嵌入式四级总结.docx
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嵌入式四级总结
嵌入式四级考试主要内容包括：
微机原理与接口技术，计算机操作系统，还有一些计算机组成原理以及体系结构等基本知识。
这里只是一些容易出错的地方以及一些基本知识点。
我用一个礼拜的时间做了一个简单的总结（嵌入式四级试题15套）。
有错误还希望大家指出：
邮箱：
3464066760@
1.进程由多个线程组成，有一个线程被调度程序选入投入运行（占用CPU），则该进程就为运行状态。
2.pthread_join：
等待一个特定的线程退出。
pthread_yield：
表示线程让出CPU。
（yield：
让位，退位）
pthread_mutex_init：
创建一个互斥量。
pthread_create：
创建线程后运行该线程。
pthread_exit：
运行后主动退出。
没调用这些函数时，也没有出错指令，线程执行完指令后退出。
3.有CPU资源让出来的不一定能发生调度，但没有CPU资源让出，则一定不会发生进程调度。
4.同步关系：
异步环境下的一组并发的进程因直接制约而相互发送消息、进行相互合作、相互等待，使得各进程按一定的速度执行的过程（流水线，无竞争）；竞争关系：
公共资源，导致竞争。
5.有K个进程在mutex（初始为1）的等待队列，当前需要访问临界区的进程有k+1个，此时mutex=-k。
6.p_v操作。
7.虚拟页式存储管理：
在进程开始运行之前不是装入全部页面，而是装入一个或零个页面，之后根据进程运行的需要，动态转入其他页面。
当内存空间已满，而又需要装入新的页面时，根据某种算法置换页面，装入新的页面。
将内存等分成大小为2的幂次方的内存块，成为页框
系统将虚拟地址空间等分为若干页面，大小与页框相同
虚拟页面在物理空间上不要求连续存放
硬件机制实现逻辑地址到物理地址的动态转换
虚拟页式存储技术的基本思想就是利用大容量的外存来扩充内存。
（使用交换技术）
8.在成功打开一个文件系统调用后，系统会给用户返回一个文件描述符。
系统描述符在形式上是一个非负整数。
（实际上是一个索引值，指向内核为每一个进程所维护的该进程打开文件的记录表）。
当程序打开一个现有文件或者创建一个新文件时，内核向进程返回一个文件描述符。
（文件描述符只在UNIX,LINUX提到）
9.指令流水线中，最大吞吐率是指：
流水线达到稳定状态后可以获得的吞吐率。
指令流水线中的吞吐率是指：
单位时间内流水线上所完成的指令或输出结果的数量。
10.光磁记录型可擦写光盘的存取原理：
热磁效应。
11.8086CPU在响应INTR中断时，为了得到指向存放中断向量的内存的实际物理地址，将I/O给的中断类型码乘以4。
中断类型码→中断向量（左移）
中断向量→中断类型码（右移）
12.8259A（一种可编程中断控制器）：
用于管理输入到CPU的可屏蔽中断请求。
功能请XX或者查书。
8259A内部各组成模块：
中断请求寄存器IRR中断屏蔽寄存器IMR中断服务寄存器ISR优先权判决电路控制逻辑数据总线缓冲器读/写控制电路级联缓冲器/比较器。
8259A的工作过程：
（略）
8259A的引脚：
D0-D7:
双向8位双数总线；RD非:
读输入信号；WR非:
写输入信号；A0:
地址选择输入；CS非:
片选输入；CAS0-CAS2:
级联线；SP非/EN非:
双功能线；IR0-IR7:
中断响应输入；INT:
