第一篇：軟考系統架構設計師下午試題加答案(三)

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軟考系統架構設計師下午試題加答案

（三）2016年下半年軟考系統架構設計師考試將于11月12日舉行。大家都準備好了嗎？下面由希賽小編為大家整理了一些系統架構設計師試題，希望對大家有所幫助。

試題五

閱讀以下關于數據庫系統架構方面的敘述，根據要求回答問題。

[說明]

隨著政府職能的轉型，XX行業職能主管部門(國家相關部委、各省、市的相關廳、局、委等)機構日趨精簡，但隨著國家現代化的發展，業務量反而越來越大。

為保證本行業管理工作的質量和效率，提高對宏觀經濟管理與決策的支持能力和對社會公眾的公共服務能力，該行業主管部門委托MBI軟件開發公司開發一個XX行業宏觀經濟數據庫管理系統。通過統計業務系統和相關部委自身的行業系統的信息化建設，提高各自核心業務的應用能力和管理水平，特別是數據中心的建設，對基礎業務信息實施有效管理和有效利用；通過宏觀經濟數據庫應用系統建設，建立起包括宏觀經濟管理決策支持和宏觀經濟基礎信息的發布查詢等在內的支撐子系統；通過存儲備份系統(現場級)的建設，為本行業宏觀經濟基礎信息資源實施安全、可靠的技術管理。

13、[問題1]

由于對政府數據的需求是多層次的，從而也要求政府部門信息系統具有較豐富的層次。但是，隨著系統結構、層次的增多，層次間的界限越來越模糊，信息系統建設及維護的成本也就越高。結合你的系統架構經驗，請用500字以內

系統架構設計師http:// 的文字簡要討論基于數據庫(DB.、數據倉庫(DW)和操作數據存儲(ODS)技術的政府信息系統的各自特點。

14、[問題2]

元數據庫的建設與管理是數據倉庫概念下數據中心工作模式中的重要環節，它關系到整個數據中心系統的結構和運行。結合你的系統架構經驗，請用400字以內的文字簡要說明元數據庫系統所定義和管理的處理包括哪些內容。

15、[問題3]

該行業主管部門對待建的數據庫應用系統提出了明確的審計要求，要求保留5年左右的審計跟蹤信息。MBI公司的架構師老張建議，直接在待建的數據庫中插入審計跟蹤信息以滿足這一應用需求，架構師老郭則建議采用按月分區(Partitioning)和段空間壓縮技術來滿足這一應用需求。請用400字以內的文字簡要說明這兩種數據庫審計方案的基本原理。

參考答案

13、隨著電子政務建設的發展和外部競爭壓力的增加，政府對于信息系統決策支持性能的需求也在逐步提高。由于對政府數據的需求是多層次的，從而也要求政府部門信息系統具有較豐富的層次。但是，隨著系統結構及層次的增多，層次間的界限越來越模糊，信息系統建設及維護的成本也就越高。

盡管基于數據庫(DB)的系統、基于數據倉庫(DW)的系統和基于操作數據存儲(ODS)的系統在軟件供應商及開發商那里，一般是組合提供，特別是廣義的數據倉庫一般都包含ODS和DW，但有必要對三者進行比較。

(1)基于DB的政府信息系統。此類系統是面向應用和聯機事務處理的，其處理的數據是當前各分散業務的微觀數據，如不經過特定的集成開發，一般不能

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提供集成、統一的數據環境，數據共享程度低，不能將各業務數據之間的內在關聯關系等信息發掘出來，只能滿足業務操作使用，不能提供決策支持環境。

(2)基于DW的政府信息系統。此類系統主要是面向分析、高層決策支持的，能夠提供集成、統一和面向主題的數據環境。高數量級的數據源是建立數據倉庫的基礎，如果系統內部沒有積累足夠數量或年限的數據(一般需要100萬條記錄或5～10年的數據)，那么數據倉庫的應用和投資將很難見效；同時由于追求高層決策能力最終會導致系統的使用率降低。而目前，政府信息系統在系統建設規模、及時的OLAP應用和數據要求等方面，都還沒有完全具備采用完整的應用數據倉庫方案的條件。因此，目前數據倉庫系統并不一定是最佳方案。

(3)基于ODS的政府信息系統。ODS是基于數據倉庫所提出的面向主題的全局一致數據環境概念，為電子政務建設提供了多層次的信息處理環境，并建立起DB—ODS—DW3層體系結構，能最大限度地保護原有投資。其中，ODS作為一個中間層，一方面包含全局一致的、微觀的和當前(或接近當前)的數據，可以進行全局聯機操作型處理；另一方面，它是一種面向主題的、集成的數據環境，且數據量小，適用于輔助完成日常決策的數據分析處理。目前，各級政府大都已經建立了較為完善的數據庫應用系統，如果要完全放棄這些應用系統，需要很大的重復投資。所以從這些成功的應用系統中抽取數據來建立ODS，并最終形成一個完善的應用體系結構的技術路線更為可行。因此，當前政府信息系統的最佳選擇是ODS解決方案。

14、元數據庫系統是指基于國際標準和國家標準的統計數據及技術標準的元數據庫系統。在本項目中，元數據庫負責定義和描述宏觀經濟數據庫中宏觀經濟數據和相關技術標準信息，主要包含關于信息屬性、數據結構、應用環境、處

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理過程、流程控制和用戶角色等定義描述信息。其中，數據結構包括與數據抽取相關的原始業務數據結構和數據中心內各類數據存儲的結構，同時也包括元數據自身的數據存儲結構；應用環境主要涉及數據中心運行所涉及的各類主機的相關信息，包括邏輯主機定義，以及數據存儲主機、核心應用主機和Web應用主機等；處理過程定義是指諸如處理對象、處理邏輯和執行者定義等；流程控制定義是指定義各個處理過程的運行次序和相互依賴關系；用戶角色定義主要包括用戶注冊、身份認證、使用權限及維護權限管理等。

15、對于架構師老張的建議，一般在數據庫中只是插入審計跟蹤信息。審計跟蹤數據在正常操作期間(不管是OLTP還是數據倉庫)從不獲取，主要作為一種事后證據存放在磁盤上，占據一定甚至很大的磁盤空間，而且必須每個月或每年(或者間隔固定的一段時間)對其凈化或歸檔。

對于架構師老郭的建議，分區(Partitioning)是將一個表或索引物理地分解為多個更小、更可管理的部分。就訪問數據庫的應用而言，邏輯上只有一個表或一個索引，但在物理上這個表或索引可能由數十個物理分區組成。每個分區都是一個獨立的對象，可以獨自處理，也可以作為一個更大對象的一部分進行處理。例如，按月對審計跟蹤信息分區的方法是，在第一個業務月中，只是向分區表中插入審計信息，這個月結束后，向表中增加一個新的分區，以容納下個月的審計信息并將上一個月的分區從可讀寫表空間移動到一個只讀的表空間中。采用這種方式，就可以一個月備份一次該只讀表空間。由于該項目要求保留5年左右的審計跟蹤信息，因此表空間的創建內容包括當月審計信息表空間、當年歷史審計信息表空間和歷年審計信息表空間。其中，歷年審計信息表空間為一年一個表空間。各個表空間的作用如下。

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(1)當月審計信息表空間：一個當前在線的讀寫表空間，像系統中每一個正常表空間一樣得到備份。審計跟蹤信息不會被壓縮，只是向其中插入當前月份的審計跟蹤數據。

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

(3)歷年審計信息表空間：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存儲介質上。如果出現介質故障，只需進行備份恢復即可。段空間壓縮技術主要用于當年歷史審計信息表空間和歷年審計信息表空間中，對數據進行壓縮，以減少磁盤占用的空間，從而減少備份的工作量。利用分區和段空間壓縮技術，數據庫審計不僅是可以忍受的，而且很容易管理，并且將占用更少的存儲空間。在許多系統中，單個最大的數據集就是審計跟蹤數據。如果可以從每天的備份中去掉某些或全部審計跟蹤信息，可能會帶來顯著的差別。

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第二篇：軟考系統架構設計師下午試題加答案(一)

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軟考系統架構設計師下午試題加答案

（一）2016年下半年軟考系統架構設計師考試將于11月12日舉行。大家都準備好了嗎？下面由希賽小編為大家整理了一些系統架構設計師試題，希望對大家有所幫助。

試題一

閱讀以下軟件架構設計的敘述，根據要求回答問題。[說明]某大型電子商務企業的主要業務之一是網上書城，其主要功能是通過Internet為用戶提供各種圖書信息的在線查詢、瀏覽及訂購相關圖書等多種服務。PH軟件公司承接了該大型網上書城系統的升級改造開發任務。該軟件公司的領域專家對需求進行深入分析后，得到的部分系統需求如下。

1用戶可能頻繁地進行書目查詢操作，網上書城需要返回眾多符合條件的書目并且分頁顯示，而且可能每次查詢的內容都不一樣。

2網站管理員需要批量對相關書目信息進行修改，并且將更新信息記錄到數據庫。

3隨著該網上書城知名度的不斷提升，每天的業務量非常多，網站的用戶訪問量越來越大，因此對業務有持續性要求，且要求有限的資源更加合理地規劃和使用。

4隨著該企業業務規模的不斷擴展，網上書城并購了多家其他同類的網上書城，需要將后臺異構數據庫系統進行整合。

該軟件公司的系統架構師經過多方的研究和論證，集體提出了采用層次式架構風格設計該大型網上書城系統，包括表現層、業務邏輯層和數據訪問層。

1、[問題1]

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數據訪問層負責與應用中的各種數據源打交道，并將它們整合起來，為業務邏輯層提供統一的數據服務。請對該大型網上書城的4個需求進行分析，結合你的系統架構經驗，將表2—12中每個需求適合選用的數據訪問模式及選擇理由填充完整。

2、[問題2]

業務邏輯的千變萬化，使信息系統的開發和維護都變得越來越困難，如何構建靈活高度可擴展性的業務層便成為亟待解決的問題。結合你的系統架構經驗，請用200字以內的文字說明該網上書城業務邏輯層采用業務容器(BusinessContainer)架構方式的優點。

3、[問題3]

該網上書城表示層框架的設計，采用基于XML的界面管理技術，實現靈活的界面配置、界面動態生成和界面定制。結合你的系統架構經驗，請用350字以內的文字說明基于XML的界面管理技術的基本思想及其主要組成部分的功能。

參考答案

1、在層次式架構風格中，數據訪問層(數據持久層)主要負責和應用中的各種數據源(如DB2、Oracle等關系型數據源、XML數據及其他類型的非關系型

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數據、Web服務，以及各種特別的遺留系統等)打交道，并將它們整合起來，為業務邏輯層提供統一的數據服務。架構師在不同的應用場合下可能會選擇不同的數據訪問模式，并且還會不斷地推陳出新，這里不會也不可能窮盡所有的數據訪問模式，而只是列舉了其中最為典型的幾個。在線訪問模式、DataAccessObject模式、DataTransferObject模式、離線數據模式，以及對象/關系映射(Object/RelationMapping)模式是數據訪問層設計中典型的數據訪問模式。各種數據訪問模式的說明如表2—15所示。

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依題意，在網上書城系統應用中，第1個系統需求是用戶根據檢查條件查詢相關的書目，返回符合條件的書目列表(可能內容非常多，數據量較大)，而且可能每次查詢的內容都不一樣。通常，針對用戶書目查詢這一業務應用，如果查詢返回的數據量并不是很大，同時也不頻繁，則可以考慮采用在線訪問的模式；如果返回的數據量較大(比如返回眾多符合條件的書目并且分頁顯示)而且較為頻繁，則需要考慮在線訪問模式和離線數據模式相結合，通過離線數據的緩存來提高查詢性能。

第2個系統需求是網站管理員可能需要批量對相關書目信息進行修改，并且需要將更新的信息返回至數據庫。此類數據應用的特點表現為，與數據庫交互的次數并不頻繁，但是每次操作的數據量相對較大；同時，也希望能夠使得本地操作有較好的交互體驗。針對這種應用情況，往往適合采用離線數據訪問的模式，DTO模式也是不錯的選擇。如果該網上書城應用系統采用的是IBMWebSphere平臺，則可以使用SDO技術，或者使用Java中的CachedRowSet技術；如果

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采用的是基于微軟的應用系統平臺，則可以采用ADO.NET技術。

第3個系統需求是一個關于“多用戶并發訪問”的需求，如何讓網上書城應用系統能夠處理大規模的并發用戶訪問是一個很復雜的問題，涉及應用的架構、采用的軟件、相應的配置和應用程序的調優等方面的問題。對于數據訪問層設計，一個常見的方法是使用連接池的模式，以便能夠處理更多的用戶請求。如果在網上書城應用系統中使用了IBMWebSphereApplicationServer(或BEAWebLogic、Tomcat等)應用服務器，則這些應用服務器都提供了連接池的機制。

第4個系統需求是一個關于“整合異構數據源”的需求，因為有了新的、不同類型的數據庫系統的加入，需要和舊的數據庫系統進行整合。后臺數據系統種類繁多，配置復雜的情況是隨處可見的。可能這個網上書城在剛剛起步的時候只是用了MSSQLServer2000來作為后臺數據源。后來隨著業務的增加，又有了新的Oracle(或DB2)系統。除此之外，可能還有很多諸如XML文檔等需要和已有的系統集成起來，這些都是令人頭痛的問題。在很多實際項目中，經常需要軟件開發公司花很大的力氣開發一些導入/導出工具來集成此類數據，而現在已經有了專門的產品來完成這些任務。例如，IBMWebSphereInformationIntegration等產品就可以用來支持各種關系型數據源及非關系型數據源的數據整合。

2、業務邏輯層框架位于系統架構的中間層，是實現系統功能的核心組件。業務邏輯層采用業務容器(BusinessContainer)架構方式，便于系統功能的開發、代碼重用和管理。業務層采用業務容器的方式存在于整個系統當中，可以大大地降低業務層和相鄰各層的耦合。表示層和業務層的交流是通過業務請求來實現

系統架構設計師http:// 的，表示層代碼只需要將業務參數傳遞給業務容器，之后就不需要業務層多余的干預，所有業務代碼均是在業務容器中運行。如此一來，可以有效地防止業務層代碼滲透到表示層，從而實現了業務層相對于表示層的透明化。

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

該技術包括界面配置、界面動態生成和界面定制3部分。

界面配置是對用戶界面的靜態定義，通過讀取配置文件的初始值對界面配置。由界面配置對軟件功能進行裁剪、重組和擴充，以實現特殊需求。

界面定制是對用戶界面的動態修改過程，在軟件運行過程中，用戶可按需求和使用習慣，對界面元素(如菜單、工具欄、鍵盤命令)的屬性(如文字、圖標、大小、位置等)進行修改。軟件運行結束，界面定制的結果被保存。

