器訪問(wèn)瓶頸，使處理速度更快。

(2)中間層(也稱為硬件抽象層HAL 或者板級(jí)支持包BSP)：它將系統(tǒng)上層軟件和底層硬件分離開(kāi)來(lái)，使系統(tǒng)上層軟件開(kāi)發(fā)人員無(wú)需關(guān)系底層硬件的具體情況，根據(jù)BSP 層提供的接口開(kāi)發(fā)即可。

BSP 有兩個(gè)特點(diǎn)：硬件相關(guān)性和操作系統(tǒng)相關(guān)性。

設(shè)計(jì)一個(gè)完整的BSP 需要完成兩部分工作：

A、嵌入式系統(tǒng)的硬件初始化和BSP 功能。

片級(jí)初始化：純硬件的初始化過(guò)程，把嵌入式微處理器從上電的默認(rèn)狀態(tài)逐步設(shè)置成系統(tǒng)所要求的工作狀態(tài)。

板級(jí)初始化：包含軟硬件兩部分在內(nèi)的初始化過(guò)程，為隨后的系統(tǒng)初始化和應(yīng)用程序建立硬件和軟件的運(yùn)行環(huán)境。

系統(tǒng)級(jí)初始化：以軟件為主的初始化過(guò)程，進(jìn)行操作系統(tǒng)的初始化。

B、設(shè)計(jì)硬件相關(guān)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)。

(3)系統(tǒng)軟件層：由RTOS、文件系統(tǒng)、GUI、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及通用組件模塊組成。

RTOS 是嵌入式應(yīng)用軟件的基礎(chǔ)和開(kāi)發(fā)平臺(tái)。

(4)應(yīng)用軟件：由基于實(shí)時(shí)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序組成。53.實(shí)時(shí)系統(tǒng)

(1)定義：能在指定或確定的時(shí)間內(nèi)完成系統(tǒng)功能和對(duì)外部或內(nèi)部、同步或異步時(shí)間做出響應(yīng)的系統(tǒng)。

(2)區(qū)別：通用系統(tǒng)一般追求的是系統(tǒng)的平均響應(yīng)時(shí)間和用戶的使用方便;而實(shí)時(shí)系統(tǒng)主要考慮的是在最壞情況下的系統(tǒng)行為。

(3)特點(diǎn)：時(shí)間約束性、可預(yù)測(cè)性、可靠性、與外部環(huán)境的交互性。

(4)硬實(shí)時(shí)(強(qiáng)實(shí)時(shí))：指應(yīng)用的時(shí)間需求應(yīng)能夠得到完全滿足，否則就造成重大安全事故，甚至造成重大的生命財(cái)產(chǎn)損失和生態(tài)破壞，如：航天、軍事。

(5)軟實(shí)時(shí)(弱實(shí)時(shí))：指某些應(yīng)用雖然提出了時(shí)間的要求，但實(shí)時(shí)任務(wù)偶爾違反這種需求對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行及環(huán)境不會(huì)造成嚴(yán)重影響，如：監(jiān)控系統(tǒng)、實(shí)時(shí)信息采集系統(tǒng)。

第四篇：2015年軟考軟件設(shè)計(jì)師模擬試題及答案解析

2015年軟考軟件設(shè)計(jì)師模擬試題及答案解析[1] 【網(wǎng)絡(luò)綜合-2015年軟考軟件設(shè)計(jì)師模擬試題及答案解析】：

41.不是C語(yǔ)言提供的合法關(guān)鍵字是(46)

(45)A.switch

B.begin

C.case

D.default

參考答案：(46)B。

解析：因C語(yǔ)言的關(guān)鍵字表中沒(méi)有begin，它不是C語(yǔ)言的關(guān)鍵字。所以解答是B。

42.下列字符列中，能作為單個(gè)標(biāo)識(shí)符是(47)

(47)A.?a

B.a=2

C.a.3

D.a___3

參考答案：(47)D。

解析：在C語(yǔ)言中，規(guī)定標(biāo)識(shí)符是這樣一種字符序列，由英文字母或下線字符開(kāi)始，后接任1個(gè)英文字母、下線字符和數(shù)字符組成。所以問(wèn)題所列的字符列只有a_3是標(biāo)識(shí)符，其余都l是標(biāo)識(shí)符，一個(gè)是由字符’?’開(kāi)頭、一個(gè)中間有字符’=’，另一個(gè)有字符’.’。所以解答是D。

43.在C語(yǔ)言中，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是(48)

(47)A.函數(shù)定義可以分為兩個(gè)部分：函數(shù)說(shuō)明部分和函數(shù)體

B.主函數(shù)可以調(diào)用任何非主函數(shù)

C.任何非主函數(shù)可以調(diào)用其它任何非主函數(shù)