8259A向CPU输出的中断请求端，与CPU的INTR引脚相连；INTA非:
中断响应输入端，接收CPU向8259A输入的中断响应信号。
8259A的初始化控制字级初始化编程（查书）ICW1ICW2ICW3ICW4。
A0D7D6D5D4D3D2D1D0
ICW1:
A0=0,D4=1；D7-D5为中断向量地址位（8080（85）系统）；D3为中断输入寄存器的触发方式，0为边沿触发，1为电平触发；D2中断向量地址间隔的字节数，1为4字节，0为8字节；D1单个器件/级联方式指示，1表示只有8259A，0便是级联方式；D0用于设定有无ICW4，1表示使用ICW4，0表示不使用ICW4。
ICW2：
高5位D7-D3在初始化编程时设置，初始化低23位由8259A用中断源的编号填写。
在8080（85）方式下，ICW2是中断向量地址的A15-A8位，低位地址在ICW1的A7-A5。
在初始化要保持ICW2的第三位为0。
ICW3:
ICW4:
D4（1为特殊全嵌套方式，0为一般嵌套方式），D3D2（0X为非缓冲方式，10为缓冲方式/丛属片，11缓冲方式/主控片），D1（1为自动EOI方式，0为非自动EOI方式），D0（1为8086/88模式，0为8080/85模式）
8259A的控制命令字及操作方式编程（查书）OCW1OCW2OCW3（略）。
8259A关于初始ICW2的题：
前五位用来确定范围，后三位是IRx对应数字。
8259A的操作命令字可以根据需要使用，不必按照顺序使用。
级联的情况下，主片和从片必须分别进行初始化
根据情况，OCW2可以不用初始化。
中断屏蔽方式：
1.一般屏蔽方式；2.特殊屏蔽方式。
查询方式：
优先级方式：
1.固定优先级方式；2.循环优先级方式（自动优先级循环，指定循环优先级）。
嵌套方式：
全嵌套方式（一般嵌套方式），特殊全嵌套方式。
中断结束方式：
自动结束方式，非自动结束方式。
缓冲方式：
非缓冲方式，缓冲方式。
13.串行通信是指：
计算机中按字节组织的数据被拆解成按位的方式传送。
14.RS232-C是一种用于串行通信的接口标准，他的逻辑电平采用负逻辑。
用于传送数据的信号线是：
TXD。
15.8255A的位置/复位控制字只可以对端口C置为/复位。
16.总线的带宽=总线宽度/传送时间或者带宽=总线带宽*总线的频率。
（注意单位！
位转换成B）
17.计算机存储体系中，操作系统涉及的存储设备为：
寄存器，高速缓存，内存，硬盘。
（注意没有网盘）
18.进程控制块（PCB）包含：
进程标识符，进程当前状态，进程相应的程序和数据地址，进程优先级，CPU现场保护区，进程同步与通信机制，进程所在队列PCB的链接字，与进程相关的其他信息（代码段指针）。
19.在抢占式调度系统中，进程从运行状态转换为就绪状态的可能原因有：
进程创建完成，时间片用完，被调度程序抢占处理机。
20.生产者与消费者问题。
21.地址映射：
为了保证CPU执行指令时可以正确访问存储单元，需要将用户程序中的逻辑地址转换为运行时由机器直接寻址的物理地址。
（虚拟地址转换为物理地址）地址映射过程通常是由硬件完成的，如果没有采用分页管理或者直接访问了快速定位块，则不用访问页目录和页表（不一定要访问页目录和页表），页表项的相关状态位由硬件确定，根据页表项的有效位确定所需访问的页面是否已经在内存。
动态地址映射方式向内存装入程序时，地址转换工作在每一条指令执行时刻完成。
22.快表（TLB）（转换后备缓存器）是小，专用，快速的硬件缓冲，只包括页表中的一小部分条目。