系統通過DOMAPI讀取XML配置文件的表示層信息(初始界面大小、位置等)，通過自定義的數據存取類讀取數據庫中的數據層信息，在運行時循環生成界面元素，動態生成界面。界面配置和定制模塊在軟件運行前后，通過修改相應的配置文件，就可以達到更改界面內容的目標。

基于XML的界面管理技術實現的管理信息系統，實現了用戶界面描述信息與功能實現代碼的分離，可針對不同用戶需求進行界面配置和定制，能適應一定程度內的數據庫結構改動，只需對XML文件稍加修改，即可實現系統的移植。

試題二

閱讀以下關于系統安全性和數據存儲系統架構的敘述，根據要求回答問題。

[說明]

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某市行政審批服務中心大樓內涉及幾類網絡，分別為因特網(Internet)、市電子政務專網、市電子政務外網、市行政審批服務中心大樓內局域網和各部門業務專網。行政審批服務中心網絡建設工作組計劃以市電子政務專網為基礎，建設市級行政審批服務中心專網(骨干萬兆、桌面千兆)。在大樓內部署5套獨立鏈路，分別用于連接政務外網、政務專網、大樓內局域網、因特網和涉密部門內網。行政審批服務中心網絡結構(部分)如圖2—8所示。

4、[問題1]

在圖2—8所示的數據交換區中，數據交換服務器通過雙鏈路連接至交換機。在數據交換服務器業務的峰值時段，一條鏈路只能傳送總業務量的90%，因而需要兩條鏈路同時工作，才能完成數據交換服務器的全部傳送請求。非峰值

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時段約占整個工作時間的60%，只需要一條鏈路工作就可以傳送全部業務。假定每條鏈路的可用性為0.9，請計算這兩條鏈路系統(數據交換區中虛線橢圓區域)的平均可用性(注：請簡要列出計算過程)

5、[問題2]

電子政務安全體系是一個立體的三維防護體系，圖2—8中的安全接入平臺橫跨了行政審批服務中心大樓內所涉及的5個網絡系統，需要全系統統一考慮其的IT安全措施和手段。結合你的系統架構經驗，請給出該安全接入平臺在系統安全架構方面的主要考慮要點。

6、[問題3]針對該行政審批服務中心數據存儲系統建設，架構師郭工建議使用FCSAN/IPSAN提供數據安全和快速數據訪問。請用300字以內的文字，簡述郭工所提建議中的FCSAN和IPSAN的差別。

參考答案

4、可用性是指網絡或網絡設備(如服務器等)可用于執行預期任務時間所占總量的百分比。依題意，試題中只要求計算圖2—8數據交換區中虛線橢圓區域內兩條鏈路系統的平均可用性，因此可以暫不考慮這兩條鏈路兩端交換機端口及網卡的可用性(或者可將這兩條鏈路兩端交換機端口及網卡的可用性假設為1.0)。

由于每條鏈路的可用性A=0.9，則兩條鏈路同時工作時的可用性為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。

由于在數據交換服務器業務的峰值時段，一條鏈路只能傳送總業務量的90%，需要兩條鏈路同時工作，此時這兩條鏈路系統的可用性Af可表示為：Af=(兩條鏈路的處理能力)×(兩條鏈路同時工作時的可用性)+(一條鏈路的處理

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

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

5、電子政務安全體系是一個立體的三維防護體系，其設計出發點是：

①政務內網(或政務專網等涉密內網)系統必須保證萬無一失；

②政務外網系統做到適度安全，合理平衡系統運行效率和系統安全；

③因特網(Internet)公共服務系統以適用、實用為主。在圖2—8所示的行政審批服務中心部分網絡結構圖中，政務專網和經審批通過的涉密部門內網主要用于涉密信息的處理、傳輸和存儲。這兩個網絡系統的建設重點是防止泄密，因此應嚴格按照國家對于涉密信息系統的要求，采取安全措施進行建設和實施。其主要的安全措施包括加密、訪問控制、權限控制和身份鑒別等。

政務外網和大樓內局域網主要完成大多數非敏感的政務管理和服務功能。這兩個網絡系統的主要用戶是公務員，因此安全重點在于防止與控制公務員異常活動，抵抗和防護來自外部網絡的攻擊。除了涉密信息外，大量的電子政務信息都匯聚和存放在這兩個網絡系統內。確保數據安全是這兩個系統安全的核心內容，具體而言主要包括以下內容。

(1)數據訪問范圍的控制。這兩個網絡系統中處理保存的數據主要是大量反映社會狀態的內部信息，必須確保這些信息只能在這兩個網絡系統中流轉，確保

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只在指定的職能部門及相關人員之間流動和處理。

(2)數據完整性的保護。這兩個網絡系統中處理保存的大量數據是電子政務業務部門履行管理和服務職能所必需的，數據是否準確直接影響政府的決策和國家政務的執行，確保數據完整性和準確性是這兩個網絡系統安全最重要的工作之一。

(3)系統可用性的保障。這兩個網絡系統是政府公務員直接使用的網絡，其可用性的降低和破壞將直接影響政府的運行效率，必須保證該系統不會因信息安全事故造成系統停止工作。

Internet公共服務網主要是提供電子政務系統與公眾的出入口，其安全重點在于確保出入口的安全，防止攻擊者通過該網絡系統進入電子政務系統，同時確保圖2-8中對外服務平臺中相關服務器的高度可用性。

在圖2—8中，安全接入平臺橫跨了以上5個網絡系統，需要全系統統一考慮其的IT安全措施和手段，具體考慮要點如下。

(1)網絡系統對接和信息交換的安全。在圖2—8中，政務專網和涉密部門內網要通過網閘之類的安全設備與政務外網實現物理隔離，實現了純數據擺渡，有效地抵抗利用網絡協議的攻擊，為政務內網建立起可靠的邊界保護。政務外網與：Internet服務網之間可以通過防火墻之類的安全設備實現邏輯隔離。在政務專網和政務外網分別安裝內、外數據交換服務器，這些服務器都采用雙網卡配置，一塊網卡接政務內(外)網和另一塊接網閘。政務專網與涉密部門內網之間、涉密部門內網與政務外網之間也做類似的數據交換服務器配置，使得這些數據交換服務器成為不同網絡之間數據傳輸的唯一通道，從而進一步加強各個網絡系統之間信息交互的安全性。

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(2)信息中加帶密級和敏感度標記。例如，政務外網與政務內網所有的應用數據都必須帶有信息密級范圍和敏感度標識的標記。原則上，不同范圍的信息、不同密級的信息不能夠自由交換，系統中應專門設置專用的信息內容檢查和權限控制管理設施，用于對系統內信息的流轉進行控制和處理。因此在政務外網和政務內網應分別建立起基于公鑰證書的認證服務器，由其為內、外網各自的數據交換服務器進行認證，并用認證所產生的會話密鑰對所有通過本服務器通道的數據進行標識，從而保證了通道數據的完整性(不可篡改，更不能發送未經標記的數據)。結合數據擺渡和認證標記技術，在安全接入平臺的底層建立了安全的數據擺渡機制。

(3)嚴格定義交換的數據。例如，對于政務外網與政務內網的信息交換和交流，只可以采用應用數據交換的方式，并且要求應用數據必須嚴格定義，原則上不能夠交換可用做程序(或類似功能)的數據。

(4)設置訪問控制。例如，對于政務外網與Internet服務網的信息交換和交流，可以采用網絡層信息交換，設置訪問控制的方式進行，典型措施是防火墻。此外還可以考慮使用應用層安全系統和權限控制系統。例如，采用融合公鑰技術或Kerberos認證協議的認證方案，即采用公鑰技術作為認證的手段，結合Kerberos協議的會話密鑰分發機制，在分發會話密鑰的同時，分發用戶的屬性證書。該方案具有公鑰體系的強認證特性，避免了Kerberos認證體系中的中心數據庫的脆弱性，同時可在單一的一個協議中完成認證和授權雙重功能。并在方案中結合KMI技術，采用屬性證書的方式表示RBAC的訪問控制屬性，而形成一個單一的單點登錄授權體系。

(5)公務員權限管理系統。公務員統一的權限管理中心對電子政務所涉及的

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所有公務員用戶的權限進行統一管理，支持電子政務工程所涉及的所有應用系統。安全接入平臺的安全服務包括登錄服務、授權服務和審計服務。平臺上運行的應用軟件利用登錄服務向平臺認證，并通過授權服務向平臺的其他服務(包括應用軟件向平臺注冊的服務)取得授權。

(6)用戶管理系統。電子政務信息系統的用戶管理分為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公務員用戶的管理。前兩類用戶的管理是基于相應的職能部門數據庫(如居民可與戶口、社保等系統統一)，應全系統統一管理；公務員用戶的管理則需要另外建設。公務員統一管理系統需要同時支持政務內網和政務外網等相關網絡系統上的應用。

(7)安全資源管理中心。安全資源管理中心是用于對電子政務所涉及的所有安全技術手段進行管理的中心，該中心負責所有信息安全相關設備，軟件的配置，安全事件的記錄和管理，設備故障的發現和處置，所有安全相關策略、參數及數據的自動升級、維護和發布。例如，通過安裝流量監測和監管服務器，實現對接入平臺運行情況進行安全監測與審計，對接入平臺及業務信息進行注冊管理、各種安全策略管理、流量監測、統計分析和安全審計等。

6、存儲區域網絡(SAN)是一個由存儲設備和系統部件構成的網絡。所有的通信都在一個與應用網絡隔離的單獨的網絡上完成，可以被用來集中和共享存儲資源。實現SAN的硬件基礎設施的是光纖通道，用光纖通道構筑的SAN由3部分構成，分別為存儲和備份設備(包括磁帶庫、磁盤陣列和光盤庫等)、光纖通道網絡連接部件(包括主機總線適配卡(HBA)、驅動程序、光纜(線)、集線器、交換機、光纖通道與SCSI間的橋接器(Bridge)等)，以及應用和管理軟件(包括備份軟件、存儲資源管理軟件和設備管理軟件)。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數據，而且地域上可以分散，并緩解了大量數據傳輸對局域網的影響。SAN的結構允許任何服務器連接到任何存儲陣列，不管數據放置在哪里，服務器都可以直接存取所需的數據。

相對于傳統的存儲架構，SAN不必宕機或中斷與服務器的連接即可增加存儲，還可以集中管理數據，從而降低總體擁有成本。利用協議技術，SAN可以有效地傳輸數據塊。通過支持在存儲和服務器之間傳輸海量數據塊，SAN提供了數據備份的有效方式。SAN分為FCSAN、IPSAN和IBSAN等。其中，FCSAN使用專用光纖通道設備，IPSAN使用通用的IP網絡及設備，因此FCSAN與IPSAN相比傳輸速度高，但價格比IPSAN高。

從應用上來說，相對于IPSAN，FCSAN可以承接更多的并發訪問用戶數。當并發訪問存儲的用戶數不多時，FCSAN與IPSAN兩者的性能相差無幾。但一旦外接用戶數呈大規模增長趨勢，FCSAN就顯示出其在穩定性、安全性及高性能等方面的優勢。在穩定性方面，由于FCSAN使用高效的光纖通道協議，因此大部分功能都是基于硬件來實現的。例如，后端存儲子系統的存儲虛擬通過帶有高性能處理器的專用RAID控制器來實現，中間的數據交換層通過專用的高性能ASIC來進行基于硬件級的交換處理，在主機端通過帶有ASIC芯片的專用HBA來進行數據信息的處理。因此在大量減少主機處理開銷的同時，也提高了整個FCSAN的穩定性。在安全性方面，FCSAN是服務器后端的專用局域網絡，安全性比較高。采用IPSAN可以將SAN為服務器提供的共享特性及IP網絡的易用性很好地結合在一起，且為用戶提供了類似于服務器本地存儲的高性能體驗。iSCSI是實現IPSAN最重要的技術。在iSCSI出現之前，IP網絡與塊模式(主要是光纖通道)是兩種完全不兼容的技術。由于iSCSI是運行在TCP/IP之上的塊模

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式協議，它將IP網絡與塊模式的優勢很好地結合起來，使得lPSAN的成本低于FCSAN。基于iSCSI標準的IPSAN提供Initiator與目標端兩方面的身份驗證(使用CHAP、SRP、Kerberos和SPKM)，能夠阻止未經授權的訪問，只允許那些可信賴的節點進行訪問，可通過IPSec確保其數據的安全性。

由于IP技術的普及和發展，利用iSCSI技術搭建的IPSAN可以隨著網絡延伸至全球任意一個角落，從根本上解決了信息孤島的問題。甚至可以通過IPSAN來連接各個FCSAN的孤島，因此IPSAN比FCSAN具有更好的伸展性。

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第三篇：軟考嵌入式系統設計師筆記歸納總結

軟考嵌入式系統設計師筆記

1.嵌入式系統的組成：硬件層、中間層、系統軟件層和應用軟件層

(1)硬件層：嵌入式微處理器、存儲器、通用設備接口和I/O 接口。

嵌入式核心模塊=微處理器+電源電路+時鐘電路+存儲器

Cache：位于主存和嵌入式微處理器內核之間，存放的是最近一段時間微處理器使用最多的程序代碼和數據。它的主要目標是減小存儲器給微處理器內核造成的存儲器訪問瓶頸，使處理速度更快。

(2)中間層(也稱為硬件抽象層HAL 或者板級支持包BSP)：它將系統上層軟件和底層硬件分離開來，使系統上層軟件開發人員無需關系底層硬件的具體情況，根據BSP 層提供的接口開發即可。

BSP 有兩個特點：硬件相關性和操作系統相關性。

設計一個完整的BSP 需要完成兩部分工作：

A、嵌入式系統的硬件初始化和BSP 功能。

片級初始化：純硬件的初始化過程，把嵌入式微處理器從上電的默認狀態逐步設置成系統所要求的工作狀態。

板級初始化：包含軟硬件兩部分在內的初始化過程，為隨后的系統初始化和應用程序建立硬件和軟件的運行環境。

系統級初始化：以軟件為主的初始化過程，進行操作系統的初始化。

B、設計硬件相關的設備驅動。

(3)系統軟件層：由RTOS、文件系統、GUI、網絡系統及通用組件模塊組成。

RTOS 是嵌入式應用軟件的基礎和開發平臺。

(4)應用軟件：由基于實時系統開發的應用程序組成。2.嵌入式系統的定義

(1)定義：以應用為中心，以計算機技術為基礎，軟硬件可裁剪，適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統。

