北京交通大學《嵌入式系統(tǒng)》2022-2023學年第一學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁北京交通大學《嵌入式系統(tǒng)》

2022-2023學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個小題，每小題2分，共40分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、在嵌入式系統(tǒng)中，中斷處理是響應外部事件的重要機制。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備需要實時響應外部傳感器的中斷信號。以下關(guān)于中斷處理的描述，哪一項是不準確的？（）A.中斷處理程序應該盡可能短小精悍，以減少中斷響應時間B.可以設(shè)置中斷優(yōu)先級，高優(yōu)先級中斷可以打斷低優(yōu)先級中斷的處理C.中斷處理完成后，系統(tǒng)會自動返回到被中斷的任務繼續(xù)執(zhí)行D.為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，應該盡量減少中斷的使用，采用輪詢方式獲取外部事件2、嵌入式操作系統(tǒng)常常需要進行任務調(diào)度。假設(shè)一個智能手表的嵌入式系統(tǒng)，其中有顯示更新任務、傳感器數(shù)據(jù)采集任務和通信任務等。在這種情況下，以下哪種任務調(diào)度算法可能最適合？（）A.先來先服務調(diào)度算法，按照任務到達的先后順序執(zhí)行B.優(yōu)先級調(diào)度算法，根據(jù)任務的重要性和緊急程度分配優(yōu)先級C.時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法，每個任務輪流獲得固定的執(zhí)行時間D.隨機調(diào)度算法，隨機選擇任務執(zhí)行，以實現(xiàn)公平性3、在嵌入式系統(tǒng)中，異常處理機制對于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性非常重要。假設(shè)系統(tǒng)在運行過程中遇到硬件故障或非法操作，為了能夠及時采取恢復措施，以下哪種異常處理策略最為有效？（）A.忽略異常，繼續(xù)運行B.記錄異常信息，然后重啟系統(tǒng)C.嘗試自動修復異常D.立即停止系統(tǒng)運行4、在一個嵌入式操作系統(tǒng)中，為了提高系統(tǒng)的可靠性和容錯能力，對于關(guān)鍵任務的數(shù)據(jù)存儲和恢復，以下哪種技術(shù)或方法可能會被采用？（）A.定期數(shù)據(jù)備份B.數(shù)據(jù)冗余存儲C.錯誤檢測和糾正碼D.以上都是5、嵌入式操作系統(tǒng)與外部設(shè)備的通信接口通常采用串行通信或并行通信。假設(shè)一個工業(yè)控制設(shè)備的嵌入式系統(tǒng)需要與多個傳感器進行高速通信。以下關(guān)于通信接口選擇的描述，哪一項是不正確的？（）A.串行通信速度慢，但線路簡單，適合遠距離傳輸B.并行通信速度快，但線路復雜，適合短距離傳輸C.只考慮通信速度，選擇最快的通信接口，不考慮其他因素D.根據(jù)實際需求綜合考慮通信速度、距離、成本等因素選擇合適的通信接口6、對于一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的實時控制系統(tǒng)，例如工業(yè)自動化中的機器人手臂控制，系統(tǒng)需要對外部輸入的信號做出快速且準確的響應，響應時間要求在毫秒級別。同時，系統(tǒng)還需要保證任務執(zhí)行的確定性和可預測性。以下哪種調(diào)度算法更能滿足這種實時性和確定性的要求？（）A.先來先服務調(diào)度算法B.優(yōu)先級調(diào)度算法，根據(jù)任務的緊急程度分配優(yōu)先級C.最短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法D.