208年9月全国计算机等级考试《嵌入式系统开发工程师(四级)》复习全书【核心讲义+历年真题详解】52p

2018年9月全国计算机等级考试
《嵌入式系统开发工程师（四级）》复习全书【核
心讲义＋历年真题详解】
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目录
第一部分备考指南
第1章考试概述
一、考试简介
全国计算机等级考试（National Computer Rank Examination，简称NCRE），是经原国家教育委员会（现教育部）批准，由教育部考试中心主办，面向社会，用于考查应试人员计算机应用知识与技能的全国性计算机水平考试体系。

计算机技术的应用在我国各个领域发展迅速，为了适应知识经济和信息社会发展的需要，操作和应用计算机已成为人们必须掌握的一种基本技能。

许多单位、部门已把掌握一定的计算机知识和应用技能作为人员聘用、职务晋升、职称评定、上岗资格的重要依据之一。

鉴于社会的客观需求，经原国家教委批准，原国家教委考试中心于1994年面向社会推出了NCRE，其目的在于以考促学，向社会推广和普及计算机知识，也为用人部门录用和考核工作人员提供一个统一、客观、公正的标准。

同次考试考生可报考多个级别或科目，但不允许重复报考同一个科目，具体要求请想所在省级承办机构进行咨询。

报考多个科目时需咨询考点，避免考场安排时冲突。

如：考生同时报考了二级C、三级网络技术、四级网络工程师三个科目，结果通过了三级网络技术、四级网络工程师考试，但没有通过二级C考试，将不颁发任何证书，三级网络技术、四级网络工程师两个科目成绩，自考试结束之日起可保留半年（按月计算）。

下一次考试考生报考二级C并通过，将一次获得三个级别的证书；若没
有通过二级C，将不能获得任何证书。

同时，三级网络技术、四级网络工程师两个科目成绩自动失效。

三、报考条件
1．考生不受年龄、职业、学历等背景的限制，任何人均可根据自己学习和使用计算机的实际情况，选考不同等级的考试。

考生一次只能报考一个科目的考试。

考生一次考试只能在一个考点报名。

考生可以不参加考前培训，直接报名参加考试。

2．每次考试报名的具体时间由各省（自治区、直辖市）级承办机构规定。

考生按照有关规定到就近考点报名。

上次考试的笔试和上机考试仅其中一项成绩合格的，下次考试报名时应出具上次考试成绩单，成绩合格项可以免考，只参加未通过项的考试。

3．特殊人员报考条件：
现役军人可使用军官证报考NCRE考试，在其军官证号码前后各加入识别码，此办法也适用于没有身份证的未成年人，识别码的编码有统一格式，前6位后4位。

国务院和中央军事委员会联合下发的510号令，已经公布《现役军人和人民武装**居民身份证申领发放办法》，该办法自2008年1月1日起实施，现役军人可以通过团以上单位集中向地方公安机关申请居民身份证。

