第5章存储器[1]系统〔习题5.1〕在一个多层次的存储系统中，Cache、主存和辅存的作用各是什么？所谓“虚拟存储器[2]”指的是什么？在CPU看来访问主存和访问辅存有什么不同？〔解答〕〔习题5.2〕在半导体存储器[3]中，RAM指的是_____，它可读可写，但断电后信息一般会_____；而ROM指的是_____，正常工作时只能从中_____信息，但断电后信息_____。以EPROM芯片2764为例，其存储容量[4]为8K×8位，共有_____条数据线、_____条地址线。用它组成64KB的ROM存储区共需_____片芯片。〔解答〕在半导体存储器中，RAM指的是________，他可读可写，但断电后信息一般会________；而ROM指的是________，正常工作时只能从中________信息，但断电后信息________。以EPROM芯片2764为例，其存储容量为8K×8位，共有________条数据线和________条地址线。用它组成64KB的ROM存储区共需________片2764芯片。〔习题5.3〕为什么存储芯片[5]内的地址译码要采用双译码？以SRAM器件[6]为例，存储芯片有哪些典型的控制信号？它们的功能各是什么？〔解答〕〔习题5.4〕一个容量为4K×4位的假想RAM存储芯片，它应该有多少个地址引脚和多少个数据引脚？如果让你来进行设计，那么需要安排哪些控制引脚？这些引脚分别起什么样的控制作用？〔解答〕应该有12根地址线引脚和4根数据线引脚控制引脚：读取信号OE*：有效时，表示读取存储单元[7]的数据写入信号WE*：有效时，表示将数据写入存储单元片选[8]信号CS*：有效时，表示选中该芯片，可以进行读写操作〔习题5.5〕什么是位片结构？什么是字片结构？存储芯片2114和4116各属于哪种结构？〔解答〕〔习题5.6〕在半导体存储器件中，什么是SRAM、DRAM和NVRAM？什么是掩摸ROM、PROM、EPROM、EEPROM和Flash ROM？为什么微机大系统的RAM用DRAM芯片构成、而微机小系统的RAM用SRAM芯片构成？〔解答〕〔习题5.7〕什么是存储芯片连接中的“位扩充”和“地址扩充”？采用静态RAM芯片2114（1K×4位）或动态RAM芯片4116（16K×1位）来组成32KB的RAM存储区，请问各需要多少芯片？在位方向和地址方向上各需要进行什么样的扩充？请画出采用2114芯片时的连接示意图。〔解答〕位扩充——存储器芯片数据位数小于主机数据线数时，利用多个存储器芯片在数据“位”方向的扩充；地址扩充（字扩充）——当一个存储器芯片不能满足系统存储容量时，利用多个存储器芯片在“地址”方向的扩充组成32KB存储空间，用SRAM 2114（1K×4）需要64个芯片；组成32KB存储空间，用DRAM 4116（16K×1）需要16个芯片；它们都需要进行位扩充和地址扩充图见微机原理wjyl2习题解答.ppt――P22〔习题5.8〕为什么存储芯片要设置片选输入？以SRAM.或EPROM器件为例，它与系统地[9]址总线有哪些连接方式？采用什么连接方式可避免地址重复？采用哪些连接方式可节省或简化译码电路[10]？〔解答〕存储芯片为什么要设置片选信号？它与系统地址总线有哪些连接方式？采用何种连接方式可避免地址重复？采用哪些连接方式可节省用于译码的硬件？片选信号说明该存储器芯片是否被选中正常工作，设置它可以比较方便地实现多个存储器芯片组成大容量的存储空间存储器片选信号通常与CPU地址总线[11]的高位地址线相关联，可以采用“全译码”、“部分译码”、“线选译码”方式采用全译码方式可以避免地址重复采用部分或线选译码可以节省译码硬件〔习题5.9〕在一个针对存储器的译码系统中，如果有4个地址线未参与译码，那么每个存储单元会同时拥有几个地址？