計算機四級嵌入式參考資料

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)這份文件為是本人考國家計算機等級考試四級嵌入式系統(tǒng)工程師時整理的考核重點。不系統(tǒng)，并且排序也很亂。只適合應(yīng)付考試，不適合作為學(xué)習(xí)的材料。參考了圣才電子書的有關(guān)內(nèi)容和潘明蓮老師的微計算機原理與應(yīng)用這本書。進(jìn)程標(biāo)志符：代表著此進(jìn)程的一個數(shù)字。進(jìn)程控制塊（PCB）的內(nèi)容一般可以分成調(diào)度信息和現(xiàn)場信息兩大部分，現(xiàn)場信息包括：程序狀態(tài)字、時鐘、界地址寄存器 等；調(diào)度信息包括：進(jìn)程名、進(jìn)程號、存儲信息、優(yōu)先級、當(dāng)前狀態(tài)、資源清單、家族關(guān)系、消息隊列指針等。文件控制塊中包含：文件名

2、文件號 用戶名 文件地址 文件長度 文件類型 文件屬性 共享計數(shù) 文件創(chuàng)建信息 文件物理增益文件標(biāo)識符：代表著該文件的一個數(shù)字（可理解為指針）。創(chuàng)建成功由系統(tǒng)返回。又被稱為文件句柄。線程描述表包括的內(nèi)容有線程執(zhí)行的寄存器（包括硬件設(shè)備寄存器和處理器寄存器）和棧處理器中對用戶可見的寄存器一般包括：數(shù)據(jù)寄存器、地址寄存器以及條件碼寄存器。8086CPU結(jié)構(gòu)Pentium標(biāo)志寄存器文件的邏輯結(jié)構(gòu)：流式結(jié)構(gòu)（無結(jié)構(gòu)） 記錄式結(jié)構(gòu)文件物理結(jié)構(gòu)：連續(xù) 鏈接 索引順序結(jié)構(gòu)：支持順序讀取和隨機讀取，速度快。但文件不能動態(tài)增長，易出現(xiàn)存儲碎片。鏈接結(jié)構(gòu)：解決了碎片問題，提高了磁盤利用率，有利于文件動態(tài)擴(kuò)充。但存

3、取速度慢不適合隨機讀取文件索引結(jié)構(gòu)：既適于順序存取也適于隨機存取還能滿足文件動態(tài)增長的要求。但會增加系統(tǒng)開銷。文件的組織形式：目錄文件普通文件特殊文件文件的用途： 程序庫文件系統(tǒng)文件用戶文件按時限： 臨時文件永久文件檔案文件PCB組織方式：線性方式 鏈接方式 索引方式 eq oac(,1)死鎖形成的四個必要條件：互斥條件 不可剝奪條件 請求和保持條件 環(huán)路等待條件 eq oac(,2)兩個原因： 進(jìn)程推進(jìn)順序不當(dāng) 系統(tǒng)資源不足或資源分配不當(dāng) eq oac(,3)死鎖預(yù)防和死鎖避免的區(qū)別死鎖預(yù)防只需破壞死鎖產(chǎn)生的四個必要條件之一即可。 典型方法：資源有序分配法死鎖避免同樣是屬于事先預(yù)防的策略，但

4、并不是事先釆取某種限制措施破壞死鎖的必要條件，而是在資源動態(tài)分配過程中，防止系統(tǒng)進(jìn)入不安全狀態(tài)，以避免發(fā)生死鎖。這種方法所施加的限制條件較弱，可以獲得較好的系統(tǒng)性能 典型方法：銀行家算法Pentium四種工作模式的切換VM=1 虛擬8086模式 VM=0 保護(hù)模式模式Pentium各工作寄存器的功能 CR0：負(fù)責(zé)控制處理器工作模式CR1：未定義CR2與CR3：分頁和分段管理機制。其中CR2用于頁異常的報出錯信息，CR3用于保存頁目錄物理地址。CR4：主要用于功能的擴(kuò)展調(diào)試寄存器：存放斷點的地址和狀態(tài)段描述符 包括存儲段描述符、系統(tǒng)段描述符、門描述符（控制描述符），系統(tǒng)段描述符指的就是LDT描述