如果页号在TLB中，得到帧号，访问内存；否则从内存中得页表中得到帧号，将其存入TLB，访问内存。
快表得内容是页表得一部分。
进程切换得时候快表需要更新，因为不同进程的页表不一样，对快表和页表的查找是并行的。
快表存放在高速缓存。
！
！
！
23.文件控制块（FCB）包含：
文件名，文件号，用户名，文件地址，文件长度，文件类型，文件属性，共享计数，文件建立日期，文件物理地址等信息。
24.可以提高文件系统的性能有：
块高速缓存，磁盘驱动调度，目录项分解法。
25.Pentium微处理器可工作在：
实地址模式，保护模式，虚拟8086模式，系统管理模式。
26.提高存储器带宽的措施：
缩短存取周期，增加存储字长，增加存储体。
27.在通用寄存器中：
BP,BX,SI,DI可以做为简址寄存器使用。
28.8259A可以设置成电平触发方式，脉冲边沿触发方式，全嵌套方式（中断请求优先级按IR0-IR7顺序排列），特殊屏蔽方式，自动中断结束方式。
（不可以设置成软件中断方式，特殊中断结束方式）
29.8251A（可编程串行通信接口）工作在同步（同步字符可以设为1个，2个）或异步传送模式，能进行出错检错，具有奇偶校验功能，可设置字符的位数，半双工，全双工方式（同时发送和接收），8251A要对模式字和控制字顺序进行初始化。
同步方式下：
D7D6D5D4D3D2D1D0
D7同步字符数（0：
2个字符1：
1个字符）
D6同步方式（0：
内同步1：
外同步）
D5检验类型（0：
奇检验1：
偶检验）
D4检验设置（0：
无校验1：
有校验）
D3D2数据位数（00：
5位01：
6位10：
7位11：
8位）
D1D0全为0同步模式，否则异步模式
异步方式下：
D7D6停止位个数（00：
无定义01：
1个10：
1.5个11：
2个）
D5检验类型（0：
奇检验1：
偶检验）
D4检验设置（0：
无校验1：
有校验）
D3D2数据位数（00：
5位01：
6位10：
7位11：
8位）
D1D0波特率因子（00：
同步模式01：
波特率因子为110：
波特率因子为1611：
波特率因子为64）
状态字：
D7D6D5D4D3D2D1D0
D7表示输入端（0：
表示输入端DSR非=1，1：
表示输入端DSR非=0）DSR
D6（1：
发现SYNC或BREAK）SYNDET/BD
D5（1：
接收时停止位出错）FE
D4（1：
溢出，表示接收时CPU未及时取走数据）OE
D3（1：
接收时奇偶校验错）PE
D2（1：
串行传送寄存器为空）TEX
D1（1：
接收并行寄存器中的字符已经准备好）RXRDY
D0（1：
传送寄存器空）TXRDY
控制寄存器：
D0（TxEN）D1（DTR）D2（RxEN）D3（SBPK）D4（ER）D5（RTS）D6（IR）D7（EH）
D0（TxEN）=1,允许8251A从发送端口发送数据。
D1（DTR），D0,D2同时置1，D1才能置1。
D2（RxEN）=1,允许8251A从接收端口接收数据。
D3（SBPK）
D4（ER）=1，将消除状态寄存器中的全部错误标志。
（PE,OE,FE用D3,D4,D5表示出来）
D5（RTS）=1,CPU将要通过8251A输出数据。
D6（IR）=1,使8251A内部复位。
D7（EH）该位只对同步方式起作用。
当D7=1时开始搜索同步字符，但要求D2（RXEN）=1,D4（ER）=1,同步接收工作才开始进行。
写同步接收控制字时必须使D7,D4,D2同时为1.