〔解答〕24＝16〔习题5.10〕请写出图5-32中4个存储芯片各自的可用地址范围，并指明每个存储芯片的重复地址范围。〔解答〕图见微机原理wjyl2习题解答.ppt――P26－P30〔习题5.11〕采用全译码方式和6264芯片（SRAM，8K×8位），在内存的40000H～43FFFH区段扩充RAM，请画出这些芯片与8088最大组态下形成的系统总线的连接示意图。〔解答〕图见微机原理wjyl2习题解答.ppt――P32－P33〔习题5.12〕采用2716芯片（EPROM，2K×8位），在首地址20000H处扩充一段容量为8KB的内存，请画出这些芯片与8088最大组态下形成的系统总线的连接示意图。对存储芯片进行片选译码的方式不限。〔解答〕图见微机原理wjyl习题解解1cao.ao.ppt――P49,50〔习题5.13〕采用3:8译码器[12]74LS138和2764芯片（EPROM，8K×8位），通过全译码方式在8088系统的地址最高端组成32KB的ROM区，请画出各2764芯片与8088最大组态下形成的系统总线的连接示意图。〔解答〕图见微机原理wjyl2习题解答.ppt――P35－P36〔习题5.14〕动态RAM为什么要经常进行刷新？微机系统可使用哪些刷新策略？在PC/XT中，刷新周期[13]是多少？多少次后可将动态RAM单元全部刷新一遍？〔解答〕〔习题5.15〕在PC/XT中，由_____组DRAM芯片构成了容量为_____标准内存配置。当CPU访问内存时，对地址_____进行译码[14]，产生_____组片选信号，用于选中相应的芯片组。〔解答〕〔习题5.16〕访问的局部性原理指的是什么？高速缓冲存储和虚拟存储的着眼点各是什么？〔解答〕

嵌入式系统一般由嵌入式微处理器、______、—处______、______等四个部分组成。13•为了提高的开发的效率，降低开发难度，提高重用性，经验告诉 大家；______是开发嵌入 式系统软件的必由之路。14•为了提高运行速度和稳定可靠性，嵌入式系统中的软件一般都固 化在______中,而不是存贮于______—中。15•—般而言，嵌入式系统的构架可以分为4个部分：处理器、______、输入/输出和软件，一般软件亦分为______和应用软件两个主要部分。16.由于嵌入式系统本身不具备自我开发能力，即使设计完成以后用 户通常也是不能对其程序功能进行修改的，须有一套________仿真调试系统才能进行交叉开发。名词解释1.BSPBSP设计板级支持包(BSP)的冃的主要是为驱动程序提供访问硬 件设备寄存器的函数包，从而实现对操作系统的支持。类似于PC机上的BIOS,是一个承上启下的软件层次。由嵌入OS和用户开 发相结合取得。BSP-般是在嵌入式系统上固化存放。2.DSPDSP(Digital Signal Processor),数字信号处理器，一种特别用于快速 处理数字信号的微处理器。DSP处理器对系统结构和指令进行了 特殊设计，使其适合于执行DSP算法，编译效率较高，指令执行 速度也较高。3.EMCUEMCU：(Embedded Microcontroller Unit)嵌入式微控制器的简称, 就是将整个计算机系统集成到一块芯片中。嵌入式微控制器一般 以某一种微处理器内核为核心,芯片内部集成ROM/EPROM、RAM、总线、总线逻辑、定时/计数器、Watch Dog.I/O、串行口、脉宽 调制输出、A/D、D/A、Flash RAM>厂据 EEPROM等各种必要的功能和 外设。4.IDEIDE(lntegrate Development Environment)称为集成开发工具环境，目前常用的ARM IDE工具是专为基于ARM RISC的处理器而设计 的，它可加速并简化嵌入式开发过程中的每一个环节，使得开发 人员只需通过一个集成软件开发环境就能研制出ARM产品。