(2)嵌入式系統發展的4 個階段：無操作系統階段、簡單操作系統階段、實時操作系統階段、面向Internet 階段。

(3)知識產權核(IP 核)：具有知識產權的、功能具體、接口規范、可在多個集成電路設計中重復使用的功能模塊，是實現系統芯片(SOC)的基本構件。

(4)IP 核模塊有行為、結構和物理3 級不同程度的設計，對應描述功能行為的不同可以分為三類：軟核、固核、硬核。3.實時系統的調度

(1)調度：給定一組實時任務和系統資源，確定每個任務何時何地執行的整個過程。

(2)搶占式調度：通常是優先級驅動的調度，如uCOS。優點是實時性好、反應快，調度算法相對簡單，可以保證高優先級任務的時間約束;缺點是上下文切換多。

(3)非搶占式調度：通常是按時間片分配的調度，不允許任務在執行期間被中斷，任務一旦占用處理器就必須執行完畢或自愿放棄，如WinCE。優點是上下文切換少;缺點是處理器有效資源利用率低，可調度性不好。

(4)靜態表驅動策略：系統在運行前根據各任務的時間約束及關聯關系，采用某種搜索策略生成一張運行時刻表，指明各任務的起始運行時刻及運行時間。

(5)優先級驅動策略：按照任務優先級的高低確定任務的執行順序。

(6)實時任務分類：周期任務、偶發任務、非周期任務。

(7)實時系統的通用結構模型：數據采集任務實現傳感器數據的采集，數據處理任務處理采集的數據、并將加工后的數據送到執行機構管理任務控制機構執行。4.實時系統

(1)定義：能在指定或確定的時間內完成系統功能和對外部或內部、同步或異步時間做出響應的系統。

(2)區別：通用系統一般追求的是系統的平均響應時間和用戶的使用方便;而實時系統主要考慮的是在最壞情況下的系統行為。

(3)特點：時間約束性、可預測性、可靠性、與外部環境的交互性。

(4)硬實時(強實時)：指應用的時間需求應能夠得到完全滿足，否則就造成重大安全事故，甚至造成重大的生命財產損失和生態破壞，如：航天、軍事。

(5)軟實時(弱實時)：指某些應用雖然提出了時間的要求，但實時任務偶爾違反這種需求對系統運行及環境不會造成嚴重影響，如：監控系統、實時信息采集系統。

(6)任務的約束包括：時間約束、資源約束、執行順序約束和性能約束。5.嵌入式微處理器體系結構

(1)馮諾依曼結構：程序和數據共用一個存儲空間，程序指令存儲地址和數據存儲地址指向同一個存儲器的不同物理位置，采用單一的地址及數據總線，程序和數據的寬度相同。例如：8086、ARM7、MIPS?

(2)哈佛結構：程序和數據是兩個相互獨立的存儲器，每個存儲器獨立編址、獨立訪問，是一種將程序存儲和數據存儲分開的存儲器結構。例如：AVR、ARM9、ARM10?

(3)CISC 與RISC 的特點比較(參照教程22 頁)。

計算機執行程序所需要的時間P 可以用下面公式計算：

P=I×CPI×T

I：高級語言程序編譯后在機器上運行的指令數。

CPI：為執行每條指令所需要的平均周期數。

T：每個機器周期的時間。

(4)流水線的思想：在CPU 中把一條指令的串行執行過程變為若干指令的子過程在CPU 中重疊執行。

(5)流水線的指標：

吞吐率：單位時間里流水線處理機流出的結果數。如果流水線的子過程所用時間不一樣長，則吞吐率應為最長子過程的倒數。

建立時間：流水線開始工作到達最大吞吐率的時間。若m 個子過程所用時間一樣，均為t，則建立時間T=mt。

(6)信息存儲的字節順序

A、存儲器單位：字節(8 位)

B、字長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、小端字節順序：低字節在內存低地址處，高字節在內存高地址處。

E、大端字節順序：高字節在內存低地址處，低字節在內存高地址處。

F、網絡設備的存儲順序問題取決于OSI 模型底層中的數據鏈路層。6.邏輯電路基礎

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

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

(3)時序邏輯電路：電路任一時刻的輸出不僅與該時刻的輸入有關，而且還與該時刻電路的狀態有關。因此，時序電路中必須包含記憶元件。觸發器是構成時序邏輯電路的基礎。常用的時序邏輯電路有寄存器計數器等。

(4)真值表、布爾代數、摩根定律、門電路的概念。(教程28、29 頁)

(5)NOR(或非)和NAND(與非)的門電路稱為全能門電路，可以實現任何一種邏輯函數。

(6)譯碼器：多輸入多輸出的組合邏輯網絡。

每輸入一個n 位的二進制代碼，在m 個輸出端中最多有一個有效。

當m=2n 是，為全譯碼;當m<2n 時，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比較大，采用集成門電路直接驅動LED時，較多采用低電平驅動方式。液晶七段字符顯示器LCD 利用液晶有外加電場和無外加電場時不同的光學特性來顯示字符。

(8)時鐘信號是時序邏輯的基礎，它用于決定邏輯單元中的狀態合適更新。同步是時鐘控制系統中的主要制約條件。

(9)在選用觸發器的時候，觸發方式是必須考慮的因素。觸發方式有兩種：

電平觸發方式：具有結構簡單的特點，常用來組成暫存器。

邊沿觸發方式：具有很強的抗數據端干擾能力，常用來組成寄存器、計數器等。7.總線電路及信號驅動

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

(2)總線的主要參數：

總線帶寬：一定時間內總線上可以傳送的數據量，一般用MByte/s 表示。

總線寬度：總線能同時傳送的數據位數(bit)，即人們常說的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，總線每秒數據傳輸率越大，也就是總線帶寬越寬。

總線頻率：工作時鐘頻率以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)只有具有三態輸出的設備才能夠連接到數據總線上，常用的三態門為輸出緩沖器。

(4)當總線上所接的負載超過總線的負載能力時，必須在總線和負載之間加接緩沖器或驅動器，最常用的是三態緩沖器，其作用是驅動和隔離。

(5)采用總線復用技術可以實現數據總線和地址總線的共用。但會帶來兩個問題：

A、需要增加外部電路對總線信號進行復用解耦，例如：地址鎖存器。

B、總線速度相對非復用總線系統低。

(6)兩類總線通信協議：同步方式、異步方式。

(7)對總線仲裁問題的解決是以優先級(優先權)的概念為基礎。8.電平轉換電路

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

(2)CMOS 電路由于其靜態功耗極低，工作速度較高，抗干擾能力較強，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 來決定，不同系列的TTL 應選用不同的R 值。9.差錯控制編碼

(1)根據碼組的功能，可以分為檢錯碼和糾錯碼兩類。檢錯碼是指能自動發現差錯的碼，例如奇偶檢驗碼;糾錯碼是指不僅能發現差錯而且能自動糾正差錯的碼，例如循環冗余校驗碼。

(2)奇偶檢驗碼、海明碼、循環冗余校驗碼(CRC)。(教程70 到77 頁)10.嵌入式系統的度量項目

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

(2)可靠性與安全性

可靠性是嵌入式系統最重要、最突出的基本要求，是一個嵌入式系統能正常工作的保證，一般用平均故障間隔時間MTBF 來度量。

(3)可維護性：一般用平均修復時間MTTR 表示。

(4)可用性

(5)功耗

(6)環境適應性

(7)通用性

(8)安全性

(9)保密性

(10)可擴展性

性價比中的價格，除了直接購買嵌入式系統的價格外，還應包含安裝費用、若干年的運行維修費用和軟件租用費。

11.嵌入式系統中信息表示與運算基礎

(1)進位計數制與轉換：這樣比較簡單，也應該掌握怎么樣進行換算，有出題的可能。

(2)計算機中數的表示：源碼、反碼與補碼。

正數的反碼與源碼相同，負數的反碼為該數的源碼除符號位外按位取反。

正數的補碼與源碼相同，負數的補碼為該數的反碼加一。

例如-98 的源碼：11100010B

反碼：10011101B

補碼：10011110B

(3)定點表示法：數的小數點的位置人為約定固定不變。

浮點表示法：數的小數點位置是浮動的，它由尾數部分和階數部分組成。

任意一個二進制N 總可以寫成：N=2P×S。S 為尾數，P 為階數。(4)漢字表示法(教程67、68 頁)，搞清楚GB2318-80 中國標碼和機內碼的變換。

(5)語音編碼中波形量化參數(可能會出簡單的計算題目哦)

采樣頻率：一秒內采樣的次數，反映了采樣點之間的間隔大小。

人耳的聽覺上限是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。

測量精度：樣本的量化等級，目前標準采樣量級有8 位和16 位兩種。

聲道數：單聲道和立體聲雙道。立體聲需要兩倍的存儲空間。12.嵌入式系統的評價方法：測量法和模型法

(1)測量法是最直接最基本的方法，需要解決兩個問題：

A、根據研究的目的，確定要測量的系統參數。

B、選擇測量的工具和方式。

(2)測量的方式有兩種：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學方程去刻畫系統的模型，而模擬模型法是用模擬程序的運行去動態表達嵌入式系統的狀態，而進行系統統計分析，得出性能指標。

(4)分析模型法中使用最多的是排隊模型，它包括三個部分：輸入流、排隊規則和服務機構。

(5)使用模型對系統進行評價需要解決3 個問題：設計模型、解模型、校準和證實模型。13.1.嵌入式微處理器的基本結構

(1)嵌入式硬件系統一般由嵌入式微處理器、存儲器和輸入/輸出部分組成。

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

A、控制單元：主要負責取指、譯碼和取數等基本操作并發送主要的控制指令。

B、算術邏輯單元：主要處理數值型數據和進行邏輯運算工作。

C、寄存器：用于暫存臨時性的數據。

2.嵌入式微處理器的分類(根據用途)

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

(2)嵌入式微處理器(EMPU)：又稱為單板機，由通用計算機中的CPU 發展而來，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 等模塊做到同一個芯片上。

(3)嵌入式DSP 處理器(DSP)：專門用于信號處理方面的處理器，其在系統結構和指令算法方面進行了特殊設計，使其處理速度比最快的CPU 還快10～50倍，在數字濾波、FFT、頻譜分析等方面獲得了大量的應用。

(4)嵌入式片上系統(SOC)：追求產品系統最大包容的集成器件，其最大的特點是成功實現了軟硬件的無縫結合，直接在微處理器片內嵌入操作系統的代碼模塊。

3.典型8位微處理器（具有8位數據總線）的結構和特點

該部分參考《教程》86～94頁，以8051為重點，徹底搞清楚8位單片機的工作原理，外設控制、存儲分布、尋址方式以及典型應用。2007年11月下午的第一道題目就考查了8051的定時器使用、外部時鐘連接、實際應用的流程設計以及典型的尋址方式。這些考點幾乎可以在《教程》上找到，例如外部時鐘連接那個問題的答案就是《教程》89頁上面的原圖。4.典型16位微處理器的結構和特點

該部分參考《教程》94～97頁。典型的微處理器可以參考MSP430，找一本這方面的書看看關于MSP430的結構原理以及典型應用。

5.典型32位微處理器的結構和特點

該部分參考《教程》97～112頁。32位處理器采用32位的地址和數據總線，其地址空間達到了2^32=4GB。

目前主流的32位嵌入式處理器系統主要有ARM 系列、MIPS 系列、PoewrPC 系列等。ARM 微處理器體系結構目前被公認為是嵌入式應用領域領先的32位嵌入式RISC 處理器結構。按照目前的發展形式，ARM 幾乎成了嵌入式應用的代名詞。按照我個人的意見，作為嵌入式系統設計師考試，逐漸增加考查ARM 體系結構與編程方面的題目是大勢所趨。2006年沒有一道關于ARM 的題目，2007年出了少量題目，可能在2008年會繼續增加。在下午題方面，2006年考查了X86方面的應用、2007年考查了8051方面的應用，這個可能是一個過度過程，以目前ARM 在嵌入式領域的廣泛應用和普及程度，下午題目考查ARM 應用方面或者32位其他的微處理器方面的應用題目可能在不就將來的考試中就會出現。14.單片機系統的基本概念

(1)單片機組成：中央處理器、存儲器、I/O 設備。

(2)存儲器：物理實質是一組或多組具備數據輸入/輸出和數據存儲功能的集成電路，用于充當設備緩存或保存固定的程序及數據。

A、ROM(只讀存儲器)：一般用于存放固定的程序或數據表格等，數據在掉電后仍然會保留下來。

B、RAM(隨機存儲器)：用于暫存程序和數據、中間計算結果，或用作堆棧用等，數據在掉電后就會丟失。

(3)I/O端口：單片機與外界聯系的通道，它可以對各類外部信號(開關量、模擬量、頻率信號)進行檢測、判斷、處理，并可控制各類外部設備。現在的單片機I/O 口已經集成了更多的特性和功能，對I/O端口的功能進行了拓展和復用，例如外部中斷、ADC 檢測以及PWM 輸出等等。

(4)輸出電平：高電平電壓(輸出“1”時)和低電平電壓(輸出“0”時)

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

B、RS232電平：負邏輯，-12V 為邏輯正，+12V 為邏輯負，例如PC 的輸出。

注：因此在單片機和PC 進行通訊的時候需要一個MAX232芯片進行電平轉換。

(5)堆棧：它是一種線性的數據結構，是一個只有一個進出口的一維空間。

A、堆棧特性：后進先出(LIFO)

B、堆棧指針：用于指示棧頂的位置(地址)，當發生壓棧或者出棧操作時，導致棧頂位置變化時，堆棧指針會隨之變化。

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”型堆棧，每次壓棧時堆棧指針加1;“向下生長”型堆棧，每次壓棧堆棧時指針減1。

E、堆棧應用：調用子程序、響應中斷時，堆棧用于保護現場;還可以用作臨時數據緩沖區來使用。

F、使用注意：堆棧溢出問題，壓棧和出棧的匹配問題。

(6)定時/計數器：實質都是計數器。用作定時器時是對單片機內部的時鐘脈沖進行計數，而在用作計數器時是對單片機外部的輸入脈沖進行計數，其作用如下：

A、計時、定時或延時控制;

B、脈沖技術;

C、測量脈沖寬度或頻率(捕獲功能)

(7)中斷：優先級更高的事件發生，打斷優先級低的時間進程。引起中斷的事件稱為中斷源。一個單片機可能支持多個中斷源，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工作所需的，我們可以根據系統需求屏蔽那些不需要的中斷源。