30.8253有三个独立的16位计数器（每个计数器都可以按照二进制或BCD码进行计数）；6种工作方式（方式0-方式5方式3为方波发生器）
8253的控制字：
D7D6D5D4D3D2D1D0
D7D6选择计数器（00计数器001计数器110计数器211非法选择）
D5D4读/写格式（00计数器锁存命令01读/写低8位10读/写高8位11先读/写低8位，再读/写高8位）
D3D2D1工作方式选择（000方式0001方式1X10方式2X11方式3100方式4101方式5）
D0数制选址（0二进制1BCD）（二进制范围0000H-FFFFH最大0000H代表65536...BCD范围000-9999最大0000代表10000）
31.8255A必须会。
（用的太熟了，大家应该也都会，在此不在赘述）
32.在键盘接口中，按键电路去抖动可以采用：
软件延迟，硬件处理
33.USB通用总线属于：
串行总线，外部总线。
即插即用端口扩充性好，可同时连接127个外围设备支持同步和异步传送支持热插拔独立供电
34.解除死锁的方法有：
剥夺某些进程所占有的资源，撤销某些进程，重启系统。
35.设备与CPU数据传送和控制方式：
程序直接控制方式，中断控制方式，DMA方式，通道控制方式。
36.会各进制之间的转换。
（包括原码，反码，补码的变化）
37.在操作系统的I/O管理中，缓冲池管理中着重考虑的是实现进程访问缓冲区的同步。
38.进程饥饿：
进程的优先级较低而长时间得不到调度。
当饥饿到一定程度就饥饿死亡了。
（与死锁区分开。
死锁：
进程因竞争资源而无休止地等待对方释放已占有地资源）
39.预防死锁（破环必要条件）避免死锁（银行家算法，又称资源分配拒绝法）检测死锁（资源分配图）解除死锁（撤销一些进程，收回他们的资源）
40.指令流水线中，顺序：
3nt；一次重叠（2n+1）t；二次重叠（n+2）t
41.浮点数表示法：
N=M*R^E;E是阶码，R是底数，M是尾数。
42.Pentium微处理器工作保护模式下时，支持多任务操作。
43.NMI不可屏蔽中断；为响应NMI的中断请求，标志寄存器IF置0或置1都可以。
44.8253计数值的设置
45.总线驱动的目的是使总线提供更大电流。
45.操作系统为用户提供了多种使用接口：
图标和菜单（图形界面接口），命令行（命令接口），系统调用（程序接口）。
46.现代操作系统中，引入线程的主要目的是：
提高并发度，减少通信开销，线程之间的切换时间短，每个线程可以拥有独立的栈。
线程提高了响应速度，资源共享，经济实惠，提高了多处理机体系结构的利用率，使OS具有更好的并发性。
47.存在外碎片的存储管理方法：
动态分区和段式存储管理方法。
他们多次分配回收后便会产生碎片。
48.为了保证操作系统中文件的安全可以采用：
建立副本定时转储规定文件的存取权限
49.0的表示方法唯一的有：
补码移码ASCII码
50.可以多次编程的只读存储器是：
EPROMEEPROMPROM是一次编程
51.在通用寄存器中，间址寄存器：
BXBPSIDI.
52.可以判断AX,BX两数相等的方法是：
CMPAX,BXSUBAX,BXXORAX,BX（相同结果为0）
53.喷墨打印机和针式打印机相比，喷墨打印机优点：
打印精度高，噪音小。
54.FTA文件系统：
FTA是文件分配表，FTA16是指系统中用16位表示簇号，是windows支持的文件系统，采用链接的物理结构文件分配表。
FAT16保留了8个字节空间，只能支持8个字符文件名。
55.引入管程，为了提高代码可读性。
管程是一种同步机制。
管程将共享变量及对共享变量的操作封装在一起。
（一个管程定义了一个数据结构和能为并发进程所执行的一组操作）。
管程中不允许同时存在两个或两个以上的运行进程，只能有一个进程可以在管程内活动。
Hoare提出了管程的一种实现方案条件变量是用于解决同步问题的
管程的互斥是由管程本身性能实现的。
用管程解决进程同步关系时，在管程内使用的对象是：
共享数据结构，一组操作过程。
56.虚拟页式存储管理系统，页表项包括：
页框号，有效位，读写位，访问标志，修改位（不一定包含磁盘起始地址）
57.计算机系统中的总线按层次可以分为：
