嵌入式软件技术概论习题集答

1、嵌入式软件技术概论习题集参考答案一. 单选题（每小题1分，共10分）1.C 2.A 3.B 4.C 5.D 6.A 7.D 8.C 9.B 10.A11.C 12.C 13.C 14.B 15.A 16.B 17.B 18.A 19.D 20.D21.A 22.A 23.B 24.C 25.C 26.D 27.D 28.A 29.B 30.B31.A 32.C 33.C 34.B 35.D 36.A 37.D 38.D 39.B 40.C41.D 42.A 43.C 44.A 45.D 46.B 47.D 48.B 49.A 50.C51.D 52.D 53.B 54.A 55.C 56.A

2、57.B 58.C 59.B 60.C61.B 62.C 63.B 64.B 65.A 66.D 67.A 68.D 69.A 70.C71.A 72.C 73.B 74.D 75.D 76.A 77.A 78.D 79.B 80.B二. 填空题 (每空1分, 共10分)1.嵌入性 2.最终用户3.数据Cache 4.数字信号处理器（或DSP）5.数据寄存器 6.编码阶段7.数据结构 8.非实时操作系统9.异构模拟器 10.外部模式11.专用性 12.独立硬件开发商13.指令Cache 14.数字信号15.地址寄存器 16.构建阶段17.算法 18.实时操作系统19.同构模拟器 20.内部模式

3、21.资源受限 22.独立软件开发商23.寄存器 24.数字信号处理器25.浮点寄存器 26.部署阶段27.等效原则 28.用户线程29.硬件缺陷 30.194631.软实时 32.系统集成商33.微处理器 34.板级支持包35.常数寄存器 36.运行阶段37.有效原则 38.内核线程39.编译器自动优化 40.寄存器41.硬实时 42.操作系统提供者43.存储器 44.BSP45.片总线 46.编译47.经济原则 48.文件系统49.外界环境干扰 50.高速缓存51.实时性 52.设备制造商53.输入输出模块 54.共享目标文件55.内总线 56.链接57.实时性 58.互斥59.Debug

4、 60.主存储器61.确定的 62.芯片制造商63.总线 64.目标文件65.外总线 66.定址67.可靠性 68.公平69.Release 70.本机外存71.可测的 72.板级支持包（或BSP）73.机器语言 74.网络文件系统75.位置 76.打包77.高效性 78.互斥79.开发 80.远程外存三. 判断改错题 (每小题1分, 共20分)1.×，嵌入式系统的硬件核心部分是微处理器。2.×，人机接口是用户接口的一种。3.×，Linux的分布式文件系统是NFS。4.5.×，键盘是输入设备。6.7.×，汇编语言是低级语言。8.×，g

5、cc是一种编译工具。9.10.11.×，嵌入式系统的硬件核心部分是微处理器。12.13.×，Windows Server的分布式文件系统是DFS。14.×，程序计数器是用来保存下一条要执行的指令的地址的寄存器。15.×，鼠标是输入设备。16.17.×，DM全称是Development Machine。18.×，gcc是一种编译工具。19.×，软件调试的目的是找出嵌入式系统软件存在的问题。20.21.×，嵌入式系统的硬件核心部分是微处理器。22.×，I/O接口是系统接口的一种。23.24.25.26.27.

6、×，OS全称是Rea Time Operating System。28.×，JFlash是一种烧写工具。29.×，代码压缩技术得到的输出序列是不可以直接运行的。30.×，在线仿真器可以分为内部模式、外部模式。31.×，世界上第一台计算机研制成功的年代是1946年。32.×，CAN总线接口是系统接口的一种。33.34.×，Flash Memory与ROM相比最大的好处是可以擦写。35.×，麦克风是输入设备。36.37.38.×，VMWare是一种模拟仿真工具。39.40.×，在线仿真器的内部模式又

