2022年软考-嵌入式系统设计师考前提分综合测验卷（附带答案及详解）套卷58

2022年软考-嵌入式系统设计师考前提分综合测验卷（附带答案及详解）1. 单选题大小端存储方式各有其特点，下面描述不正确的是（ ）。问题1选项A.大端存储中，数据的最高字节存储在低字节地址中B.小端存储中，数据的最高字节存储在高字节地址中C.80X86处理器采用大端或小端的存储方式，可以通过硬件输入引脚配置D.80X86 处理器的存储方式是小端存储格式【答案】C【解析】 大端格式下的数据存放方式字数据的高字节存储在低地址；字数据的低字节存放在高地址。小端格式下的数据存放方式：低地址中存放的是字数据的低字节，高地址存放的是字数据的高字节。常用的X86处理器是采用小端的存储方式，所以C是错误的。2. 单选题在常见的数据结构中，（ ）是只能通过访问它的一端来实现 数据存储和检索的一种线性数据结构，它的修改遵循先进后出的原则；（ ）是一种先进先出的线性表。（ ）是取值范围受限的线性表。问题1选项A.链表B.队列C.栈D.串问题2选项A.链表B.队列C.栈D.串问题3选项A.链表B.队列C.栈D.串【答案】第1题:C第2题:B第3题:D【解析】第1题:本题考查数据结构方面的基础知识。栈和队列都是操作受限的线性表，栈仅在表尾插入和删除元素，队列仅在表头删除元素、在表尾插入元素。队列是先入先出的线性表，栈是后进先出的线性表。一个线性序列经过队列结构后只能得到与原始序列相同的元素序列，而经过一个栈结构后则可以得到多种元素序列。串是由零个或多个任意字符组成的有限序列。第2题:第3题:3. 案例题阅读下列说明和图，回答问题1至问题3，将解答填入答题纸的对应栏内。【说明】某温度采集系统以处理器为核心，采用PC总线连接嵌入式键盘和多个温度传感器，温度传感器负责采集温度，键盘可以输入字符和数字信息，并通过RS232总线连接上位机。IC (Inter Integrated Circuit)总线是一种2线式串行总线，用于连接控制器及其外围设备。IC总线最主要的优点是其简单性和有效性。它支持多主控(multimastering)，其中任何能够进行发送和接收的设备都可以成为主总线。一个主控能够控制信号的传输和时钟频率。但在任何时间点上只能有一个主控。 PC的这些特点使其在许多设计中备受青睐，本系统中采用IC总线连接嵌入式键盘和多个温度传感器，如图4-1所示。【问题1】(4分)IC总线上传送的信号是广义的，既包括地址信号，又包括数据信号。在起始信号后必须传送一个从机的地址、数据的传送方向。每次数据传送总是由主机产生的终止信号结束。但是，若主机希望继续占用总线进行新的数据传送，则可以不产生终止信号，马上再次发出起始信号对另一从机进行寻址。IC总线协议规定：寻址字节由从机地址(D7D1位)、数据传送方向位(D0位：“0”表示主机向从机写数据，“1”表示从从机读取数据)组成，如图4-2所示。主机发送地址时，总线上的每个从机都将这7位地址码与自己的地址进行比较，如果相同，则认为自己正被主机寻址，根据D0位将自己确定为发送器或接收器。图4-2寻址字节位定义该系统中用IC总线连接了多个同样的温度传感器，用于实时采集温度值。该传感器的从机地址由固定位和可编程位组成，7位地址位前4位(即D7D4)是固定位，后3位(即D3D1)是可编程位。该系统中最多可连接（1）个本型 号的温度传感器。该温度传感器从机地址中固定位是0xA，传感器1的可编程位是0、传感器2的可编程位是.以此.类推。当主机读取传感器4的数据时，总线命令序列中的寻址字节值是（2）。【问题2】 (6分)本系统通过1路RS232总线将采集的温度值传给上位机进行处理。RS232采用异步通信方式传送ASCII码，数据位8位，奇校验1位，停止位1位。当RS232的波特率设置为4800时，字符传送的速率是（1）字符1秒， 每个数据位的时间长度是（2）毫秒， 数据位的传送速率是（3）位/秒。【问题3】(5分)同时，本系统通过IC总线连接了嵌入式键盘，用于人机交互。频繁按键会导致连续使用IC总线读取数据，由于IC总线操作是一个应答式的命令序列，所以防止2次读写之间的干扰(即在一次读写没有完成之前，另一次读写操作也占用IC总线，两次的数据会造成紊乱)是一个重要的问题。(1)为防止多次频繁按键，导致总线访问错误，需要采取什么机制，保证每次只允许一个读写操作占用总线?(2)在执行读写操作命令序列时，如何使用该机制?【答案】【问题1】(1) 8个(2) 0xA7【问题2】(1) 480(2) 0.208(3) 3840【问题3】(1)互斥机制。(2)读写操作开始之前，等待互斥锁进行互斥；读写操作完毕后，释放互斥锁。