5、符和TSS描述符。斷描述符存放在各段寄存器中，占用8B的存儲空間，這部分空間在保護(hù)模式下是不可見的。頁表項中包含：讀寫位 有效位 訪問位 修改位 后三個是虛擬頁式存儲必須的位。多道程序設(shè)計：特征-多道 宏觀并行 微觀串行特點：獨立性 隨機性 共享性支持多道程序設(shè)計的存儲管理方式：可變分區(qū)技術(shù)（設(shè)計簡單） 分頁技術(shù)（設(shè)計復(fù)雜）用戶層IO軟件實現(xiàn)人機交互設(shè)備獨立軟件提供統(tǒng)一接口，提供設(shè)備運行必要的空間。負(fù)責(zé)設(shè)備的命名，保護(hù) 分配 釋放。設(shè)備驅(qū)動程序與硬件直接相關(guān)。中斷處理程序保存被中斷進(jìn)程的CPU環(huán)境。內(nèi)核態(tài):CPU可以訪問內(nèi)存所有數(shù)據(jù), 包括外圍設(shè)備, 例如硬盤, 網(wǎng)卡. CPU也可以將自己從一

6、個程序切換到另一個程序。典型操作有設(shè)置控制寄存器指令 關(guān)中斷指令 切換棧指針指令。用戶態(tài):只能受限的訪問內(nèi)存, 且不允許訪問外圍設(shè)備.（關(guān)于可屏蔽中斷的操作都要受限） 占用CPU的能力被剝奪, CPU資源可以被其他程序獲取。典型操作有 算術(shù)運算指令8086 IO尋址最大64KB，中斷向量表可存儲256個中斷向量。存儲器尋址1MB，采取存儲器分段后，每段最多可以為64KB。Pentium 采取分頁存儲CR4的PSE位為1 頁面大小為4MB，否則為4KB中斷優(yōu)先級由高到低分別為除法錯 INTn INTO NMI INTR 單步類型號 0 3 4 2 由8259A決定 1 串行通信芯片8251的工作

7、模式字8251狀態(tài)字可編程定時計數(shù)器8253控制字計數(shù)范圍：三個獨立的16位計數(shù)器。計數(shù)范圍為1-65536各方式的功能方式1：可重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器方式2：分頻器方式3：可編程方波發(fā)生器方式4：軟件觸發(fā)的選通信號發(fā)生器方式5：硬件觸發(fā)的選通信號發(fā)生器可編程并行IO接口8255控制字 eq oac(,1)方式選擇控制字 eq oac(,2)C口置復(fù)位控制字各方式的特點及C口每個引腳具體的作用方式0：基本輸入輸出方式，不用聯(lián)絡(luò)信號。適用于同步IO方式及查詢方式。沒有固定應(yīng)答信號。方式1：選通的輸入輸出方式。輸入時STB：選通有效 C4(A) ， C2（B）。IBF： 輸入緩沖滿 C5（A），

8、C1（B）INTR：中斷請求信號 C3（A） , C0(B)輸出時OBF:輸出緩沖器滿。C7（A）,C1(B)ACK:響應(yīng)輸入。 C6（A），C2（B）INTR：中斷請求 C3（A）,C0(B)方式2：雙向傳輸方式。A即可向CPU發(fā)送數(shù)據(jù)，又能從CPU接收數(shù)據(jù)。可實現(xiàn)查詢方式和中斷方式的IO同步控制?？刂埔_就是方式1輸出與輸入情況的組合。INTR 中斷請求信號 C3（A）STB：選通有效 C4 (A)IBF：輸入緩沖滿 C5（A）ACK: 響應(yīng)輸入 C6（A）OBF: 輸出緩沖器滿 C7（A）可編程中斷控制器8259AICW1ICW28259內(nèi)部的寄存器IRR：中斷請求寄存器 （Interr

9、upt Request Register）；ISR：當(dāng)前中斷服務(wù)寄存器（In Service Register）；PR：優(yōu)先級裁決器 （Priority Resolver）IMR：中斷屏蔽寄存器 （interrupt Mask Register）Unix系統(tǒng)的文件權(quán)限管理策略在Unix系統(tǒng)中，權(quán)限管理的對象有三類：文件屬主 屬組用戶 其他用戶 管理的權(quán)限有三種 讀 寫 執(zhí)行 用三位二進(jìn)制數(shù)abc表示 為x=1（x為abc中的一個）時，表示此對象有此權(quán)限。將這些權(quán)限用8進(jìn)制表示出來，并按上述管理對象的順序排列出來，得到的數(shù)字排列代表了此文件的權(quán)限軟件中斷和硬件中斷的區(qū)別硬件中斷時通過線輸入信號來