7、称为单片模式。41.×，世界上第一台计算机诞生在美国。42.43.×，常数寄存器是专门用来保存只读的数值的。44.×，ROM中的信息内容断电后能够永久保存。45.×，打印机是输出设备。46.×，C语言可以用来做为嵌入式程序开发。47.48.49.50.×，在线仿真器的单片模式又称为内部模式。51.52.×，嵌入式系统的资源是受限的。53.×，栈地址寄存器指向内存中栈的顶端。54.×，Cache更新主内存的方式有直写和回写两种。55.×，扫描仪是输入设备。56.×，Ada语言可以用来做为

8、嵌入式程序开发。57.58.×，CETK是一种测试工具。59.×，进程同步是进程之间的直接相互作用。60.61.62.×，OS的中文意思是操作系统。63.64.65.×，投影仪是输出设备。66.×，汇编语言可以用来做为嵌入式程序开发。67.×，运行速度优化首选的技术是算法和数据结构。68.69.×，进程互斥是进程之间的间接性作用。70.71.72.×，计算机能直接识别和执行的指令是二进制编码的。73.×, RAM中的数据在系统断电时会全部丢失。74.×，Cache更新主内存的方式有直写和回写两种

9、。75.×，扫描仪是输入设备。76.×，Java语言可以用来做为嵌入式程序开发。77.78.×，经过调试没有错误的程序，不一定是正确的程序。79.80.×，编译器自动优化可以提高代码的质量或缩小代码的体积。四. 名词解释 (每小题3分, 共15分)1. RTOS全称是Real Time Operating System（2分），即实时多任务操作系统（1分）。2. EMPU全称是Embedded Micro Processor Unit（2分），即嵌入式微处理器（1分）。3. PIC全称是Programmable Interrpt Controller（2

10、分），即中断控制器（1分）。4. DM全称是Development Machine（2分），即开发机（1分）。5. VFS全称是Virtual File System(2分)，即虚拟文件系统（1分）。6. OS全称是Operating System（2分），即实时多任务操作系统（1分）。7. EMU全称是Embedded Micro-controller Unit（2分），即嵌入式微控制器（1分）。8. DMA全称是Direct Memory Access（2分），即直接存储器存取（1分）。9. COFF全称是Common Object File Format（2分），即通用目标模式（1分）。

11、10. SoPC全称是System on Programmable Chip(2分)，即可变成单芯片系统（1分）。11. IEE全称是Institution of Electrical Engineers（2分），即英国电气工程师学会（分）。12. BSP全称是Borad Support Package（2分），即板级支持包（1分）。13. ARM全称是Advanced RISC Machines（2分），即高级RISC设备（1分）。14. ELF全称是Executable and Linking Format（2分），即可执行连链接格式（1分）。15. ICE全称是In-Circuit Em

12、ulator(2分)，即在线仿真器（1分）。16. IEE全称是Institution of Electrical and Electronics Engineers（2分），即美国电气与电子工程师学会（1分）。17. DDR全称是Double Data Rate（2分），即双倍数据传输（1分）。18. ABI全称是Application Binary Interface（2分），即应用程序二进制接口（1分）。19. VFS全称是Virtual File System(2分)，即虚拟文件系统（1分）。20. GDB全称是GNU Debugger(2分)，即GNU调试器（1分）。21. API全

13、称是Application Programming Language（2分），即程序变成接口（1分）。22. RAM全称是Random Access Memory，即随即存储器（1分）。23. SOF全称是Shared Objects File（2分），即共享目标文件（1分）。24. BLOB全称是Boot Loader Object(2分)，是一款功能强大的Boot Loader（1分）。25. ISE全称是Instruction Set Emulator(2分)，即指令模拟器（1分）。26. SoC全称是System on Chip（2分），即单芯片系统（1分）。27. ROM全称是Rea

14、d Only Memory，即只读存储器（1分）。28. TM全称是Target Machine（2分），即目标机（1分）。29. MMU全称是Memory Management Unit(2分)，即存储单元管理器（1分）。30. JIT Compiled全称是Just in Runtime Compiled(2分)，即运行时编译（1分）。31. BLOB全称是Boot Loader Object(2分)，是一款功能强大的Boot Loader（1分）。32. GDB全称是GNU Debugger(2分)，即GNU调试器（1分）。33. RTOS全称是Rea Time Operating Sy