D.程序可以從任何函數(shù)開(kāi)始執(zhí)行

參考答案：(48)D。

解析：每個(gè)C函數(shù)的定義分兩部分，函數(shù)說(shuō)明部分和函數(shù)體，所以敘述①是正確的敘述。C語(yǔ)言中，函數(shù)可以遞歸調(diào)用，主函數(shù)可以調(diào)用程序中的任何函數(shù)，當(dāng)然可以調(diào)用任何非主教的其它函數(shù)，所以敘述②是一個(gè)正確的敘述。同樣理由，敘述③也是正確的。C語(yǔ)言規(guī)，C程序只有一個(gè)主函數(shù)，并總是從主函數(shù)開(kāi)始執(zhí)行，不能從非主函數(shù)開(kāi)始執(zhí)行。所以，說(shuō)程可以從任何函數(shù)開(kāi)始執(zhí)行是錯(cuò)誤的。所以解答是D。

44.為了直觀地分析系統(tǒng)的動(dòng)作，從特定的視點(diǎn)出發(fā)描述系統(tǒng)的行為，需要采用動(dòng)態(tài)分析的方法。其中，(49)適用于描述與分析相互獨(dú)立、協(xié)同操作的處理系統(tǒng)，也就是并發(fā)執(zhí)行的處理系統(tǒng)。

(49)A.狀態(tài)遷移圖

B.時(shí)序圖

C.Petri網(wǎng)

D.HIPO圖

參考答案：(49)C。

解析：為了直觀地分析系統(tǒng)的動(dòng)作，從特定的視點(diǎn)出發(fā)描述系統(tǒng)的行為，需要采用動(dòng)態(tài)分析的方法。常用的動(dòng)態(tài)分析方法有狀態(tài)遷移圖、時(shí)序圖和Petri網(wǎng)。

狀態(tài)遷移圖是描述系統(tǒng)的狀態(tài)如何響應(yīng)外部的信號(hào)進(jìn)行推移的一種圖形表示。

時(shí)序圖用于對(duì)比在系統(tǒng)中處理時(shí)間的時(shí)序與相應(yīng)的處理時(shí)間，進(jìn)行系統(tǒng)分析。

Petri網(wǎng)方法本來(lái)是表達(dá)異步系統(tǒng)的控制規(guī)則的圖形表示方法，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于硬件與軟件系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)中，它適用于描述與分析相互獨(dú)立、協(xié)同操作的處理系統(tǒng)，也就是并發(fā)執(zhí)行的處理系統(tǒng)。

在結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)中，分層輸入-處理-輸出圖(HIPO圖)既可以描述軟件總的模塊層次結(jié)構(gòu)，又可以描述每個(gè)模塊的輸入/輸出關(guān)系、處理內(nèi)容、模塊的內(nèi)部數(shù)據(jù)和模塊的調(diào)用關(guān)系。它是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要成果，也是系統(tǒng)實(shí)施階段編制程序設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)和進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)和依據(jù)。

46.函數(shù)調(diào)用語(yǔ)句“f((el，e2)，(e3，e4，e5));”中參數(shù)的個(gè)數(shù)是(51)

(51)A.1

B.2

C.4

D.5

參考答案：(51)B。

解析：上述函數(shù)調(diào)用中，(e1，e2)和(e3，e4，e5)是兩個(gè)帶括號(hào)的表達(dá)式，所以函數(shù)調(diào)用只提供兩個(gè)實(shí)參，其中第一個(gè)實(shí)參先計(jì)算el的值，然后計(jì)算e2，并以e2的值為實(shí)參。第二個(gè)實(shí)參順序計(jì)算e3，e4，e5，并以e5的值為實(shí)參。所以解答是B。

47.C語(yǔ)言中，函數(shù)的隱含存儲(chǔ)類型是(52)

(52)A.auto

B.static

C.extern

D.無(wú)存儲(chǔ)類別

參考答案：(52)C。

解析：由于C函數(shù)內(nèi)不能再定義函數(shù)，C函數(shù)的存儲(chǔ)類型只能是靜態(tài)的或外部的之一。若定義函數(shù)時(shí)不指定存儲(chǔ)類型是靜態(tài)的，則它的存儲(chǔ)類型就是外部的(extern)，即函數(shù)允許被程序的其它函數(shù)調(diào)用。所以解答是C。

48.測(cè)試是保證軟件質(zhì)量的重要手段。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 8566-88《計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)規(guī)范》的規(guī)定，應(yīng)該在(53)階段制定系統(tǒng)測(cè)試計(jì)劃。

(53)A.需求分析

B.概要設(shè)計(jì)

C.詳細(xì)設(shè)計(jì)

D.系統(tǒng)測(cè)試

參考答案：(53)A 49.以下對(duì)C語(yǔ)言函數(shù)的有關(guān)描述中，正確的是(54)

(54)A.在C語(yǔ)言中，調(diào)用函數(shù)時(shí)，只能把實(shí)參的值傳遞給形參，形參的值不能傳遞給實(shí)參

B.C函數(shù)既可以嵌套定義，又可以遞歸調(diào)用

C.函數(shù)必須有返回值，否則不能定義成函數(shù)

