2011年计算机软件水平考试嵌入式系统设计师辅导笔记(7)

信号机制也可以称为软中断机制。

信号机制与中断处理机制非常相似，相同点： A、都具有中断性。

B、都有相应的服务程序。 C、都可以屏蔽响应。 不同点：

A、中断由硬件或特定指令产生，而信号由系统调用产生。 B、中断触发后，硬件会根据中断向量找到相应的处理程序执行;而信号则通过发送信号的系统调用来触发，系统不一定马上对它进行处理。 C、中断处理程序在系统内核的上下文中运行，是全局的;而信号处理程序在相关任务的上下文中运行，是任务的一个组成部分。 (15)任务间通信

任务之间的通信可以分为两种类型：

A、低级通信：只能传递状态和整数值等控制信息，例如信号量机制。

B、高级通信：能够传输任意数量的数据，只要有三类：共享内存、消息传递和管道。 任务之间的通信方式有两种：

A、直接通信：通信双方必须明确知道与之通信的对象。例如PV 原语。

B、间接通信：通信双方不需指出消息的来源和去向，通过共享邮箱发送和接收消息。 邮箱只能存放单条消息，它提供一种低开销的消息传递机制，只有空和满两种状态。消息队列与邮箱类似，但是可以同时存放若干条消息，提供了一种任务间缓冲通信的方法。

管道由UNIX 首创，以文件系统为基础，连接两个任务之间的一个打开的共享文件，专用于任务直接的数据通信。 4、存储管理

见《嵌入式系统设计师考试复习笔记之存储管理篇》。 5、设备管理 (1)设备管理基础

一个I/O 单元通常由两个部分组成： A、机械部分：I/O 设备本身。

B、电子部分：设备控制器或设备适配器。 硬件寄存器的编址方式有三种：

A、I/O独立编址：对于各种设备控制器中的每一个寄存器，分配一个唯一的I/O端口编号，也叫I/O 端口地址，然后用专门的I/O 指令对这些端口进行操作。这些端口地址构成的地址空间是完全独立的，与内存地址空间没有任何关系。

B、内存映象编址：把各种设备控制器当中的每一个寄存器都映射为一个内存单元，这内存单元专门用于I/O 操作。端口地址空间与内存地址空间是统一编址的，端口地址空间是内存地址空间的一部分。

C、混合编址：对于设备控制器当中的寄存器采用独立编址的方法，每个寄存器有一个独立的I/O 端口地址;而对于设备的数据缓冲区，则采用内存映象编址的方法，把他们统一到内存地址空间当中。 (2)I/O控制方式：

A、程序循环检测：要一直占用CPU，浪费CPU 的时间。 B、中断驱动方式：前后台系统。

C、直接内存访问：DMA 控制，减少了中断的次数。 (3)I/O软件

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A、中断处理程序：当一个用户程序需要某种I/O 服务时，它会去调用相应的系统函数，而这个函数又会去调用相应的设备驱动程序，在驱动程序中会启动相应的I/O 操作，并且被阻塞起来，直到这个I/O 操作完成后，产生一个中断程序，并跳到相应的中断处理程序，在这里将会唤醒被阻塞的驱动程序。

B 设备驱动程序：直接同I/O 设备打交道，直接对它们进行控制的软件模块。上层的I/O软件通过抽象的函数接口与设备驱动程序打交道，这些接口是标准的、稳定不变的，而硬件设备的具体细节被封装在设备驱动程序里面。设备驱动程序的管理通过驱动程序地址表来实现。驱动程序表中存放了各个设备驱动程序的入口地址，可以通过此表来实现设备驱动的动态安装与卸载。

C、设备独立I/O软件：这部分软件在设备驱动程序的上面，是独立的I/O软件，也是系统内核的一部分，主要任务是实现所有设备都需要的一些通用I/O 功能，并向用户级的软件提供一个统一的访问接口。

D、用户空间的I/O软件：大部分的I/O软件都是包含在操作系统当中的，也有一小部分运行在系统内核之外。主要可以分为下面两种：

a、与用户程序进行链接的库函数：例如C 语言中与I/O 相关的库函数。 b、完全运行在用户空间当中的程序：例如Spooling 技术。 注：Spooling技术

Spooling 是“外围设备联机操作”的所写，spooling 技术也叫假脱机技术或虚拟设备技术，它可以把一个独占的设备转变为具有共享特征的虚拟设备。在多道系统中，对于一个独占设备，专门利用一道程序来增强该设备的I/O 功能。优点有二：能提供高速的虚拟I/O 服务;能实现对独占设备的共享。 6、文件系统

(1)嵌入式文件系统概述

文件系统就是操作系统中用以组织、存储、命名、使用和保护文件的一套管理机制。 常见的嵌入式文件系统有：

A、FAT：VxWorks、QNX、WindowsCE 等

B、NFS：网络文件系统，基于远程调用和扩展数据表示。 C、FFS：用于Flash 存储器的文件系统。 (2)文件和目录

A、当一个文件被创建时，必须给它指定一个名字，用户就是通过文件名来访问这个文件的。 B、文件命是一个有限长度的字符串，由两部分组成：文件名和扩展名。

C、文件的逻辑结构主要有三种：无结构、简单的记录结构和复杂结构。现代文件系统通常采用的是无结构的形式。

D、除了文件名之外，操作系统会给每个文件附加一些其他信息，称为文件的属性。 E、文件的存取方法有两种：顺序存取和随机存取。

F、目录也称为文件夹，它是一张表格，记录了在该目录下每个文件名和其他的一些管理信息。

G、在多级目录结构中，访问文件或目录主要有两种方法：绝对路径名和相对路径名。 (3)文件系统的实现

A、数据块：在磁盘中以扇区为单元进行读写操作。对文件系统而言，把磁盘空间划分为一个个大小相同的块，称为物理块，每个物理块包含若干个连续的扇区，同时把文件的字节流也分成大小相同的逻辑块。在文件系统内部，以块为单位来进行操作，把每一个逻辑块保存在一个物理块中。

B、文件的实现需要解决两个方面的问题：

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a、如何描述一个文件。 b、如何存储一个文件。

C、文件控制块(FCB)：它是文件的描述方法，是操作系统为了管理文件而设置的一种数据结构，里面存放了与文件有关的所有管理信息，FCB是文件存在的标志。 D、文件的物理结构：连续结构、链表结构和索引结构。 连续结构：把文件的各个逻辑块按照顺序存放在若干个连续的物理块当中。主要用于CD-ROM 等一次性写入的光学存储介质当中。 链表结构：把文件的各个逻辑块依次存放在若干个物理块当中，这些物理块既可以是连续的，也可以是不连续的，然后在各个块之间通过指针连接起来，前一个物理块指向下一个物理块，从而形成一条链表。

带有文件分配表的链表结构：在链表结构的基础上，把每一个物理块当中的链表指针抽取出来，单独组成一个表格，就是文件分配表(FAT)。如果要随机访问文件的地n 个逻辑块，可以先从FAT 表中查到相应的物理块地址，然后根据这个地址直接去访问磁盘。 索引结构：把文件当中每一个逻辑块所对应的物理块编号直接记录在这个文件的文件控制块当中，这样的文件控制块称为是I 节点，或索引节点。这样，对于系统中的每一个文件，都有一个自己的索引节点，通过这个索引节点就能够直接实现逻辑块与物理块之间的映射关系。 …… 此处隐藏：1286字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……