15、stem（2分），即实时多任务操作系统（1分）。34. BSP全称是Borad Support Package（2分），即板级支持包（1分）。35. DMA全称是Direct Memory Access（2分），即直接存储器存取（1分）。36. IEE全称是Institution of Electrical Engineers（2分），即英国电气工程师学会（1分）。37. DDR全称是Double Data Rate（2分），即双倍数据传输（1分）。38. ARM全称是Advanced RISC Machines（2分），即高级RISC设备（1分）。39. ICE全称是In-Circuit E

16、mulator(2分)，即在线仿真器（1分）。40. DFS全称是Distributed File System（2分），即分布式文件系统（1分）。五. 简答题 (每小题5分, 共15分)1. 典型的嵌入式系统由2部分组成（1分）： 嵌入式硬件，包括处理器、存储器、总线、外部设备、IO端口、以及各种控制器（2分）； 嵌入式软件，包括嵌入式操作系统和各种应用程序（2分）。2. 影响嵌入式软件调试的因素主要包括3个： 硬件缺陷（2分）；编译器自动优化（2分）；外界环境干扰（1分）。3. 调度通过在进程之间切换CPU来提高计算机的实际使用效率（2分）；其目的就是在任何时候都使得有一个进程在运行，从而

17、使CPU使用率最大化（3分）。4. 嵌入式程序优化遵循三个原则：（1分）：等效原则（2分）；有效原则（1分）；经济原则（1分）。5. Boot Loader主要有3个功能（1分）： 初始化目标硬件设备（2分）；控制启动过程（1分）；下载并执行操作系统映像（1分）。6. GDB调试器提供4个基本功能（1分）：启动程序（1分）；在断点处暂停程序（1分）；在程序暂停时，可以检查程序中所发生的事情（1分）；动态改变程序的执行环境（1分）。7. 嵌入式操作系统有4个主要功能：（1分）：处理机管理（1分）；同步（1分）；内存管理（1分）；文件系统（1分）。8. 指令集模拟器按体系架构分2类（1分）： 同构

18、模拟器（1分），指在某种体系架构的处理器之上，使用软件模拟出另外一个与自己相同的虚拟机（1分）；异构模拟器（1分），在一种体系架构的处理器之上，模拟另外一种处理器的执行（1分）。9. 嵌入式系统有4个发展阶段（1分）：无操作系统阶段（1分）；简单操作系统阶段（1分）；实时操作系统阶段（1分）；面向Internet阶段（1分）。10. 线程主要优点有4个：（1分）：响应度高（1分）；资源共享（1分）；经济（1分）；多处理器体系结构的利用（1分）。11. 绝大多数软件系统在开发时都会同时维护Debug和Release两个版本（1分）： Debug版本是未经编译器优化的版本（1分），主要用于调试（1

19、分）；Release版本是经过编译器优化后的版本（1分），主要作为最终版本发布（1分）。12. 按照总线的位置，总线可分为3类：片总线，用于芯片一级的互联（1分）；内总线，用于插件板一级的互联（1分）；外总线，用于设备一级的互联（1分）；13. 从层次化的角度来看，嵌入式系统可以分为4层：（1分）：硬件层（1分）；中间层（1分）；软件层（1分）；功能层（1分）。14. 进程与程序的区别主要有3点： 进程是动态的，程序是静态的（2分）；进程有创建、执行及结束这个完整的生命周期，而程序只是一个文件（1分）；一个程序可以对应多个进程，而一个进程只能对应一个程序（2分）。15. 开发机与目标主要有4点

20、不同（1分）：体系结构不同（1分）；处理能力不同（1分）；运行的操作系统不同（1分）；输入输出方式不同（1分）。16. 嵌入式系统减少功耗主要从两个方面入手（1分）：在嵌入式系统硬件设计的时候，尽量选择功耗比较的芯片，并把不需要的外设和端口都去掉（2分）；嵌入式软件系统在对功能性能进行的同时，也需要对功耗作出必要的优化，尽可能节省对外设的使用从而达到省电的目的（2分）。17. 专用寄存器分为5类： 数据寄存器（1分）；地址寄存器（1分）；常数寄存器（1分）；浮点寄存器（1分）；向量寄存器（1分）。18. 比较CPU算法的准则有4点（1分）：CPU使用率（1分）；吞吐量（1分）；周转时间（1分）

