2022年软考-嵌入式系统设计师考试内容及全真模拟冲刺卷（附带答案与详解）第16期

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1、2022年软考-嵌入式系统设计师考试内容及全真模拟冲刺卷（附带答案与详解）1. 单选题以下关于IPv4地址的描述中，错误的是（ ）。问题1选项A.IP地址的总长度是32位B.IP地址由网络号与主机号两部分组成C.B类地址用2个字节做网络号D.Pv4 地址是“冒分十六进制地址格式”【答案】D【解析】本题考查IPv4和IPv6的基础知识。IPv6的主要目的是解决IPv4中存在网络地址资源不足的问题，IPv6 除了具有IPv4具有的功能外，还消除了IPv4 的局限性，它们之间既有相同点，又有不同点。IPv4 地址的总长度是32位，而IPv6具有长达128位的地址空间，可以彻底解决IPv4地址不足的问

2、题； IPv4地址被分为网络号和主机号两部分,若网络号用一个字节表示，则最大可以创建256个网络，B类地址用2字节做网络号：而IPv6报文的整体结构分为IPv6报头、扩展报头和上层协议数据3部分。IPv6报头是必选报文头部，长度固定为40B，包含该报文的基本信息;扩展报头是可选报头，可能存在0个、1个或多个，IPv6 协议通过扩展报头实现各种丰富的功能;上层协议数据是该IPv6报文携带的上层数据，可能是ICMPv6报文、TCP报文、UDP报文或其他可能报文。在地址表示形式方面，IPv4 地址是“点分十进制地址格式”，IPv6 地址是“冒分十六进制地址格式”。2. 单选题下面的求解菲波那级数第n

3、项的a、b两段程序中，分别采用了（ ）算法。问题1选项A.递推法和迭代法B.迭代法和穷举搜索法C.迭代法和递推法D.递归法和递推法【答案】D【解析】斐波纳契数列（Fibonacci Sequence），又称黄金分割数列，指的是这样一个数列：1、1、2、3、5、8、13、21、在数学上，斐波纳契数列以如下被以递归的方法定义：F0=0，F1=1，Fn=F(n-1)+F(n-2)（n=2，nN*）。第一种方法是递归算法（是最普遍的解决算法），这种算法的时间复杂度很高。因为在计算fib(n-1)的时候，把fib(n-2)也给计算了一遍。这样资源得不到重复利用。时间复杂度是指数级的。第二种方法是递推法，

4、利用递推算法求问题规模为n的解的基本思想是：当n=1时，解或为已知，或能非常方便地求得；通过采用递推法构造算法的递推性质，能从已求得的规模为1、2、i1的一系列解，构造出问题规模为i的解。这样，程序可从i=0或i=1出发，重复地由已知至i1规模的解，通过递推，获得规模为i的解，直至获得规模为n的解。3. 单选题线程可以在（ ） 空间实现。内核用户虚拟物理问题1选项A.B.C.D.【答案】C【解析】根据操作系统内核是否对线程可感知，可以把线程分为内核线程和用户线程。用户线程由应用程序所支持的线程实现，内核意识不到用户级线程的实现。内核级线程又称为内核支持的线程。所以，线程可以实现在内核空间和用户

5、空间。4. 单选题An embedded device is an object that contains a （ ）computing system. The system, which is completely enclosed by the object, may or may not be able to connect to the Internet. Embedded systems have extensive applications in consumer, commercial, automotive, industrial and healthcare markets

6、. Its estimated that over 15 billion embedded devices have been connected to the Internet, a phenomenon commonly referred to as the（ ）. Generally,an embedded devices operating system will only run a single application which helps the device to do its job. Examples of embedded devices include dishwas

7、hers, banking ATM machines, routers, point of sale terminals (POS terminals) and cell phones. Devices that can connect to the Internet are called smart or intelligent. If an embedded device can not connect to the Internet, it is called dumb. Embedded devices in complex manufactured products, such as

8、 automobiles, are often headless. This simply means that the devices software does not have a user interface (UI). In such cases, an in-circuit（ ） is temporarily installed between the embedded device and an external computer to debug or update the software. Because embedded systems have limited comp

