嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)師考試試題與小結(jié)

引言

2007年11月3日參加了嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)師的考試，意外的考進(jìn)了全國(guó)50名。最近受導(dǎo)師所托，尋找這份試題和答案。而然在網(wǎng)上只能找到真題卻沒(méi)有發(fā)現(xiàn)答案。雖然《2007下半年試題分析與解答（全國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)與軟件專業(yè)技術(shù)資格（水平）考試指定用書(shū)）》這本書(shū)已經(jīng)出版，里面有這部分題目的分析和解答，但是我不打算為了這次而花40多塊錢(qián)買(mǎi)那本書(shū)。無(wú)奈之下，只有自己硬著頭皮做了一遍。盡管考試得了不錯(cuò)的成績(jī)，可是再一次在可以查閱資料的情況下做這份題目，卻花就幾乎一個(gè)下午。由此可見(jiàn)，知識(shí)這個(gè)東西，如果丟下一定的時(shí)間，就會(huì)慢慢被遺忘了。籍著這次機(jī)會(huì)，我將自己做題的分析過(guò)程和對(duì)考點(diǎn)的體會(huì)做了一個(gè)小小的總結(jié)。一方面提供一份不是標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)上參考答案，可以和標(biāo)準(zhǔn)答案對(duì)比一下，更希望的是和讀者進(jìn)行交流，指出提供答案的錯(cuò)誤，提高自己的水平。另外一方面或許能給正在準(zhǔn)備下一次嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)師考試的朋友一點(diǎn)小小的借鑒和幫助。

在我準(zhǔn)備嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)師的過(guò)程中，主要參考了下面三份官方的資料：

1、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)師考試大綱

2、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)師教程（以下簡(jiǎn)稱：《教程》）

3、2006年下面下半年嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)考試真題

在準(zhǔn)備階段的前期，先仔細(xì)研究一下考試大綱，明確考試的內(nèi)容和要求，可以大膽的猜測(cè)一下出題者思路，對(duì)大綱的內(nèi)容稍微分一下類，重點(diǎn)復(fù)習(xí)、一般復(fù)習(xí)、一般了解等等，見(jiàn)仁見(jiàn)智。嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)師的考試內(nèi)容太多，太廣泛了，包括嵌入式系統(tǒng)的一些基礎(chǔ)概念、計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)、數(shù)字邏輯電路基礎(chǔ)、微處理器原理和接口技術(shù)、嵌入式軟件設(shè)計(jì)、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的各種概念和相關(guān)理論、軟件設(shè)計(jì)和項(xiàng)目管理、需求分析和軟件測(cè)試、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和具體應(yīng)用等等。如果不對(duì)這些內(nèi)容進(jìn)行分類排序，在有限的時(shí)間內(nèi)要進(jìn)行全面的復(fù)習(xí)難度比較大。曾經(jīng)想把我的復(fù)習(xí)提綱和筆記整理出來(lái)供大家借鑒，可是發(fā)現(xiàn)自己實(shí)在太懶了。

就我這個(gè)的復(fù)習(xí)來(lái)說(shuō)，首先對(duì)2006年的考試真題進(jìn)行徹底的分析，每一道題目其實(shí)就是一個(gè)考點(diǎn)，對(duì)這些題目的提綱和選項(xiàng)進(jìn)行分析，根據(jù)這些內(nèi)容在《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)師教程》中，找到對(duì)應(yīng)的章節(jié)和出處，有些可能是教程外的，但是這些內(nèi)容是少數(shù)。對(duì)于75道題目，我們只要把握50道就可以通過(guò)了。因此，我覺(jué)得根據(jù)真題的考點(diǎn)和自己總結(jié)的重點(diǎn)，對(duì)《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)師教程》進(jìn)行研讀和分析，有時(shí)間的話可以多參考一些關(guān)于ARM、單片機(jī)和操作系統(tǒng)的內(nèi)容，我想這樣的復(fù)習(xí)應(yīng)該可以順利通過(guò)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)師的考試的。