在整 个开发周期中，开发人员无需离开该开发环境，使得开发人员有 更多的精力投入到代码编写上。IDE为管理和开发项目提供了简 单、多样化的图形用户界面。用户可以使用它为ARM和Thumb处理器开发用C、C++或ARM汇编语言编写的程序代码。5.J1AGJTAG(Join Test Active Group)这是IEEE 1149.1标准。基于JTAG的调 试方法是口前ARM开发中采用最多的一种方式。基于JTAG的调 试系统连接比较方便，实现价格比较便宜，实现了完全非插入式 调试，且不使用片上资源，不需要目标存储器，不占用目标系统 的任何端口，可以做到实时仿真。6.RSICReduce Instruct Set Computero精简指令集计算机。它提高了微处 理器的效率，RISC的最大特点是指令长度固定，指令格式种类少, 寻址方式种类少，大多数是简单指令并都能在一个时钟周期内完 成，易于设计超标量与流水线，寄存器数量多，大量操作在寄存 器之间进行。7.RTOSRTOS是RealTime Operation System的简写。成为实时操作系统。&SOCSystem On Chip称为片上系统。SOC是20世纪90年代后期出现 的一种新的嵌入式集成器件。9. UMLUML（Urdfied Modeling Language,统一建模语言）是一种用于描述、 构造软件系统以及商业建模的语言，它综合了在大型、复杂系统的 建模领域得到认可的优秀软件工程方法。10・微内核微内核嵌入式操作系统中，经过划分功能，用很短的结构（几到 几十千字节）实现最基本和很具体的功能，此结构成为微内核结 构。11.总线竞争总线竞争就是在同一总线上，同一时刻，有两个以上器件要通过 总线输出数据和状态。发生总线争用现象。可能会造成总线上数据或 逻辑混乱。简答题1.简述RISC（精简指令集计算机）的特点。精简指令集计算机。它提高了微处理器的效率，但需要更复杂的 外部程序。RISC的最大特点是指令长度固定，指令格式种类少， 寻址方式种类少，大多数是简单指令并都能在一个时钟周期内完 成，易于设计超标量与流水线，寄存器数量多，大量操作在寄存 器之间进行。2.简述嵌入式产品研发方案报告的主要内容应有哪几方面？1）需求分析，国内外发展概况及趋势等；2）研发的可行性论证3）软硬件功能和技术型指标；4）关键性问题和采用的技术路线5）研发投入（人力财力物力）6）研发进程3・简述嵌入式系统产品的设计和开发过程。1在嵌入式系统的开发过程中，一般采用的方法是首先在通用PC机上的集成开发环境中编程；2然后通过交叉编译和链接，将程序转换成目标平台(嵌入式 系统)可以运行的二进制代码；3接着通过嵌入式调试系统调试正确；4最后将程序下载到目标平台上运行。要注意：选择合适的开发工具和调试工具，对整个嵌入式系统的 开发都非常重耍。4.简述嵌入式系统的定义和组成结构。嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并软硬件可 剪裁、功能、，可靠性、体积、重量、成本、功耗、成本、安装方式 等方面符合要求的专用计算机系统。嵌入式系统一般由嵌入式微处理器、存储与I/O部分、外设与执 行部分、嵌入式软件等四个部分组成。5.简述嵌入式系统的发展趋势。(1)发展行业性的嵌入式硬件平台，制定行业标准。(2)随着相关技术的发展，SOC将成为应用主流。(3)发展功能更加强大的开发工具和嵌入式操作系统，支持复杂 度越来越高的嵌入式应用软件的开发。(4)面向网络互联的嵌入式系统成为必然趋势。(5)嵌入式系统向新的嵌入式计算模型方向发展。6.简述嵌入式系统的特点。(1)专用的计算机系统(功能具体专用，非通用性)(2)代码固化(程序固化，软件特定)(3)实时性要求(大多数嵌入式系统是实时系统)(4)可靠性要求(讲究稳定可靠)(5)操作系统的支持(嵌入操作系统的优势)(6)专门的开发工具、环境和方法(7)知识集成系统(系统软硬件的行业性，技术性要求高)7.