【解析】【问题1】I2C BUS（Inter Integrated Circuit BUS，内部集成电路总线）是由Philips公司推出的二线制串行扩展总线，用于连接微控制器及其外围设备。I2C总线是具备总线仲裁和高低速设备同步等功能的高性能多主机总线。直接用导线连接设备，通信时无需片选信号。I2C总线的协议层包含物理层和数据链路层。物理层有两根信号线，在链路层每个连接到I2C总线上的设备都有唯一的地址。I2C总线的数据传输过程。 开始：主设备产生启动信号，表明数据传输开始。 地址：主设备发送地址信息，包含7位的从设备地址和1位的数据方向指示位（读或写位，表示数据流的方向）。 数据：根据指示位，数据在主设备和从设备之间进行传输。数据一般以8位传输，MSB先传；具体能传输多少量的数据并没有限制。接收器产生1位的ACK（应答信号）表明收到了每个字节。传输过程可以被中止和重新开始。 停止：主设备产生停止信号，结束数据传输。本系统种用IIC总线链接了多个同样的温度传感器，传感器的从机地址由固定位和可编程位组成，后3位该系统中用IIC总线连接了多个同样的温度传感器，用于实时采集温度值。该传感器的从机地址由固定位和可编程位组成， 7 位地址位前4 位(即D7D4) 是固定位，后3 位(即D3D1)是可编程位。该系统中最多可连接 8（2的3次方）个本型号的温度传感器。该温度传感器从机地址中固定位是0xA ，传感器1 的可编程位是0 、传感器2 的可编程位是1. . . 以此类推。当主机读取传感器4 的数据时，总线命令序列中的寻址字节值是0XA7(前面4位固定是A。后面的4位是0111，也就是7)。【问题2】本系统的信息包中数据位8 位， 奇校验1 位，停止位l 位，共10 位， 当RS232 的波特率设置为4800 时， 字符传送的速率是480 字符/秒，每个数据位的时间长度是114800 秒，即0 .208 毫秒，数据位的传送速率是4800X 0.8=3840 位/秒。【问题3】1.互斥机制2.读写操作开始之前，等待互斥锁进行互斥:读写操作完毕后，释放互斥锁。4. 单选题RS422和RS485都是在RS-232C的基础上发展起来的串行数据接口标准，下面描述正确的是（ ）。问题1选项A.RS422和RS485标准只有电气特性的规定，而不涉及接插件、电缆B.RS422采用的是“平衡”信号，而非差分信号C.RS422是一种单机发送、单机接收的单向平衡传输规范D.RS485标准上没有定义总线上最大设备个数情况下的电气特性【答案】A【解析】RS422和RS485都是在RS232C基础上发展起来的串行数据接口标准，都是由EIA 制定并发布的，RS422和RS485标准只有电气特性的规定，而不涉及接插件、电缆。1.RS-422标准是RS-232的改进型，是一种单机发送、多机接收的单向、平衡传输规范，传输速率可达10Mb/s。采用差分传输方式，也称做平衡传输。允许在相同传输线上连接多个接收节点，最多可接10个节点，即一个主设备（Master），其余10个为从设备（Salve），从设备之间不能通信。支持一点对多点的双向通信。2.在RS-422的基础上，为扩展应用范围，EIA制定了RS-485标准，增加了多点、双向通信能力 。RS-485可以采用二线与四线方式，二线制可实现真正的多点双向通信。采用四线连接时，与RS-422一样只能实现点对多的通信，即只能有一个主设备，其余为从设备。RS-485可以连接多达32个设备。5. 单选题下列关于数据分发服务(DDS)的解释，错误的是（ ）。问题1选项A.DDS支持应用之间以及应用与平台服务之间的通信B.DDS从通信模式上分为发布订阅模式和请求应答模式C.DDS发送和接收关系是多对多D.DDS支持多种网络传输介质，如ARINC Ports、POSIX Sockets、FC等【答案】C【解析】DDS是基于发布/订阅模式的通信模型。DDS发送和接收关系可以是点对点、点对多、多对多等。6. 单选题在五级流水线的嵌入式处理器设计中，一般包括取指、译码、执行、访存和回写。下面对这五个阶段描述不正确的是（ ）。问题1选项A.取值是指从存储器中取出指令，并将其放入指令流水线B.译码是指对指令进行译码，执行是指通过算术逻辑单元进行运算C.访存是指访问数据存储器D.回写是指将指令产生的结果回写到外部存储器【答案】D【解析】在五级流水线的嵌入式处理器设计中，一般包括取指、译码、执行、访存和回写。取值是指从存储器中取出指令，并将其放入指令流水线。译码是指对指令进行译码，执行是指通过算术逻辑单元进行运算。访存是指访问数据存储器。回写是指将指令产生的结果回写到寄存器中。7. 单选题对于嵌入式系统，下面理解不正确的是（ ）。问题1选项A.