A、中斷嵌套：當一個低級中斷尚未執行完畢，又發生了一個高級優先級的中斷，系統轉而執行高級中斷服務程序，待處理完高級中斷后再回過頭來執行低級中斷服務程序。

B、中斷響應時間是指從發出中斷請求到進入中斷處理所用的時間;中斷處理時間是指中斷處理開始到中斷處理結束的時間。

C、中斷響應過程：

a、保護現場：將當前地址、累加器ACC、狀態寄存器保存到堆棧中。

b、切換PC 指針：根據不同的中斷源所產生的中斷，切換到相應的入口地址。

c、執行中斷服務處理程序。

d、恢復現場：將保存在堆棧中的主程序地址、累加器ACC、狀態寄存器恢復。

e、中斷返回：從中斷處返回到主程序，繼續執行。

D、中斷入口地址：單片機為每個中斷源分配了不同的中斷入口地址，也稱為中斷向量。

(8)復位：通過外部電路給單片機的復位引進一個復位信號，讓系統重新開始運行。

A、復位發生時的動作：

a、PC 指針從起始位置開始執行(大多數單片機都時從0x0000處開始執行)。

b、I/O 端口設置成缺省狀態(高阻態、或者輸出低電平)。

c、部分專用控制寄存器SFR 恢復到缺省狀態。

d、普通RAM 不變(如果時上電復位，則是隨即數)。

B、兩種不同的復位啟動方式：

a、冷啟動：也叫上電復位，指在斷電狀態下給系統加電，讓系統開始正常運行。

b、熱啟動：在不斷電的狀態下，給單片機復位引進一個復位信號，讓系統重新開始。

C、兩種類型的復位電路：高電平復位和低電平復位。

D 注意事項：

a、注意復位信號的電平狀態及持續時間必須滿足系統要求。

b、注意避免復位信號抖動。

(9)時鐘電路：單片機是一種時序電路，必須提供脈沖電路才能正常工作。時鐘電路相當于單片機的心臟，它的每一次跳動(振動節拍)都控制著單片機的工作節奏。振蕩得慢時，系統工作速度就慢，振蕩得快時，系統工作速度就快(功耗也增大)。

A、振蕩周期：振蕩源的振蕩節拍。

B、機器周期：單片機完成一個基本操作需要的振蕩周期(節拍)。

C、指令周期：執行一條指令需要幾個機器周期。不同的指令需要的機器周期數不同。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，不能用邏輯地址來直接訪問內存單元。

為了保證CPU 在執行指令的時候，可以正確地訪問內存單元，需要將用戶程序中的邏輯地址轉換為運行時由機器直接尋址的物理地址。這個過程稱為：地址映射。

地址映射由存儲管理單元MMU 來完成。

地址映射主要有兩種方式：靜態地址映射和動態地址映射。

靜態地址映射：當用戶程序被裝入內存時，直接對指令代碼進行修改，一次性地實現邏輯地址到物理地址的轉換。

動態地址映射：當用戶程序被裝入內存時，不對指令代碼做任何修改，而是在程序的運行過程中，當它需要訪問內存單元的時候，再來進行地址轉換。

在具體實現時，這項轉換工作一般是由硬件的地址映射機制來完成的。通常設置一個基地址寄存器，或者叫重定位寄存器。當一個任務被調度運行時，就把它所在分區的起始地址裝入到整個寄存器中。然后，在程序運行的過程中，當需要訪問某個內存單元時，硬件就會自動地將其中的邏輯地址加上基地址寄存器中的內容，從而得到實際的物理地址，并且按照這個物理地址區執行。

這個基地址寄存器位于MMU 的內部，整個地址映射過程是自動運行的。從理論上說，每訪問一次內存都要進行一次地址映射。16.ARM體系結構的基本概念

(1)ARM：Advanced RISC Machine。

(2)ARM體系結構中支持兩種指令集：ARM 指令集和Thumb 指令集。

(3)ARM內核有T、D、M、I四個功能模塊：

A、T 模塊：表示16位Thumb，可以在兼顧性能的同時減少代碼尺寸。

B、D 模塊：表示Debug，內核中放置了用于調試的結構，通常為一個邊界掃描鏈JTAG。

C、M 模塊：表示8位乘法器。

D、I 模塊：表示EmbeddedICE Logic，用于實時斷點觀測及變量觀測的邏輯電路部分。

(4)ARM處理器有7種運行模式：

A、用戶模式(User)：正常程序執行模式，用于應用程序。

D、快速中斷模式(FIQ)：快速中斷處理，用于高速數據傳輸和通道處理。

C、外部中斷模式(IRQ)：用于通用的中斷處理。

D、管理模式(SVE)：供操作系統使用的一種保護模式。

E、數據訪問中止模式(Abort)：用于虛擬存儲及存儲保護。

F、未定義指令中止模式(Undefined)：當未定義指令執行時進入該模式。

G、系統模式(System)：用于運行特權級的操作系統任務。

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

處理器模式可以通過軟件控制進行切換，也可以通過外部中斷或異常處理過程進行切換。大多數的用戶程序運行在用戶模式下，這時，應用程序不能訪問一些受操作系統保護的系統資源，應用程序也不能直接進行處理器模式切換。當需要進行處理器模式切換時，應用程序可以產生異常處理，在異常處理中進行處理器模式的切換。這種體系結構可以使操作系統控制整個系統的資源。

當應用程序發生異常中斷時，處理器進入相應的異常模式。在每一種異常模式種都有一組寄存器，供相應的異常處理程序使用，這樣就可以保證進入異常模式時，用戶模式下的寄存器不被破壞。系統模式并不是通過異常過程進入的，它和用戶模式具有完全一樣的寄存器，但是系統模式屬于特權模式，可以訪問所有的系統資源，也可以直接進行處理器模式切換，它主要供操作系統任務使用。17.嵌入式操作系統概述

(1)內核

內核是指操作系統中的一個組件，它包含了OS 的主要功能，即OS 的各種特性及其相

互之間的依賴關系，這些功能主要包括：

A、任務管理：對系統中運行的軟件進行描述和管理，并完成處理器資源分配和調度。

B、存儲管理：提高內存的利用率，方便用戶使用，提供足夠的存儲空間。

C、設備管理：方便設備的使用，提高CPU 和I/O 設備的利用率。

D、文件管理：解決文件資源存儲、共享、保密和保護等問題。

注：不同嵌入式操作系統的內核設計各不相同，取決于系統設計和實際需求。

(2)嵌入式操作系統分類：

A、按系統類型：商業系統、專用系統、開源系統。

B、按響應時間：硬實時系統、軟實時系統。

C、按軟件結構：單體結構(uCOS)、分層結構(MS-DOS)、微內核結構(Vxworks)。18.嵌入式軟件基礎

(1)嵌入式軟件的特點：

A、規模較小。

B、開發難度大。

C、實時性和可靠性要求高。

D、要求固化存儲。

(2)嵌入式軟件分類：

A、系統軟件：控制和管理嵌入式系統資源，如嵌入式操作系統、驅動程序、中間件等。

B、應用軟件：定義嵌入式設備的主要功能和用途，負載與用戶進行交互。

C、支撐軟件：輔助軟件開發的工具軟件。

(3)無操作系統的嵌入式軟件的兩種實現方式：

A、循環輪轉

優點：簡單、直觀、開銷小、可預測。

缺點：過于簡單，所有代碼順序執行，無法處理異步事件，缺乏并行處理能力。

B、前后臺系統(在循環輪轉的基礎上增加了中斷處理功能)

前臺(事件處理級)：中斷服務程序，負載處理異步事件。

后臺(任務級)：一個無限循環，負載資源分配、任務管理和系統調度。

(4)有操作系統的三大優點：

A、提高系統的可靠性。

B、提高了系統的開發效率，降低了開發成本，縮短了開發周期。

C、有利于系統的擴展與移植。

(5)設備驅動層(也叫板級支持包BSP：包含了嵌入式系統中所有與硬件相關的代碼)

大多數的嵌入式硬件設備都需要某種類型軟件的初始化和管理。這部分工作由設備驅動層來完成的，它負責直接與硬件大交道，對硬件進行管理和控制，為上層軟件提供所需的驅動支持，類似PC 系統中的BIOS 和驅動程序。19.設備管理

(1)設備管理基礎

一個I/O 單元通常由兩個部分組成：

A、機械部分：I/O 設備本身。

B、電子部分：設備控制器或設備適配器。

硬件寄存器的編址方式有三種：

A、I/O獨立編址：對于各種設備控制器中的每一個寄存器，分配一個唯一的I/O端口編號，也叫I/O 端口地址，然后用專門的I/O 指令對這些端口進行操作。這些端口地址構成的地址空間是完全獨立的，與內存地址空間沒有任何關系。

B、內存映象編址：把各種設備控制器當中的每一個寄存器都映射為一個內存單元，這內存單元專門用于I/O 操作。端口地址空間與內存地址空間是統一編址的，端口地址空間是內存地址空間的一部分。

C、混合編址：對于設備控制器當中的寄存器采用獨立編址的方法，每個寄存器有一個獨立的I/O 端口地址;而對于設備的數據緩沖區，則采用內存映象編址的方法，把他們統一到內存地址空間當中。

(2)I/O控制方式：

A、程序循環檢測：要一直占用CPU，浪費CPU 的時間。

B、中斷驅動方式：前后臺系統。

C、直接內存訪問：DMA 控制，減少了中斷的次數。20.任務管理

(1)嵌入式操作系統的任務管理可以分為：

A、單道程序技術：操作系統中，任何時候只能有一個程序在運行。

B、多道程序技術：操作系統中，允許多個程序同時存在并運行。

(2)進程

進程，簡單的說，是一個正在運行的程序。

進程與程序既有聯系又有區別，主要表現為下面結構方面：

A、程序由數據和代碼兩部分內容組成，它是一個靜態的概念。而進程是正在執行的程序，它也由兩部分組成：程序和該程序的運行上下文。它是一個動態的概念。

B、程序和進程之間并不是一一對應的。一個進程在運行的時候可以啟動一個或多個程序。反之，同一個程序也可能由多進程同時執行。

C、程序可以作為一種軟件資源長期保存，以文件的形式存放在光盤或硬盤上，而進程則是一次執行的過程，它是暫時的，是動態的產生和終止。

一個進程至少應包括三個方面：相應的程序、CPU上下文、一組系統資源。

進程有三個特性：

A、動態性：進程是正在運行的程序，而程序的運行狀態是不斷變化的。

B、獨立性：進程是系統資源的使用單位，每個進行有自己的運行上下文和內部狀態。

C、并發性：宏觀來看，系統中同時有多個進程存在，它們相互獨立地運行。

注：對于并發的理解。

在單CPU 的情況下，所謂的并發性指的是宏觀上的并發運行，而微觀上還是順序進行，各個進程輪流去使用CPU 資源。在單核CPU 中，真正的、物理上的PC 寄存器只有一個，進程在輪流執行的時候，物理PC 的取值也在不斷變化。而邏輯PC 其實就是一個內存變量。每個進程都有一個邏輯PC，當一個進程要運行的時候，就把它的邏輯PC 裝載到物理PC 中去;反之，當一個進程暫不運行的時候，就把物理PC中的值保存在它的邏輯PC 當中。

(3)線程

線程就是進程當中的一條執行流程。

進程其實包含兩個部分：資源平臺和執行流程(線程)。

在一個進程當中，或者說在一個資源平臺上，可以同時存在多個線程;可以用線程作為CPU 的基本調度單位，使得各個線程之間可以并發執行;對于同一個進程當中的各個線程來說，他們可以共享該進程的大部分資源。每個線程都有自己獨立的CPU運行上下文和棧，這是不能共享的。21.文件系統

(1)嵌入式文件系統概述

文件系統就是操作系統中用以組織、存儲、命名、使用和保護文件的一套管理機制。

常見的嵌入式文件系統有：

A、FAT：VxWorks、QNX、WindowsCE 等

B、NFS：網絡文件系統，基于遠程調用和擴展數據表示。

C、FFS：用于Flash 存儲器的文件系統。

(2)文件和目錄

A、當一個文件被創建時，必須給它指定一個名字，用戶就是通過文件名來訪問這個文件的。

B、文件命是一個有限長度的字符串，由兩部分組成：文件名和擴展名。

C、文件的邏輯結構主要有三種：無結構、簡單的記錄結構和復雜結構。現代文件系統通常采用的是無結構的形式。

D、除了文件名之外，操作系統會給每個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文件名和其他的一些管理信息。

G、在多級目錄結構中，訪問文件或目錄主要有兩種方法：絕對路徑名和相對路徑名。22.存儲器系統的層次架構

計算機系統的存儲器被組織城一個金字塔的層次結構。

自上而下為：CPU 內部寄存器、芯片內部高速緩存(cache)、芯片外部高速緩存(SRAM、SDRAM、DRAM)、主存儲器(FLASH、EEPROM)、外部存儲器(磁盤、光盤、CF 卡、SD 卡)和遠程二級存儲器(分布式文件系統、WEB 服務器)，6個層次的結構。

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

工作原理(參照教程126頁，博客畫不了圖)：主要利用了程序的局部性特點。

地址映象是指把主存地址空間映象到cache 的地址空間。

地址變換是指當程序或數據已經裝入到cache 后，在實際運行過程中，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)

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

組相聯地址映象和變換：速度稍慢但是命中率高。

全相聯地址映象和變換：可以任意映射。

常用的cache 替換算法：輪轉法和隨機替換算法。

高速緩存的分類：

統一cache 和獨立的數據/指令cache

寫通cache 和寫回cache

讀操作分配cache 和寫操作分配cache 23.存儲管理單元(MMU)

MMU 在CPU 和物理內存之間進行地址轉換，將地址從邏輯空間映射到物理空間，這個過程稱為內存映射。

MMU 主要完成下面的工作：

A.虛擬存儲空間到物理空間的映射。

B.存儲器訪問權限的控制。

C.設置虛擬存儲空間的緩沖特性。

嵌入式系統中常常采用頁式存儲管理。為了管理這些頁引入了頁表的概念。

頁表是位于內存中的表，它的每一行對應虛擬存儲空間的一個頁，該行包含了該虛擬內存頁對應的物理內存頁的地址、該頁的訪問權限和該頁的緩沖特性等。

從虛擬地址到物理地址的變換過程就是查詢頁表的過程。

由于頁表存儲在內存中的，整個查詢過程需要付出很大的代價。根據程序局部性的特點，增加了一個小容量、高速度的存儲部件來存放當前訪問需要的地址變換條目，這個存儲部件稱為：地址轉換后備緩沖器(TLB)。

當CPU 訪問內存時，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 再從內存中的頁表中查詢，并把相應的結果添加到TLB 中，更新它的內容。