21、；等待时间（1分）。19. 从软件的架构层次来看嵌入式软件系统模型共有3类（1分）：没有OS和BSP的模型（2分）；有OS没有BSP的模型（1分）；有OS和BSP的模型（1分）。20. 进程在运行时的5个状态： 1、新的（1分）；2、运行（1分）；3、等待（1分）；4、就绪（1分）；5、终止（1分）。21. 低功耗优化的原则是：尽量减少处理器和外设的工作时间（3分），当不需要某个外设或不需要处理区运算的时候，尽可能把处理器和外设功耗调低或者关闭（2分）。22. DSP器件的特点主要有6个：在单指令周期内完成乘加运算（1分）； 高速的运算能力（1分）； 一般采用哈佛结构和流水线设计（1分）； 芯

22、片具有满足数字信号算法特殊要求的功能（1分）； 数据交换能力高（0.5）； 支持并行处理指令（0.5）。23. 轮询主要有2个特点（1分）： 外设的接口电路中需要包括反映当前状态的电路，而且CPU可以通过其端口读取状态信息（2分）；交换数据前，先查询外设的状态，如果外设没有准备好，则程序重复检查外设状态，直到外设已经准备就绪（2分）。24. 嵌入式操作系统有4个主要功能：（1分）：处理机管理（1分）；同步（1分）；内存管理（1分）；文件系统（1分）。六. 论述题 (每小题10分, 共30分)1. 外设寄存器又称为“I/O端口”（1分），处理器对外部设备的访问，就是通过对外设寄存器读写完成的（2

23、分）；外设寄存器分为3种（1分）： 控制寄存器（1分），用来控制外设行为（1分）； 状态寄存器（1分），用来指示外设的当前状态（1分）； 数据寄存器（1分），用来存储外设用到的数据（1分）。2. 嵌入式程序优化遵循三个原则：等效原则、有效原则、经济原则（3分）； 嵌入式程序优化分为3类：（1分）1、运行速度优化（1分），在充分掌握软硬件特性的基础上，通过应用程序结构调整等手段，来缩短完成指令任务所需的运行时间；（1分）2、代码尺寸优化（1分），在能够正确实现所需功能需求的前提下，尽可能减小程序的代码量（1分）； 3、低功耗优化（1分），在满足需求的前提下，运行时尽可能少的的消耗硬件资源，以达到

24、节能降耗的目的（1分）。3. 文件系统提供了在线存储和访问包括数据和程序在内的文件内容的机制（2分）： 嵌入式操作系统中的文件系统共分为4各层次： 1、I/O控制层（1分），为文件系统的最低层，实现内存与磁盘间的信息转移（1分）； 2、基本文件系统层（1分），向适合的设备驱动程序发送指令，以完成对磁盘上的物理块进行读写（1分）； 3、文件组织模块层（1分），将逻辑块地址转换成基本文件系统所用的物理块地址（1分）； 4、逻辑文件系统层（1分），管理元数据（1分）。4. 从软件的架构层次来论述嵌入式软件系统模型共有3种（1分）：1、没有OS和BSP的模型（1分），这种模型没有操作系统的概念，在硬件

25、层上直接是应用程序，应用程序是高度硬件相关的，直接与硬件打交道（2分）； 2、有OS没有BSP的模型（1分），这种模型有嵌入式操作系统负责与硬件交互、管理资源，应用程序利用操作系统的API和库间接与硬件打交道（2分）； 3、有OS和BSP的模型（1分），这种模型在操作系统与硬件层之间多了一层BSP，BSP负责与硬件交互（2分）。5. 层次化的存储模型中一般有5中存储器： 1、寄存器，一般位于处理器内部，速度最快，容量最小（1分），一般4-64B（1分）； 2、高速缓存，一般位于处理器和主存储器之间（1分），一般10-1000KB（1分）；3、主存储器，即通常所说的内存（1分），一般10-100

