北林 嵌入式系统 期末考试
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VGA接口是一种D型接口，采用非对称分布的15pin 连接方式 <2>DVI：数字信号显示标准
①规格：DVI线有18+1和24+1以及18+5和24+5这4种规格 ②特点：18针属于单通道DVI，24针属于双通道DVI
+1：不兼容模拟信号，+5：兼容模拟信号 18+5 24+5 18+1 24+1
<3>HDMI：高清晰度多媒体接口 ①最高数据传输速度为18Gbps ②HDMI可以同时发送音频和影音信号
的芯片。
5
6、ARM 编程的分类 ①无操作系统开发 ②有操作系统开发 三、存储系统 1、处理器与存储器
2、两种体系结构 <1>冯·诺依曼结构：程序指令和数据的宽度相同
<2>哈佛结构：指令存储和数据存储分开
3、层次结构 寄存器→Cache→主存→本地存储器→网络存储器
速度：高---------------------------------->低
二、 嵌入式系统的组成结构 1、组成结构
①硬件：嵌入式处理器、嵌入式外围设备 ②软件：嵌入式应用软件、嵌入式操作系统 2、硬件 <1>常见硬件 ①友善之臂 Tiny4412 开发板（CPU：四核 Cortex-A9） ②树莓派：市面上普遍使用（CPU：Cortex-A7） ③单板机（树莓派+外围设备=单板机） <2>嵌入式处理器分类 微控制器 (MCU)：又称单片机 微处理器 (MPU)： ARM 数字信号处理器 (DSP) 片上系统 (SoC) <3>物联网中的嵌入式处理器 ①应用层：大型主机 ②网络层：嵌入式设备 ③感知层：DSP、单片机、嵌入式设备
<3>串口设置方法 干扰强时：①降低波特率
②拉长停止位 干扰弱时：①提高波特率（提高传输速率）
②缩短停止位 5、CAN总线： <1>定义：汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制局域网的标准总线。
10
<2>CAN总线的两条总线：CAN-High和CAN-Low线。两条扭绞在一起，称为 双绞线 6、显示接口 <1>VGA：模拟信号显示标准
答：
5、MMU（存储管理单元） 作用：完成虚拟空间到物理空间的映射+控制访问权限 6、存储设备 <1>RAM 内存
①SRAM：静态随机存储器 ②DRAM：动态随机存储器
分类：标准 DRAM（异步动态随机存储器） SDRAM（同步动态随机存储器）
<2>Flash
7
7、SDRAM <1>DDR 与 SDR
(1)
(2)
答：
(1)依照题意，
DDR3表示：该内存为第四代DDR3 SDRAM存储器，内存位宽为64bit
2400表示：时钟频率*2=2400MHz
该内存的带宽为：2400MHz×64bit =2400MHz×8Byte=153.6Gb/s=19.2GB/s
(2)该内存存的带宽为：800MHz×64bit=800MHz×8Byte=51.2Gb/s=6.4GB/s
9
<3>Type-C的优缺点 优点：①速率快
②功率大 ③兼容显示功能 ④不区分正反 缺点：不兼容其他类型，需要额外的转接设备 4、RS-232 <1>简化三线制：两个设备间接收和发送交叉，信号地相连。 <2>根据串口设置读取信息
【考试题】 说出下列串口设置的含义：9600 8N1 答：①波特率为9600bps ②数据位为8位 ③停止位为1位 ④N表示无奇偶校验位
嵌入式系统
复习资料
考试题型： 填空：15 道 ---- 15 分 单选：20 道 ---- 20 分 判断：10 道 ---- 10 分 大题：5 道 ----- 55 分
天涯古巷 出品
1
第一章 嵌入式系统概述
一、 嵌入式系统定义 1、计算机分类
①通用计算机 ②嵌入式计算机 2、嵌入式系统 (Embedded System)定义 以应用为中心，以计算机技术为基础，软、硬件高度定制，适用于对功能、 可靠性、成本、体积、功耗等有严格要求的专用计算机系统。 【考试题】 1、请简述嵌入式系统的定义
①SDR：一个时钟周期内只传输一次数据。 ②DDR(Double Data Rate，双通道)：一个时钟周期内传输两次数据。 <2> SDRAM的发展历史 第一代：SDR SDRAM 第二代：DDR SDRAM 第三代：DDR2 SDRAM 第四代：DDR3 SDRAM 第五代：DDR4 SDRAM 8、内存带宽的计算 <1>公式：DDR带宽=时钟频率×2×内存位宽。 <2>单位：GB/s、MB/s、Gb/s、Mb/s <3>DDR内存位宽：64bit 【考试题】 1、计算下列内存的带宽