嵌入式系統中虛擬存儲空間到物理空間的映射以內存塊為單位進行。即虛擬存儲空間中一塊連續的存儲空間被映射到物理存儲空間中同樣大小的一塊連續存儲空間。

在頁表和TLB 中，每一個地址變換條目實際上記錄了一個虛擬存儲空間的內存塊的基地址與物理存儲空間相對應的一個內存塊的基地址之間的對應關系。

在MMU 中實現虛擬地址到物理地址的映射是通過兩級頁表來實現的。

禁止MMU 時，所有物理地址和虛擬地址相等，即使用平板存儲模式。24.內存保護

操作系統通常利用MMU 來實現操作系統內核與應用程序之間的隔離，以及應用程序與應用程序之間的隔離。

內存保護包含兩個方面的內容：

A.防止地址越界，每個應用程序都有自己獨立的地址空間。

B.防止越權操作，每個應用程序都有自己的訪問權限。25.實模式與保護模式

在嵌入式系統中，常見的存儲管理方案可以分為兩大類：實模式和保護模式。

實模式：內存的平面使用模式。特點有：

A.不劃分“系統空間”與“用戶空間”，無須進行地址映射。

B.操作系統與應用程序之間不再有物理的邊界。

C.系統中的“任務”或“進程”，實際上全是內核線程。

在實模式下，內存布局可以分為5個段：

A.代碼段：包含操作系統和應用程序的所有代碼。

B.數據段：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：動態分配的內存空間。

E.棧空間：保存上下文以及函數調用時的局部變量和形參。

在實模式存儲管理方案下，主要的工作在于堆空間的管理，即如何來管理空閑的堆空間、如何來分配內存、如何來回收內存等等。

保護模式：處理器中必須有MMU 硬件并啟用。特點有：

A.系統內核和用戶程序都有各自獨立的地址空間。

B.每個應用程序只能訪問自己的地址空間，不能去破壞操作系統和其他應用程序的代碼和數據。26.分區存儲管理

為了實現多道程序系統而采用的最簡單的內存管理。

基本思路：把整個內存劃分為兩大區域，即系統區和用戶區，然后再把用戶區劃分為若干個分區，每個任務占有其中的一個分區。這樣，在內存當中就同時保留多個任務，讓他們共享整個用戶區，從而實現多個任務的并發運行。

分區存儲管理又可以分為兩類：固定分區和可變分區。

固定分區：各個用戶分區的個數、位置和大小一旦確定后，就固定不變，不能再修改。

優點：易于實現，系統開銷較小。

缺點：內存利用率不高，分區總數固定。

可變分區：動態創建，在裝入一個程序時，系統將根據它的需求和內存空間的使用情況來決定是否分配。

優點：動態變化，非常靈活。

缺點：可能存在外碎片。

在實現可變存儲管理技術的時候，需要考慮三個方面的問題：

A.內存管理的數據結構

B.內存的分配算法

C.內存的回收算法

27.嵌入式系統的特點、分類、發展與應用，熟悉嵌入式系統的邏輯組成。

（1）特點：

專用性

隱蔽性(嵌入式系統是被包裝在內部)

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(任何誤動作都可能會產生致命的后果)

軟件固化(軟件都固化在只讀存儲器ROM中，用戶不能隨意更改其程序功能)

實時性

（2）邏輯組成

硬件：1)處理器(運算器、控制器、存儲器)

目前所有的處理器都是微處理器 中央處理器(CPU)和協助處理器(數字信號處理器DSP、圖像處理器、通信處理器)

2)存儲器(隨機存儲器RAM和只讀存儲器ROM)

RAM分為動態DRAM和靜態SRAM兩種。DRAM電路簡單、集成度高、功耗小、成本低，但速度稍慢慢;SRAM電路較復雜、集成度低、功耗較大、成本高，但工作速度很快，適合用作指令和數據的高速緩沖存儲器

RAM當關機或斷電時，其中的信息都會消失，屬于易失性存儲器

ROM屬于不易失性存儲器。分為電可擦可編程只讀存儲器(存放

固件)和閃速存儲器(Flash ROM簡稱內存)。內存的工作原理：在低

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

3)I/O設備與I/O接口

4)數據總線

軟件

（3）分類

按嵌入式系統的軟硬件技術復雜程度進行分類：

1)低端系統 采用4位或8位單片機，在工控領域和白色家電領域占主導地位，如計算器、遙控器、充電器、空調、傳真機、BP機等。

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

3)高端系統采用32位/64位單片機，主要用于智能手機、調制解調器、掌上計算機、路由器、數碼相機等。

（4）發展

20世紀60年代初，第一個工人的現代嵌入式系統(阿波羅導航計算機)

20世紀60年代中期，嵌入式計算機批量生產

20世紀70年代，微處理器出現

20世紀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字電路替代

20世紀90年代中期SOC出現，集成電路進入超深亞微米乃至納米加工時代。28.嵌入式系統的組成與微電子技術（集成電路、EDA、SoC、IP核等技術的作用和發展）

（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稱為硅平面工藝，包括氧化、光刻、摻雜等多項工序。把這些工序反復交叉使用，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：體積小、重量輕、可靠性高。其工作速度主要取決于邏輯門電路的晶體管的尺寸。尺寸越小，工作頻率就越高，門電路的開關速度就越快。（2）EDA（電子信號自動化）（3）SoC芯片（片上系統）

既包含數字電路，也可以包含模擬電路，還可以包含數模混合電路和射頻電路。SoC芯片可以是一個CPU，單核SoC，也可以由多個CPU和/或DSP，即多核SoC。開發流程：

（1）總體設計

可以采用系統設計語言System C（或稱IEEE 1666，它是C++的擴充）或System Vetilog語言對SoC芯片的軟硬件作統一的描述，按照系統需求說明書確定SoC的性能能參數，并據此進行系統全局的設計。

（2）邏輯設計

將總體設計的結果用RTL（寄存器傳輸級描述語言）語言進行描述（源文件）后，在使用邏輯綜合將源文件進行綜合生成，生成最簡的布爾表達式核心好的連接關系（以類型為EDF的EDA工業標準文件表示）（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設計文件：邏輯門級，包括各種基本的門電路；寄存器傳輸級，如寄存器、譯碼器、數據轉換器；行為級，如CPU、DSP、存儲器、總線與接口電路等。核庫中的設計文件均屬于知識產權IP保護的范疇，所以稱為“知識產權核”或“IP核”。IP核是開發SoC的重要保證。按IC設計文件的類型，IP通常分為：軟核、固核、硬核。IP核的復用可以減少研發成本，縮短研發時間，是實現SoC的快速設計，盡早投放市場的有效途徑。

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

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

含義：在計算機中的文字信息，最常用的一種數字媒體。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個字符，每個字符使用7個二進位（最高位為奇偶校驗位，預留位）制進行編碼。2）漢字的編碼

漢子國家編碼標準有GB2312和GB18030。每個漢字用2個字節表示。GB2312只有6763個漢字，經常不夠用。GB18030字符集與UCS/Unicode字符集基本兼容，采用不等長的編碼方法，單字節編碼表示ASCII字符，與ASCII碼兼容；雙字節表示漢字，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）簡單文本

只能順序閱讀。2）豐富格式文本

有插圖、對文字顏色等定義，調整頁面，文本布局，插入聲音視頻等。3）超文本

通過超鏈接實現跳轉、導航、回溯等操作（2）圖像

圖像獲取過程的核心是模擬信號的數字化，處理步驟為：

1）掃描

將畫面網格化，每個網格為一個取樣點 2）分色

將每個取樣點的顏色分解成三原色

3）取樣

測量每個取樣點的每個分量（基色）亮度值

4）量化

把模擬量使用數字量來表示，A/D轉換

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

一幅圖像的數據量計算公式：

圖像數據量=圖像大小*像素深度/8（3）音頻/視頻

音頻/視頻信息的數字化，處理步驟為： 1）取樣

2）量化

3）編碼

數字音頻的主要參數：取樣頻率、量化位數、聲道數目、使用的壓縮編碼方法、比特率（每秒鐘的數據量）

壓縮前

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

碼率 = 壓縮前碼率 / 壓縮倍數（壓縮比）

30.嵌入式系統與網絡通信技術（數字通信與計算機網絡，TCP/IP協議，互聯網接入技術等）（1）數字通信（2）計算機網絡（3）音頻/ TCP/IP協議（4）互聯網接入技術

31.ARM處理器內核的體系結構（工作狀態，工作模式，寄存器組織，異常，數據類型與存儲格式等）（1）工作狀態

一是ARM狀態，二是Thumb指令狀態及Thumb-2狀態，三是調試狀態。ARM處理器復位后開始執行代碼時總是只處于ARM狀態，如果需要，可通過下面的方法切換到Thumb狀態或Thumb-2狀態

ARM狀態切換到Thumb指令狀態：通過BX指令，將操作數寄存器的最低位設置為1即可。如果R0[0]=1，則執行BX R0指令將進入Thumb狀態

Thumb狀態切換到ARM狀態：通過BX指令，將操作數寄存器的最低位設置為0即可。如果R0[0]=0，則執行BX R0指令將進入ARM狀態。（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個通用寄存器（含PC）和6個狀態寄存器。無論何種模式，R15均作為PC使用；CPSR為當前程序狀態寄存器；R7-R0為公用的通用寄存器。所有通用寄存器均為32位結構。程序狀態寄存器的格式： 31 30 29 28 27

26??8

0

條件碼標志含義如下：

N為符號標志位，N=1為負數，N=0為正數。Z為全0標志位，運算結果為0，則Z=1，否則Z=0； C為進借位標志，有進/借位時C=1，否則C=0.V為溢出標志，加減法運算結果溢出時V=1，否則V=0.Q為增強的DSP運算指令溢出標志，溢出時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=1禁止FIQ中斷，F=0允許。

T為ARM和Thumb指令切換，T=1時執行Thumb指令，否則執行ARM指令。

M4-M0為模式選擇位（4）存儲格式

大端模式：32位數據字的高字節存儲在低地址，而數據字的低字節則存放在高地址中。

小端模式：32位數據字的高字節存儲在高地址，而數據字的低字節則存放在低地址中。系統復位時，自動默認為小端模式。

例如：一個32位數據字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）數據類型

8位、16位、32位三種數據類型（6）ARM處理器中MMU和MPU

MMU存儲器管理單元（memory management unit）功能：

1)虛擬地址到物理地址映射

2）存儲器訪問權限受限

3）虛擬存儲空間的緩沖特性設置

MPU存儲器保護單元（memory protect unit）（7）異常（7種）

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

（1）不同內核嵌入式微控制器性能比較

（2）馮–諾依曼結構和哈佛結構的區別

兩者連接CPU程序存儲器和數據存儲器的方式不同 馮–諾依曼結構

CPU 程序/數據存儲器

哈佛結構

程序存儲器 CPU 數據存儲器程序總線

數據總線（3）分類

按指令集分為：復雜指令集結構CISC和精簡指令集結構RISC 按存儲機制分為：馮–諾依曼結構和哈佛結構 按字長分為：8位、16位、32位、64位結構

按不同內核系列可以分為：

51、AVR、PIC、MSP430、PowerPC、Coldfile、ARM（4）不同典型內核簡介

32.ARM處理器指令系統及匯編語言程序設計（指令格式，尋址方式，指令集，偽指令，語句格式與程序結構，ARM匯編語言與C的混合編程等）（1）指令格式

指令一般格:

{}{S} ,{,}

其中<>不可省

指令格式說明：

關于#imm8m的說明：#表示立即數，其后可以是十進制或十六進制數。

對于ARM指令集，#imm8m表示一個由8位立即數經循環右移任意偶數位次形成的32位操作數。

對于Thumb指令集，#imm8m表示一個由8位立即數經左移任意位次形成的32位操作數。尋址方式：

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

（2）Cortex-R系列是面向實時控制的處理器：具有MPU、Cache、實時響應、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，沒有MMU但有MPU，極高性價比、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，類型，ARM的AMBA總線，嵌入式處理芯片的選型）

基于ARM內核的典型嵌入式應用系統硬件組成

典型嵌入式系統硬件由嵌入式最小硬件系統（電源電路、時鐘（晶振）電路、復位電路、JTAG測試接口）、前向通道（輸入接口）、后向通道（輸出接口）、人機交互通道（鍵盤，觸摸屏以及LED或LCD顯示輸出接口）以及相互互聯通信通道（CAN通信接口、以太網通信接口、USB通信接口）等組成。

電源電路為整個嵌入式系統提供能量，是整個系統工作的基礎，具有極其重要的位置。一般來說，如果電源電路處理得好，整個系統的故障往往能顯著減少。選擇設計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）、低壓穩壓器（LDO）。穩壓器包括普通穩壓器和低壓差穩壓器LDO。78XX系列屬于普通穩壓器，LM2576/2596為開關穩壓芯片，CAT6219/AS2815/1117/2908等屬于低壓穩壓器。穩壓器的最大特點就是低噪聲、低成本、紋波小、精度高、電路簡單。35.基于ARM內核的典型嵌入式芯片的硬件組成1）存儲器及控制器

片內程序存儲器通常是用Flash ROM,一般配有幾KB到幾MB不等。片內數據存儲器通常使用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（直接存儲器訪問控制器）

使用DMA控制器，可將數據塊從外設傳輸至內存、從內存傳輸至外設或從內存傳輸至內存。

4）電源管理與時鐘控制器

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，減少功耗。6）定時計數組件

主要包括看門狗定時器（WDT）監視著程序的運行狀態 Timer通用定時器

用于一般的定時

RTC可直接提供年月日時分秒，使應用系統具有獨立的日期和時間

脈沖寬度調制解調器（PWM）用于脈沖寬度的調制，比如電機控制、用于變頻調整等。7）模擬通道組件

8）互聯通信組件

36.嵌入式處理芯片的選型 1）性價比原則

性能高，價格低 2）參數選擇原則

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

片內外圍電路（GPIO外部引腳條數、定時計數器、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.頁式存儲管理(重點)

基本思路：把物理內存劃分為許多固定大小的內存塊，稱為物理頁面;把邏輯地址空間也劃分為大小相同的塊，稱為邏輯頁面。當一個用戶程序被裝入內存時，不是以整個程序為單位，把它存放在一整塊連續的區域，而是以頁面為單位來進行分配的。對于一個大小為N 的頁面程序，需要有N 個空閑的物理頁面來把它裝載。這些物理頁面不一定是要連續的。