9、uting（ ） and strict power requirements, writing software for embedded devices is a very specialized field that requires knowledge of both hardware components and（ ） .问题1选项A.programmingB.special-purposeC.userD.big问题2选项A.Internet of thingsB.systemC.computerD.cloud system问题3选项A.simulatorB.systemC.emula

10、torD.device问题4选项A.resourcesB.powerC.systemD.user问题5选项A.memoryB.operating systemC.driverD.programming【答案】第1题:B第2题:A第3题:C第4题:A第5题:D【解析】嵌入式设备是指一个具有特定计算功能的设备。嵌入式系统由对应的设备组成，该设备可以连接Internet网络，也可以不进行联网。嵌入式系统可以应用到大量的应用中，包括消费类应用、商业应用、自动化应用、工业与健康领域的应用等。据估计，已经有超过150亿的嵌入式设备连接到Internet网络，一般也被称之为IoT。通常，一个嵌入式设备的操作

11、系统仅仅会运行一个独立的应用，例如：洗碗机、银行的ATM取款机、路由器、POS终端设备、手机。连接到Internet网络的嵌入式设备也可以被称为智能终端。假设一个嵌入式设备没有连接到Internet的话，它就会被称之为哑设备。在复杂的工业产品中，例如汽车领域中，很多嵌入式设备是没有界面的。在这种情况下，一般会有一个在线的仿真器，被用于连接嵌入式设备和外部的电脑，以进行嵌入式设备的调试或者软件更新。因为嵌入式设备的计算资源受限，以及具有严格的功耗要求，所以在嵌入式设备上进行软件开发的要求非常严格，需要开发者对嵌入式硬件的基本元素和软件编程都有一定的知识了解。5. 单选题以下规则中不符合优化规则的

12、是（ ）。问题1选项A.通过模块的合并和分解，降低模块的耦合度，提高模块的内聚性B.提高上层模块的扇出，减少模块调用的层次C.将模块的作用范围限制在模块的控制范围内D.降低模块之间接口的复杂性【答案】B【解析】提高上层模块的扇出，减少模块调度的层次。如果这样优化，这样就会导致模块的高扇出，也就是调用别的模块数增加，会导致模块的复杂性增高。所以B选项是错误的。ACD是符合优化原则。6. 单选题软件设计中，模块划分应遵循的准则是（ ）。问题1选项A.低内聚低耦合B.低内聚高耦合C.高内聚低耦合D.高内聚高耦合【答案】C【解析】软件设计中，模块划分应遵循的准则是：高内聚低耦合。内聚指的是模块内部各个

13、处理元素之间的关系，一个模块应当恰好只做一件事。内聚越高越好。耦合指的是模块之间的关系，耦合度越低越好。7. 单选题关于BootLoader，下列理解错误的是（ ）。问题1选项A.BootLoader是在操作系统内核运行之前运行的一小段程序B.BootLoader是通用的C.有些BootLoader支持多CPUD.BootLoader的功能之一是初始化硬件【答案】B【解析】Bootloader是嵌入式系统在加电后执行的第一段代码，在它完成CPU和相关硬件的初始化之后，再将操作系统映像或固化的嵌入式应用程序装在到内存中然后跳转到操作系统所在的空间，启动操作系统运行。对于嵌入式系统，Bootloa

14、der是基于特定硬件平台来实现的。因此，几乎不可能为所有的嵌入式系统建立一个通用的Bootloader，不同的处理器架构都有不同的Bootloader。8. 单选题下列（ ）是带有热备份的双重系统。问题1选项A.备份子系统处于电源开机状态，一旦联机子系统出错， 备份子系统立即工作B.两个子系统同步运行，互联子系统出错时，由备份机子系统接替C.两个子系统交替处于联机和自检状态，一个子系统出错则由另一子系统工作D.两个子系统并行工作以提高机器速度，一 旦一个子系统出错则放弃同时工作【答案】B【解析】嵌入式系统中，利用双机的方法可以达到容错的目的。其中，一个联机工作，另一个作备份，若备份也一直保持与

