嵌入式系统工程师在软件考试中会遇到许多与计算机硬件、操作系统、网络协议等相关的知识点。在这些知识点中,考生需要理解并掌握多种概念,包括存储器编址、IO操作、Cache机制、CPU结构与功能、指令系统、并行与串行通讯标准、虚拟存储管理、文件系统结构、网络协议、排序算法、中断处理方式、编程模型、内存地址计算、操作系统调度策略、实时系统要求、软件开发模型和测试方法、信号量机制、编译程序原理、计算机总线结构、并行处理机结构等。 从存储器编址的角度出发,直接寻址是指将地址码直接送入程序计数器(PC),而I/O与主存的统一编址模式中,输入输出通过访问主存来完成,无需专门的IO指令。Cache是由硬件管理,用户对CPU中的指令寄存器(IR)是不可见的,CPU中的译码器用来解释指令。在采用结构化分析模型进行接口设计时,应依据数据流图。 关于CPU的组成,它包括控制器和运算器两个主要部分。物理地址计算方法涉及到段寄存器和偏移地址,通过将段寄存器的内容左移4位(相当于乘以16)后加上偏移地址计算得出。互斥型信号量用于防止临界区中多个进程同时进入,其初值设定为1。防止优先级反转的常见方法包括优先级继承和优先级天花板。在汇编语言编程中,程序员可以访问程序计数器(PC),并且需要了解宏定义中的字符串连接操作。 在讨论计算机结构时,冯诺依曼结构的特点是数据与指令共用一个存储空间,常见的处理器如8086、ARM7和MIPS都采用这种结构。而哈佛结构特点是数据和指令分开存储于两个独立的存储器中,如ARM9、DSP和ARM10处理器。 从总线技术来看,内存容量、字长、地址总线和数据总线的宽度共同决定了计算机的内存结构,如内存容量为4GB,字长为32位,地址总线和数据总线宽度为32位。在计算机中,Cache对程序员是透明的,而DMA(直接内存访问)控制器负责控制地址、数据和控制总线。常见串行总线标准有RS232、I2C、IEEE1394、USB等,常见的并行总线标准有ISA、PCI、VME等。 网络协议方面,A类网络能够提供的网络地址数量为2^24个,TCP协议是传输层协议,它通过3次握手来建立连接。刷新DNS解析器缓存可以使用命令ipconfig/flushdns。 在编程语言和编译器方面,C语言的a##b宏定义用于字符串连接。编译程序分析源程序的过程包括词法分析、语法分析、语义分析。计算机汇编语言编程中,程序员可以访问程序计数器(PC),并需要掌握如何编写汇编语言程序。 中断处理方式效率最高的是ECC(错误检查与纠正),硬件上它通常用于自动错误检查与纠正。在公钥体系中,私钥用于解密和签名,而公钥用于加密和认证。 在网络技术方面,HTTP协议中的GET用于读取网页,HEAD用于读取网页头信息,POST用于将消息添加到指定网页上。IEEE1394是一种串行总线标准,它可以实现64位地址空间,不属于内总线。IEEE1394总线中,每个设备都是主导者和服务者,没有主从之分。 软件测试方面,软件测试可以分为单元测试、部件测试、配置项测试、系统测试等级别。软件能力成熟度模型(CMM)将软件能力成熟度从低到高划分为初始级、可重复级、已定义级、已管理级、优化级。 实时操作系统必须在规定时间内处理来自外部的事件。在文件系统中,采用二级目录结构可以解决不同用户之间的文件名冲突。操作系统中的队列管理有入列、出列、转列、队列整理四种操作。页面式虚拟存储管理不要求将作业同时全部装入内存的连续区域,而是采用页表缓冲(TLB)。 此外,分布系统中任意两台计算机之间都可以利用通信交换信息,没有主次之分。软件测试中的回归测试是在软件发生变更之后进行的测试。流水线深度达到8级时,器件可以同时运行8条指令。页式虚拟存储管理不要求将作业同时全部装入内存的连续区域。 在计算机组成原理中,CPU加电后执行的第一条指令由处理器厂商决定。在衡量计算机性能方面,不同的算法具有不同的时间复杂性,例如冒泡排序的时间复杂度为O(n^2),而堆排序的时间复杂度为O(nLog2n)。 计算机中采用的总线技术决定了计算机内部及外部设备的通信方式和速度。例如,内存的转速提高并不会影响平均寻道时间,而总线上多个部件的通信只能分时进行,但可以同时接收数据。在硬件技术中,硬件的存储器容量和寻址方式决定了如何进行数据存储和访问,这在嵌入式系统中尤为重要。
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