D.C程序中，有調(diào)用關(guān)系的所有函數(shù)必須放在同一個(gè)源程序文件中

參考答案：(54)A。

解析：C語(yǔ)言規(guī)定，調(diào)用函數(shù)時(shí)，只能把實(shí)參的值傳遞給函數(shù)的形參。函數(shù)調(diào)用時(shí)，形參從實(shí)參表達(dá)式得到初值，報(bào)參也是函數(shù)的一種局部變量，其值可以改變，但形參的值不能傳回給對(duì)應(yīng)的實(shí)參。當(dāng)函數(shù)設(shè)置非指針類型的形參時(shí)，實(shí)參可以是同類型的一般表達(dá)式;當(dāng)函數(shù)設(shè)置指針類型的形參時(shí)，對(duì)應(yīng)的實(shí)參也必須是同類型的指針表達(dá)式。所以敘述A是正確的。C語(yǔ)言雖可以遞歸調(diào)用，但同時(shí)規(guī)定，在函數(shù)內(nèi)不能再定義函數(shù)，所以敘述B是錯(cuò)誤的。通常C函數(shù)會(huì)有返回值，但也可以沒(méi)有返回值。有許多情況，函數(shù)的執(zhí)行是完成某種預(yù)定的工作，并沒(méi)有返回值，所以敘述C是不正確的。在C程序中，如函數(shù)未指定是靜態(tài)的，則就是外部的，能讓別的文件中的函數(shù)調(diào)用。但函數(shù)要調(diào)用別的文件中的函數(shù)，在調(diào)用代碼之前，需對(duì)它作說(shuō)明，所以敘述D也是不正確的。正確的解答只有A。

50.某軟件產(chǎn)品在應(yīng)用初期運(yùn)行在Windows 2000環(huán)境中。現(xiàn)因某種原因，該軟件需要在Linux環(huán)境中運(yùn)行，而且必須完成相同的功能。為適應(yīng)該需求，軟件本身需要進(jìn)行修改，而所需修改的工作量取決于該軟件的(55)。

(55)A.可復(fù)用性

B.可維護(hù)性

C.可移植性

D.可擴(kuò)充性

參考答案：(55)C。

解析：軟件的可復(fù)用性指軟件或軟件的部件能被再次用于其他應(yīng)用中的程度。軟件復(fù)用性取決于其模塊獨(dú)立性、通用性和數(shù)據(jù)共享性等。

軟件的可維護(hù)性是指一個(gè)軟件模塊是否容易修改、更新和擴(kuò)展，即在不影響系統(tǒng)其他部分的情況下修改現(xiàn)有系統(tǒng)功能中問(wèn)題或缺陷的能力。

軟件的可移植性指將軟件系統(tǒng)從一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或操作系統(tǒng)移植到另一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或操作系統(tǒng)中運(yùn)行時(shí)所需工作量的大小?？梢浦残匀Q于系統(tǒng)中硬件設(shè)備的特征、軟件系統(tǒng)的特點(diǎn)和開(kāi)發(fā)環(huán)境，以及系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)中關(guān)于通用性、軟件獨(dú)立性和可擴(kuò)充性等方面的考慮。

軟件的可擴(kuò)充性指軟件的體系結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)和過(guò)程設(shè)計(jì)的可擴(kuò)充程度?？蓴U(kuò)充性影響著軟件的靈活性和可移植性。

由以上分析可知，該軟件產(chǎn)品從Windows 2000環(huán)境中遷移到Linux環(huán)境中運(yùn)行，為完成相同的功能，軟件本身需要進(jìn)行修改，而所需修改的工作量取決于該軟件產(chǎn)品的可移植性。

51.進(jìn)程的五態(tài)模型包括運(yùn)行狀態(tài)、活躍就緒狀態(tài)、靜止就緒狀態(tài)、活躍阻塞狀態(tài)和靜止阻塞狀態(tài)。針對(duì)圖5的進(jìn)程五態(tài)模型，為了確保進(jìn)程調(diào)度的正常工作，(a)、(b)和(c)的狀態(tài)分別為(56)。

軟件設(shè)計(jì)師練習(xí)試題及答案解析

圖6 進(jìn)程的五態(tài)模型圖

(56)A.靜止就緒、靜止阻塞和活躍阻塞

B.靜止就緒、活躍阻塞和靜止阻塞

C.活躍阻塞、靜止就緒和靜止阻塞

D.活躍阻塞、靜止阻塞和靜止就緒

參考答案：(56)D。

解析：在多道程序系統(tǒng)中，進(jìn)程在處理器上交替運(yùn)行，在運(yùn)行、就緒和阻塞3種基本狀態(tài)之間不斷地發(fā)生變化。由于進(jìn)程的不斷創(chuàng)建，系統(tǒng)資源(特別是主存資源)已不能滿足進(jìn)程運(yùn)行的要求。此時(shí)就必須將某些進(jìn)程掛起，對(duì)換到磁盤(pán)鏡像區(qū)，暫時(shí)不參與進(jìn)程調(diào)度，以平衡系統(tǒng)負(fù)載的目的。如果系統(tǒng)出現(xiàn)故障，或者是用戶調(diào)試程序，也可能需要將進(jìn)程掛起檢查問(wèn)題。