15、承担联机工作的机器同步运行，一旦工作机出现故障，只需要将备份机切入系统，便能立即代替原有工作机，这种备份叫热备份。这种系统称为双重系统。当备份机平时停机或做其他工作时仅在工作机出现故障时才让它替代，使系统恢复正常，这样的系统称为双工系统。9. 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】服务型智能扫地机器人涉及了众多传感器，通过对环境信息的融合感知进行行为决策。同时也设计了丰富的多媒体人机交互系统，实现输入输出功能。【问题1】(5分)服务型智能扫地机器人的输入输出终端采用触摸屏技术，李工设计了一款具有触摸功能的显示单元，该显示单元的主板采用X86架构的处理器

16、，触摸控制板的核心是控制芯片，当触摸笔点击触摸面板时，将通过输入端点上传数据报文，格式如图4-1所示。数据报文按照小端字节顺序发送，第一个Byte表示触摸笔的状态，0x70表示 Down，0x30表示Up，后四个Byte包含触摸笔点击位置的坐标值，Byte1和Byte2表示X轴坐标，Byte3和Byte4表示Y轴坐标。触摸板左上角坐标值为（0，0)，右下角坐标值为（1022，766）。当触摸笔在触摸板中心位置按下时，触摸屏发送的数据报文内容是_（1)_、_(2),(3）_、_(4)_、_(5)_，请将答案填写在答题纸的对应栏中。【问题2】(5分)该机器人系统内部集成众多传感器，通过现场总线互联

17、起来，构成了底层的网络， 选用的CAN控制器内含二个接收缓冲器、三个发送缓冲器，具有灵活的中断管理能力。李工设计了一种采用中断方式的数据接收程序，每当接收寄存器接收到数据时，中断寄存器的接收中断使能，并产生中断信号通知CPU，中断处理程序在读取数据后，清空中断标识位，等待下一次中断。由于两个接收器共享一个中断号，在调试过程中发现， 当短时间（毫秒级）接收大量数据时，丢包现象比较严重。李工对上述流程进行了改进， 当产生一次中断时，依次查询两路接收器的状态，这样大大提高了数据接收处理能力，减少了系统开销，其处理流程如图4-2所示。请将上述改进后的双通道数据接收流程图补充完整，将答案填写在答题纸的对

18、应栏中。【问题3】(5分)该机器人系统按照图4-2的方式接收传感器采集数据，并由上层应用程序对数据进行处理。当应用访问操作速度和底层硬件输入的速度存在较大差异时，采用环形缓冲机制，可以起到良好的缓冲作用，减少丢包率。李工设计的环形缓冲是基于先进先出(FIFO) 的原则，并设计了环形缓冲的数据结构，读写指针各自独立，读任务和写任务可以同时访问环形缓冲，无需互斥信号量的介入。但是，在运行多任务时，如果存在多个读任务 和多个写任务同时操作环形缓冲，则需要应用互斥操作机制。1.请简述互斥操作的作用。2.为了在多任务环境中能正确使用环形缓冲，不发生读写冲突，增加了读写锁进行保护。应用任务读取环形缓冲的伪

19、代码如下，请完善其中空(1)(3)处的内容，将答案写入答题纸对应栏内。【答案】【问题1】（1）0x70（2）0xFF（3）0x1或者1（4）0x7F（5）0x1或者1【问题2】（1）设备中断使能（2）接收器0有数据（3）接收器1有数据（4）接收器0有数据（5）清除中断标识【问题3】1.互斥操作用来保证共享数据操作的完整性。通过互斥锁保证任一时刻只能有一个应用访问共享对象。2.（1）bReadLock为真或bReadLock= TRUE（2）bReadLock=TRUE或等效形式（3）bReadLock=FALSE或等效形式【解析】本题考查嵌入式计算机的相关知识。【问题1】根据题干可以得到当前的

