2016年下半年系统架构设计师资格考试综合知识

"这是2016年下半年系统架构设计师资格考试的综合知识试卷，包含了75道选择题，涉及计算机技术与软件专业技术等多个方面，旨在测试考生的系统架构设计能力。试卷满分75分，每题有A、B、C、D四个选项，需要在答题卡上正确填涂。试题内容包括但不限于嵌入式系统的存储部件、实时操作系统内核接口、嵌入式处理器分类以及指令流水线的吞吐率计算。" 在嵌入式系统的存储层次结构中，存取速度最快的一般是（1）寄存器组。寄存器组是CPU内部的一部分，它们位于CPU和内存之间，用于临时存储数据和指令，因此访问速度远快于内存和缓存。 实时操作系统（RTOS）提供了一个稳定且高效的服务，其内核与应用程序交互的接口被称为（2）API，即Application Programming Interface。API是一组预定义的函数、常量和数据类型，允许开发者编写能够利用RTOS功能的应用程序。 在嵌入式处理器的类型中，（3）的表述有误。MPU（Micro Processing Unit）通常不直接强调安全性和可靠性，而是更侧重于高性能计算，适用于处理复杂的计算任务。而MCU（Micro Controller Unit）如单片机，由于集成了CPU、内存和其他外设，确实能在功耗和成本上有优势；DSP（Digital Signal Processor）专门优化了处理数字信号的能力；SOC（System On Chip）是一个完整的系统，包含了所有必要的硬件和软件组件。 指令流水线的吞吐率是衡量处理器效率的重要指标，给定的指令流水线由5段组成，各段执行时间不同。为了计算连续输入100条指令时的吞吐率（4），我们需要知道每段的具体时间以及流水线是否发生冲突或中断。如果假设没有流水线冲突，吞吐率通常等于最长段的时间除以整个指令周期，但具体的计算需要更多细节，例如各段时间的总和和流水线的处理机制。 在双缓冲输入/输出的工作方式中（未给出图形），磁盘块首先被读入第一个缓冲区，然后传输到用户区，同时第二个缓冲区可以开始读取下一个磁盘块，这样可以实现数据的连续传输，提高效率。若用户需要读取10个磁盘块的文件，总时间T由每个磁盘块的读入时间T、缓冲区到用户区的时间M、处理时间C以及缓冲区切换的时间（即两个缓冲区交替的时间）组成。在理想情况下，这个切换时间可以忽略，总时间大约是10 * (T + M + C)。 这些题目覆盖了计算机系统设计的多个关键概念，包括存储器层次、实时操作系统、处理器架构以及I/O管理，对于系统架构设计师来说，理解和掌握这些知识是至关重要的。