在圖6具有掛起狀態(tài)的進(jìn)程狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換圖中，活躍就緒是指進(jìn)程在主存并且可被調(diào)度的狀態(tài)。(1)空缺處各選項(xiàng)中，靜止就緒是指進(jìn)程被對(duì)換到輔存時(shí)的就緒狀態(tài)，是不能被直接調(diào)度的狀態(tài)，只有當(dāng)主存中沒(méi)有活躍就緒態(tài)進(jìn)程，或者是掛起態(tài)進(jìn)程具有更高的優(yōu)先級(jí)，系統(tǒng)將把掛起就緒態(tài)進(jìn)程調(diào)回主存并轉(zhuǎn)換為活躍就緒。因此，圖6的(c)空缺處應(yīng)填入“靜止就緒”這一狀態(tài)。

活躍阻塞是指進(jìn)程在主存中。一旦等待的事件產(chǎn)生，便進(jìn)入活躍就緒狀態(tài)。因此，圖6的(a)空缺處應(yīng)填入“活躍阻塞”。

靜止阻塞是指進(jìn)程對(duì)換到輔存時(shí)的阻塞狀態(tài)。一旦等待的事件產(chǎn)生，便進(jìn)入靜止就緒狀態(tài)。故圖6的(b)空缺處應(yīng)填入“靜止阻塞”。

由以上分析可知，(56)空缺處的正確答案是選項(xiàng)D。

另外，對(duì)于一張完整的進(jìn)程五態(tài)模型圖，則需在圖3-4模型圖中增加一條從“運(yùn)行”態(tài)到“活躍阻塞”態(tài)的邊，其狀態(tài)轉(zhuǎn)換原因是“等待”事件(如I/O請(qǐng)求)發(fā)生，以及增加一條從“運(yùn)行”態(tài)到“靜止就緒”態(tài)的邊，其狀態(tài)轉(zhuǎn)換原因是“掛起”。

52.基于構(gòu)件的開(kāi)發(fā)(CBD)模型，融合了(57)模型的許多特征。該模型本質(zhì)是演化的，采用迭代方法開(kāi)發(fā)軟件。

(57)A.瀑布

B.螺旋

C.噴泉

D.快速應(yīng)用開(kāi)發(fā)(RAD)

參考答案：(57)B。

解析：螺旋模型是演化軟件過(guò)程模型的一種，最早由Boehm提出，它將原型實(shí)現(xiàn)的迭代特征與線性順序模型中控制的和系統(tǒng)化的方面結(jié)合起來(lái)，使軟件增量版本的快速開(kāi)發(fā)成為可能。在螺旋模型中，軟件開(kāi)發(fā)是一系列的增量發(fā)布。

面向?qū)ο蠹夹g(shù)為軟件工程的基于構(gòu)件的過(guò)程模型提供了技術(shù)框架。基于構(gòu)件的開(kāi)發(fā)模型融合了螺旋模型的許多特征。它本質(zhì)上是演化型的，要求軟件創(chuàng)建迭代方法。

基于構(gòu)件的開(kāi)發(fā)模型是利用預(yù)先包裝好的軟件構(gòu)件來(lái)構(gòu)造應(yīng)用的。統(tǒng)一軟件開(kāi)發(fā)(RUP)過(guò)程是在產(chǎn)業(yè)界提出的一系列基于構(gòu)件的開(kāi)發(fā)模型的代表。

53.設(shè)有定義“inta=3，b，*p=&a;”，則下列語(yǔ)句中使b不為3的語(yǔ)句是(58)

(58)A.b=*&a;

B.b=*p;

C.b=a;

D.b=*a;

參考答案：(58)D。

解析：定義有inta=3，b，*p=&a;對(duì)b賦值的表達(dá)式有*&a、*p、a、*a。引用變量。的值有兩種方法，一是直接引用a，二是通過(guò)a的指針間接引用a。對(duì)于后者，又有多種表達(dá)方法，通過(guò)指向a的指針p，間接引用a的內(nèi)容，如*p?；蛲ㄟ^(guò)求地址運(yùn)算符由變量a得到其指針&a，再由這指針表達(dá)式間接引用a的內(nèi)容，如*&a。所以表達(dá)式*&a、*p和a都能引用變量a的值，而使b的值為3。而表達(dá)式。a是錯(cuò)誤的，因?yàn)閍不是指針變量，不能對(duì)它施行取內(nèi)容運(yùn)算符。所以解答是D。

54.設(shè)指針x指向的整型變量值為萬(wàn)，則“printf(”%d “，++*x);”的輸出是(59)