20、位置为：（1022/2，766/2）=(（511，388)），分别可以求得X轴的坐标就是0x1FF，Y轴的坐标是0x17F。由于是按照小端格式进行存放（低字节存放在低地址）。X轴的低字节就是0xFF，X轴的高字节就是0x1;；Y轴的低字节就是0x7F，Y轴的高字节就是0x1。 【问题2】 该题考查中断方面的相关知识，根据流程图填写相关内容。【问题3】该题考查操作系统中并发任务互斥操作的相关知识。互斥操作用来保证共享数据操作的完整性。通过互斥锁保证任一时刻只能有一个应用访问共享对象。10. 单选题关于容错技术，下面叙述中不正确的是（ ）。问题1选项A.系统容错技术，主要研究系统对故障的检测、定位

21、、重构和恢复B.从余度设计角度出发，系统通常采用相似余度或非相似余度实现系统容错C.从结构角度出发，容错结构有单通道加备份结构、多通道结构D.通常硬件实现容错常用的有恢复块技术和N版本技术【答案】D【解析】常见的软件可靠性技术主要有容错设计、检错设计和降低复杂度设计等技术。其中，容错设计技术主要有恢复快设计、N版本程序设计和冗余设计三种方法。N版本程序设计是一种静态的故障屏蔽技术，其设计思想是用N个具有相同功能的程序同时执行一项计算，结果通过多数表决来选择。其中N个版本的程序必须由不同的人独立设计，使用不同的方法、设计语言、开发环境和工具来实现，目的是减少N个版本的程序在表决点上相关错误的概率

22、。动态冗余又称为主动冗余，它是通过故障检测、故障定位及故障恢复等手段达到容错的目的。系统容错技术，主要研究系统对故障的检测、定位、重构和恢复。从余度设计角度出发，系统通常采用相似余度或非相似余度实现系统容错。从结构角度出发，容错结构有单通道加备份结构、多通道结构。11. 单选题在ISO/IEC软件质量模型中，易使用性是指与使用所需的努力和由一组规定或隐含的用户对这样使用所作的个别评价有关的一组属性，其子特性不包括（ ）。问题1选项A.易理解性B.易学性C.易分析性D.易操作性【答案】C【解析】易用性的自特性包括易理解性、易学性、易操作性，其中C选项易分析性属于可维护性的子特性。12. 单选题中

23、断向量一般分为固定中断向量和可变中断向量，下面描述不正确的是（ ）。问题1选项A.固定中断向量方式的特点是中断响应速度慢B.固定中断向量方式的缺点是各中断服务程序的地址固定且不能修改C.可变中断向量方式中，中断源的优先级和中断向量都可以修改D.可变中断向量方式的优点在于设计灵活，用户可以设定【答案】A【解析】中断向量分为：固定中断向量方式和可变中断向量方式。固定中断向量方式的缺点是各中断服务程序的地址固定且不能修改；固定中断向量方式的优点是中断响应速度迅速。可变中断向量方式中，中断源的优先级和中断向量都可以修改；可变中断向量方式的优点在于设计灵活，用户可以设定。所以答案是A13. 单选题下列各

24、种情况中，一定不会引起进程调度的操作是（ ）。问题1选项A.一个进程完成工作后被撤销B.一个进程从运行状态变成了阻塞状态或就绪状态C.一个进程从阻塞状态变成就绪状态D.一个进程从就绪状态变成运行状态【答案】C【解析】运行态等待态 等待使用资源，如等待外设传输，等待人工干预 ，会产生进程调度。等待态就绪态 资源得到满足，如外设传输结束，人工干预完成，不产生进程调度。运行态就绪态 运行时间片到，出现有更高优先权进程，会产生进程调度。就绪态运行态 CPU空闲时选择一个就绪进程，会产生进程调度。14. 单选题以下不属于改进Cache性能的方法的是（ ）。问题1选项A.降低失效率B.减少失效开销C.减少