在復(fù)習(xí)過(guò)程中，以《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)師教程》為主，要多看，反復(fù)的看。很多東西需要理解的記住，例如操作系統(tǒng)的的進(jìn)程調(diào)度、內(nèi)存地址的計(jì)算、程序變量的內(nèi)存分配、頁(yè)式存儲(chǔ)的虛擬地址和物理地址的計(jì)算等等，這些既是難點(diǎn)又是考試的重點(diǎn)，而然一旦你掌握了它的實(shí)現(xiàn)原理，那么無(wú)論題目怎么變換你都可以輕易對(duì)付的。第一遍通本細(xì)看，勾畫(huà)出相應(yīng)的重點(diǎn)；第二遍進(jìn)行研讀，記住一些必要?？嫉母拍睿斫庵匾墓ぷ髟淼鹊?，并將這些東西紀(jì)錄在一個(gè)筆記本上。在晚上睡覺(jué)前或者臨考的時(shí)候，把這些紀(jì)錄的重點(diǎn)反復(fù)復(fù)習(xí)（我覺(jué)得這個(gè)方法效果很好，效率很高）。接著就可以快速的復(fù)習(xí)《教程》中的內(nèi)容，一方面進(jìn)一步加強(qiáng)重點(diǎn)知識(shí)的復(fù)習(xí)，另外一方面在鞏固重點(diǎn)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，再慢慢掌握其他內(nèi)容。這樣一遍一遍，一次一次的看書(shū)復(fù)習(xí)，再研究研究真題，很自然你的考試水平就上去了。

言歸正傳，下面開(kāi)始紀(jì)錄我的做題過(guò)程。由于知識(shí)、時(shí)間和精力有限，如果發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，或者有值得交流的地方，盡可評(píng)論，也可以E我：ohy3686@163.com。

上午題（75道選擇題）

第1和2題：

在指令系統(tǒng)的各種尋址方式中，獲取操作數(shù)最快的方式是_(1)_。若操作數(shù)的地址包含在指令中，則屬于__(2)__方式。

（1）A. 直接尋址 B. 立即尋址 C. 寄存器尋址 D. 間接尋址

（2）A. 直接尋址 B. 立即尋址 C. 寄存器尋址 D. 間接尋址

[個(gè)人分析]：

尋址方式是衡量計(jì)算機(jī)性能的重要指標(biāo)之一。尋址方式的多少，直接反映了機(jī)器指令系統(tǒng)功能的強(qiáng)弱。尋址方式越多，其功能越強(qiáng)，靈活性越大。

直接尋址：直接在指令中給出操作數(shù)真實(shí)地址的尋址方式。在MCS-51中，操作碼后面的一個(gè)字節(jié)是實(shí)際操作數(shù)的地址。例如：MOV 65H, A 其指令代碼為：第一個(gè)字節(jié)（F5H）為操作碼，第二個(gè)字節(jié)（65H）為指令中給出的直接地址。執(zhí)行結(jié)果是把A中的內(nèi)容送到內(nèi)部的65H單元中。

立即尋址：由指令直接給出操作數(shù)的尋址方式。在MCS-51中，操作碼后面緊跟一個(gè)被稱為立即數(shù)的操作數(shù)。例如：MOV A, #65H 其執(zhí)行結(jié)果即使將立即數(shù)65H送到累加器A。

寄存器尋址：對(duì)由指令選定的工作寄存器進(jìn)行讀寫(xiě)操作。在MCS-51中，由指令操作碼字節(jié)的低三位指明所尋址的工作寄存器。例如：假設(shè)累加器A的內(nèi)容為10H，R3的內(nèi)容為4FH，則執(zhí)行指令MOV A, R3 其指令代碼為11101011，其中最低3位(011)為工作寄存器R3的地址。執(zhí)行結(jié)果是將累加器A的內(nèi)容變?yōu)?FH，R3里面的內(nèi)容不變。

間接尋址：主要有寄存器間接尋址和變址間接尋址。在MCS-51的寄存器間接尋址中，將指定的寄存器內(nèi)容為地址，由該地址所指定的單元內(nèi)容為操作數(shù)，指令中間接尋址寄存器前面用“@”表示前綴。例如：假設(shè)內(nèi)部RAM的65H單元內(nèi)容（47H）送到A，可以執(zhí)行指令：MOV A, @R0 其中R0的內(nèi)容為65H。