(59)A.23

B.24

C.25

D.26

參考答案：(59)D。

解析：若指針變量x指向某個(gè)變量，例如指向變量v，并且變量v的值是25，則表達(dá)式++*x的值是26。這是因?yàn)楸磉_(dá)式的計(jì)算順序可加圓括號(hào)表達(dá)成(++(*x))，首先是*x，是對(duì)X所指變量V的引用，所以++*X就是++V。++V是先讓變量V增1，并以增至后的V的值為表達(dá)式++V的結(jié)果，所以其值是26。所以解答是D。

55.若有說(shuō)明：“inti,j=7，*p=&i;”，則與“i=j;”等價(jià)的語(yǔ)句是(60)

(59)A.i=*p;

B.*P=*&j;

C.i==&j;

D.i=**p;

參考答案：(60)B。

解析：指針變量p指向變量i時(shí)，表達(dá)式i=*p等價(jià)于i=i;表達(dá)式*p=*&j等價(jià)于i=j;而表達(dá)式i=&j企圖將整型變量的指針賦給整型變量，這是錯(cuò)誤的;表達(dá)式i=**p也是一種錯(cuò)誤的表達(dá)式。p是指針，*p是p所指變量j，**p是企圖將整型變量j當(dāng)作指針，并想通過(guò)j間接引用某個(gè)變量。所以解答是B。

56.以下關(guān)于軟件質(zhì)量度量指標(biāo)的敘述中，說(shuō)法正確的是(61)。

(32)A.正確性就是用每千行代碼的故障(fault)數(shù)來(lái)度量

B.軟件完整性是指軟件功能與需求符合的程度

C.軟件維護(hù)的工作量比開(kāi)發(fā)階段的工作量小

D.可用性與用戶的操作效率和主觀評(píng)價(jià)有關(guān)

參考答案：(61)D。

解析：最主要的軟件質(zhì)量度量指標(biāo)有正確性、可維護(hù)性、完整性和可用性。軟件的正確性是指軟件完成所需功能的程度，盡管這種程度與每千行代碼的故障數(shù)有關(guān)，但不完全等同。

軟件完整性是指軟件在安全方面抗攻擊的能力。

軟件維護(hù)的工作量比開(kāi)發(fā)階段的工作量大，通常的估計(jì)是，開(kāi)發(fā)階段的工作量占軟件生命期整個(gè)工作量的40%，而維護(hù)階段的工作量則占60%，甚至更多。

軟件可用性用來(lái)度量軟件的“用戶友好性”，可以從①學(xué)會(huì)操作軟件所需的體力和智力、②對(duì)系統(tǒng)的使用達(dá)到中等效率所需的時(shí)間、③當(dāng)系統(tǒng)由一個(gè)中等效率的人使用時(shí)測(cè)量到的生產(chǎn)率增長(zhǎng)值和④用戶對(duì)系統(tǒng)的主觀評(píng)價(jià)等4個(gè)方面來(lái)度量可用性。

第五篇：2010年上半年軟考軟件設(shè)計(jì)師考試試題及答案

2010年上半年軟考軟件設(shè)計(jì)師考試試題及答案

案例分析1 當(dāng)初為了占領(lǐng)市場(chǎng)，淘寶網(wǎng)等C2C網(wǎng)站前仆后繼選擇了免費(fèi)策略。在成功使用免費(fèi)戰(zhàn)略籠絡(luò)了客戶之后，2006年5月，淘寶網(wǎng)嘗試性地推出了收費(fèi)性服務(wù)——招財(cái)進(jìn)寶，即“淘寶網(wǎng)將按賣家所出招財(cái)進(jìn)寶價(jià)格等條件決定其寶貝在淘寶相關(guān)頁(yè)面或其合作伙伴的相關(guān)頁(yè)面中排名位置，并按照最后的成交情況，來(lái)收取服務(wù)費(fèi)”。然而這一朝著贏利方向的嘗試，遭到用戶的強(qiáng)烈反抗，不少淘寶用戶甚至采取罷市的方法，抗議淘寶網(wǎng)失信當(dāng)初的免費(fèi)諾言。2006年6月，招財(cái)進(jìn)寶被用戶公開(kāi)投票宣判死刑，淘寶網(wǎng)對(duì)C2C電子商務(wù)網(wǎng)站盈利模式的首次摸索，以失敗告終。案例簡(jiǎn)介 在“招財(cái)進(jìn)寶”出道的時(shí)候，很受人關(guān)注，多數(shù)專業(yè)人士認(rèn)為“招財(cái)進(jìn)寶”思路清晰，方式巧妙，和百度的競(jìng)價(jià)排名異曲同工；在激烈的C2C競(jìng)爭(zhēng)中，淘寶網(wǎng)找到了一條潛在的贏利道路。但在“招財(cái)進(jìn)寶”的實(shí)施過(guò)程當(dāng)中，業(yè)績(jī)并不好，最后被撤銷。作為關(guān)鍵字付費(fèi)點(diǎn)擊業(yè)務(wù)的C2C版本，淘寶網(wǎng)創(chuàng)造新的收入模式，為一部分會(huì)員提供增值業(yè)務(wù)；另一方面，隨著商品數(shù)量的上升，如何進(jìn)行有效的商品篩選及排序也是一項(xiàng)難題。

