系统架构设计师考试,一般是每年的11月份,一年只能考一次,而其他的高级软考一年都可以考两次,同时也体现了系统架构师证书的含金量。
系统架构设计师证书考试内容,共3部分,上午是选择题,下午是案例分析和论文,一般情况是3门都达到45分或以上就算是过了。但是,好多同学都栽在上午的选择题上,上午的选择题均是综合知识,应对选择题的策略,虽说题海战术最好使,但是还是要把每一种类型的题目详细掌握,才能以不变应万变!
年下半年系统架构设计师前10道选择01计算机流水线问题
●某计算机系统采用5级流水线结构执行指令,设每条指令的执行由取指令(2t)、分析指令(1t)、取操作数(3t)、运算(1t)和写回结果(2t)组成,并分别用5个子部完成,该流水线的最大吞吐率为(1);若连续向流水线输入10条指令,则该流水线的加速比为(2).(1)A.1/9tB.1/3tC.1/2tD.1/1t(2)A.1:10B.2:1C.5:2D.3:1
解析:BC
1、流水线的最大吞吐率
流水线最短执行时间(total_time):取决于执行最长的执行时间,也就是“取操作数(3t)”。假设有n个指令,那么最短total_time=2t+1t+3t+1t+2t+(n-1)*3t=6t+3nt
流水线的最大吞吐率,n个指令,在最短的流水线执行时间(total_time)的比率,记为k,k=n/(6t+3nt)=1/3t
2、流水线的加速比
流水线加速比(NB)=不用流水线的执行时间/使用流水线的执行时间
若是n=10,10条指令不用流水线的执行时间(意思,每一个动作都执行10次),记为NT=(2t+1t+3t+1t+2t)*10=90t。若10条指令使用流水线,则带入上面的公式,则执行时间UT=(2t+1t+3t+1t+2t)+(10-1)*3t=36t。
所以加速比NB=90t/36t=5:2
02DMA与CPU调度问题
●DMA(直接存储器访问)工作方式是在(3)之间建立起直接的数据通路。(3)A.CPU与外设B.CPU与主存C.主存与外设D.外设与外设
解析:C
DMA(DirectMemoryAccess)即直接存储器存取,是指外部设备不通过CPU,而直接与系统内存交换数据的接口技术。
DMA传输方式无需CPU直接控制传输,也没有中断处理方式那样保留现场和恢复现场的过程,通过硬件为RAM与I/O设备开辟一条直接传送数据的通路,使CPU的效率大为提高。
DMA控制器可采用哪几种方式与CPU分时使用内存?
直接内存访问(DMA)方式是一种完全由硬件执行I/O交换的工作方式。DMA控制器从CPU完全接管对总线的控制。数据交换不经过CPU,而直接在内存和I/O设备之间进行。DMA控制器采用以下三种方式:
停止CPU访问内存:当外设要求传送一批数据时,由DMA控制器发一个信号给CPU。DMA控制器获得总线控制权后,开始进行数据传送。一批数据传送完毕后,DMA控制器通知CPU可以使用内存,并把总线控制权交还给CPU。周期挪用:当I/O设备没有DMA请求时,CPU按程序要求访问内存:一旦I/O设备有DMA请求,则I/O设备挪用一个或几个周期。DMA与CPU交替访内:一个CPU周期可分为2个周期,一个专供DMA控制器访内,另一个专供CPU访内。不需要总线使用权的申请、建立和归还过程。
03RISC与CISC系统计算机问题
●RISC(精简指令系统计算机)的特点不包括:(4)。A.指令长度固定,指令种类尽量少B.寻址方式尽量丰富,指令功能尽可能强C.增加寄存器数目,以减少访存次数D.用硬布线电路实现指令解码,以尽快完成指令译码
解析:B
RISC与CISC的差异
1、存储器操作:
RISC对存储器操作有限制,使控制简单化;CISC机器的存储器操作指令多,操作直接。2、程序:
RISC汇编语言程序一般需要较大的内存空间,实现特殊功能时程序复杂,不易设计;CISC汇编语言程序编程相对简单,科学计算及复杂操作的程序设计相对容易,效率较高。3、中断:
RISC机器在一条指令执行的适当地方可以响应中断;CISC机器是在一条指令执行结束后响应中断。
04实时操作系统(RTOS)
●以下关于RTOS(实时操作系统)的叙述中,不正确的是(5)。A.RTOS不能针对硬件变化进行结构与功能上的配置及裁剪B.RTOS可以根据应用环境的要求对内核进行裁剪和重配C.RTOS的首要任务是调度一切可利用的资源来完成实时控制任务D.RTOS实质上就是一个计算机资源管理程序,需要及时响应实时事件和中断
解析:A
实时操作系统(RTOS)是指当外界事件或数据产生时,能够接受并以足够快的速度予以处理,其处理的结果又能在规定的时间之内来控制生产过程或对处理系统作出快速响应,并控制所有实时任务协调一致运行的操作系统。主要特点如下:
1)高精度计时系统
计时精度是影响实时性的一个重要因素。在实时应用系统中,经常需要精确确定实时地操作某个设备或执行某个任务,或精确的计算一个时间函数。这些不仅依赖于一些硬件提供的时钟精度,也依赖于实时操作系统实现的高精度计时功能。
2)多级中断机制
一个实时应用系统通常需要处理多种外部信息或事件,但处理的紧迫程度有轻重缓急之分。有的必须立即作出反应,有的则可以延后处理。因此,需要建立多级中断嵌套处理机制,以确保对紧迫程度较高的实时事件进行及时响应和处理。
3)实时调度机制
实时操作系统不仅要及时响应实时事件中断,同时也要及时调度运行实时任务。
RTOS在嵌入式物联网系统中的作用:
同步工具RTOS解决方案包含同步工具,这些工具在裸机调度程序中不存在。例如,RTOS系统具有信号量,信号量用于控制对并发系统中多个进程使用的公共资源的访问;然后有互斥锁来保护共享资源。如果系统正在执行多个任务并且具有需要同步的资源,则RTOS是理想的选择。
并发基于微控制器的系统通常需要运行多个任务,但只有一个处理核心。在这种情况下,当需要同时执行多个任务时,使用RTOS似乎是更好的选择。使用RTOS,许多操作可以同时在内存中,并且可以根据优先级在任务之间切换。
资源分配以避免任务中断在执行多个任务时,RTOS被认为是最佳选择,因为它可以管理任务之间的硬件资源,内存和数据共享。因此,每个任务被分配/分配定义的存储器空间和资源,具有可预测的使用以避免运行任务的任何中断。
占先如果需要执行具有更高优先级的任务,则实时操作系统还具有临时暂停特定任务的能力。如果嵌入式系统需要确定任务的优先级,则RTOS是最合适的操作系统。RTOS可以根据任务优先级确定在给定时间点应执行哪个任务。
第三方软件对于许多开发人员来说,将第三方工具和软件整合到他们的嵌入式系统中是一项挑战。目前市场上可用的各种第三方工具和堆栈与各种RTOS兼容。使用RTOS可以通过允许所有这些第三方组件的即插即用来显著加快软件开发周期。
05什么是前趋图
●前趋图(PrecedenceGraph)是一个有向无环图,记为:→={(Pi,Pj)
Pimust