板级总线，系统总线，片内总线。
58.进程共享属于进程间大量信息的交换，PV操作是一类低级通信原语，不能承担大量信息交换的任务。
PV操作可以实现：
进程同步进程互斥进程的前驱关系
59.虚拟页式请求掉页方式的页面来自于磁盘文件区。
请求分页有两部分：
文件区，对换区。
（与进程有关的文件都放在文件区，凡是未运行的页面都应该从文件区调入）
60.UNIX操作系统对文件系统中空闲区的管理通常采用成组链接法
在采用页式存储管理方案的系统中，管理空闲物理内存的方法：
空闲块链表位示图，空闲页面。
文件存储空间的管理方法：
空闲块表空闲块链表位示图成组链接法
61.设备独立层：
用于实现用户程序与设备驱动器的统一接口，设备命令，设备保护，设备分配与释放。
同时为设备管理和数据传送提供必要的存储空间。
62.8位机器数80H作为补码表示时，对应的十进制真值是-128.10000000-反-11111111-原-100000000（-128）
63.8086CPU工作在最大工作模式下，产生ALE，DEN,INTA等控制信号的芯片是8288
DEN控制信号：
CPU发出的数据传输有效控制信号。
64.指令周期总线=几个时钟周期
65.Pentium微处理器的结构被称超标量结构的原因是Pentium微处理器内部含有多条指令流水线和多个执行部件。
66.Pentium微处理器在保护模式下，段寄存器内存放的是段选择符。
Pentium微处理器在保护模式下，每个程序都拥有他自己的存储空间以及段描述符。
采用门描述符的作用：
控制访问的目标代码的入口点。
67.8086微机系统中，NMI中断的中断向量位置固定在00008H开始的4个单元中。
68.8259A的级联：
有8个中断源，当系统中断源超过8个时，就需要进行8259A的级联。
系统最多管理（）最多提供64（8*8）个中断。
级联的时候有一块主芯片，一个中断源可以控制一个从芯片。
中断数：
8*a-a+1（a为8259A的个数，a最大取9）
69.中断向量地址是指：
中断服务程序入口地址的指针。
中断向量是指：
中断服务程序入口地址。
70.8255A的端口A工作于方式2，端口B工作方式0时，端口C部分做联络线。
能实现双向传送功能的工作方式是方式2。
C端口也能进行数据传送工作。
C端口可以辅助控制A,B端口进行数据传送工作。
71.CPU可以对8253计数器执行读操作，其读到的是：
计数执行部件CE（减法计数器）的当前值。
72.在数据传送率相同的情况下，同步传输的字符传送速度高于异步传输的字符传送速度，原因是：
同步传输中所附加的冗余信息量少。
73.IEEE1284标准是：
计算机和打印机之间实现双向并行通信的标准。
IEEE1284标准的连接插座在打印机侧采用36针插座；
IEEE1284标准的连接插座在计算机侧采用25针插座。
74.适用于交互式操作系统的调度算法：
多级反馈队列，时间片轮转，高优先级优先
75.TS指令实现互斥的算法是：
测试变量锁的值。
如果为1，则重复执行本命令，不断重复测试变量的值；如果为0，则立即将变量测试值置为1，进入临界区；测试并设置指令是一条完整的指令，而在一条指令的执行中间是不会被中断的，保证了锁的测试和关闭的连续性；退出临界区时，将锁变量测试值设为0。
76.适合文件的随机存取的文件的物理结构有：
连续结构，索引结构，多级索引结构。
77.提高检索速度，节省存储空间的方法有软链接（仍旧使用原文件名或新文件名）
78.在设备分配中，预防死锁的策略：
建立SPOOLING系统，一次分配所有资源，有序分配资源，剥夺其他进程的资源。
79.随机存储器：
静态随机存储器依靠触发器原理存储信息
动态随机存储器依靠电容存储信息，需要定时刷新
动态随机存储器中的内容断电丢失
80.查询方式的特点：
适用于外设数目不多硬件电路简单数据传送前必须先进行状态查询I/O处理的实时性要求不高。
81.PCI（PeripheralComponentInterconnect外设部件互连标准）总线：
32位，支持即插即用功能地址线与数据线是复用的是一种独立于处理器的总线标准，可以支持多种处理器能提供地址和数据的奇偶校验功能。