認(rèn)真閱讀以上案例材料，回答以下問(wèn)題。1.簡(jiǎn)單概述一下淘寶網(wǎng)的經(jīng)營(yíng)模式。2.試分析淘寶網(wǎng)“招財(cái)進(jìn)寶”失敗的原因？

3.從淘寶網(wǎng)“招財(cái)進(jìn)寶”失敗的案例中，你得到的啟示有哪些？

案例分析2 材料1 伊利集團(tuán)是全國(guó)乳品行業(yè)的龍頭企業(yè)之一。為了提升企業(yè)的管理水平，1999年，伊利集團(tuán)開(kāi)始醞釀上ERP。以伊利集團(tuán)的財(cái)力，上一套國(guó)外的管理軟件從資金上講根本沒(méi)有問(wèn)題。任何成熟的管理軟件，不論是SAP的ERP軟件，還是Oracle的ERP軟件，都是對(duì)一種成熟管理模式的總結(jié)，是一種標(biāo)準(zhǔn)的共性產(chǎn)品。

在企業(yè)信息化的過(guò)程中，是個(gè)性文化適應(yīng)抽象的軟件系統(tǒng)，還是抽象的軟件適應(yīng)個(gè)性化文化？在資源、管理、文化等諸多方面凝聚的現(xiàn)實(shí)面前。與IBM、HP、寶潔等跨國(guó)公司的管理品質(zhì)相比，伊利的管理還處在童年。ERP誕生于德國(guó)，是對(duì)成熟制造業(yè)管理模式的一種總結(jié)，是一種事后管理。而任何企業(yè)，要成為全行業(yè)的排頭兵，一定要有自己獨(dú)特的管理理念和管理模式。買(mǎi)了一個(gè)ERP軟件，也就等于買(mǎi)了別人的管理模式。

伊利的目標(biāo)是成為全國(guó)乳品行業(yè)的老大，要集中資源“構(gòu)建中國(guó)伊利”，因此，伊利的管理系統(tǒng)一定要“量身定制”。通過(guò)用友為其量身定制的分銷管理系統(tǒng)，伊利實(shí)現(xiàn)了從傳統(tǒng)管理到過(guò)程管理的轉(zhuǎn)變。

（1）改變了管理的思維方式，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字管理和過(guò)程管理，達(dá)到了真正的目標(biāo)管理。以前伊利集團(tuán)的管理方式也是逐級(jí)匯報(bào)，一條消息從代理點(diǎn)傳到總部至少要兩三天；采用信息系統(tǒng)后，代理點(diǎn)—子公司—事業(yè)部—總部實(shí)現(xiàn)了7×24小時(shí)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的輸入和查詢，從幾十個(gè)小時(shí)縮減到幾秒，更重要的是有了后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)支持，除了必要的溝通外，多數(shù)經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)可以在數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)直接查詢，將事后控制，變成了過(guò)程控制。（2）優(yōu)化了業(yè)務(wù)流程，提高了效率，一個(gè)訂單的流轉(zhuǎn)從一周縮短到不足24小時(shí)。以前，從客戶下訂單到配送中心的汽車離開(kāi)倉(cāng)庫(kù)，通常需要一周的時(shí)間。采用分銷管理系統(tǒng)以后，全部訂單的配送當(dāng)天就可以完成，同時(shí)還可對(duì)客戶進(jìn)行實(shí)時(shí)審查。信用額度的問(wèn)題：某個(gè)客戶只有100萬(wàn)的額度，但在沒(méi)有分銷管理系統(tǒng)的時(shí)候，信用額度就有可能被忽視或者被人情、關(guān)系替代，有了分銷管理系統(tǒng)以后，超過(guò)一分錢(qián)都下不了訂單。（3）大大降低了運(yùn)營(yíng)成本，僅產(chǎn)品過(guò)期損失一項(xiàng)就從百萬(wàn)元級(jí)降低到了十萬(wàn)元級(jí)。存貨時(shí)間敏感：鮮奶的保質(zhì)期只有3天，冷飲是3個(gè)月，液態(tài)奶是8個(gè)月，奶粉是12個(gè)月。庫(kù)存管理：倉(cāng)庫(kù)管理員只憑“記憶”管理倉(cāng)庫(kù)，經(jīng)常把即將過(guò)期的產(chǎn)品留在倉(cāng)庫(kù)，而把剛生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品發(fā)走了。有了分銷管理系統(tǒng)以后，根據(jù)產(chǎn)品的標(biāo)號(hào)，倉(cāng)庫(kù)內(nèi)哪些產(chǎn)品是即將過(guò)期的，哪些是新生產(chǎn)的，一目了然，因而大大降低了過(guò)期產(chǎn)品的損失。而因?yàn)橘Y金周轉(zhuǎn)速度加快、準(zhǔn)確預(yù)測(cè)產(chǎn)量等帶來(lái)的效益的提高就更多了。