時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法7、在嵌入式系統(tǒng)中，實時時鐘（RTC）是一個重要的組件。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備需要精確的時間記錄和定時功能。以下關(guān)于實時時鐘的描述，正確的是：（）A.實時時鐘由電池供電，即使設(shè)備斷電也能保持時間B.實時時鐘的精度主要取決于晶振的頻率，頻率越高精度越高C.可以通過軟件編程設(shè)置實時時鐘的初始時間和鬧鐘功能D.以上描述都是關(guān)于嵌入式系統(tǒng)中實時時鐘的正確特點8、在嵌入式系統(tǒng)中，以下哪種電源管理技術(shù)可以根據(jù)負載動態(tài)調(diào)整電壓？（）A.動態(tài)電源管理B.智能電源管理C.以上都是D.以上都不是9、在一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的汽車電子系統(tǒng)中，需要處理來自多個傳感器的實時數(shù)據(jù)，并進行快速的數(shù)據(jù)分析和決策。例如，在自動駕駛場景中，需要對攝像頭、雷達和激光雷達的數(shù)據(jù)進行融合和處理。為了實現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)處理和傳輸，以下哪種通信機制可能是最優(yōu)選擇？（）A.串行通信B.并行通信C.藍牙通信D.以太網(wǎng)通信10、在嵌入式系統(tǒng)的調(diào)試過程中，打印輸出是常用的調(diào)試手段。假設(shè)一個資源受限的嵌入式系統(tǒng)。以下關(guān)于打印輸出調(diào)試的描述，正確的是：（）A.大量使用打印輸出，以便獲取詳細的調(diào)試信息B.謹慎使用打印輸出，避免過多占用系統(tǒng)資源C.打印輸出對系統(tǒng)性能沒有影響，可以隨意使用D.嵌入式系統(tǒng)不適合使用打印輸出進行調(diào)試11、在嵌入式系統(tǒng)的能耗優(yōu)化中，除了硬件設(shè)計，操作系統(tǒng)也能發(fā)揮作用。假設(shè)一個電池供電的嵌入式設(shè)備需要延長工作時間。以下關(guān)于操作系統(tǒng)層面能耗優(yōu)化的描述，正確的是：（）A.動態(tài)調(diào)整處理器電壓和頻率，根據(jù)任務負載降低能耗B.關(guān)閉所有節(jié)能功能，以保證系統(tǒng)性能不受影響C.能耗優(yōu)化主要由硬件完成，操作系統(tǒng)作用有限D(zhuǎn).操作系統(tǒng)的能耗優(yōu)化措施對電池壽命沒有顯著影響12、嵌入式操作系統(tǒng)需要與各種硬件設(shè)備進行交互。假設(shè)一個嵌入式系統(tǒng)需要連接不同廠家生產(chǎn)的傳感器和執(zhí)行器。以下關(guān)于硬件接口的描述，哪一項是不正確的？（）A.標準化的接口如SPI、I2C等可以提高硬件的兼容性和可擴展性B.不同廠家的設(shè)備可能需要不同的驅(qū)動程序和配置方法C.硬件接口的速度和帶寬不會影響系統(tǒng)的整體性能D.在設(shè)計系統(tǒng)時，應充分考慮硬件接口的電氣特性和信號完整性13、在嵌入式系統(tǒng)的資源受限環(huán)境下，代碼優(yōu)化至關(guān)重要。假設(shè)一個對性能和代碼大小有嚴格要求的嵌入式應用。以下關(guān)于代碼優(yōu)化的描述，正確的是：（）A.只關(guān)注算法優(yōu)化，忽略代碼可讀性B.在不影響功能的前提下，對代碼進行算法、內(nèi)存使用和指令級的優(yōu)化C.代碼優(yōu)化效果不明顯，不值得花費精力D.嵌入式系統(tǒng)的代碼無需優(yōu)化，能運行即可14、在嵌入式系統(tǒng)的遠程管理和監(jiān)控方面，網(wǎng)絡通信起著關(guān)鍵作用。假設(shè)一個分布式的嵌入式設(shè)備網(wǎng)絡需要進行遠程管理。以下關(guān)于遠程管理實現(xiàn)的描述，正確的是：（）A.建立專用的通信協(xié)議，實現(xiàn)高效的遠程控制和數(shù)據(jù)采集B.