简述嵌入式系统设计中要考虑的因素。在嵌入式系统的开发过程中，要考虑到实时性、可靠性、稳定性、 可维护性、可升级、可配置、易于操作、接口规范、抗干扰、物理尺 寸、重量、功耗、成本、开发周期等多种因素。&简述提高软件可靠性的方法。嵌入式系统可靠性的基本指标有：可靠度、失效率、平均故障间 隔时间、和平均修复时间和利用率等。9.简述硬件抽象层的功能和作用。硬件抽象层的目的是为了将硬件抽象化，即通过程序来控制诸如CPU、I/O、存储器等硬件的操作，从而使得系统的设备驱动程序与硬 件无关。引入彼件抽象层的概念可以大大提高系统的可移植性。10.简述掌握设计Flash Memory的优点，分类以及使用方法。Flash Memory（按块擦除存储器）是存储器技术的最新发展。Flash Memory综合了目前为止的所有存储器器件的优点，主要特点是在不 加电情况下能长期保存信息，同时又能在线进行快速擦除与重写。理想的Flash存储器应具有密度高、读/写速度快、价格低和非易 失性的特点。兼有功耗低、可靠性高等特点。11.举例说明嵌入式系统的应用领域。工业领域：智能仪表、工控设备、汽车电了等军事国防领域网络技术：网络设备、电子商务等消费电子：智能家电、智能玩具、通信设备、移动存储等12.嵌入式系统用户程序的基本要求？在完成用户需求的功能的基础上，追求高稳定可靠性、力求运行 速度快、拥有优秀的交互界面，促使用户使用方便、并具备容错性、 可有开放性和扩展性、有较高的性能价格比。

组成CPU的主要部件是______。A. 运算器和存储器B. 控制器和寄存器C. 运算器和寄存器D. 运算器和控制器

8.填空题当使用面向字节的物理链路[1]时，使用_____方法实现透明传输。

归并排序算法的时间复杂度是____。

72. (1.0分) 在“陆向谦推荐”小程序的开发中,后端的主要任务是为小程序开发接口。()A. 对B. 错

定义出函数并给出求x=2及y=3时的函数值命令语句A. f[x,y]:=Exp[x]+y*Cos[x];f[2,3]B. f[x,y]:=Exp[x]+y*Cosx;f[2,3]C. f[x,y]:=Exp[x]+y*Cos[x];f[3,2]D. f[x,y]:=Exp^ [x]+y*Cos[x];f[2,3]

嵌入式处理器的分类及性能特点。________：嵌入式微控制器、嵌入式微处理器[1]、嵌入式DSP处理器、嵌入式片上系统________：嵌入式处理器保留和嵌入式应用紧密相关的功能硬件，去除其他的冗余功能部分，这样就以最低的功耗和资源实现嵌入式应用的特殊要求。和工业控制计算机[2]相比，嵌入式微处理器具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高的优点。进入ARM状态执行BX指令BX：带状态切换的跳转指令[3]当操作数[4]寄存器[5]的最低位[0]为0时，可以使微处理器从Thumb状态切换到ARM状态BX R0;R0的最低位[0]为0处理器工作在Thumb状态，如果发生异常并进入异常处理子程序[6]，则进入时处理器自动从Thumb状态切换到ARM状态ARM状态下的寄存器组织通用寄存器[7]通用寄存器包括R0～R15可以分为三类未分组寄存器R0～R7分组寄存器R8～R14程序计数器[8]R15 (PC)未分组寄存器R0～R7在所有的工作模式下，每个未分组寄存器都指向对应的一个物理寄存器在中断或异常处理进行工作模式转换时，由于不同的处理器工作模式均使用相同的物理寄存器，可能会造成寄存器中数据的破坏分组寄存器R8～R14R8～R12每个寄存器对应2个不同的物理寄存器当使用FIQ模式时，访问R8_fiq～R12_fiq当使用其他模式时，访问R8_usr～R12_usrR13、R14每个寄存器对应6个不同的物理寄存器其中一个寄存器是用户模式与系统模式共用另外5个物理寄存器对应于其他5种不同的工作模式R13寄存器常用作堆栈指针SP（Stack