2、写出 16bit 宽的数 0x1234 在 Little-endian 模式（以及 Big-endian 模式） CPU 内存中的存放方式（假设从地址 0x4000 开始存放）
答：
3、写出 32bit 宽的数 0x12345678 在 Little-endian 模式以及 Big-endian 模 式）CPU 内存中的存放方式（假设从地址 0x4000 开始存放）为：
4
第二章 嵌入式硬件基础
一、嵌入式系统硬件平台 1、核心板（最小系统） <1>定义：由最小系统组成的电路开发板称为核心板 <2>构成： ①微处理器单元
ARM 微处理器 电源电路、复位电路 晶振电路（提供时钟信号） ②存储单元 SDRAM Flash（存储程序） ③接口单元 UART 接口电路（与外界通信） JTAG 调试接口（系统软件的下载和烧写） 2、Tiny4412 线路图 101 管脚控制 LED：①输出为 0 时，LED 亮
①早期 ARM 架构：ARM+数字 (已经被 Cortex-M 系列替代)
如：ARM7、ARM9、ARM11 ②32 位 ARM 架构：Cortex-A5~A15
如：Cortex-A5、Cortex-A7、Cortex-A8、Cortex-A9、Cortex-A15 ③64 位 ARM 架构：Cortex-A50 系列
如：Cortex-A53、Cortex-A57 <3>常见的 ARM 芯片的应用
①实验箱：ARM9（S3C 2410 处理器） ②第一款安卓手机：ARM11（S3C 6410 处理器） ③智能手机：Cortex-A 系列 Cortex-A8 是智能手机第一款普遍应用的 A 系列芯片 2、大小核技术 <1>用途：平衡性能与功耗 <2>常见大小核 A7（小核）+A15（大核）
6
4、大小端 <1>小端：低位字节排放在内存的低地址端，高位字节排放在内存的高地址端。 <2>大端：高位字节排放在内存的低地址端，低位字节排放在内存的高地址端。 <3>常见系统的模式
ARM 默认、操作系统、x86：小端 java、通讯协议（如：TCP/IP）：大端 <4>给出十六进制数、相应存储系统，根据大小端模式填空 【考试题】 1、写出数字 0x12 34 56 78 在内存中的表示形式为： 答：
3
【考试题】 1、S3C 2410 处理器采用的是 早期 ARM 架构下的 ARM9 系列 的处理器 2、请举出一个 ARM11 系列的处理器： S3C 6410 处理器 3、实验箱用的处理器： ARM9 的 S3C 2410 处理器
四、 嵌入式操作系统 1、嵌入式系统的特点
①专用性强 ②功耗限制 ③成本限制 ④多任务 ⑤内核小 ⑥不易垄断 ⑦更新迅速 2、Android <1>结构 Android是基于Linux内核的移动操作系统，自下而上分四层，依次为：内 核层，系统库，框架层及应用层。 <2>Android 5.x 的三大质变 ①扁平化 ②ART 称为默认模式 ③Project Volta 电池续航改进计划 注意：指纹解锁不是安卓 5 的特性 3、Linux 发行版 常见的 Linux 发行版：Debian、CentOS、Ubuntu、Redhat、Fedora
为什么需要makefile： 因为makefile能实现自动化编译 3、make的工作方式
根据整个Make的依赖性，make会一层一层的去找依赖关系，并最终编译出 第一个目标文件。 4、程序的编译和链接 编译：把源文件变成中间代码。（.o文件） 链接：把大量的中间文件集合起来合并成一个可执行文件。 5、Makefile的总体规则 <1>若工程未编译过，则所有的c文件都要编译并被链接； <2>若工程已编译过，则只编译被修改的C文件，并链接目标程序； <3>若工程已编译过且头文件被改变了，则编译引用了这几个头文件的C文件， 并链接目标程序。 6、Makefile的内容 Makefile包含以下五内容：
<4>DisplayPort：一种高清数字显示接口标准
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第三章 嵌入式开发环境
一、建立主机开发环境 1、嵌入式Linux开发流程 <1>建立宿主机开发环境 <2>配置宿主机