根據(jù)上述分析，獲取操作數(shù)最快的方式應(yīng)該是立即尋址，因?yàn)椴僮鲾?shù)就在指令當(dāng)中。而操作數(shù)包含在指令當(dāng)中的應(yīng)該是直接尋址。

[參考答案]：B、A

第3題：

系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間和作業(yè)吞吐量是衡量計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)。對(duì)于一個(gè)持續(xù)處理業(yè)務(wù)的系統(tǒng)而言， （3） ，表明其性能越好。

（3） A. 響應(yīng)時(shí)間越短，作業(yè)吞吐量越小 B. 響應(yīng)時(shí)間越短，作業(yè)吞吐量越大

C. 響應(yīng)時(shí)間越長(zhǎng)，作業(yè)吞吐量越大 D. 響應(yīng)時(shí)間不會(huì)影響作業(yè)吞吐量

[個(gè)人分析]：

響應(yīng)時(shí)間是指一個(gè)業(yè)務(wù)提交到處理的時(shí)間，這個(gè)時(shí)間越短越好；而吞吐量是指單位時(shí)間里面可以處理的業(yè)務(wù)量，這個(gè)指標(biāo)越大越好。

[參考答案]：B

第4和5題：

每一條指令都可以分解為取指、分析和執(zhí)行三步。已知取指時(shí)間t取指＝4△t，分析時(shí)間t分析＝3△t，執(zhí)行時(shí)間t執(zhí)行＝5△t。如果按串行方式執(zhí)行完100條指令需要 （4） △t。如果按照流水線方式執(zhí)行，執(zhí)行完100條指令需要 （5） △t。

（4）A. 1190 B. 1195 C. 1200 D. 1205

（5）A. 504 B. 507 C. 508 D. 510

[個(gè)人分析]：

主要考查流水線技術(shù)的理解，在《教程》的23頁(yè)有相關(guān)的分析。在2006年的考卷中，第3題考查了相同的考點(diǎn)。

按照串行的方式，執(zhí)行完一條指令才能執(zhí)行下一條指令，那么執(zhí)行完100條指令的時(shí)間為：（4＋3＋5）×100＝1200

按照流水線的方式，可以同時(shí)執(zhí)行多條指令。在第一條指令進(jìn)行分析的時(shí)候，第二條指令已經(jīng)開(kāi)始取指；當(dāng)?shù)谝粭l指令進(jìn)行執(zhí)行的時(shí)候，第二條指令進(jìn)行分析，第三條指令取指；當(dāng)?shù)诙l指令進(jìn)行執(zhí)行完的時(shí)候，第三條指令已經(jīng)分析完成。依此類推，當(dāng)?shù)谝粭l指令完成之后，每一個(gè)執(zhí)行的周期就可以完成一條指令。因此，我們可以計(jì)算得100條指令的執(zhí)行時(shí)間為：（4＋3＋5）＋（100－1）×5＝507

[參考答案]：C、B

第6題：

若內(nèi)存地址區(qū)間為4000H～43FFH，每個(gè)存貯單元可存儲(chǔ)16位二進(jìn)制數(shù)，該內(nèi)存區(qū)域用4片存儲(chǔ)器芯片構(gòu)成，則構(gòu)成該內(nèi)存所用的存儲(chǔ)器芯片的容量是 （6） 。

（6）A. 512×16bit B. 256×8bit C. 256×16bit D. 1024×8bit

[個(gè)人分析]：

主要考查內(nèi)存硬件地址安排的內(nèi)容。對(duì)于嵌入式系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)相當(dāng)重要的內(nèi)容，幾乎每個(gè)嵌入式系統(tǒng)都需要進(jìn)行FLASH和SDRAM的擴(kuò)展，這就需要對(duì)內(nèi)存地址的安排相當(dāng)熟悉了。在2006年考卷中，第1題就考查了這方面的內(nèi)容。

首先計(jì)算內(nèi)容空間的大?。?3FFH-4000H=3FFH，其大小為1024×16bit

接著計(jì)算存儲(chǔ)芯片的容量：(1024×16bit)/4=256×16bit=512×8bit

根據(jù)選項(xiàng)提供的內(nèi)容，只有256×16bit符合提綱的要求。

[參考答案]：C