Pointer），一种习惯用法也可使用其他的寄存器作为堆栈指针在Thumb指令集中，某些指令强制使用R13作为堆栈指针在应用程序初始化时，一般都要初始化每种模式下的R13，使其指向该工作模式的栈空间R14寄存器也称链接寄存器LR（Link Register）当执行BL子程序调用指令时，R14中得到R15（程序计数器PC）的备份BL Label；下一条指令地址LR, LabelPC当发生中断或异常时，对应的分组寄存器R14_svc、R14_irq、R14_fiq、R14_abt和R14_und用来保存R15的返回值其他情况下，R14用作通用寄存器R15寄存器R15寄存器用作程序计数器（PC）在ARM状态下，位[1:0]为0，位[31:2]用于保存PC在Thumb状态下，位[0]为0，位[31:1]用于保存PC由于ARM体系结构采用了多级流水结构，对于ARM指令集而言，PC总是指向当前执行指令的下两条指令的地址，即PC的值为当前执行指令的地址值加8个字节R15也可用作通用寄存器，但一般不这么使用因为对R15的使用有一些特殊的限制，当违反了这些限制时，程序的执行结果是未知的CPSR寄存器用作CPSR(Current Program Status Register)CPSR可在任何工作模式下被访问，它包括条件标志位、中断禁止位、当前处理器模式标志位，以及其他一些相关的控制和状态位异常模式下有一个专用的物理状态寄存器，称为SPSR（Saved Program Status Register）当异常发生时，SPSR用于保存CPSR的当前值，从异常退出时则可由SPSR来恢复CPSR用户模式和系统模式不属于异常模式，没有SPSRThumb状态下的寄存器组织Thumb状态下的寄存器集是ARM状态下寄存器集的一个子集程序可以直接访问8个通用寄存器（R7～R0）程序计数器（PC）堆栈指针（SP）连接寄存器（LR）CPSR在每一种异常模式下都有一组SP、LR和SPSR两种状态下寄存器比较程序状态寄存器的构成一个当前程序状态寄存器（CPSR）五个备份程序状态寄存器（SPSR）备份的程序状态寄存器用来进行异常处理程序状态寄存器的功能保存ALU中的当前操作信息控制允许和禁止中断设置处理器的工作模式条件码标志（Condition Code Flags）N、Z、C、V均为条件码标志位它们的内容可被算术或逻辑运算的结果所改变，并且可以决定某条指令是否被执行在ARM状态下，绝大多数的指令都是有条件执行的在Thumb状态下，仅有分支指令[9]B是有条件执行的标志位N当用两个补码表示的带符号[10]数进行运算时N=1表示运算结果为负数N=0表示运算结果为正数或零标志位ZZ=1表示运算结果为零；Z=0表示运算结果为非零标志位V对于加/减法运算指令，当操作数和运算结果为补码表示的带符号数时，V=1表示符号位溢出对于其他的非加/减运算指令，V的值通常不改变标志位C加法运算（包括比较指令CMN）：当运算结果产生了进位时（无符号数溢出），C=1，否则C=0减法运算（包括比较指令CMP）：当运算时产生了借位（无符号数溢出），C=1，否则C=0对于包含移位操作的非加/减运算指令，C为移出值的最后一位对于其他的非加/减运算指令，C的值通常不改变中断禁止位I和FI=1禁止IRQ中断；I=0允许IRQ中断F=1禁止FIQ中断；F=0允许IRQ中断运行状态控制位T对于ARM v5及以上的T系列处理器，当该位为1时，程序运行于Thumb状态，否则运行于ARM状态对于ARM