82.可以作打印机接口：
RS-232Centronics接口USB接口
83.当存储器或外设速度比CPU的读写周期慢时，决定是否需要插入TW，8086CPU会在T3状态的前沿采样READY信号。
当8086CPU采样到READY=0时，CPU将插入等待周期。
当外设速度与CPU不匹配时，8086CPU需要在T4状态前插入Tw状态。
一个基本的总线周期由4个时钟周期T组成，在T1状态，CPU往总线AD15-AD0上发出的信号是地址信号。
84.EU（执行单元）：
8个通用寄存器（AXBXCXDXSIDISPBP）16位ALU16位标志寄存器数据暂存寄存器执行单元的控制电路
BIU（总线接口单元）：
20位地址加法器4个段寄存器（CSDSSSES）16位指令指针IP指令队列缓冲器总线控制逻辑电路
85.注意8086汇编语言中，一个字能表示有符合的范围是-32768<=n<=32767（总共16位有一位符号位有15位1024*32）
86.8259A可编程中断控制器的中断服务寄存器ISR用于：
标识正在处理中的中断（记录正在处理的中断请求信号）。
87.8253可编程定时/计数器的计数范围是：
1-65536
88.从计算机系统发展的角度来看，操作系统的主要作用是提供虚拟机和扩展机。
从开发者或用户的角度来看，操作系统的主要作用是提供系统调用。
从计算机应用角度来看，操作系统的主要作用是提供人机交互接口。
89.内存分配模块不可以同时共享。
90.既可以在内核态下运行又可以在用户态下运行的指令是：
置移位方向标志。
91.用户进程在实现系统调用时，可用于传递参数：
寄存器传递堆栈传递指令自带传递
92.运行状态-->阻塞状态一定会引起另一个进程状态的变化。
93.每个进程都有其相对独立的进程地址空间，如果进程在运行时所存在的地址超出其地址空间，则发生了地址越界。
94.页式存储管理：
逻辑地址连续，物理页面可以不相邻。
95.置换算法：
首次置换（地址排序），最佳置换（内存大小排序），最坏置换（内存大小排序），循环首次置换
96.对外存储设备的过程：
读状态→置数据→置地址→置控制→再读状态。
。
。
97.计算机操作系统中，设备管理的主要任务是：
通过接口技术为用户提供一致的系统调用。
缓冲区管理，设备分配，设备处理，虚拟设备（通过一台独占设备虚拟成多台逻辑设备），实现设备独立性。
98.计算机系统中拥有各种软件硬件资源，时钟中断属于不可重用资源。
99.创建进程的时机：
用户登录，系统初始化，用户系统调用，初始化批处理作业。
100.文件的存取控制和保护方法：
存取控制矩阵，用户权限表，口令或密码。
文件控制块中是打开文件时对文件访问管理而建立的文件访问控制结构
文件目录项里只是记录了文件存放的位置信息。
101.设备分配时常考虑：
设备固有属性，设备分配算法，设备的安全性，设备独立性。
不需要考虑设备分配的及时性。
102.一个指令周期包括几个机器周期，一个机器周期包括几个时钟周期
指令周期指一条指令从取出到执行结束的时间。
103.只读存储器可以读也可以写入。
104.Pentium采用描述符表的优点：
可大大扩展存储器空间可实现虚拟存储可实现多任务隔离
105.8086微机系统中断：
硬件中断分为非屏蔽中断和可屏蔽中断
可屏蔽中断需要执行2个中断响应总线周期
溢出中断向量的地址是固定的
软件中断是由用户使用INTn这样的指令形式自定义产生的。
内部中断又称软件中断，是由于执行INTn等指令、除法出错或者是进行单步操作引起的中断。
所以当CPU响应这类中断时，通过软件指令或者系统预定即可获得中断类型码。
106.总线异步传输方式相对于同步传输方式的特点是：
便于速度不同的设备间交换数据
需要“握手”信号协调通信双方
107.被零除属于异常而不是中断。
！
（软件引起的异常）
108.单核处理机中，处于运行状态的进程最多有一个，最少一个都没有。
处于就绪状态的最多有进程数-1！
！
109.为了保证计算机中临界资源的正确使用，进程在对临界资源访问前，必须首先调用进入区代码，然后执行临界区
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