无身份证的学生可携带户口本参加报名，身份证丢失者凭公安机关开具的身份证明，外籍人员凭护照参加报名。

四、报考方式
分为考点现场报名与网上报名。

考生在考点现场报名时，需出示身份证以及缴纳相关的考试费。

考生一定要亲自到场，不能由任何单位、个人代劳。

考生按要求进行信息采集，并逐一核实报名表上的个人信息：姓名、身份证号、照片、报考科目、报考类别（是否补考）等，发现信息不一致要立刻更改。

报名完成后请妥善保管“考生报名登记表”防止阻碍准考证的领取。

考生采取网上报名方式，需先在所在省份的网上报名系统注册并填报相关基本信息、上传正面免冠电子近照，然后网上缴费或至指定地点缴费并确认身份信息，完成报名。

一般情况下，每次考试每个考生只能在一个考点完成报名。

考生报名时缴纳的考试费的具体金额由各省级承办机构根据考试需要和当地物价水平确定，并报当地物价部门核准。

考点不得擅自加收费用。

注：报名时依据的身份证明包括：居民身份证、军人的证件、护照、户口本等。

五、报考时间
上半年报名一般在11月至第二年1月之间；下半年报名一般在5月至7月之间。

每次考试报名的具体时间由各省（自治区、直辖市）级承办机构规定。

注：各地的报名时间由考生报考所在地的当地考试机构决定。

六、考试时间
NCRE以往每年开考两次，从2014年开始每年开考次数由两次增为三次。

2016年NCRE安排三次考试，考试时间分别为3月26日～29日、9月24日～27日、12月10，其中3月和9月考试开考全部级别全部科目，12月只开考一级和二级，由各省级承办机构根据实际情况确定是否开考12月的考试。

试教材目录（2015年版）。

八、考试要求
1．掌握操作系统的基本概念、基本结构及运行机制。

2．深入理解进程线程模型，深入理解进程同步机制，深入理解死锁概念及解决方案。

3．掌握存储管理基本概念，掌握分区存储管理方案，深入理解虚拟页式存储管理方案。

4．深入理解文件系统的设计、实现，以及提高文件系统性能的各种方法。

5．了解I/O设备管理的基本概念、I/O软件组成，掌握典型的I/O设备管理技术。

6．了解操作系统的演化过程、新的设计思想和实现技术。

九、考试内容
（一）操作系统概述
1．操作系统基本概念、特征、分类
2．操作系统主要功能
3．操作系统发展演化过程，典型操作系统
4．操作系统结构设计，典型的操作系统结构
（二）操作系统运行机制
1．内核态与用户态
2．中断与异常
3．系统调用接口
4．存储系统
5．I/O系统
6．时钟（Clock）
（三）进程线程模型
1．并发环境与多道程序设计
2．进程的基本概念，进程控制块（PCB）
3．进程状态及状态转换
4．进程控制：创建、撤消、阻塞、唤醒，fork（）的使用
5．线程基本概念，线程的实现机制，Pthread线程包的使用6．进程的同步与互斥：信号量及PV操作，管程
7．进程间通信
8．处理机调度
（四）存储管理方案
1．存储管理基本概念，存储管理基本任务
2．分区存储管理方案
3．覆盖技术与交换技术
4．虚存概念与虚拟存储技术
5．虚拟页式存储管理方案
（五）文件系统设计与实现技术
1．文件的基本概念、文件逻辑结构、文件的物理结构和存取方式2．文件目录的基本概念，文件目录的实现
3．文件的操作，目录的操作
4．磁盘空间的管理
5．文件系统的可靠性和安全性
6．文件系统的性能问题
7．Windows的文件系统FAT，UNIX的文件系统
（六）I/O设备管理
1．设备与设备分类
2．I/O硬件组成
3．I/O软件的特点及结构
4．典型技术：通道技术，缓冲技术，SPOOLing技术
5．I/O性能问题及解决方案
（六）死锁
1．基本概念：死锁，活锁，饥饿
2．死锁预防策略
3．死锁避免策略
4．死锁检测与解除
5．资源分配图
十、成绩及证书
1．NCRE实行百分制计分，但以等第通知考生成绩。

等第共分优秀、及格、不及格三等。

90～100分为优秀、60～89分为及格、0～59分为不及格。

一般在考后30个工作日内由教育部考试中心将成绩处理结果下发给各省级承办机构。

考后50个工作日，考生可登录教育部考试中心综合查询网
（）进行成绩查询。

部分省市如江苏、黑龙江等也可通过省市考试院或者人事考试中心进行查询。

2．NCRE成绩在及格以上者，由教育部考试中心颁发合格证书。

考后45个工作日教育部考试中心将证书发给各省级承办机构，然后由各省级承办机构逐级转发给考生。

考生证书若丢失，可登录教育部考试中心综合查询网补办合格证明书。

补办合格证明书收费21元，其中制证、邮寄费用20元，银行收取手续费1元。

3．NCRE合格证书式样按国际通行证书式样设计，用中、英两种文字书写，证书编号全国统一，证书上印有持有人身份证号码。

该证书全国通用，是持有人计算机应用能力的证明，也可供用人部门录用和考核工作人员时参考。

一级证书表明持有人具有计算机的基础知识和初步应用能力，掌握Office 办公自动化软件的使用及因特网应用，或掌握基本图形图像工具软件（Photoshop）的基本技能，可以从事政府机关、企事业单位文秘和办公信息化工作。