①串行通信软件的配置 Windows：超级终端 Linux：minicom
②网络的配置 <3>建立引导装载程序BootLoader
②输出为 1 时，LED 灭
二、ARM 处理器
1、指令：包括操作要求和操作数地址
2、指令周期：取出并执行一条指令的全部时间
3、流水线技术：多个命令可以并行执行
【考试题】
1、指令包括
和
2、指令周期指的是：
4、CISC 与 RISC
①CISC：复杂指令集
②RISC：精简指Байду номын сангаас集
5、ARM 协处理器
通过扩展指令集或者提供寄存器来改善内核的处理能力，用于减轻微处理器负担
（2）
四、总线 1、桥的作用：连接高速设备与低速设备 2、I2C总线 <1>定义：两线式串行总线 <2> I2C总线的两线：①串行数据（SDA）线
②串行时钟 （SCL）线 3、USB <1>定义：通用串行总线（Universal Serial Bus） <2>分类
【考试题】 常用的安卓线是什么类型的数据线？ 答：常用安卓线是USB Type A 到USB Micro-B的数据线
①公开源代码的BootLoader程序 VIVI（咱们实验箱用的）、U-Boot、BLOB、LILO、ARM-Boot、RedBoot ②引导程序的烧写 <4>下载别人已经移植好的Linux操作系统 ①下载→裁剪、配置→添加特定硬件的驱动程序→调试修改→得到内核 ②交叉编译（内核也要交叉编译）→得到内核映像文件 ③下载到Flash存储器芯片的相应分区中运行 <5>建立根文件系统 ①使用BusyBox产生根文件系统 ②根据需要添加其他文件，构成一个完整的根文件系统 ③使用mkcramfs、genromfs等工具产生烧写映像文件，并将其烧写到 Flash芯片的相应分区中运行 <6>建立应用程序的Flash分区 <7>开发应用程序 <8>烧写内核、根文件系统、应用程序 <9>发布产品 2、交叉编译 <1>定义（在实验课上） 在一个x86平台上生成可以在ARM平台上执行的代码。 <2>交叉编译的环境 ①宿主机：一台普通PC机 ②目标板（开发板）：对应的嵌入式开发板
2
4、嵌入式系统 <1>嵌入式系统的评判
能在 ARM 或非 x86 架构上运行的系统一般就认为是嵌入式系统。
【考试题】 1、如何判断一个系统是不是嵌入式系统？
三、 嵌入式发展历史 1、ARM（高级精简指令集机器） <1>定义
ARM 是 Advanced RISC Machines 的缩写，它是一家微处理器行业的知名企 业，该企业设计 RISC （精简指令集）处理器，只设计芯片，而不生产。 <2>三大架构
①服务器端：提供要共享的文件，被挂载（mount）端 ②客户端：通过挂载mount实现对共享文件的访问操作 4、Samba服务 Samba服务可实现Windows和Linux不同系统间交换文件共享。
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第四章 Makefile
一、Makefile总述 1、定义：自动化编译工具。 2、功能：实现自动化编译。 【考试题】
8
9、ROM 【考试题】
根据下图，读出内存卡的相关参数：
（1） 答：（1）①封装：Micro sd
②容量：64GB ③速率：SD2.0标准下：class 10
SD3.0标准下：UHS 1类 （2）①封装：标准sd
②容量：16GB ③速率：SD2.0标准下：class 4
SD3.0标准下：UHS 1类
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【考试题】 在实验课上，交叉编译指的是什么？其宿主机是什么？ 答： ①交叉编译指：在一个x86平台上生成可以在ARM平台上执行的代码 ②宿主机：RedHat
<3>交叉编译的结果 生成不能在宿主机上执行，只能在目标板上执行的目标代码。
3、NFS服务 <1>定义 指网络文件系统服务。可使网络上同为Linux或Unix系统的主机共享文件系统。 <2>NFS分类
①规格：DVI线有18+1和24+1以及18+5和24+5这4种规格 ②特点：18针属于单通道DVI，24针属于双通道DVI
+1：不兼容模拟信号，+5：兼容模拟信号 18+5 24+5 18+1 24+1
<3>HDMI：高清晰度多媒体接口 ①最高数据传输速度为18Gbps ②HDMI可以同时发送音频和影音信号
的芯片。