25、Cache命中时间D.提高CPU频率【答案】D【解析】在计算机的存储系统体系中，Cache是访问速度较快的层次。改进Cache性能的方法主要有降低失效率、减少失效开销和减少Cache命中时间。15. 单选题DMA是一种高速的数据传输模式，下列描述中， 错误的是（ ）。问题1选项A.DMA传输方式可以产生中断B.DMA传输过程主要由硬件来实现C.DMA传输过程包含3个阶段：申请阶段、响应阶段和数据传输阶段D.DMA操作可以通过软件来启动，也可以通过内部部件的请求来启动【答案】C【解析】输入/输出技术的三种方式：直接查询控制：有无条件传送和程序查询方式，都需要通过CPU执行程序来查询外设的状态，判

26、断外设是否准备好接收数据或准备好了向CPU输入的数据。在这种情况下CPU不做别的事情，只是不停地对外设的状态进行查询。中断方式：当I/O系统与外设交换数据时，CPU无须等待也不必查询I/O的状态，而可以抽身来处理其他任务。当I/O系统准备好以后，则发出中断请求信号通知CPU，CPU接到中断请求信号后，保存正在执行的程序的现场，转入I/O中断服务程序的执行，完成于I/O系统的数据交换，然后再返回被打断的程序继续执行。与程序控制方式相比，中断方式因为CPU无需等待而提高了效率。DMA：直接寄存器存取方式，是指数据在内存与I/O设备间的直接成块传送，即在内存与I/O设备间传送一个数据块的过程中，不需

27、要CPU的任何干涉，只需要CPU正在过程开始启动与过程结束时的处理，实际操作由DMA硬件直接执行完成。DMA传输方式可以产生中断；DMA传输过程主要由硬件来实现；DMA操作可以通过软件来启动，也可以通过内部部件的请求来启动；DMA传输过程包含4个阶段：请求阶段、响应阶段、传输阶段和结束阶段。16. 单选题容量为64块的Cache采用组相联方式映像，块大小为128字节，每4块为一组， 若主存容量为4096块，且以字节编址，那么主存地址为（ ）位，主存区号为（ ）位。问题1选项A.18B.19C.20D.21问题2选项A.4B.5C.6D.7【答案】第1题:B第2题:C【解析】因为主存容量为409

28、6块，块大小为128字节，所以主存总的大小为：4096*128B=2的19次方B。所以主存地址为19位。主存区号的个数为：4096块/64块=64 ，所以为2的6次方。17. 单选题IEEE 802.3工作组发布的10 BASE-T是（ ） 以太网标准。问题1选项A.粗缆B.细缆C.非屏蔽双绞线D.光纤【答案】C【解析】IEEE 802.3工作组发布的10 BASE-T是非屏蔽双绞线以太网标准。18. 单选题总线可以分为片内总线、内总线和外总线。其中属于内总线的是（ ）。问题1选项A.USBB.VMEC.IEEE- 1394D.PC/XT【答案】D【解析】IEEE-1394总线是一种新的串行外

29、总线。它支持热插拔，并且即插即用，同时传输速率也很高，可以达到400Mb/s，新的IEEE-1394b传输速率可以达到3.2Gb/s。同时它的传输距离也远。USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）是由Compaq、HP、Intel、Lucent、Microsoft、NEC和Philips公司制定的连接计算机与外围设备的机外串行总线。VME是一种通用的计算机总线。PC/XT是PC机的系统总线。所以选D19. 单选题IPv6的地址空间是IPv4的（ ）倍。问题1选项A.4B.96C.128D.296【答案】D【解析】IPv6的地址为128位，地址空间为2128；IPV4的地

30、址为32位，地址空间为232；2128/232=296，所以，IPv6的地址空间是IPV4地址空间的296倍。20. 单选题嵌入式处理器指令系统一般采用精简指令集（RISC）或者复杂指令集（CISC），下列关于RISC和CISC描述错误的是（ ）。问题1选项A.CISC的指令种类要多于RISCB.RISC的寻址方式复杂，CISC的寻址方式简单C.CISC的有些指令执行时间长，RISC多为单周期指令D.RISC中Load/Store指令对存储器进行操作【答案】B【解析】CISC计算机具有大量的指令和寻址方式，指令使用频率差别大，可变长格式。RISC计算机：指令数量少，使用频率接近，定长格式，大部分为单周期指令，操作寄存器，只有Load/Store操作内存。