26、0MB（1分）；4、本地外存，一般指在机器上的区别与内存的存储器，此存储器上的数据不能直接被处理器使用，必须先送入内存，然后再提交给处理器(1分)，一般10-1000GB（1分）； 5、远程外存，一般指通过网络与本机互联的外部存储设备（1分），一般1TB到无穷大（1分）。6. 代码尺寸优化一般有3中途径（1分）： 1、基于指令集的代码尺寸优化（2分），即根据具体的处理器的指令集进行相关代码的优化（1分）；2、代码压缩技术（1分），即通过对代码进行重新编码，以减少输出序列的形式（1分），但是这个序列是不可以直接运行的（1分）；3、代码编写技巧（1分），即采用各种代码编写的技巧和方法（1分），比如

27、尽量删除不必要的全局变量位操作、不改变的变量尽量申明为常量等等（1分）。7. 所谓物理内存直接寻址是指，在进行硬件设计的时候，把处理器的地址总线直接与主存储器相连，处理器就可以通过地址总线对主存储器中的数据进行访问（2分）； 使用物理地址的弊端主要有4点：1、在使用物理地址寻址的情况下，处理器可以使用的实际内存数量就是物理内存的总量（1分），如果想访问更多的内存地址，只有增加物理内存数量（1分）； 2、在物理内存情况下，处理器对所有内存的访问权限是一致的（1分），物理内存中的所有代码、数据等信息的读写权限都是一样的（2分）； 3、如果在多任务的情况下，物理寻址也无法为每个独立的任务提供相应的保

28、护机制（1分），因为所有的任务是运行在同一个地址空间内（1分）；4、物理内存寻址方式下的内存，无法按照随需的原则来使用（2分）。8. 运行速度优化的主要方法如下： 1、采用好的算法和数据结构（1分），高效算法与恰当的数据结构可以使应用程序获得更高的优化性能（1分），比如二分发查找比顺序查找要高效，递归的时间效率和空间效率都比较差（1分）； 2、减小运算强度（1分），在程序中尽量不要进行复杂的运算，比如浮点数的开放等（1分）；对于耗时、耗资源的运算，可以采用空间换时间的方法（1分）；多使用移位和自增指令（1分）；3、采用循环优化和函数优化（1分），对于不需要循环变量参加的语句，放到循环外（1分）

29、，对于循环条件的尽量减少判断（1分）。9. 基本的计算机的体系结构主要由4部分组成： 1、微处理器（1分），从内存中获取机器语言指令、编译、执行（1分），根据指令代码管理自己的寄存器（1分），根据指令或自己的需要修改内存内容（1分），响应其它硬件的中断请求（1分）；2、存储器，用来存储指令和数据（1分）；3、输入输出模块（1分），负责在处理器、存储器和外部设备之间交换数据（1分）；4、系统总线（1分），为处理器、存储器和输入输出模块提供数据、控制等信号通道和传输的设施（1分）。10. 复杂的嵌入式软件系统架构模型由4部分组成：1、板级支持包（1分），介于开发板硬件和操作系统之间的一层软件抽象，

30、主要目的是抽象操作系统对硬件的操作（1分）； 2、操作系统（1分），统一管理硬件资源的软件系统（1分）； 3、应用编程接口（1分），是操作系统提供给应用程序的编程接口（1分）；4、应用程序（1分），位于最顶层，负责系统功能和业务逻辑的实现（1分）；这种模型在操作系统与硬件之间，又增加了一层BSP，由BSP直接与硬件交互，这样嵌入式操作系统的代码变成了与硬件无关的代码（1分），提高了程序的移植性，方便嵌入式系统跨平台移植（1分）。11. 常见的特殊目寄存器一般有3种（1分）： 1、程序计数器（1分），用来保存下一条要执行的指令的地址（1分），处理器在要执行一条指令之前，会从程序的计数器指示的内存