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6、ARM 编程的分类 ①无操作系统开发 ②有操作系统开发 三、存储系统 1、处理器与存储器
2、两种体系结构 <1>冯·诺依曼结构：程序指令和数据的宽度相同
<2>哈佛结构：指令存储和数据存储分开
3、层次结构 寄存器→Cache→主存→本地存储器→网络存储器
速度：高---------------------------------->低
二、 嵌入式系统的组成结构 1、组成结构
①硬件：嵌入式处理器、嵌入式外围设备 ②软件：嵌入式应用软件、嵌入式操作系统 2、硬件 <1>常见硬件 ①友善之臂 Tiny4412 开发板（CPU：四核 Cortex-A9） ②树莓派：市面上普遍使用（CPU：Cortex-A7） ③单板机（树莓派+外围设备=单板机） <2>嵌入式处理器分类 微控制器 (MCU)：又称单片机 微处理器 (MPU)： ARM 数字信号处理器 (DSP) 片上系统 (SoC) <3>物联网中的嵌入式处理器 ①应用层：大型主机 ②网络层：嵌入式设备 ③感知层：DSP、单片机、嵌入式设备
<3>串口设置方法 干扰强时：①降低波特率
②拉长停止位 干扰弱时：①提高波特率（提高传输速率）
②缩短停止位 5、CAN总线： <1>定义：汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制局域网的标准总线。
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<2>CAN总线的两条总线：CAN-High和CAN-Low线。两条扭绞在一起，称为 双绞线 6、显示接口 <1>VGA：模拟信号显示标准
答：
5、MMU（存储管理单元） 作用：完成虚拟空间到物理空间的映射+控制访问权限 6、存储设备 <1>RAM 内存
①SRAM：静态随机存储器 ②DRAM：动态随机存储器
分类：标准 DRAM（异步动态随机存储器） SDRAM（同步动态随机存储器）
<2>Flash
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7、SDRAM <1>DDR 与 SDR
(1)
(2)
答：
(1)依照题意，
DDR3表示：该内存为第四代DDR3 SDRAM存储器，内存位宽为64bit
2400表示：时钟频率*2=2400MHz
该内存的带宽为：2400MHz×64bit =2400MHz×8Byte=153.6Gb/s=19.2GB/s
(2)该内存存的带宽为：800MHz×64bit=800MHz×8Byte=51.2Gb/s=6.4GB/s
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<3>Type-C的优缺点 优点：①速率快
②功率大 ③兼容显示功能 ④不区分正反 缺点：不兼容其他类型，需要额外的转接设备 4、RS-232 <1>简化三线制：两个设备间接收和发送交叉，信号地相连。 <2>根据串口设置读取信息
【考试题】 说出下列串口设置的含义：9600 8N1 答：①波特率为9600bps ②数据位为8位 ③停止位为1位 ④N表示无奇偶校验位
嵌入式系统
复习资料
考试题型： 填空：15 道 ---- 15 分 单选：20 道 ---- 20 分 判断：10 道 ---- 10 分 大题：5 道 ----- 55 分
天涯古巷 出品
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第一章 嵌入式系统概述
一、 嵌入式系统定义 1、计算机分类
①通用计算机 ②嵌入式计算机 2、嵌入式系统 (Embedded System)定义 以应用为中心，以计算机技术为基础，软、硬件高度定制，适用于对功能、 可靠性、成本、体积、功耗等有严格要求的专用计算机系统。 【考试题】 1、请简述嵌入式系统的定义
①SDR：一个时钟周期内只传输一次数据。 ②DDR(Double Data Rate，双通道)：一个时钟周期内传输两次数据。 <2> SDRAM的发展历史 第一代：SDR SDRAM 第二代：DDR SDRAM 第三代：DDR2 SDRAM 第四代：DDR3 SDRAM 第五代：DDR4 SDRAM 8、内存带宽的计算 <1>公式：DDR带宽=时钟频率×2×内存位宽。 <2>单位：GB/s、MB/s、Gb/s、Mb/s <3>DDR内存位宽：64bit 【考试题】 1、计算下列内存的带宽