直接使用通用的網(wǎng)絡協(xié)議，不進行任何定制C.遠程管理會增加系統(tǒng)風險，應盡量避免D.嵌入式系統(tǒng)不支持遠程管理功能15、嵌入式操作系統(tǒng)常常需要在資源受限的環(huán)境下運行。假設(shè)有一個嵌入式設(shè)備，其內(nèi)存和處理器性能都有限，需要運行一個圖形用戶界面（GUI）應用程序。以下哪種GUI框架可能是最適合的選擇？（）A.QtB.GTK+C.MiniGUID.WindowsPresentationFoundation16、對于一個運行嵌入式操作系統(tǒng)的醫(yī)療設(shè)備，例如便攜式心電圖監(jiān)測儀，數(shù)據(jù)的安全性和可靠性至關(guān)重要。設(shè)備需要在掉電或系統(tǒng)故障的情況下，仍然能夠保證關(guān)鍵數(shù)據(jù)不丟失。以下哪種技術(shù)或方法能夠更好地實現(xiàn)數(shù)據(jù)的保護和恢復？（）A.定期將數(shù)據(jù)備份到外部存儲設(shè)備B.使用電池支持的緩存來保存關(guān)鍵數(shù)據(jù)C.采用具有掉電保護功能的存儲芯片D.在軟件中實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時加密17、在嵌入式操作系統(tǒng)中，實時性的保證不僅取決于軟件，還與硬件密切相關(guān)。假設(shè)一個嵌入式系統(tǒng)需要處理高速的外部事件，對響應時間的要求在微秒級別。為了滿足這種苛刻的實時性要求，以下哪種硬件和軟件的配合方式最為關(guān)鍵？（）A.高性能的CPU和簡單的操作系統(tǒng)B.專用的實時硬件和定制的操作系統(tǒng)C.通用的硬件平臺和復雜的操作系統(tǒng)D.低功耗的硬件和開源的操作系統(tǒng)18、在嵌入式系統(tǒng)的軟件開發(fā)中，交叉編譯是常見的操作。假設(shè)在一臺x86架構(gòu)的主機上開發(fā)針對ARM架構(gòu)的嵌入式軟件。以下關(guān)于交叉編譯的描述，哪一項是不正確的？（）A.交叉編譯工具鏈包括編譯器、鏈接器等，用于生成目標架構(gòu)可執(zhí)行文件B.在交叉編譯過程中，需要根據(jù)目標架構(gòu)的特性進行相應的配置和優(yōu)化C.交叉編譯生成的可執(zhí)行文件可以直接在開發(fā)主機上運行和調(diào)試D.不同的嵌入式架構(gòu)需要不同的交叉編譯工具鏈19、在嵌入式系統(tǒng)中，以下哪種通信方式適用于短距離、高速率的數(shù)據(jù)傳輸？（）A.SPIB.I2CC.UARTD.CAN20、假設(shè)在一個嵌入式智能家居網(wǎng)關(guān)中，需要同時連接多種智能家居設(shè)備，并實現(xiàn)統(tǒng)一的控制和管理。對于設(shè)備驅(qū)動的開發(fā)和集成，以下哪種方法可能會更有效？（）A.自行編寫驅(qū)動B.使用開源驅(qū)動C.基于驅(qū)動框架開發(fā)D.以上都有可能二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）什么是嵌入式系統(tǒng)的實時性能分析工具？2、（本題5分）如何進行嵌入式操作系統(tǒng)的移植？3、（本題5分）解釋如何評估嵌入式系統(tǒng)的恢復能力。三、編程題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）編寫代碼，實現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)的心率傳感器驅(qū)動程序。2、（本題5分）用嵌入式操作系統(tǒng)編寫一個化學傳感器的驅(qū)動程序。3、（本題5分）利用嵌入式操作系統(tǒng)實現(xiàn)一個ADC多通道數(shù)據(jù)采集程序，并進行數(shù)據(jù)分析。4、（本題5分）實現(xiàn)一個嵌入式程序，使用水質(zhì)變化率傳感器檢測水質(zhì)參數(shù)變化率。5、（本題5分）利用嵌入式操作系統(tǒng)實現(xiàn)