v5及以上的非T系列处理器，当该位为1时，执行下一条指令以引起未定义指令异常；当该位为0时，表示运行于ARM状态工作模式位M[4:0]这些位决定了处理器的工作模式指令助记符ExampleCode:C codevoid swap ( int v[ ] , int k )(int temp ;temp = v[ k ] ;v[ k ] = v[ k + 1 ] ;v[ k + 1 ] = temp ;)寄存器分配[11]vRN0;vKRN1;ktempRN2;local variabletemp2RN3;temporary for v[k+1]vkaddrRN12;to hold address of v[k]ARM codeswap:addvkaddr, v, k, LSL #2; reg vkaddr=v+k*4; reg vkaddr has the address of v[k]LDRtemp, [vkaddr, #0]; temp = v[ k ]LDR temp2, [vkaddr, #4]; temp2 = v[ k + 1 ]STR temp2, [vkaddr, #0]; v[ k ] = temp2STR temp, [vkaddr, #4]; v[ k + 1 ] = tempmovpc, lr; return to calling routine利用硬件握手进行发送和接收数据的工作过程计算机A接收计算机B发送当计算机A准备好，则使DTR有效。计算机B通过采集DSR知道当计算机A准备好接收数据，则可以发送数据当计算机A未准备好，则使DTR无效。计算机B通过采集DSR知道当计算机A未准备好接收数据，则可以停止发送数据计算机B接收计算机A发送当计算机B准备好，则使DTR有效。计算机A采集DSR，知道当计算机B准备好接收数据，则可以发送数据当计算机B未准备好，则使DTR无效。计算机A通过采集DSR知道当计算机B未准备好接收数据，则可以停止发送数据一个USB系统定义为三个部分主机（Host）一个USB系统只有一个主机设备（Device）一个USB系统最多有127个设备集线器[12]也是设备互连（Interconnect）主从结构，只有主机才能启动数据传输[13]–采用主机轮询[14]方式通信（类似程序查询方式）主机与设备可以通信，设备之间不能通信________（单片机）：和嵌入式微处理器相比，微控制器的最大特点是单片化，体积大大减小，从而使功耗和成本下降、可靠性提高。微控制器是目前嵌入式系统[15]工业的主流。微控制器的片上外设资源一般比较丰富，适合于控制，因此称微控制器。________________________：DSP处理器是专门用于信号处理[16]方面的处理器，其在系统结构和指令算法方面进行了特殊设计，具有很高的编译效率和指令的执行速度。在数字滤波[17]、FFT、谱分析等各种仪器上DSP获得了大规模的应用。其运算速度比MPU快了几十倍，在语音合成[18]和编码解码器[19]中得到了广泛应用。________：SOC最大的特点是成功实现了软硬件无缝结合，直接在处理器片内嵌入操作系统的代码模块。而且SOC具有极高的综合性，在一个硅片内部运用VHDL等硬件描述语言[20]，实现一个复杂的系统。用户不需要再像传统的系统设计一样，绘制庞大复杂的电路[21]板，一点点的连接焊制，只需要使用精确的语言，综合时序设计直接在器件[22]库中调用各种通用处理器的标准，然后通过仿真之后就可以直接交付芯片厂商进行生产。由于绝大部分系统构件都是在系统内部，整个系统就特别简洁，不仅减小了系统的体积和功耗，而且提高了系统的可靠性，提高了设计生产效率。

微型计算机的发展以( )技术为标志 。A. 操作系统B. 微处理器C. 磁盘D. 软件

求不大于 5.4 的最大正整数（）。A. Floor[5.4]B. Ceiling[5.4]C. Sign[5.4]D. Abs[5.4]