二级证书表明持有人具有计算机基础知识和基本应用能力，能够使用计算机高级语言编写程序，可以从事计算机程序的编制、初级计算机教学培训以及企业中与信息化有关的业务和营销服务工作。

三级证书表明持有人初步掌握与信息技术有关岗位的基本技能，能够参与软硬件系统的开发、运维、管理和服务工作。

四级证书表明持有人掌握从事信息技术工作的专业技能，并有系统的计算机理论知识和综合应用能力。

第2章复习技巧
一、备考指导
1．勇往直前
进入下午考试，也许有疲劳或不好的感觉，自信心就会下降；当看到题干很长，操作较复杂的题时，就有想回避或焦虑、急躁的情绪。

这是典型的“两军未战，兵先屈”的败兴思绪。

要知道两对手相遇勇者胜，勇者相遇智者胜。

抛开所有不必要的想法，相信自己的实力，做到心无旁鹜，勇往直前。

2．审清题干
题干包含了整个题目的条件和要求，若题干比较复杂，就要注意将题干“分段”来阅读，前后注意衔接，必要时在草稿纸上记载下关键点。

有时候题干很长，看似很复杂，让很多人望而却步。

其实，这种题更好解，因题干长了则提示信息也就多了。

主要是考你有没有勇气和耐心。

3．解读试题
首先，要翻阅一下全部试卷，注意试题的时间及分数的分配情况，做到心中有数。

其次，要确实弄清楚每道题的题意，搞清楚题目所给予问题，明确题目要求。

因为考试要求可能与自己习惯的答题要求有所不同，所以一定要按题意和要求去回答。

最后，要特别注意题目中比较隐蔽的条件。

一般而言，条件隐蔽的问题难度较大，考生必须看清有关的线索，找出隐蔽条件，问题才能迎刃而解。

4．相信自己
当题做得非常顺利时，心里不要太得意，因为越是看似容易的题目越是错的多，当然也不要逆向思维，觉得这题这么简单是不是做错了，要相信自己，说到底还是要审清题目的意思。