材料2 河南許繼集團(tuán)是以機(jī)電裝備的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售為主的國(guó)有控股大型企業(yè)，是國(guó)家520家重點(diǎn)企業(yè)之一。產(chǎn)品涵蓋電力系統(tǒng)一、二次設(shè)備、民用機(jī)電及電子商務(wù)、環(huán)保工程、資產(chǎn)管理等行業(yè)。

1998年初，許繼公司采用Symix公司的產(chǎn)品來(lái)實(shí)施ERP。

許繼上ERP希望解決三個(gè)方面問(wèn)題：規(guī)范業(yè)務(wù)流程、信息的收集整理更暢通、成本計(jì)算更準(zhǔn)確。備選軟件：SAP、Symix、浪潮軟件、利瑪?shù)葒?guó)內(nèi)外廠商，出于價(jià)位原因選擇Symix。

1998年初簽單，同年7月份，許繼實(shí)施ERP進(jìn)展順利。包括數(shù)據(jù)整理、業(yè)務(wù)流程重組及物料清單的建立。廠商售后服務(wù)也算到位，基本完成了產(chǎn)品的知識(shí)轉(zhuǎn)移。許繼在培養(yǎng)自己的而出開(kāi)發(fā)隊(duì)伍方面也有成效。

1998年8月，許繼公司進(jìn)行了重大機(jī)構(gòu)調(diào)整，管理層關(guān)注企業(yè)的生存、經(jīng)營(yíng)的合理化和利潤(rùn)最大化，沒(méi)有認(rèn)真考慮結(jié)構(gòu)調(diào)整對(duì)ERP項(xiàng)目的影響。

企業(yè)經(jīng)營(yíng)結(jié)構(gòu)變了，當(dāng)時(shí)所用的軟件流程已經(jīng)死了，廠商也想不出好辦法，公司項(xiàng)目暫停，只在下屬小公司運(yùn)行，部分功能在使用。造成資源極大的浪費(fèi)。

結(jié)合上述材料回答以下問(wèn)題。

1.伊利公司運(yùn)用ERP系統(tǒng)的主要目的是什么？ 2.伊利和許繼集團(tuán)引進(jìn)ERP的案例給我們什么啟示？

案例分析3 百度搜索引擎競(jìng)價(jià)排名服務(wù)可將您的網(wǎng)站排在百度搜索結(jié)果前列，同時(shí)出現(xiàn)在各大搜索引擎的搜索結(jié)果中；CNNIC調(diào)查報(bào)告顯示，搜索引擎是用戶得知新網(wǎng)站的最重要途徑，80%的網(wǎng)民習(xí)慣通過(guò)搜索引擎以“關(guān)鍵詞”搜索的方式查詢所感興趣的信息。

競(jìng)價(jià)排名是百度國(guó)內(nèi)首創(chuàng)的一種按效果付費(fèi)的網(wǎng)絡(luò)推廣方式，用少量的投入就可以給企業(yè)帶來(lái)大量潛在客戶，有效提升企業(yè)銷售額。通過(guò)本章的案例學(xué)習(xí)，可以掌握企業(yè)在復(fù)雜的互聯(lián)網(wǎng)上如何更好更快的展現(xiàn)自己，立于不敗之地。

深圳市新三思材料檢測(cè)有限公司是國(guó)內(nèi)專業(yè)從事材料試驗(yàn)方法研究與材料試驗(yàn)機(jī)制造的股份制高新技術(shù)企業(yè)，是國(guó)內(nèi)最大的材料試驗(yàn)機(jī)專業(yè)制造商。2001年被授予“中國(guó)儀器儀表行業(yè)500強(qiáng)企業(yè)”。

1996年6月，新三思材料檢測(cè)有限公司誕生于深圳經(jīng)濟(jì)特區(qū)，當(dāng)時(shí)公司的注冊(cè)資本只有100萬(wàn)元。第二年，新三思公司便在上海設(shè)立了辦事處，并在上海交通大學(xué)掛牌成立了“華東地區(qū)技術(shù)服務(wù)中心”，新三思公司的業(yè)務(wù)量遍及了全中國(guó)，除了上海分公司以外，在長(zhǎng)春、濟(jì)南等地也建有分公司，此外還在成都、青島等全國(guó)主要城市設(shè)立了26個(gè)辦事處和七大服務(wù)中心。綜合實(shí)力在中國(guó)試驗(yàn)機(jī)行業(yè)排名首位，市場(chǎng)占有率、人均生產(chǎn)產(chǎn)值與人均銷售收入三項(xiàng)指標(biāo)也在國(guó)內(nèi)同行業(yè)連續(xù)五年名列首位。新三思公司從2004年六七月份開(kāi)始決定在百度上做推廣。公司在此之前經(jīng)過(guò)了大量的調(diào)查研究工作，對(duì)內(nèi)詢問(wèn)銷售員，對(duì)外調(diào)查客戶。調(diào)查人員發(fā)現(xiàn)從網(wǎng)絡(luò)上推廣或者獲取新三思公司的信息是一條非常重要的途徑。而百度作為最大的中文搜索引擎網(wǎng)站，天然的具有優(yōu)勢(shì)。于是公司決定在百度上做推廣，并牢牢占據(jù)前三位的位置。果然很快就有了明顯的效果：業(yè)務(wù)量增加了兩成以上，當(dāng)年8月份新三思公司就一舉奪得了南昌大學(xué)試驗(yàn)機(jī)臺(tái)數(shù)超過(guò)33臺(tái)的招標(biāo)合同，刷新了公司8年來(lái)發(fā)展歷程中的合同金額以及銷售試驗(yàn)機(jī)臺(tái)數(shù)的最新紀(jì)錄。

