2016下半年系统架构设计师考试真题解析（上午题）

"这篇资料是2016年下半年系统架构设计师考试的上午试题，包含了关于嵌入式系统、操作系统、处理器类型、指令流水线、I/O处理、文件系统的多个问题，旨在测试考生对于这些核心概念的理解和应用能力。" 1. 存储部件的存取速度比较：在嵌入式系统中，存取速度最快的是寄存器组，其次是Cache，再是内存，最慢的是Flash。这是因为寄存器组直接位于CPU内部，而Cache作为内存与CPU之间的高速缓冲，其速度也远超内存。Flash作为一种非易失性存储，其速度相对较低。 2. 实时操作系统（RTOS）与应用程序的接口：RTOS内核与应用程序之间的接口通常被称为API（Application Programming Interface），它定义了应用程序如何与操作系统交互的规则和函数调用。 3. 嵌入式处理器分类：MPU（Microprocessor Unit）用于处理复杂的计算任务，适合于安全性和可靠性要求高的场合；MCU（Microcontroller Unit）如单片机，集成了CPU、RAM、ROM等，体积小，功耗低；DSP（Digital Signal Processor）针对数字信号处理优化了指令和结构；SOC（System on Chip）是一种集成度极高的芯片，包含整个系统并嵌入了软件内容。选项A中的描述有误，因为MPU通常并不特别增强安全性与可靠性，而是更注重性能。 4. 指令流水线吞吐率计算：根据题目给出的各段所需时间，连续输入100条指令时，吞吐率计算需考虑最长的延迟路径。计算过程省略，得出吞吐率为108。 5. 双缓冲I/O处理：双缓冲机制可以减少等待时间，提高效率。对于10个磁盘块的文件，每个块的读入、处理和输出时间分别为10μs、2μs和6μs。采用双缓冲，总时间为10 * (10 + 2) + 10 = 130μs。相比于单缓冲，节省了10 * (10 + 6 - 2) = 80μs。所以答案是B，节约了8μs。 6. 文件系统和文件索引节点：这个文件系统可以表示的最大文件长度是直接地址项+一级间接地址项+二级间接地址项所能表示的块数。直接地址项可表示64KB，一级间接地址项可表示4KB * 1024 = 4MB，二级间接地址项可表示4KB * 1024 * 1024 = 4GB。所以最大文件长度为4GB。访问逻辑块号6、520和1030分别对应直接地址索引、一级间接地址索引和二级间接地址索引。 7. 单个文件最大长度：根据上述分析，最大长度是4KB * (64 + 1024 + 1024 * 1024) = 4198424字节，即4198.424KB，最接近的选项是D。 8. 逻辑块号的访问方式：访问逻辑块号6直接通过直接地址索引，逻辑块号520通过一级间接地址索引，逻辑块号1030通过二级间接地址索引。因此答案是A，依次采用直接地址索引、一级间接地址索引和二级间接地址索引。 以上是对2016年下半年系统架构设计师真题的部分解析，涉及到的知识点包括嵌入式系统存储层次、实时操作系统、处理器分类、指令流水线原理、I/O操作优化以及文件系统的存储管理。