在頁式存儲管理中需要解決三個問題：數據結構、內存分配與回收、地址映射。

數據結構有兩個：頁表和物理頁面表。

A.頁表：給出了任務邏輯頁面號和內存中物理頁面號之間的對應關系。

B.物理頁面表：描述內存空間中，各個物理頁面的使用情況。

具體的例子請參考《教程》317頁(博客中畫不了圖，有興趣自己看)。

內存的分配過程：

A.對于一個新來的任務，計算它所需要的頁面數N，然后查看位示圖，看是否還有N 個空閑的物理頁面。

B.如果有足夠的空閑物理頁面，就去申請一個頁表，其長度為N，并把頁表的起始地址填入到該任務的控制塊中。

C.分配N 個空閑的物理頁面，把他們的變換填到頁表中，建立邏輯頁面與物理頁面直接的對應關系。

D.修改位示圖，對剛剛被占用的那些物理頁面進行標記。地址映射的基本思路：

A.邏輯地址分析：對邏輯地址，找到它所在的邏輯頁面，以及它在頁面內的偏移地址。

B.頁表查找：根據邏輯頁面號，從頁表中找出它對應的物理頁面號。

C.物理地址合成：根據物理頁面號和頁內偏移地址，最終確定物理地址。

邏輯地址分析：

頁面的大小都是2的整數次冪。對于給定的一個邏輯地址，可以直接把它的高位部分作為邏輯頁面號，把它的低位部分作為頁內偏移地址。例如，假設頁面的大小是4KB，即2的12次冪，邏輯地址為32為，那么在一個邏輯地址當中，最低12位為頁內偏移地址，而剩下的20位就是邏輯頁面號。

計算方法：

邏輯頁面號=邏輯地址/頁面大小

頁內偏移量=邏輯地址%頁面大小

頁表查找：

頁表作為操作系統的一個數據結構，通常保存在內核的地址空間中。

頁表基地址寄存器用來指向頁表的起始地址;頁表長度寄存器用來指示頁表的大小，即對于當前任務，它總共包含有多少個頁面。

物理地址合成：

假設物理頁面號為f，頁內偏移地址為offset，每個頁面大小為2n，那么相應的物理地址為：f×2n+offset。39.虛擬存儲管理

程序局部性原理：時間局限性和空間局限性。

虛擬頁式存儲管理：在頁式管理的基礎上，增加了請求調頁和頁面置換的功能。

基本思路：當一個用戶程序需要調入內存去運行時，不是將這個程序的所有頁面都裝入內存，而是只裝載部分的頁面，就可以啟動這個程序運行。在運行過程中，如果發現要執行的指令或者訪問的數據不在內存當中，就向系統發出缺頁中斷請求，然后系統在處理這個中斷請求時，就會將保存在外存中的相應頁面調入內存，從而使該程序能繼續運行。

在虛擬頁式存儲管理中，頁表包含：邏輯頁面號、物理頁面號、駐留位、保護位、修改位和訪問位。

常用的頁面置換算法：

A.最優頁面置換算法：理想化算法。

B.最近最久未使用算法：鏈表法和棧方法。尋找長時間沒有被訪問的頁面。

C.最不常用算法：每個頁面設置一個訪問計數器。

D.先進先出算法：性能比較差。

E.時鐘頁面置換算法：把頁面組成環形鏈表，類似時鐘面。

一般來說，當一個任務剛剛啟動的時候，它會不斷去訪問一些新的頁面，然后逐步建立一個比較穩定的工作集。工作集是指當前任務正在使用的邏輯頁面的集合。如果分配給一個任務的物理頁面數太少，不能包含整個的工作集，任務將會造成很多缺頁中斷，需要頻繁地進行頁面置換，這種現象稱為“抖動”。40.Flash存儲器

(1)Flash 存儲器是一種非易失性存儲器，根據結構的不同可以將其分為NOR Flash 和NAND Flash 兩種。

(2)Flash存儲器的特點：

A、區塊結構：在物理上分成若干個區塊，區塊之間相互獨立。

B、先擦后寫：Flash 的寫操作只能將數據位從1寫成0，不能從0寫成1，所以在對存儲器進行寫入之前必須先執行擦除操作，將預寫入的數據位初始化為1。擦除操作的最小單位是一個區塊，而不是單個字節。

C、操作指令：執行寫操作，它必須輸入一串特殊指令(NOR Flash)或者完成一段時序(NAND Flash)才能將數據寫入。

D、位反轉：由于Flash 的固有特性，在讀寫過程中偶爾會產生一位或幾位的數據錯誤。位反轉無法避免，只能通過其他手段對結果進行事后處理。

E、壞塊：區塊一旦損壞，將無法進行修復。對已損壞的區塊操作其結果不可預測。

(3)NOR Flash的特點：

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

(4)NAND Flash的特點

能夠提高極高的密度單元，可以達到高存儲密度，并且寫入和擦除的速度也很快，這也是為何所有的U盤都使用NAND Flash 作為存儲介質的原因。應用NAND Flash 的困難在于閃存需要特殊的系統接口。41.RAM存儲器

(1)SRAM 的特點：

SRAM 表示靜態隨機存取存儲器，只要供電它就會保持一個值，它沒有刷新周期，由觸發器構成基本單元，集成度低，每個SRAM 存儲單元由6個晶體管組成，因此其成本較高。它具有較高速率，常用于高速緩沖存儲器。

通常SRAM 有4種引腳：

CE：片選信號，低電平有效。

R/W：讀寫控制信號。

ADDRESS：一組地址線。

DATA：用于數據傳輸的一組雙向信號線。

(2)DRAM 的特點：

DRAM 表示動態隨機存取存儲器。這是一種以電荷形式進行存儲的半導體存儲器。它的每個存儲單元由一個晶體管和一個電容器組成，數據存儲在電容器中。電容器會由于漏電而導致電荷丟失，因而DRAM器件是不穩定的。它必須有規律地進行刷新，從而將數據保存在存儲器中。

DRAM 的接口比較復雜，通常有一下引腳：

CE：片選信號，低電平有效。

R/W：讀寫控制信號。

RAS：行地址選通信號，通常接地址的高位部分。

CAS：列地址選通信號，通常接地址的低位部分。

ADDRESS：一組地址線。

DATA：用于數據傳輸的一組雙向信號線。

(3)SDRAM 的特點：

SDRAM 表示同步動態隨機存取存儲器。同步是指內存工作需要同步時鐘，內部的命令發送與數據的傳輸都以它為基準;動態是指存儲器陣列需要不斷的刷新來保證數據不丟失。它通常只能工作在133MHz的主頻。

(4)DDRAM 的特點

DDRAM 表示雙倍速率同步動態隨機存取存儲器，也稱DDR。DDRAM 是基于SDRAM 技術的，SDRAM 在一個時鐘周期內只傳輸一次數據，它是在時鐘的上升期進行數據傳輸;而DDR 內存則是一個時鐘周期內傳輸兩次次數據，它能夠在時鐘的上升期和下降期各傳輸一次數據。在133MHz 的主頻下，DDR內存帶寬可以達到133×64b/8×2=2.1GB/s。42.存儲器系統的層次架構

計算機系統的存儲器被組織成一個金字塔的層次結構。

自上而下為：CPU內部寄存器、芯片內部高速緩存(cache)、芯片外部高速緩存(SRAM、SDRAM、DRAM)、主存儲器(FLASH、EEPROM)、外部存儲器(磁盤、光盤、CF卡、SD卡)和遠程二級存儲器(分布式文件系統、WEB服務器)，6個層次的結構。

上述設備從上而下，依次速度更慢、容量更大、訪問頻率更小，造價更便宜。

2、高速緩存(cache)

工作原理(參照教程126頁，博客畫不了圖)：主要利用了程序的局部性特點。

地址映象是指把主存地址空間映象到cache的地址空間。

地址變換是指當程序或數據已經裝入到cache后，在實際運行過程中，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)

直接映象和變換：速度快，造價低，但有局限性，不能充分利用cache的好處。

組相聯地址映象和變換：速度稍慢但是命中率高。

全相聯地址映象和變換：可以任意映射。

常用的cache替換算法：輪轉法和隨機替換算法。

高速緩存的分類：

統一cache和獨立的數據/指令cache

寫通cache和寫回cache

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

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

（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的總線標準。IIC總線具有的接口線少，控制方式簡單，器件封裝緊湊，通信速率較高（100kb/s,400kb/s,高速模式可達3.4Mb/s）等優點。IIC總線的操作時序

IIC總線只有兩條信號線，一條是數據線SDA，另一條是時鐘線SCL，所有的操作均通過這兩條信號線完成。數據線SDA上的數據必須在時鐘的高電平周期保持穩定，它的高/低電平狀態只有在SCL時鐘信號線是低電平時才能改變。1）啟動和停止條件

總線上的所有器件都不使用總線時，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。主控制器啟動總線操作的條件是當SCL線保持高電平時SDA線有高電平轉為低電平，此時主控制器在SCL產生時鐘信號，SDA線開始傳輸數據。若SCL線為高電平時SDA由低轉為高，則總線工作停止，恢復空閑狀態 2）數據傳送格式 3）應答（ACK）信號傳送 4）讀/寫操作 5）總線仲裁 6）異常中斷條件（3）串行外設接口SPI

（4）串行異步通信接口UART（5）高清多媒體接口HDMI

（6）常用簡單輸入設備（鍵盤、觸摸屏、傳感器）（7）常用簡單輸出設備（LED、數碼管、LCD、）

（8）基于UART的RS—232/RS—485 CAN總線接口

以太網通信接口常用無線通信接口（GPS模塊、GPRS模塊、WiFi模塊、藍牙模塊、射頻無線收發模塊）43.存儲管理單元（MMU）memory management unit MMU在CPU和物理內存之間進行地址轉換，將地址從邏輯空間映射到物理空間，這個過程稱為內存映射。

MMU主要完成下面的工作：

A.虛擬存儲空間到物理空間的映射。

B.存儲器訪問權限的控制。

C.設置虛擬存儲空間的緩沖特性。

嵌入式系統中常常采用頁式存儲管理。為了管理這些頁引入了頁表的概念。

頁表是位于內存中的表，它的每一行對應虛擬存儲空間的一個頁，該行包含了該虛擬內存頁對應的物理內存頁的地址、該頁的訪問權限和該頁的緩沖特性等。

從虛擬地址到物理地址的變換過程就是查詢頁表的過程。

由于頁表存儲在內存中的，整個查詢過程需要付出很大的代價。根據程序局部性的特點，增加了一個小容量、高速度的存儲部件來存放當前訪問需要的地址變換條目，這個存儲部件稱為：地址轉換后備緩沖器(TLB)。

當CPU訪問內存時，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再從內存中的頁表中查詢，并把相應的結果添加到TLB中，更新它的內容。

嵌入式系統中虛擬存儲空間到物理空間的映射以內存塊為單位進行。即虛擬存儲空間中一塊連續的存儲空間被映射到物理存儲空間中同樣大小的一塊連續存儲空間。

在頁表和TLB中，每一個地址變換條目實際上記錄了一個虛擬存儲空間的內存塊的基地址與物理存儲空間相對應的一個內存塊的基地址之間的對應關系。

在MMU中實現虛擬地址到物理地址的映射是通過兩級頁表來實現的。

禁止MMU時，所有物理地址和虛擬地址相等，即使用平板存儲模式。內存保護

操作系統通常利用MMU來實現操作系統內核與應用程序之間的隔離，以及應用程序與應用程序之間的隔離。

內存保護包含兩個方面的內容：

A.防止地址越界，每個應用程序都有自己獨立的地址空間。

B.防止越權操作，每個應用程序都有自己的訪問權限。44.實模式與保護模式

在嵌入式系統中，常見的存儲管理方案可以分為兩大類：實模式和保護模式。

實模式：內存的平面使用模式。特點有：

A.不劃分“系統空間”與“用戶空間”，無須進行地址映射。

B.操作系統與應用程序之間不再有物理的邊界。

C.系統中的“任務”或“進程”，實際上全是內核線程。

在實模式下，內存布局可以分為5個段：

A.代碼段：包含操作系統和應用程序的所有代碼。

B.數據段：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：動態分配的內存空間。

E.棧空間：保存上下文以及函數調用時的局部變量和形參。

在實模式存儲管理方案下，主要的工作在于堆空間的管理，即如何來管理空閑的堆空間、如何來分配內存、如何來回收內存等等。

保護模式：處理器中必須有MMU硬件并啟用。特點有：

A.系統內核和用戶程序都有各自獨立的地址空間。

B.每個應用程序只能訪問自己的地址空間，不能去破壞操作系統和其他應用程序的代碼和數據。45.分區存儲管理

為了實現多道程序系統而采用的內存管理。

基本思路：把整個內存劃分為兩大區域，即系統區和用戶區，然后再把用戶區劃分為若干個分區，每個任務占有其中的一個分區。這樣，在內存當中就同時保留多個任務，讓他們共享整個用戶區，從而實現多個任務的并發運行。

分區存儲管理又可以分為兩類：固定分區和可變分區。

固定分區：各個用戶分區的個數、位置和大小一旦確定后，就固定不變，不能再修改。

優點：易于實現，系統開銷較小。

缺點：內存利用率不高，分區總數固定。

可變分區：動態創建，在裝入一個程序時，系統將根據它的需求和內存空間的使用情況來決定是否分配。

優點：動態變化，非常靈活。

缺點：可能存在外碎片。

在實現可變存儲管理技術的時候，需要考慮三個方面的問題：

A.內存管理的數據結構

B.內存的分配算法

C.內存的回收算法 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，不能用邏輯地址來直接訪問內存單元。

為了保證CPU在執行指令的時候，可以正確地訪問內存單元，需要將用戶程序中的邏輯地址轉換為運行時由機器直接尋址的物理地址。這個過程稱為：地址映射。

地址映射由存儲管理單元MMU來完成。

地址映射主要有兩種方式：靜態地址映射和動態地址映射。

靜態地址映射：當用戶程序被裝入內存時，直接對指令代碼進行修改，一次性地實現邏輯地址到物理地址的轉換。

動態地址映射：當用戶程序被裝入內存時，不對指令代碼做任何修改，而是在程序的運行過程中，當它需要訪問內存單元的時候，再來進行地址轉換。

在具體實現時，這項轉換工作一般是由硬件的地址映射機制來完成的。通常設置一個基地址寄存器，或者叫重定位寄存器。當一個任務被調度運行時，就把它所在分區的起始地址裝入到整個寄存器中。然后，在程序運行的過程中，當需要訪問某個內存單元時，硬件就會自動地將其中的邏輯地址加上基地址寄存器中的內容，從而得到實際的物理地址，并且按照這個物理地址區執行。

這個基地址寄存器位于MMU的內部，整個地址映射過程是自動運行的。從理論上說，每訪問一次內存都要進行一次地址映射。47.頁式存儲管理（重點）

基本思路：把物理內存劃分為許多固定大小的內存塊，稱為物理頁面；把邏輯地址空間也劃分為大小相同的塊，稱為邏輯頁面。當一個用戶程序被裝入內存時，不是以整個程序為單位，把它存放在一整塊連續的區域，而是以頁面為單位來進行分配的。對于一個大小為N的頁面程序，需要有N個空閑的物理頁面來把它裝載。這些物理頁面不一定是要連續的。