結(jié)合上述材料回答一下問(wèn)題

1.搜索引擎都有哪些？（至少寫(xiě)出3個(gè)）2.百度競(jìng)價(jià)排名的優(yōu)勢(shì)有哪些？ 3.新三思公司選擇百度的理由是什么？

案例分析4 戴爾公司1984年成立；1992年，首次被《財(cái)富》評(píng)為世界五百?gòu)?qiáng)企業(yè)；1996年，開(kāi)始通過(guò)網(wǎng)站銷售旗下產(chǎn)品，拉開(kāi)網(wǎng)絡(luò)直銷的序幕。2000年，網(wǎng)上營(yíng)業(yè)額達(dá)到每天5,000萬(wàn)美元；自1995年起，戴爾公司一直名列《財(cái)富》雜志評(píng)選的 “ 最受仰慕的公司 ”，2001年排名第10位。2006年，首次季度出貨量超過(guò)1000萬(wàn)臺(tái)系統(tǒng)，但賴以為生的直銷模式開(kāi)始出現(xiàn)衰退。2008年，季度盈利超過(guò)9億美元，市場(chǎng)占有率卻不停下降，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手惠普和聯(lián)想。

戴爾公司定位：全球領(lǐng)先的IT產(chǎn)品及服務(wù)提供商。

經(jīng)營(yíng)模式：按照客戶要求制造計(jì)算機(jī)，提供客戶所信賴和注重的創(chuàng)新技術(shù)與服務(wù)，并向客戶直接發(fā)貨。

服 務(wù)：產(chǎn)品服務(wù)、安裝服務(wù)、工廠定制成、企業(yè)支持服務(wù)、戴爾培訓(xùn)與認(rèn)證、實(shí)行“修理、更換、退貨服務(wù)”的三包服務(wù)

產(chǎn) 品：戴爾電腦（除固定配置外，客戶也可以根據(jù)自身需求選擇電腦配置得到真正有個(gè)人特色的專屬電腦）。按照家庭與個(gè)人辦公、中小企業(yè)、公共事務(wù)部、大型企業(yè)的分類提供產(chǎn)品。產(chǎn)品涉及筆記本、上網(wǎng)本、電子產(chǎn)品、軟件電腦附件、顯示器打印機(jī)。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)直接經(jīng)營(yíng)的商業(yè)模式，消除中間商。以此減少運(yùn)營(yíng)成本、中間代理獲利及信息溝通時(shí)間。提供各種資訊、優(yōu)質(zhì)服務(wù)、個(gè)人服務(wù)。提供額外利益給顧客（在戴爾網(wǎng)上直銷站點(diǎn) 購(gòu)置電腦都有至少500元的現(xiàn)金折扣）提供社區(qū)意識(shí)。令顧客擁有全面性的體驗(yàn)自助方式(根據(jù)自我意識(shí)個(gè)性化選擇)。從市場(chǎng)份額來(lái)看在華中小企業(yè)及個(gè)人消費(fèi)者通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訂購(gòu)電腦的占20%。戴爾將客戶分為兩類：一類是大企業(yè)、政府和行業(yè)客戶，約占公司整體業(yè)務(wù)銷售80%；另一部分為中小企業(yè)和個(gè)人消費(fèi)者，僅占20%的比例。

隨著電子商務(wù)的發(fā)展，越來(lái)越多的電商的競(jìng)爭(zhēng)，主要競(jìng)爭(zhēng)者為，新蛋網(wǎng)，中關(guān)村在線，京東商城等。單一網(wǎng)站的競(jìng)爭(zhēng)力逐漸被綜合性商城削弱。網(wǎng)絡(luò)消費(fèi)者對(duì)于綜合性電子商務(wù)商城相對(duì)熟悉，除電子數(shù)碼產(chǎn)品外還購(gòu)買(mǎi)其他服裝、配飾、家居、書(shū)籍等產(chǎn)品，購(gòu)買(mǎi)習(xí)慣驅(qū)使也會(huì)影響消費(fèi)者選擇這些非專業(yè)性但自己對(duì)其有了解的網(wǎng)站。這類商城也有二手產(chǎn)品銷售，價(jià)格上也有優(yōu)勢(shì)。

根據(jù)以上材料，回答一下問(wèn)題。

1.對(duì)戴爾這種網(wǎng)絡(luò)直銷模式進(jìn)行SWOT分析。