二、题型分析
1．选择题
选择题为单选题，是客观性试题，试题覆盖面广，一般情况下考生不可能做到对每个题目都有把握答对。

这时，就需要考生学会放弃，即不确定的题目不要在上面花费太多的时间，应该在此题上做上标记，立即转移注意力，作答其他题目。

最后有空余的时间再回过头来仔细考虑此题。

但要注意，对于那些实在不清楚的题目，就不要浪费时间了，放弃继续思考，不要因小失大。

绝大多数选择题的设问是正确观点，称为正面试题；如果设问是错误观点，称为反面试题。

考生在作答选择题时可以使用一些答题方法，以提高答题准确率。

（1）正选法（顺选法）：如果对题肢中的4个选项，一看就能肯定其中的1个是正确的，就可以直接得出答案。

注意，必须要有百分之百的把握才行。

（2）逆选法（排谬法）：逆选法是将错误答案排除的方法。

对题肢中的4个选项，一看就知道其中的1个（或2个、3个）是错误的，可以使用逆选法，即排除错误选项。

（3）比较法（蒙猜法）：这种办法是没有办法的办法，在有一定知识基础上的蒙猜也是一种方法。

2．操作题
上机考试重点考察考生的基本操作能力，要求考生具有综合运用基础知识进行实际操作的能力。

上机操作题综合性强、难度较大。

上机考试的评分是以机评为主，人工复查为辅的。

机评当然不存在公正性的问题，但却存在呆板的问题，有时还可能因为出题者考虑不周出现错评的情况。

考生做题时不充分考虑到这些情况，就有可能吃亏。

掌握好上机考试的应试技巧，可以使考生的实际水平在考试时得到充分发挥，从而取得较为理想的成绩。

历次考试均有考生因为忽略了这一点，加之较为紧张的考场气氛影响了水平的发挥，致使考试成绩大大低于实际水平。

因此每个考生在考试前，都应有充分的准备。

总结以下几点供考生在复习和考试时借鉴：
（1）对于上机考试的复习，切不可“死记硬背”
根据以往考试经验，有部分考生能够通过笔试，而上机考试却不能通过，主要原因是这部分考生已经习惯于传统考试的“死记硬背”，而对于真正的知识应用，却显得束手无策。

为了克服这个弊病，考生一定要在熟记基本知识点的基础上，加强上机训练，从历年试题中寻找解题技巧，理清解题思路，将各类典型试题反复练习。

（2）在考前，一定要重视等级考试模拟软件的使用
在考试之前，应使用等级考试模拟软件进行实际的上机操作练习，尤其要做一些具有针对性的上机模拟题，以便熟悉考试题型，体验真实的上机环境，减轻考试时的紧张程度。

（3）学会并习惯使用帮助系统
大部分软件都有较全面的帮助系统，熟练掌握帮助系统，可以使考生减少记忆量，解决解题中的疑难问题。

（4）熟悉考试场地及环境
尤其是要熟悉考场的硬件情况和所使用的相关软件的情况。

考点在正式考试前，会给考生提供一次模拟上机的机会。

模拟考试时，考生重点不应放在把题做出来，而是放在熟悉考试环境，相应软件的使用方法，考试系统的使用等方面。

（5）做上机题时要不急不燥，认真审题
先分析，后操作。

明白了问题是什么以后，先把问题在脑海里过一遍，考虑好如何操作后，再依思路从容做答。

而不要手忙脚乱、毛毛躁躁、急于作答。

对于十分了解或熟悉的问题，切忌粗心大意、得意忘形、而应认真分析，必须将题目给出的全部内容逐字看清楚后针对具体问题进行操作。

常言道“熟能生巧”、“打铁还得本身硬”，再好的方法与技巧若没有基础，是发挥不了作用的；如若有了一定的功底，再差的招式也会产生很大的威力，就像金庸小说中杨过的那柄钝剑。

但是如果只看不练，不会有提高。

建议大家多做模拟试题和历年试题，锻炼解题的能力与节奏。

第二部分核心讲义
【计算机组成与接口】
第1章计算机系统概述
一、计算机的基本组成
1．硬件系统
计算机由硬件系统和软件系统两大部分组成。

硬件系统指计算机中看得见、摸得着的物理实体，主要包括中央处理器（Central Processing Unit，CPU）、存储器、输入/输出（Input/Output，I/O）设备等。

（1）冯·诺依曼结构计算机的特点
冯·诺依曼结构计算机，也称普林斯顿结构计算机，其基本思想是：将编好的程序和要处理的数据事先存放在存储器中，然后启动计算机工作，计算机应能在不需要人干预的情况下自动完成逐条指令取出和执行。

其特点如下：
①计算机硬件由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大部件组成。

②指令和数据在计算机中均以二进制数表示，并存储在同一个存储器内，它们在形式上没有差别，可按其存储地址进行寻址访问。

③指令由操作码和地址码组成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操作数在存储器中的位置。

④指令在存储器内按顺序存放。

通常，指令按顺序执行，特定条件下，可根据运算结果或设定的条件改变执行顺序。

⑤机器以运算器为中心，输入/输出设备与存储器问的数据传送通过运算器完成。

原始的冯·诺依曼结构计算机以运算器为中心，现已转变为以存储器为中心，如图1-1所示。

在该结构中，指令和数据共享同一总线，致使信息流的传输成为影响计算机系统性能的瓶颈，限制了计算机数据处理速度的提高。

图1-1 以存储器为中心的计算机结构
（2）哈佛结构计算机的特点
哈佛结构的指令和数据是完全分开的，存储器分为两部分，一部分是程序存储器，用于存放指令，另一部分是数据存储器，用于存放数据。