10、請求處理機；軟件中斷是處理機內(nèi)部識別并進(jìn)行處理的中斷過程。硬件中斷一般是由中斷控制器提供中斷碼類型，處理機自動轉(zhuǎn)向程序；軟件中斷完全由處理機內(nèi)部形成程序的入口地址并轉(zhuǎn)向程序的入口地址，并轉(zhuǎn)向中斷處理程序，不需要外部提供信息。進(jìn)入?yún)^(qū) 臨界區(qū) 剩余區(qū) 退出區(qū)在進(jìn)入?yún)^(qū)進(jìn)行P操作，在退出區(qū)進(jìn)行V操作。通信機制：消息機制 共享內(nèi)存 套接字 管道共享內(nèi)存：利用一個公共內(nèi)存區(qū)通信，一組進(jìn)程寫，一組進(jìn)程讀。系統(tǒng)負(fù)責(zé)提供內(nèi)存，程序員負(fù)責(zé)實現(xiàn)互斥。緩沖區(qū)不唯一時可同步可異步消息機制： eq oac(,1)消息緩沖通信：利用內(nèi)存中開辟的消息緩沖區(qū)通信?？赏娇僧惒?eq oac(,2)信箱：創(chuàng)建一個連接兩進(jìn)程的信箱

11、，發(fā)送方把信件投入信箱，接收方可以在任何時刻取出信件?？赏娇僧惒焦艿劳ㄐ牛哼B接兩進(jìn)程之間的一個打開的共享文件，專用于進(jìn)程間數(shù)據(jù)通信。每次寫入信息的長度是可變的，讀出的單位長度也是可變的。一個進(jìn)程寫，另一個進(jìn)程同步讀取。 套接字：一組進(jìn)程間交換數(shù)據(jù)的協(xié)議，可以是異步或同步 最佳適配：在大小滿足的前提下，分配給其最小的內(nèi)存塊最壞適配：在大小滿足的前提下，分配給其最大的內(nèi)存塊首次適配：分配給其第一個大小滿足的內(nèi)存塊下次適配：從分配上個內(nèi)存塊的地址處向下尋找能滿足這個申請的內(nèi)存塊。 進(jìn)程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換（進(jìn)程的七狀態(tài)模型）流水線性能指標(biāo) eq oac(,1)吞吐率：指單位時間內(nèi)流水線上所能完成的指令或輸出

12、結(jié)果的數(shù)量。又可分為最大吞吐率和實際吞吐率。最大吞吐率指流水線到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)時的吞吐率，實際吞吐率是指流水線完成N條指令的實際吞吐率。 eq oac(,2)加速比：采用流水方式后的工作速度與等效的順序串行方式的工作速度之比。 eq oac(,3)效率：值流水線中的各功能段的利用率。存儲器性能指標(biāo)：存儲容量 存取速度 每位價格硬磁盤存儲器的性能指標(biāo):存儲密度 存儲容量 硬盤轉(zhuǎn)速 平均存取時間 數(shù)據(jù)傳輸率總線性能指標(biāo)： 總線寬度 總線帶寬 時鐘 同步/異步 總線復(fù)用 信號線數(shù) 總線控制方式 其他指標(biāo)DAC常用參數(shù)：絕對精度 相對精度 分辨率 建立時間 線性度ADC常用參數(shù)：轉(zhuǎn)換精度 分辨率 轉(zhuǎn)換時間

13、 量程。AD轉(zhuǎn)換的主要方法：逐次逼近法 積分法D/A轉(zhuǎn)換器需要轉(zhuǎn)換啟動信號，其轉(zhuǎn)換時間總是比A/D快用作高速緩存（Cache）的存儲器：SRAM 特點（快）用作內(nèi)存的存儲器： DRAM 特點（比較快，比較大）用作外存的存儲器：光盤 磁帶 硬盤等 特點（大）SRAM和DRAM都是易失性存儲器 均為半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，斷電后都會使信息丟失。但是DRAM除此之外還要定時刷新（其由電容組成，易漏電），不然也會丟失信息。SRAM就不需如此DRAM的刷新方式：集中式 分布式 異步式頁目錄由頁目錄項組成 包含下一頁表的基址和有關(guān)頁表的信息頁表由頁表項組成 包含頁面的基址和有關(guān)頁面的信息。中斷時指由CPU以外的事件引

14、起的中斷。典型事件：時鐘中斷 IO中斷異常是指來自CPU的內(nèi)部事件或程序執(zhí)行中的事件引起的過程。典型事件：缺頁中斷 溢出 除法錯線程的實現(xiàn)機制有三種途徑：用戶線程 內(nèi)核線程 混合線程設(shè)備管理的任務(wù)： eq oac(,1) 通過緩沖技術(shù) 中斷技術(shù) 虛擬技術(shù)（如SPOOLing）解決設(shè)備與cpu性能反差大的問題。 eq oac(,2)為操作系統(tǒng)提供統(tǒng)一接口，屏蔽硬件上的不同實現(xiàn)設(shè)備的獨立性，通過接口技術(shù)為用戶提供一致的系統(tǒng)調(diào)用。 eq oac(,3)保證安全的使用設(shè)備，包括設(shè)備傳送或管理的數(shù)據(jù)的安全和保密，避免設(shè)備沖突，設(shè)備不能被破壞。設(shè)備數(shù)據(jù)傳送控制方式：程序直接控制方式 中斷控制方式 DMA方