在頁式存儲管理中需要解決三個問題：數據結構、內存分配與回收、地址映射。

數據結構有兩個：頁表和物理頁面表。

A.頁表：給出了任務邏輯頁面號和內存中物理頁面號之間的對應關系。

B.物理頁面表：描述內存空間中，各個物理頁面的使用情況。

具體的例子請參考《教程》317頁（博客中畫不了圖，有興趣自己看）。

內存的分配過程：

A.對于一個新來的任務，計算它所需要的頁面數N，然后查看位示圖，看是否還有N個空閑的物理頁面。

B.如果有足夠的空閑物理頁面，就去申請一個頁表，其長度為N，并把頁表的起始地址填入到該任務的控制塊中。

C.分配N個空閑的物理頁面，把他們的變換填到頁表中，建立邏輯頁面與物理頁面直接的對應關系。

D.修改位示圖，對剛剛被占用的那些物理頁面進行標記。

地址映射的基本思路：

A.邏輯地址分析：對邏輯地址，找到它所在的邏輯頁面，以及它在頁面內的偏移地址。

B.頁表查找：根據邏輯頁面號，從頁表中找出它對應的物理頁面號。

C.物理地址合成：根據物理頁面號和頁內偏移地址，最終確定物理地址。

邏輯地址分析：

頁面的大小都是2的整數次冪。對于給定的一個邏輯地址，可以直接把它的高位部分作為邏輯頁面號，把它的低位部分作為頁內偏移地址。例如，假設頁面的大小是4KB，即2的12次冪，邏輯地址為32為，那么在一個邏輯地址當中，最低12位為頁內偏移地址，而剩下的20位就是邏輯頁面號。

計算方法：

邏輯頁面號＝邏輯地址/頁面大小

頁內偏移量＝邏輯地址％頁面大小

頁表查找：

頁表作為操作系統的一個數據結構，通常保存在內核的地址空間中。

頁表基地址寄存器用來指向頁表的起始地址；頁表長度寄存器用來指示頁表的大小，即對于當前任務，它總共包含有多少個頁面。

物理地址合成：

假設物理頁面號為f，頁內偏移地址為offset，每個頁面大小為2n，那么相應的物理地址為：f×2n+offset。48.虛擬存儲管理

程序局部性原理：時間局限性和空間局限性。

虛擬頁式存儲管理：在頁式管理的基礎上，增加了請求調頁和頁面置換的功能。

基本思路：當一個用戶程序需要調入內存去運行時，不是將這個程序的所有頁面都裝入內存，而是只裝載部分的頁面，就可以啟動這個程序運行。在運行過程中，如果發現要執行的指令或者訪問的數據不在內存當中，就向系統發出缺頁中斷請求，然后系統在處理這個中斷請求時，就會將保存在外存中的相應頁面調入內存，從而使該程序能繼續運行。

在虛擬頁式存儲管理中，頁表包含：邏輯頁面號、物理頁面號、駐留位、保護位、修改位和訪問位。

常用的頁面置換算法：

A.最優頁面置換算法：理想化算法。

B.最近最久未使用算法：鏈表法和棧方法。尋找長時間沒有被訪問的頁面。

C.最不常用算法：每個頁面設置一個訪問計數器。

D.先進先出算法：性能比較差。

E.時鐘頁面置換算法：把頁面組成環形鏈表，類似時鐘面。

一般來說，當一個任務剛剛啟動的時候，它會不斷去訪問一些新的頁面，然后逐步建立一個比較穩定的工作集。工作集是指當前任務正在使用的邏輯頁面的集合。如果分配給一個任務的物理頁面數太少，不能包含整個的工作集，任務將會造成很多缺頁中斷，需要頻繁地進行頁面置換，這種現象稱為“抖動”。49.嵌入式系統軟件 ．嵌入式系統的軟件組成與實時操作系統（嵌入式系統軟件組成，嵌入式操作系統的發展，實時系統與實時操作系統，微內核與宏內核，嵌入式操作系統的仿真平臺等）．板級支持軟件包（BSP）和引導加載程序Bootloader（硬件抽象層HAL，BSP 的功能和移植，Bootloader 的執行過程，U-boot 及其移植等）．嵌入式Linux 操作系統（嵌入式Linux 的發展和自由軟件，嵌入式Linux 內核的結構、系統調用接口，常見嵌入式Linux 等）．嵌入式操作系統μC/OS-II（基本特點、代碼結構、任務管理與調度、任務通信、中斷處理、移植等）50.嵌入式系統的開發

1．嵌入式系統的開發過程和工具（開發步驟，交叉開發平臺和工具，系統的調試工具等）

2．系統開發工具軟件（ADS、RVDS的特點與使用，GCC的常用命令與參數）

3．以S3C2410/S3C2440為背景的應用系統開發（硬件接口及部件的綜合使用；無操作系統環境下的系統開發；μC/OS-II環境下的系統開發）51.嵌入式系統的定義

(1)定義：以應用為中心，以計算機技術為基礎，軟硬件可裁剪，適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統。

(2)嵌入式系統發展的4 個階段：無操作系統階段、簡單操作系統階段、實時操作系統階段、面向Internet 階段。

(3)知識產權核(IP 核)：具有知識產權的、功能具體、接口規范、可在多個集成電路設計中重復使用的功能模塊，是實現系統芯片(SOC)的基本構件。

(4)IP 核模塊有行為、結構和物理3 級不同程度的設計，對應描述功能行為的不同可以分為三類：軟核、固核、硬核。

52.嵌入式系統的組成：硬件層、中間層、系統軟件層和應用軟件層

(1)硬件層：嵌入式微處理器、存儲器、通用設備接口和I/O 接口。

嵌入式核心模塊=微處理器+電源電路+時鐘電路+存儲器

Cache：位于主存和嵌入式微處理器內核之間，存放的是最近一段時間微處理器使用最多的程序代碼和數據。它的主要目標是減小存儲器給微處理器內核造成的存儲器訪問瓶頸，使處理速度更快。

(2)中間層(也稱為硬件抽象層HAL 或者板級支持包BSP)：它將系統上層軟件和底層硬件分離開來，使系統上層軟件開發人員無需關系底層硬件的具體情況，根據BSP 層提供的接口開發即可。

BSP 有兩個特點：硬件相關性和操作系統相關性。

設計一個完整的BSP 需要完成兩部分工作：

A、嵌入式系統的硬件初始化和BSP 功能。

片級初始化：純硬件的初始化過程，把嵌入式微處理器從上電的默認狀態逐步設置成系統所要求的工作狀態。

板級初始化：包含軟硬件兩部分在內的初始化過程，為隨后的系統初始化和應用程序建立硬件和軟件的運行環境。

系統級初始化：以軟件為主的初始化過程，進行操作系統的初始化。

B、設計硬件相關的設備驅動。

(3)系統軟件層：由RTOS、文件系統、GUI、網絡系統及通用組件模塊組成。

RTOS 是嵌入式應用軟件的基礎和開發平臺。

(4)應用軟件：由基于實時系統開發的應用程序組成。53.實時系統

(1)定義：能在指定或確定的時間內完成系統功能和對外部或內部、同步或異步時間做出響應的系統。

(2)區別：通用系統一般追求的是系統的平均響應時間和用戶的使用方便;而實時系統主要考慮的是在最壞情況下的系統行為。

(3)特點：時間約束性、可預測性、可靠性、與外部環境的交互性。

(4)硬實時(強實時)：指應用的時間需求應能夠得到完全滿足，否則就造成重大安全事故，甚至造成重大的生命財產損失和生態破壞，如：航天、軍事。

(5)軟實時(弱實時)：指某些應用雖然提出了時間的要求，但實時任務偶爾違反這種需求對系統運行及環境不會造成嚴重影響，如：監控系統、實時信息采集系統。

第四篇：2015年軟考軟件設計師模擬試題及答案解析

2015年軟考軟件設計師模擬試題及答案解析[1] 【網絡綜合-2015年軟考軟件設計師模擬試題及答案解析】：

41.不是C語言提供的合法關鍵字是(46)

(45)A.switch

B.begin

C.case

D.default

參考答案：(46)B。

解析：因C語言的關鍵字表中沒有begin，它不是C語言的關鍵字。所以解答是B。

42.下列字符列中，能作為單個標識符是(47)

(47)A.?a

B.a=2

C.a.3

D.a___3

參考答案：(47)D。

解析：在C語言中，規定標識符是這樣一種字符序列，由英文字母或下線字符開始，后接任1個英文字母、下線字符和數字符組成。所以問題所列的字符列只有a_3是標識符，其余都l是標識符，一個是由字符’?’開頭、一個中間有字符’=’，另一個有字符’.’。所以解答是D。

43.在C語言中，下列說法中錯誤的是(48)

(47)A.函數定義可以分為兩個部分：函數說明部分和函數體

B.主函數可以調用任何非主函數

C.任何非主函數可以調用其它任何非主函數

D.程序可以從任何函數開始執行

參考答案：(48)D。

解析：每個C函數的定義分兩部分，函數說明部分和函數體，所以敘述①是正確的敘述。C語言中，函數可以遞歸調用，主函數可以調用程序中的任何函數，當然可以調用任何非主教的其它函數，所以敘述②是一個正確的敘述。同樣理由，敘述③也是正確的。C語言規，C程序只有一個主函數，并總是從主函數開始執行，不能從非主函數開始執行。所以，說程可以從任何函數開始執行是錯誤的。所以解答是D。

44.為了直觀地分析系統的動作，從特定的視點出發描述系統的行為，需要采用動態分析的方法。其中，(49)適用于描述與分析相互獨立、協同操作的處理系統，也就是并發執行的處理系統。

(49)A.狀態遷移圖

B.時序圖

C.Petri網

D.HIPO圖

參考答案：(49)C。

解析：為了直觀地分析系統的動作，從特定的視點出發描述系統的行為，需要采用動態分析的方法。常用的動態分析方法有狀態遷移圖、時序圖和Petri網。

狀態遷移圖是描述系統的狀態如何響應外部的信號進行推移的一種圖形表示。

時序圖用于對比在系統中處理時間的時序與相應的處理時間，進行系統分析。

Petri網方法本來是表達異步系統的控制規則的圖形表示方法，現在已經廣泛地應用于硬件與軟件系統的開發中，它適用于描述與分析相互獨立、協同操作的處理系統，也就是并發執行的處理系統。

在結構化設計中，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構，又可以描述每個模塊的輸入/輸出關系、處理內容、模塊的內部數據和模塊的調用關系。它是系統設計的重要成果，也是系統實施階段編制程序設計任務書和進行程序設計的出發點和依據。

46.函數調用語句“f((el，e2)，(e3，e4，e5));”中參數的個數是(51)

(51)A.1

B.2

C.4

D.5

參考答案：(51)B。

解析：上述函數調用中，(e1，e2)和(e3，e4，e5)是兩個帶括號的表達式，所以函數調用只提供兩個實參，其中第一個實參先計算el的值，然后計算e2，并以e2的值為實參。第二個實參順序計算e3，e4，e5，并以e5的值為實參。所以解答是B。

47.C語言中，函數的隱含存儲類型是(52)

(52)A.auto

B.static

C.extern

D.無存儲類別

參考答案：(52)C。

解析：由于C函數內不能再定義函數，C函數的存儲類型只能是靜態的或外部的之一。若定義函數時不指定存儲類型是靜態的，則它的存儲類型就是外部的(extern)，即函數允許被程序的其它函數調用。所以解答是C。

48.測試是保證軟件質量的重要手段。根據國家標準GB 8566-88《計算機軟件開發規范》的規定，應該在(53)階段制定系統測試計劃。

(53)A.需求分析

B.概要設計

C.詳細設計

D.系統測試

參考答案：(53)A 49.以下對C語言函數的有關描述中，正確的是(54)

(54)A.在C語言中，調用函數時，只能把實參的值傳遞給形參，形參的值不能傳遞給實參

B.C函數既可以嵌套定義，又可以遞歸調用

C.函數必須有返回值，否則不能定義成函數

D.C程序中，有調用關系的所有函數必須放在同一個源程序文件中

參考答案：(54)A。

解析：C語言規定，調用函數時，只能把實參的值傳遞給函數的形參。函數調用時，形參從實參表達式得到初值，報參也是函數的一種局部變量，其值可以改變，但形參的值不能傳回給對應的實參。當函數設置非指針類型的形參時，實參可以是同類型的一般表達式;當函數設置指針類型的形參時，對應的實參也必須是同類型的指針表達式。所以敘述A是正確的。C語言雖可以遞歸調用，但同時規定，在函數內不能再定義函數，所以敘述B是錯誤的。通常C函數會有返回值，但也可以沒有返回值。有許多情況，函數的執行是完成某種預定的工作，并沒有返回值，所以敘述C是不正確的。在C程序中，如函數未指定是靜態的，則就是外部的，能讓別的文件中的函數調用。但函數要調用別的文件中的函數，在調用代碼之前，需對它作說明，所以敘述D也是不正確的。正確的解答只有A。

50.某軟件產品在應用初期運行在Windows 2000環境中。現因某種原因，該軟件需要在Linux環境中運行，而且必須完成相同的功能。為適應該需求，軟件本身需要進行修改，而所需修改的工作量取決于該軟件的(55)。

(55)A.可復用性

B.可維護性

C.可移植性

D.可擴充性

參考答案：(55)C。

解析：軟件的可復用性指軟件或軟件的部件能被再次用于其他應用中的程度。軟件復用性取決于其模塊獨立性、通用性和數據共享性等。

軟件的可維護性是指一個軟件模塊是否容易修改、更新和擴展，即在不影響系統其他部分的情況下修改現有系統功能中問題或缺陷的能力。

軟件的可移植性指將軟件系統從一個計算機系統或操作系統移植到另一種計算機系統或操作系統中運行時所需工作量的大小。可移植性取決于系統中硬件設備的特征、軟件系統的特點和開發環境，以及系統分析與設計中關于通用性、軟件獨立性和可擴充性等方面的考慮。

軟件的可擴充性指軟件的體系結構、數據設計和過程設計的可擴充程度。可擴充性影響著軟件的靈活性和可移植性。

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

51.進程的五態模型包括運行狀態、活躍就緒狀態、靜止就緒狀態、活躍阻塞狀態和靜止阻塞狀態。針對圖5的進程五態模型，為了確保進程調度的正常工作，(a)、(b)和(c)的狀態分別為(56)。