程序存储器和数据存储器是两个独立的存储器，每个存储器独立编址、独立访问。

哈佛结构至少有两组总线：程序存储器（PM）的数据总线和地址总线，数据存储器（DM）的数据总线和地址总线，如图1-2所示。

图1-2 哈佛结构的存储器设计
程序总线和数据总线的分离允许在—个机器周期内同时获取指令字（来自程序存储器）和操作数（来自数据存储器），所以哈佛结构的中央处理器通常具有较高的执行效率，还可以使指令和数据有不同的数据宽度。

2．软件系统
计算机软件通常指计算机所配置的各类程序和文件，它们是存放在内存或外存中的二进制编码信息。

软件一般可分为两大部分：系统软件和应用软件。

（1）系统软件
系统软件是用于管理、控制和维护计算机系统资源（硬件和软件）的程序集合。

系统软件主要包括以下四类：
①操作系统
操作系统是最重要的系统软件，它是管理计算机硬件和软件资源、控制程序运行、改善人机交互并为应用软件提供支持的一种软件。

通常，操作系统包括五大功能：处理机管理、存储管理、文件管理、设备管理及作业管理。

②语言处理程序
语言处理程序一般是由汇编程序、编译程序、解释程序和相应的操作程序等组成。

它是编程服务软件，其作用是将用户的源程序翻译成计算机能识别的目标程序，例如C语言编译器等。

③数据库管理系统
数据库管理系统（DataBase Management System）是一种操纵和管理数据库的大型软件，用于建立、使用和维护数据库，简称DBMS，例如Oracle数据库管理系统等。

④服务支持软件
服务支持软件是帮助用户使用和维护计算机的软件，为系统提供许多功能，包括各种调试程序、诊断程序、硬件维护程序和网络管理程序等。

（2）应用软件
应用软件是为了某一专用目的而开发的软件。

它包括商品化的通用软件和专用软件两种。

3．计算机系统层次结构
计算机系统以硬件为基础，通过各种软件来扩充系统功能，形成了一个由硬件和软件组成的综合复杂体。

从系统结构的角度，可将计算机系统划分为如图1-3所示的分层虚拟结构。

图1-3 计算机系统的分层虚拟结构
（1）第0级
硬联逻辑级。

是计算机的内核，由门、触发器等逻辑电路组成。

（2）第1级
微程序级。

这一级的机器语言是微指令集，程序员用微指令编写的微程序一般是由硬件直接执行的。

第0级和第1级是机器的核心部分。

（3）第2级
传统机器级。

这一级的机器语言是机器的指令集，程序员用机器指令编写的程序可以由微程序进行解释。

（4）第3级
操作系统级。

这一级的机器语言中的多数指令是传统机器的指令（例如算术运算、逻辑运算等指令），此外，这一级还提供操作系统级指令（例如打开文件、读/写文件、关闭文件等指令）。

（5）第4级
汇编语言级。

这一级的机器语言是汇编语言，完成汇编语言翻译的程序称为汇编程序。

（6）第5级
高级语言级。

这一级的机器语言是各种高级语言，用这些高级语言所编写的程序一般由编译程序来完成编译工作，只有个别高级语言是用解释的方法实现的。

（7）第6级
应用语言级。

这一级是为了使计算机满足某种用途而专门设计的，因此这一级的语言就是各种面向问题的应用语言。

把计算机系统划分成多级分层虚拟结构，有利于正确理解计算机系统的工作过程，明确软件、硬件在计算机系统中的地位和作用。

二、计算机硬件的主要技术指标
1．机器字长
机器字长是CPU一次能传送或处理的二进制数据的位数，它反映了CPU中定点运算数据通路、定点运算器和CPU内通用寄存器的宽度。