2、写出 16bit 宽的数 0x1234 在 Little-endian 模式（以及 Big-endian 模式） CPU 内存中的存放方式（假设从地址 0x4000 开始存放）
答：
3、写出 32bit 宽的数 0x12345678 在 Little-endian 模式以及 Big-endian 模 式）CPU 内存中的存放方式（假设从地址 0x4000 开始存放）为：
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第二章 嵌入式硬件基础
一、嵌入式系统硬件平台 1、核心板（最小系统） <1>定义：由最小系统组成的电路开发板称为核心板 <2>构成： ①微处理器单元
ARM 微处理器 电源电路、复位电路 晶振电路（提供时钟信号） ②存储单元 SDRAM Flash（存储程序） ③接口单元 UART 接口电路（与外界通信） JTAG 调试接口（系统软件的下载和烧写） 2、Tiny4412 线路图 101 管脚控制 LED：①输出为 0 时，LED 亮
①早期 ARM 架构：ARM+数字 (已经被 Cortex-M 系列替代)
如：ARM7、ARM9、ARM11 ②32 位 ARM 架构：Cortex-A5~A15
如：Cortex-A5、Cortex-A7、Cortex-A8、Cortex-A9、Cortex-A15 ③64 位 ARM 架构：Cortex-A50 系列
如：Cortex-A53、Cortex-A57 <3>常见的 ARM 芯片的应用
①实验箱：ARM9（S3C 2410 处理器） ②第一款安卓手机：ARM11（S3C 6410 处理器） ③智能手机：Cortex-A 系列 Cortex-A8 是智能手机第一款普遍应用的 A 系列芯片 2、大小核技术 <1>用途：平衡性能与功耗 <2>常见大小核 A7（小核）+A15（大核）
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4、大小端 <1>小端：低位字节排放在内存的低地址端，高位字节排放在内存的高地址端。 <2>大端：高位字节排放在内存的低地址端，低位字节排放在内存的高地址端。 <3>常见系统的模式
ARM 默认、操作系统、x86：小端 java、通讯协议（如：TCP/IP）：大端 <4>给出十六进制数、相应存储系统，根据大小端模式填空 【考试题】 1、写出数字 0x12 34 56 78 在内存中的表示形式为： 答：
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【考试题】 1、S3C 2410 处理器采用的是 早期 ARM 架构下的 ARM9 系列 的处理器 2、请举出一个 ARM11 系列的处理器： S3C 6410 处理器 3、实验箱用的处理器： ARM9 的 S3C 2410 处理器
四、 嵌入式操作系统 1、嵌入式系统的特点
①专用性强 ②功耗限制 ③成本限制 ④多任务 ⑤内核小 ⑥不易垄断 ⑦更新迅速 2、Android <1>结构 Android是基于Linux内核的移动操作系统，自下而上分四层，依次为：内 核层，系统库，框架层及应用层。 <2>Android 5.x 的三大质变 ①扁平化 ②ART 称为默认模式 ③Project Volta 电池续航改进计划 注意：指纹解锁不是安卓 5 的特性 3、Linux 发行版 常见的 Linux 发行版：Debian、CentOS、Ubuntu、Redhat、Fedora
为什么需要makefile： 因为makefile能实现自动化编译 3、make的工作方式
根据整个Make的依赖性，make会一层一层的去找依赖关系，并最终编译出 第一个目标文件。 4、程序的编译和链接 编译：把源文件变成中间代码。（.o文件） 链接：把大量的中间文件集合起来合并成一个可执行文件。 5、Makefile的总体规则 <1>若工程未编译过，则所有的c文件都要编译并被链接； <2>若工程已编译过，则只编译被修改的C文件，并链接目标程序； <3>若工程已编译过且头文件被改变了，则编译引用了这几个头文件的C文件， 并链接目标程序。 6、Makefile的内容 Makefile包含以下五内容：
<4>DisplayPort：一种高清数字显示接口标准
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第三章 嵌入式开发环境