軟件設計師練習試題及答案解析

圖6 進程的五態模型圖

(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：在多道程序系統中，進程在處理器上交替運行，在運行、就緒和阻塞3種基本狀態之間不斷地發生變化。由于進程的不斷創建，系統資源(特別是主存資源)已不能滿足進程運行的要求。此時就必須將某些進程掛起，對換到磁盤鏡像區，暫時不參與進程調度，以平衡系統負載的目的。如果系統出現故障，或者是用戶調試程序，也可能需要將進程掛起檢查問題。

在圖6具有掛起狀態的進程狀態及其轉換圖中，活躍就緒是指進程在主存并且可被調度的狀態。(1)空缺處各選項中，靜止就緒是指進程被對換到輔存時的就緒狀態，是不能被直接調度的狀態，只有當主存中沒有活躍就緒態進程，或者是掛起態進程具有更高的優先級，系統將把掛起就緒態進程調回主存并轉換為活躍就緒。因此，圖6的(c)空缺處應填入“靜止就緒”這一狀態。

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

靜止阻塞是指進程對換到輔存時的阻塞狀態。一旦等待的事件產生，便進入靜止就緒狀態。故圖6的(b)空缺處應填入“靜止阻塞”。

由以上分析可知，(56)空缺處的正確答案是選項D。

另外，對于一張完整的進程五態模型圖，則需在圖3-4模型圖中增加一條從“運行”態到“活躍阻塞”態的邊，其狀態轉換原因是“等待”事件(如I/O請求)發生，以及增加一條從“運行”態到“靜止就緒”態的邊，其狀態轉換原因是“掛起”。

52.基于構件的開發(CBD)模型，融合了(57)模型的許多特征。該模型本質是演化的，采用迭代方法開發軟件。

(57)A.瀑布

B.螺旋

C.噴泉

D.快速應用開發(RAD)

參考答案：(57)B。

解析：螺旋模型是演化軟件過程模型的一種，最早由Boehm提出，它將原型實現的迭代特征與線性順序模型中控制的和系統化的方面結合起來，使軟件增量版本的快速開發成為可能。在螺旋模型中，軟件開發是一系列的增量發布。

面向對象技術為軟件工程的基于構件的過程模型提供了技術框架。基于構件的開發模型融合了螺旋模型的許多特征。它本質上是演化型的，要求軟件創建迭代方法。

基于構件的開發模型是利用預先包裝好的軟件構件來構造應用的。統一軟件開發(RUP)過程是在產業界提出的一系列基于構件的開發模型的代表。

53.設有定義“inta=3，b，*p=&a;”，則下列語句中使b不為3的語句是(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b賦值的表達式有*&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a的指針間接引用a。對于后者，又有多種表達方法，通過指向a的指針p，間接引用a的內容，如*p。或通過求地址運算符由變量a得到其指針&a，再由這指針表達式間接引用a的內容，如*&a。所以表達式*&a、*p和a都能引用變量a的值，而使b的值為3。而表達式。a是錯誤的，因為a不是指針變量，不能對它施行取內容運算符。所以解答是D。

54.設指針x指向的整型變量值為萬，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指向某個變量，例如指向變量v，并且變量v的值是25，則表達式++*x的值是26。這是因為表達式的計算順序可加圓括號表達成(++(*x))，首先是*x，是對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的值為表達式++V的結果，所以其值是26。所以解答是D。

55.若有說明：“inti,j=7，*p=&i;”，則與“i=j;”等價的語句是(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，表達式i=*p等價于i=i;表達式*p=*&j等價于i=j;而表達式i=&j企圖將整型變量的指針賦給整型變量，這是錯誤的;表達式i=**p也是一種錯誤的表達式。p是指針，*p是p所指變量j，**p是企圖將整型變量j當作指針，并想通過j間接引用某個變量。所以解答是B。

56.以下關于軟件質量度量指標的敘述中，說法正確的是(61)。

(32)A.正確性就是用每千行代碼的故障(fault)數來度量

B.軟件完整性是指軟件功能與需求符合的程度

C.軟件維護的工作量比開發階段的工作量小

D.可用性與用戶的操作效率和主觀評價有關

參考答案：(61)D。

解析：最主要的軟件質量度量指標有正確性、可維護性、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有關，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。

軟件維護的工作量比開發階段的工作量大，通常的估計是，開發階段的工作量占軟件生命期整個工作量的40%，而維護階段的工作量則占60%，甚至更多。

軟件可用性用來度量軟件的“用戶友好性”，可以從①學會操作軟件所需的體力和智力、②對系統的使用達到中等效率所需的時間、③當系統由一個中等效率的人使用時測量到的生產率增長值和④用戶對系統的主觀評價等4個方面來度量可用性。

第五篇：2010年上半年軟考軟件設計師考試試題及答案

2010年上半年軟考軟件設計師考試試題及答案

案例分析1 當初為了占領市場，淘寶網等C2C網站前仆后繼選擇了免費策略。在成功使用免費戰略籠絡了客戶之后，2006年5月，淘寶網嘗試性地推出了收費性服務——招財進寶，即“淘寶網將按賣家所出招財進寶價格等條件決定其寶貝在淘寶相關頁面或其合作伙伴的相關頁面中排名位置，并按照最后的成交情況，來收取服務費”。然而這一朝著贏利方向的嘗試，遭到用戶的強烈反抗，不少淘寶用戶甚至采取罷市的方法，抗議淘寶網失信當初的免費諾言。2006年6月，招財進寶被用戶公開投票宣判死刑，淘寶網對C2C電子商務網站盈利模式的首次摸索，以失敗告終。案例簡介 在“招財進寶”出道的時候，很受人關注，多數專業人士認為“招財進寶”思路清晰，方式巧妙，和百度的競價排名異曲同工；在激烈的C2C競爭中，淘寶網找到了一條潛在的贏利道路。但在“招財進寶”的實施過程當中，業績并不好，最后被撤銷。作為關鍵字付費點擊業務的C2C版本，淘寶網創造新的收入模式，為一部分會員提供增值業務；另一方面，隨著商品數量的上升，如何進行有效的商品篩選及排序也是一項難題。

認真閱讀以上案例材料，回答以下問題。1.簡單概述一下淘寶網的經營模式。2.試分析淘寶網“招財進寶”失敗的原因？

3.從淘寶網“招財進寶”失敗的案例中，你得到的啟示有哪些？

案例分析2 材料1 伊利集團是全國乳品行業的龍頭企業之一。為了提升企業的管理水平，1999年，伊利集團開始醞釀上ERP。以伊利集團的財力，上一套國外的管理軟件從資金上講根本沒有問題。任何成熟的管理軟件，不論是SAP的ERP軟件，還是Oracle的ERP軟件，都是對一種成熟管理模式的總結，是一種標準的共性產品。

在企業信息化的過程中，是個性文化適應抽象的軟件系統，還是抽象的軟件適應個性化文化？在資源、管理、文化等諸多方面凝聚的現實面前。與IBM、HP、寶潔等跨國公司的管理品質相比，伊利的管理還處在童年。ERP誕生于德國，是對成熟制造業管理模式的一種總結，是一種事后管理。而任何企業，要成為全行業的排頭兵，一定要有自己獨特的管理理念和管理模式。買了一個ERP軟件，也就等于買了別人的管理模式。

伊利的目標是成為全國乳品行業的老大，要集中資源“構建中國伊利”，因此，伊利的管理系統一定要“量身定制”。通過用友為其量身定制的分銷管理系統，伊利實現了從傳統管理到過程管理的轉變。

（1）改變了管理的思維方式，實現了數字管理和過程管理，達到了真正的目標管理。以前伊利集團的管理方式也是逐級匯報，一條消息從代理點傳到總部至少要兩三天；采用信息系統后，代理點—子公司—事業部—總部實現了7×24小時實時數據的輸入和查詢，從幾十個小時縮減到幾秒，更重要的是有了后臺數據庫支持，除了必要的溝通外，多數經營數據可以在數據庫內直接查詢，將事后控制，變成了過程控制。（2）優化了業務流程，提高了效率，一個訂單的流轉從一周縮短到不足24小時。以前，從客戶下訂單到配送中心的汽車離開倉庫，通常需要一周的時間。采用分銷管理系統以后，全部訂單的配送當天就可以完成，同時還可對客戶進行實時審查。信用額度的問題：某個客戶只有100萬的額度，但在沒有分銷管理系統的時候，信用額度就有可能被忽視或者被人情、關系替代，有了分銷管理系統以后，超過一分錢都下不了訂單。（3）大大降低了運營成本，僅產品過期損失一項就從百萬元級降低到了十萬元級。存貨時間敏感：鮮奶的保質期只有3天，冷飲是3個月，液態奶是8個月，奶粉是12個月。庫存管理：倉庫管理員只憑“記憶”管理倉庫，經常把即將過期的產品留在倉庫，而把剛生產出來的產品發走了。有了分銷管理系統以后，根據產品的標號，倉庫內哪些產品是即將過期的，哪些是新生產的，一目了然，因而大大降低了過期產品的損失。而因為資金周轉速度加快、準確預測產量等帶來的效益的提高就更多了。

材料2 河南許繼集團是以機電裝備的研發、生產、銷售為主的國有控股大型企業，是國家520家重點企業之一。產品涵蓋電力系統一、二次設備、民用機電及電子商務、環保工程、資產管理等行業。

1998年初，許繼公司采用Symix公司的產品來實施ERP。

許繼上ERP希望解決三個方面問題：規范業務流程、信息的收集整理更暢通、成本計算更準確。備選軟件：SAP、Symix、浪潮軟件、利瑪等國內外廠商，出于價位原因選擇Symix。

1998年初簽單，同年7月份，許繼實施ERP進展順利。包括數據整理、業務流程重組及物料清單的建立。廠商售后服務也算到位，基本完成了產品的知識轉移。許繼在培養自己的而出開發隊伍方面也有成效。

1998年8月，許繼公司進行了重大機構調整，管理層關注企業的生存、經營的合理化和利潤最大化，沒有認真考慮結構調整對ERP項目的影響。

企業經營結構變了，當時所用的軟件流程已經死了，廠商也想不出好辦法，公司項目暫停，只在下屬小公司運行，部分功能在使用。造成資源極大的浪費。

結合上述材料回答以下問題。

1.伊利公司運用ERP系統的主要目的是什么？ 2.伊利和許繼集團引進ERP的案例給我們什么啟示？

案例分析3 百度搜索引擎競價排名服務可將您的網站排在百度搜索結果前列，同時出現在各大搜索引擎的搜索結果中；CNNIC調查報告顯示，搜索引擎是用戶得知新網站的最重要途徑，80%的網民習慣通過搜索引擎以“關鍵詞”搜索的方式查詢所感興趣的信息。

競價排名是百度國內首創的一種按效果付費的網絡推廣方式，用少量的投入就可以給企業帶來大量潛在客戶，有效提升企業銷售額。通過本章的案例學習，可以掌握企業在復雜的互聯網上如何更好更快的展現自己，立于不敗之地。

深圳市新三思材料檢測有限公司是國內專業從事材料試驗方法研究與材料試驗機制造的股份制高新技術企業，是國內最大的材料試驗機專業制造商。2001年被授予“中國儀器儀表行業500強企業”。

1996年6月，新三思材料檢測有限公司誕生于深圳經濟特區，當時公司的注冊資本只有100萬元。第二年，新三思公司便在上海設立了辦事處，并在上海交通大學掛牌成立了“華東地區技術服務中心”，新三思公司的業務量遍及了全中國，除了上海分公司以外，在長春、濟南等地也建有分公司，此外還在成都、青島等全國主要城市設立了26個辦事處和七大服務中心。綜合實力在中國試驗機行業排名首位，市場占有率、人均生產產值與人均銷售收入三項指標也在國內同行業連續五年名列首位。新三思公司從2004年六七月份開始決定在百度上做推廣。公司在此之前經過了大量的調查研究工作，對內詢問銷售員，對外調查客戶。調查人員發現從網絡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站，天然的具有優勢。于是公司決定在百度上做推廣，并牢牢占據前三位的位置。果然很快就有了明顯的效果：業務量增加了兩成以上，當年8月份新三思公司就一舉奪得了南昌大學試驗機臺數超過33臺的招標合同，刷新了公司8年來發展歷程中的合同金額以及銷售試驗機臺數的最新紀錄。

結合上述材料回答一下問題

1.搜索引擎都有哪些？（至少寫出3個）2.百度競價排名的優勢有哪些？ 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《財富》評為世界五百強企業；1996年，開始通過網站銷售旗下產品，拉開網絡直銷的序幕。2000年，網上營業額達到每天5,000萬美元；自1995年起，戴爾公司一直名列《財富》雜志評選的 “ 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1000萬臺系統，但賴以為生的直銷模式開始出現衰退。2008年，季度盈利超過9億美元，市場占有率卻不停下降，已遠遠低于競爭對手惠普和聯想。

戴爾公司定位：全球領先的IT產品及服務提供商。

經營模式：按照客戶要求制造計算機，提供客戶所信賴和注重的創新技術與服務，并向客戶直接發貨。

服 務：產品服務、安裝服務、工廠定制成、企業支持服務、戴爾培訓與認證、實行“修理、更換、退貨服務”的三包服務

產 品：戴爾電腦（除固定配置外，客戶也可以根據自身需求選擇電腦配置得到真正有個人特色的專屬電腦）。按照家庭與個人辦公、中小企業、公共事務部、大型企業的分類提供產品。產品涉及筆記本、上網本、電子產品、軟件電腦附件、顯示器打印機。通過網絡直接經營的商業模式，消除中間商。以此減少運營成本、中間代理獲利及信息溝通時間。提供各種資訊、優質服務、個人服務。提供額外利益給顧客（在戴爾網上直銷站點 購置電腦都有至少500元的現金折扣）提供社區意識。令顧客擁有全面性的體驗自助方式(根據自我意識個性化選擇)。從市場份額來看在華中小企業及個人消費者通過網絡訂購電腦的占20%。戴爾將客戶分為兩類：一類是大企業、政府和行業客戶，約占公司整體業務銷售80%；另一部分為中小企業和個人消費者，僅占20%的比例。

隨著電子商務的發展，越來越多的電商的競爭，主要競爭者為，新蛋網，中關村在線，京東商城等。單一網站的競爭力逐漸被綜合性商城削弱。網絡消費者對于綜合性電子商務商城相對熟悉，除電子數碼產品外還購買其他服裝、配飾、家居、書籍等產品，購買習慣驅使也會影響消費者選擇這些非專業性但自己對其有了解的網站。這類商城也有二手產品銷售，價格上也有優勢。

根據以上材料，回答一下問題。

1.對戴爾這種網絡直銷模式進行SWOT分析。