15、式 通道控制方式 通道控制方式分為：選擇通道 數(shù)組多路通道 字節(jié)多路通道資源的概念 eq oac(,1)永久性資源（可重用資源）：指那些可供進(jìn)程重復(fù)使用長期存在的資源。如內(nèi)存外設(shè)CPU等硬件和數(shù)據(jù)文件 表格 程序代碼等軟件資源 eq oac(,2)臨時性資源（消耗性資源）指由某個進(jìn)程所產(chǎn)生，只為另一個進(jìn)程使用一次或經(jīng)過短暫時間后便不再使用的資源。如I/O中斷 時鐘中斷 同步信號 消息等它們都有可能引發(fā)死鎖移位指令SAL（ 算數(shù)左移） SAR（ 算術(shù)右移）：用于對有符號數(shù)的移位，左移時低位補零，右移時符號在移位的同時又被保持。SHL （邏輯右移） SHR （邏輯左移）：用于無符號數(shù)的移位，左移時

16、最低位補零，右移時最高位補零。可見,SHL與SAL的功能是一樣的。奇校驗：位在數(shù)據(jù)位后面，當(dāng)實際數(shù)據(jù)中“1”的個數(shù)為偶數(shù)的時候，校驗位就是“1”，這個校驗位就是“0”偶校驗：實際數(shù)據(jù)中“1”的個數(shù)為偶數(shù)的時候，校驗位就是“0”，否則校驗位就是“1”總的來說，在實際數(shù)據(jù)確定的情況下，奇校驗應(yīng)保證整體為奇數(shù)，偶校驗保證總體為偶數(shù)。8086CPU堆棧：入棧時先減二再入棧，出棧時先出棧再加二。先入高位后入低位，高位高地址，低位低地址。實行先入后出。中斷向量 中斷號 中斷類型號：系統(tǒng)為每個中斷源分配的一個代表起中斷發(fā)生的常數(shù)中斷向量：中斷程序的入口地址中斷號N乘四得到中斷指針的地址4N，4N之后的連續(xù)四

17、個存儲空間中存放的便是中斷向量。將4N,4N+1作為偏移地址存放到IP，4N+2，4N+3作為段基址存入CS。至此得到中斷程序的地址Pentium保護(hù)模式相關(guān)內(nèi)容系統(tǒng)復(fù)位后處于實地址模式，置位CR0的PE進(jìn)入保護(hù)模式，清除CR0的PE位返回實地址模式。系統(tǒng)處于虛擬8086模式，清除狀態(tài)標(biāo)志寄存器的VM位返回保護(hù)模式。特點：支持多任務(wù)操作，具有存儲保護(hù)功能。虛擬空間64TB保護(hù)模式下的分段管理，對段中內(nèi)容的訪問時通過虛擬地址進(jìn)行的。虛擬地址由16位段選擇符和32位偏移量組成。線性地址=段線性基地址+偏移量。分段不分頁的情況下，物理地址=線性地址批處理操作系統(tǒng)的特點優(yōu)點：批量處理用戶作業(yè) 自動化程

18、度高 系統(tǒng)資源利用率高 作業(yè)吞吐率高缺點 用戶不能直接與計算機交互 周轉(zhuǎn)時間長并發(fā)程序的特點 eq oac(,1)并發(fā)程序之間會產(chǎn)生相互制約關(guān)系 eq oac(,2) 并發(fā)程序與計算不再一一對應(yīng) eq oac(,3) 并發(fā)程序的執(zhí)行結(jié)果不可再現(xiàn)地址映射方式 eq oac(,1)全相聯(lián)映象方式 主存中任何一個塊均可以映射裝入Cache中任何一個塊的位置上 eq oac(,2)直接相連映像方式：主存中的每一個快只能被裝入到Cache中唯一的一個指定位置 eq oac(,3)組相連映像方式：上兩種方式的一種折中方式一些計算機周期的概念指令周期 取出并執(zhí)行一條指令的時間（包括取指和執(zhí)行兩個子階段）。機器周期 （CPU周期）（總線周期）是CPU訪問一次主存或IO的時間時鐘周期 控制計算機操作的最小時間單位，一個CPU周期包括若干時鐘周期。存取周期指 存儲器連續(xù)兩次操作之間的最小時間間隔程序間參數(shù)傳遞方式： eq oac(,1)指令自帶參數(shù) 但數(shù)量有限 eq oac(,2)通過有關(guān)寄存器或者堆棧