2017下半年系统架构师试题详解与流水线、DMA与RTOS概念解析

本文档详细解析了2017年下半年系统架构设计师考试的试题答案，重点涵盖流水线结构、DMA技术以及RISC（精简指令系统计算机）和RTOS（实时操作系统）的相关知识点。以下是各部分的详细解析： 1. **流水线结构与吞吐率**： - 问题(1)考察了流水线的最大吞吐率计算。在一个5级流水线中，每条指令的执行过程分为5个阶段，总时间为2∆t + 1∆t + 3∆t + 1∆t + 2∆t = 9∆t。流水线的吞吐率是单个周期可以处理的指令数量，即1条指令/9∆t。当指令数量无限大时，吞吐率趋于1/3∆t，因此选择B。 2. **流水线加速比**： - 问题(2)涉及流水线的加速比概念。连续输入10条指令，如果不使用流水线，所有指令需要90∆t。使用流水线后，由于指令之间的流水，实际需要的时间是36∆t。因此，加速比为90:36，简化后为5:2，选择C。 3. **DMA（直接存储器访问）**： - DMA工作方式涉及到内存和外设的数据传输。在(3)选项中，正确答案是C，表示DMA在主存与外设之间建立直接的数据通路，不需要CPU的干预。 4. **RISC（精简指令系统计算机）特点**： - RISC设计原则包括(4)中的选项。A正确，指令长度固定且种类少，减少指令集复杂性；C正确，增加寄存器以减少访存；D正确，硬布线实现指令解码提高效率。B错误，因为RISC设计目标是简化，所以寻址方式不会过于丰富，指令功能也不会过于强大。 5. **RTOS（实时操作系统）**： - (5)选项中，RTOS的主要优点是可以根据应用需求进行配置和裁剪，以适应不同硬件环境，因此A说法不正确。RTOS允许针对硬件变化进行定制，B说法正确。 通过这些解答，可以了解到系统架构设计师考试中对于流水线原理、I/O技术、处理器架构以及操作系统特性的深入理解要求。对于准备参加软考或对这些领域有深入学习需求的人来说，这份文档是宝贵的参考资料。