通常，机器字长越长，数的表示范围越大，计算的精度也越高。

若CPU字长较短，而运算数据的位数较多，需要经过两次或多次运算才能完成，导致影响机器的运算速度。

2．主存容量
主存容量指主存所能存储的全部信息量，通常表示为：
存储容量=存储单元个数×每个单元的位数
对于字节编址的计算机，由于一个字节（Byte，B）已被定义为8位二进制位，存储容量就以字节数来表示。

3．运算速度
计算机的运算速度与许多因素有关，如机器的主频、所执行的操作类型、主存的存取速度等。

（1）时间衡量标准
执行时间（响应时间、延迟时间）和吞吐率（执行速度）是衡量计算机性能的基本指标。

早期用完成一次定点加法运算所需的时间来衡量运算速度。

后来采用吉普森（Gipson）法，综合考虑每条指令的执行时间以及它们在全部操作中所占的百分比，即
其中，T
M 为机器运行速度，f
i
为第i种指令占全部操作的百分比数，t
i
为第
i种指令的执行时间。

（2）指令执行条数衡量标准
机器的运算速度还普遍采用单位时间内执行指令的平均条数来衡量。

用MIPS（Million Instructions Per Second，每秒百万条指令）作为计量单位（例如，某计算机每秒能执行100万条指令，则记作1 MIPS）；或用MFLOPS（Million Floating Point Operations Per Second，每秒百万次浮点运算）等来衡量运算速度。

三、数据信息的表示
1．常用记数制及其相互转换
计算机内部以二进制数作为数据表示的基础，在此基础上，也采用八进制、十六进制等表示。

（1）进位记数制
进位记数制又称为数制，即按进位制的原则进行计数。

数制由基数R和各数位的权W组成。

基数R决定数制中各数位上允许出现的数码个数，基数为R
的数制称为R进位制。

权W表明该数位上的数码所表示的单位值的大小。

假设任意数值N用R进制数来表示，则用形式为n+k个自左向右排列的符号来表示。

式中D
i
（-k≤i≤n-1）为该数制采用的基本符号，可取值0，1，2，…，R-1，
小数点处于D
0与D
-1
之间，整数部分有n位，小数部分有k位，数值N的实际值
为：
通常最左边的数位D
n-1的权最大，称为最高有效位；最右边的数位D
-k
的权
最小，称为最低有效位。

①十进制（Decimal）
十进制共有10个数字符号，即0—9，它的基数为10，逢十进一。

任意一个十进制数可以表示为：
例如，十进制数135.96可以表示为：
135.96=1×102+3×101+5×100+9×10-1+6×10 -2
②二进制（Binary）
在二进制中使用的数字只有0和1，基数为2，逢二进一。

任意一个二进制数可以表示为：
例如，二进制数（1100.1001）
2
可以表示为：
③八进制（Octal）
八进制数共有8个数字符号，即0～7，基数为8，逢八进一。

任意一个八进制数可以表示为：
④十六进制（Hexadecimal）
十六进制共有16个数字符号，即0～9和A、B、C、D、E、F（依次表示10～15），基数为16，逢十六进一。

任意一个十六进制数可以表示为：（2）数制之间的转换
①非十进制转化为十进制
非十进制数转化为十进制数的方法是将非十进制数按权展开，然后求和。

【例1.1】将非十进制数转化为十进制。

（1）
（2）
（3）（AB）
16
=10×161+11×160
②十进制转化为非十进制
十进制数转化为非十进制数的方法是将十进制数的整数部分和小数部分分别转换，最后将结果写到一起。

a．十进制整数转化为非十进制整数的方法
十进制整数转化为非十进制（R进制）整数的方法一般采用除R取余数法：将十进制数除以R，所得余数即为对应R进制数最低位的值。

然后将上次所得的商除以R，所得余数即为R进制数次低位的值，如此进行下去，直到商等于0为止，最后得出的余数是所求R进制数最高位的值。

b．十进制小数转化为非十进制小数的方法。