31、地址处进行取值（1分）； 2、栈地址寄存器（1分），指向内存中栈的顶端（1分），当使用压栈指令进行压栈操作的时候，栈地址寄存器的值会自动减少，当使用退栈指令从栈中取数据的时候，栈地址寄存器的值会自动增加（1分）；3、状态寄存器（1分），一般包含各种状态位（1分），以反映处理器的当前状态（1分）。12. 嵌入式软件开发构建阶段的主要任务是把代码转换成可以在嵌入式硬件上执行的程序（2分），主要有3个步骤： 1、编译（1分），把人类可读可读的语言所编写的程序，翻译成特定处理器上等效的一系列操作码（1分），即目标文件（1分）；2、链接（1分），把第一步产生的所有目标文件链接成一个目标文件，即可重定位程

32、序（1分），并进行符号管理（1分）；3、定址和打包（1分），把第二步得到的可重定位程序整合成一个可以在嵌入式系统上运行的二进制映像文件（1分）。13. 软硬件协同设计的大致流程有4步（1分）：1、用HDL语言和C语言进行系统描述并进行模拟仿真和系统功能验证（2分）； 2、对软硬件实现功能进行划分（1分），分别用语言进行设计并将其综合起来进行功能验证和性能预测等仿真确认（2分）； 3、如果没有问题，则进行软件和硬件详细设计（2分）；4、最后进行系统测试（2分）。14. 常见的Cache更新主内存的方式主要有2种： 1、直写（1分），即CPU在向Cache写入数据的同时，也把数据写入主内存，以保持

33、Cache和主内存中相应单元数据的一致性（2分）；优点是简单可靠（1分），缺点是速度慢（1分）； 2、回写（1分），即CPU只向Cache写入，并用标记加以注明，直到Cache中被写过的块要被进入的信息块取代时，才一次性的写入主内存（2分）；优点是速度快（1分），缺点是结构复杂（1分）。15. 嵌入式软件开发包括4个阶段： 1、编码阶段（1分），把系统的需求和设计转变成某种语言的实现（2分）；2、构建阶段（1分），把代码转换成可以在嵌入式硬件上执行的程序（2分）；3、部署阶段（1分），把可执行的运行是映像或可执行文件部署到嵌入设备上（1分）；4、运行阶段（1分），即运行、使用部署到嵌入式设备上

34、的程序（1分）。16. 复杂的嵌入式软件系统由四层构成，由底到上分别为：1、板级支持包（1分），为了抽象操作系统对硬件的操作，从而可以使操作系统的代码与硬件无关（1分）； 2、操作系统（1分），是统一管理资源的软件系统（1分），把诸多的硬件功能进行抽象，以服务的形式提供给应用程序（1分）； 3、应用编程接口（1分），是操作系统提供给应用程序的编程接口（1分）；4、应用程序（1分），位于最顶层（1分），负责系统功能和业务逻辑的实现（1分）。17. ELF全称Executable and Linking Format（2分），即可执行链接格式（1分），作为应用程序二进制接口的一部分（1分），主要包

35、括三种格式： 1、可重定位文件（1分），有编译器和汇编器创建，在运行前需要由链接器处理（1分）； 2、可执行文件（1分），完成了所有的重定位工作和符号解析（1分）； 3、共享目标文件（1分），就是共享库，即包括链接器所需要的符号信息，也包括运行时可以直接执行的代码（1分）。18. 进程在运行时有5个状态： 1、新的（1分），表示进程正在被创建（1分）；2、运行（1分），表示指令正在被执行（1分）；3、等待（1分），表示进程在等待一定事件的出现（1分）；4、就绪（1分），表示进程正在等待被分配给某个处理器（1分）；5、终止（1分），表示进程已经完成执行（1分）。19. DSP的广义理解，译为数字信号处理（1分），信号的分析和更改是经由一顺序分开以代表此信号的数字化格式的信号，通常此类的处理需要大量的数学运算（1分）； DSP的狭义理解，译为数字信号处理器（1分），即针对数字信号处理而发展出的处理器（1分）； DSP器件的特点主要有6个：1、在单指令周期内完成乘加运算（1分）； 2、高速的运算能力（1分）； 3、一般采用哈佛结构