嵌入式系统基础学习笔记：从硬件到软件架构

"嵌入式软件工程师考试复习笔记" 这篇摘要主要涵盖了嵌入式系统基础知识，适合准备参加计算机软考中的嵌入式系统设计师考试的考生。笔记内容详细且深入浅出，适合初学者理解。 一、嵌入式系统基础 这部分主要介绍了嵌入式系统的硬件基础，包括嵌入式微处理器结构和计算机硬件组成。 1. 嵌入式微处理器结构 - 冯-诺依曼结构：程序和数据共享存储空间，单总线结构，可能导致执行效率较低。 - 哈佛结构：程序和数据分开存储，双总线设计，提高数据吞吐率，增强系统性能。 2. 计算机硬件组成 - 五大基本组成部分：运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备。 - 存储器分为内部和外部存储器，各有速度和容量的特点。 - 外设如键盘、鼠标、显示器等，主机则由CPU和主存储器构成，CPU负责计算和控制。 二、计算机指令和中断 - 计算机指令是计算机执行的基本操作。 - 指令的流水线处理能提高CPU执行效率，通过分段处理指令来减少等待时间。 - 中断原理涉及中断请求、中断响应、中断处理和中断返回等步骤，常用于处理突发事件。 三、存储系统和性能 - 存储系统包括内存和外存，影响系统性能。 - 总线是连接硬件组件的通信通道，其带宽和协议影响数据传输速度。 - 性能和可靠性是衡量存储系统的重要指标。 四、嵌入式软件架构 - 嵌入式软件基础涉及操作系统、驱动程序和应用程序。 - 嵌入式操作系统通常轻量级，优化硬件资源利用率。 五、任务管理 - 进程状态：新建、就绪、运行、阻塞等，理解这些状态转换对理解和调试多任务系统至关重要。 - 同步与互斥、信号量操作是并发执行过程中的关键概念，用于保证资源的安全访问。 - 进程调度策略决定了系统如何分配CPU时间。 六、存储管理 - 分区存储管理、分页存储管理和段式存储管理都是内存管理的方式，各有优缺点。 七、文件系统 - 嵌入式文件系统适应有限的存储资源，如FAT、JFFS等。 - 文件结构包括文件类型、权限、元数据等，理解这些对于操作和管理文件至关重要。 八、设备管理 - 输入输出技术涉及设备驱动程序和缓冲机制。 - 虚设备和SPOOLING技术提高了I/O效率，通过模拟设备和批量处理输入输出请求。 该笔记以简洁明了的语言解释了嵌入式系统的核心概念，适合备考者快速掌握知识要点，并通过实际案例和问题分析加深理解。