嵌入式系统一般由嵌入式计算机系统和执行装置组成B.嵌入式计算机系统由硬件层、系统软件层和应用层构成C.执行装置接受嵌入式计算机系统的控制命令，执行规定的操作和任务D.执行装置是嵌入式系统的核心【答案】D【解析】嵌入式系统一般由嵌入式计算机系统和执行装置组成；嵌入式计算机系统由硬件层、系统软件层和应用层构成；执行装置接受嵌入式计算机系统的控制命令，执行规定的操作和任务；微处理器是嵌入式系统的核心。8. 单选题软件能力成熟度模型CMM (Capability Maturity Model)将软件能力成熟度自低到高依次划分为（ ）。问题1选项A.初始级、已定义级、可重复级、已管理级、优化级B.初始级、已定义级、已管理级、可重复级、优化级C.初始级、可重复级、已管理级、已定义级、优化级D.初始级、可重复级、已定义级、已管理级、优化级【答案】D【解析】软件能力成熟度模型CMM (Capability MCMM即软件能力成熟度模型，是目前国际上最流行、最实用的软件生产过程标准和软件企业成熟度的等级认证标准。规定了软件研制和软件测试中的主要软件管理过程和工程过程的实践。主要用于评价软件企业的质量保证能力。软件能力成熟度模型CMM (Capability Maturity Model)将软件能力成熟度自低到高依次划分为初始级、可重复级、已定义级、已管理级、优化级。答案为D。9. 单选题执行C语言的语句“for(i=1；i+问题1选项A.2B.3C.4D.5【答案】D【解析】for（i=1；i+x）;- p-x就是20，所以打印的值为2116. 案例题阅读下列说明和C语言代码，回答问题1至问题3，将解答填入答题纸的对应栏内。【说明】在某工厂的物流车间，设计一款智能监测系统，实现对车间进行24小时不间断图像采集的功能。王工设计了一个实时监测采集系统，主要由图像采集卡和数据存储卡组成。由于实时图像的数据量巨大，设计采用DMA方式进行数据传输，当DMA传输完成后，DMA控制器会发起一个硬件中断。操作系统接收到硬件中断，调用中断服务程序。该系统的软件基于某嵌入式操作系统开发，支持中断管理、多任务调度等功能。与DMA相关的一段驱动程序示例代码如下。【C语言程序声明与定义】【程序1】【程序2】【程序3】【问题1】（5分）在操作系统的头文件中，有如下类型定义：typedef void (*VOIDFUNCPTR)(); /* ptr to function returning void */ typedef int (*FUNCPTR) (); /* ptr to function returning int */1.该类型定义了一组什么类型的变量，简述其功能。2.在【程序1】的dma_init函数中，应该将intConnect函数的第二个参数转换成相应的类型，可以消除编译警告，请补充其中空（1）的内容。【问题2】（4分）DMA控制器的寄存器操作序列，必须为原子操作，该程序中使用了两个信号量，一个用于进行寄存器操作系统的临界区保护，一个用于在传输函数和DMA完成中断处理程序之间同步。请根据信号量创建时的不同初始值，在【程序2】的dma_trans函数和【程序3】dma_intHandle函数中，补充空（2）、（3）、（4）、（5）处的内容。【问题3】（6分）在该系统中有A、B两个应用任务同时从不同角度采集图像，都需要调用该DMA传输函数，任务A和任务B的优先级相同。该系统采用优先级抢占的调度策略。在任务A调用DMA传输函数进行DMA传输时，有时会出现函数返回值为0的情况。根据 DMA控制器的芯片手册定义，1表示正常完成，2表示传输超时，4表示奇偶校验错，所以返回值不应该为0。王工经过认真排查后，分析该故障发生的原因是当任务A调用dma_trans函数时，会发生任务suspend的情况，此时如果任务B也调用dma_trans函数，则会发生上述故障。1.请给出dma_trans函数中会导致任务发生阻塞的代码行号。2.按照王工的分析，对全局变量的不正确操作会导致该函数的返回值错误，请给出发生错误的代码行号。3.王工对该程序进行了改进，将上述会导致返回值错误的代码放在某一行程序之后执行，即可解决该问题，请给出代码行号。注意：这里的行号是指【程序2】中注释所标的第1行到第5行，请在第1行到第5行之中选择。【答案】【问题1】1.该类型定义了一组函数指针类型的变量。使用typedef给函数指针类型一个别名。（1）VOIDFUNCPTR【问题2】（2）sem_DMA1 （3）sem_DMA2 （4）sem_DMA1（5）sem_DMA2【问题3】1.第3行2.第1行3.第2行【解析】1.