一、建立主机开发环境 1、嵌入式Linux开发流程 <1>建立宿主机开发环境 <2>配置宿主机
①串行通信软件的配置 Windows：超级终端 Linux：minicom
②网络的配置 <3>建立引导装载程序BootLoader
②输出为 1 时，LED 灭
二、ARM 处理器
1、指令：包括操作要求和操作数地址
2、指令周期：取出并执行一条指令的全部时间
3、流水线技术：多个命令可以并行执行
【考试题】
1、指令包括
和
2、指令周期指的是：
4、CISC 与 RISC
①CISC：复杂指令集
②RISC：精简指Байду номын сангаас集
5、ARM 协处理器
通过扩展指令集或者提供寄存器来改善内核的处理能力，用于减轻微处理器负担
（2）
四、总线 1、桥的作用：连接高速设备与低速设备 2、I2C总线 <1>定义：两线式串行总线 <2> I2C总线的两线：①串行数据（SDA）线
②串行时钟 （SCL）线 3、USB <1>定义：通用串行总线（Universal Serial Bus） <2>分类
【考试题】 常用的安卓线是什么类型的数据线？ 答：常用安卓线是USB Type A 到USB Micro-B的数据线
①公开源代码的BootLoader程序 VIVI（咱们实验箱用的）、U-Boot、BLOB、LILO、ARM-Boot、RedBoot ②引导程序的烧写 <4>下载别人已经移植好的Linux操作系统 ①下载→裁剪、配置→添加特定硬件的驱动程序→调试修改→得到内核 ②交叉编译（内核也要交叉编译）→得到内核映像文件 ③下载到Flash存储器芯片的相应分区中运行 <5>建立根文件系统 ①使用BusyBox产生根文件系统 ②根据需要添加其他文件，构成一个完整的根文件系统 ③使用mkcramfs、genromfs等工具产生烧写映像文件，并将其烧写到 Flash芯片的相应分区中运行 <6>建立应用程序的Flash分区 <7>开发应用程序 <8>烧写内核、根文件系统、应用程序 <9>发布产品 2、交叉编译 <1>定义（在实验课上） 在一个x86平台上生成可以在ARM平台上执行的代码。 <2>交叉编译的环境 ①宿主机：一台普通PC机 ②目标板（开发板）：对应的嵌入式开发板
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4、嵌入式系统 <1>嵌入式系统的评判
能在 ARM 或非 x86 架构上运行的系统一般就认为是嵌入式系统。
【考试题】 1、如何判断一个系统是不是嵌入式系统？
三、 嵌入式发展历史 1、ARM（高级精简指令集机器） <1>定义
ARM 是 Advanced RISC Machines 的缩写，它是一家微处理器行业的知名企 业，该企业设计 RISC （精简指令集）处理器，只设计芯片，而不生产。 <2>三大架构
①服务器端：提供要共享的文件，被挂载（mount）端 ②客户端：通过挂载mount实现对共享文件的访问操作 4、Samba服务 Samba服务可实现Windows和Linux不同系统间交换文件共享。
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第四章 Makefile
一、Makefile总述 1、定义：自动化编译工具。 2、功能：实现自动化编译。 【考试题】
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9、ROM 【考试题】
根据下图，读出内存卡的相关参数：
（1） 答：（1）①封装：Micro sd
②容量：64GB ③速率：SD2.0标准下：class 10
SD3.0标准下：UHS 1类 （2）①封装：标准sd
②容量：16GB ③速率：SD2.0标准下：class 4
SD3.0标准下：UHS 1类
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【考试题】 在实验课上，交叉编译指的是什么？其宿主机是什么？ 答： ①交叉编译指：在一个x86平台上生成可以在ARM平台上执行的代码 ②宿主机：RedHat
<3>交叉编译的结果 生成不能在宿主机上执行，只能在目标板上执行的目标代码。
3、NFS服务 <1>定义 指网络文件系统服务。可使网络上同为Linux或Unix系统的主机共享文件系统。 <2>NFS分类