简单的函数指针的应用形式1：返回类型(*函数名)(参数表)char (*pFun)(int);char csFun(int a) return;void main() pFun = csFun; (*pFun)(2);第一行定义了一个指针变量pFun。首先我们根据前面提到的“形式1”认识到它是一个指向某种函数的指针，这种函数参数是一个int型，返回值是char类型。只有第一句我们还无法使用这个指针，因为我们还未对它进行赋值。第二行定义了一个函数csFun()。该函数正好是一个以int为参数返回char的函数。我们要从指针的层次上理解函数函数的函数名实际上就是一个指针，函数名指向该函数的代码在内存中的首地址 然后就是main()函数了，它的第一句您应该看得懂了它将函数glFun的地址赋值给变量pFun。main()函数的第二句中“*pFun”显然是取pFun所指向地址的内容，当然也就是取出了函数glFun()的内容，然后给定参数为2。 2.使用typedef更直观更方便形式1：typedef 返回类型(*新类型)(参数表)typedef char (*FUNCPTR)(int);FUNCPTR pFun;char csFun(int a) return;void main() pFun = csFun; (*pFun)(2); typedef的功能是定义新的类型。第一句就是定义了一种FUNCPTR的类型，并定义这种类型为指向某种函数的指针，这种函数以一个int为参数并返回char类型。后面就可以像使用int,char一样使用FUNCPTR了。 第二行的代码便使用这个新类型定义了变量pFun，此时就可以像使用形式1一样使用这个变量了。 17. 单选题现有3个同时到达的作业Jl、J2和J3，它们的执行时间分别是T1、T2和T3，且T1T2T3。系统按单道方式运行且采用短作业优先算法，则平均周转时间是（ ）。问题1选项A.T1+T2+T3B.（T1+T2+T3）/3C.（3T1+2T2+T3）/3D.（T1+2T2+3T3）/3【答案】C【解析】短作业优先（Shortest Job First， SJF）调度算法用于进程调度时称为短进程优先调度算法，该调度算法既可以用于作业调度也可以用于进程调度。在作业调度中，短作业优先调度算法每次从后备作业队列中选择估计运行时间最短的一个或几个作业，将它们调入内存，分配必要的资源，创建进程并放入就绪队列。由于3个作业同时到达，所以作业执行的次序依次是J1、J2和J3，故周转时间分别为：J1：T1；J2：T1+T2；J3：T1+T2+T3；则平均周转时间J1+J2+J3/3S。18. 单选题I/O端口的访问包括存储器映射方式和I/O映射方式，下面描述中不正确的是（ ）。问题1选项A.存储器映射方式是指对端口地址和存储器统一编址B.I/O映射方式是指对端口地址和存储器分开独立编址C.存储器映射方式中，对端口内容不能进行算术逻辑运算、移位等操作D.I/O映射方式中需要使用专门的I/O指令对I/O端口进行操作【答案】C【解析】I/O端口的访问包括存储器映射方式和I/O映射方式。1.存储器映射方式：端口地址和存储器统一编址。特点是：使用访问存储器的指令和访问I/O端口是一样的，所以，对端口内容也能进行算术逻辑运算、移位等操作；由于共用内存，所以，它能给I/O端口较大的编址空间，但是反过来也会使存储器的容量变小。2. I/O映射方式： I/O端口地址与存储器分开独立编址；特点是：需要使用专门的I/O指令对I/O端口进行操作，从而使得I/O操作和存储器操作层次清晰，程序可读性强。19. 单选题设有4个作业同时到达，每个作业的执行时间均为2小时，它们在一台处理器上按单道方式运行，则平均周转时间为（ ）。问题1选项A.1小时B.2.5小时C.5小时D.8小时【答案】C【解析】作业1的周转时间是2小时；作业2的周转时间是4小时，作业3的周转时间是6小时，作业4的周转时间是8小时。所以平均周转时间是（2+4+6+8）/4 =5（小时）。20. 单选题软件需求分析的任务不应包括（ ）。问题1选项A.问题分析B.信息域分析C.结构化程序设计D.确定逻辑模块【答案】C【解析】本题考查软件工程的基础知识。嵌入式软件的开发过程一样要遵守软件工程要求，包括如下几个阶段：系统需求分析和设计、软件需求分析、软件设计（概要设计和详细设计）、编码和单元测试、软件部件集成和测试、软件配置项测试、系统集成和测试。在软件需求分析阶段应对系统要求分析和设计阶段的问题分析、细化，确定功能和性能要求，对可靠性与安全性都要提出要求等，最后还需要完成“软件需求规格说明”、“软件接口需求规格说明”等多个文档。而结构化程序设计则不在软件需求分析阶段完成，应在下一个阶段即软件设计阶段完成。