北京郵電大學世紀學院《嵌入式系統(tǒng)課程設計》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頁北京郵電大學世紀學院

《嵌入式系統(tǒng)課程設計》2022-2023學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20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)的網(wǎng)絡應用中，網(wǎng)絡協(xié)議棧的選擇很重要。假設一個遠程監(jiān)控的嵌入式設備需要通過網(wǎng)絡傳輸數(shù)據(jù)。以下關于網(wǎng)絡協(xié)議棧的考慮，哪一項是不正確的？（）A.選擇輕量級的網(wǎng)絡協(xié)議棧，以減少系統(tǒng)資源的占用B.考慮協(xié)議棧的安全性，如支持加密傳輸C.網(wǎng)絡協(xié)議棧的性能主要取決于其支持的最高網(wǎng)絡速度D.協(xié)議棧的可擴展性，以便適應未來可能的功能升級2、在嵌入式系統(tǒng)的實時性要求較高的情況下，中斷處理是一個關鍵環(huán)節(jié)。假設一個嵌入式系統(tǒng)正在執(zhí)行一個關鍵任務，此時發(fā)生了一個高優(yōu)先級的中斷。以下關于中斷處理的描述，哪一項是不準確的？（）A.系統(tǒng)會立即暫停當前任務，轉去處理中斷B.中斷處理程序應該盡可能短小精悍，以減少中斷響應時間C.中斷處理完成后，系統(tǒng)會回到被中斷的任務繼續(xù)執(zhí)行D.中斷處理程序可以進行復雜的計算和數(shù)據(jù)處理，以充分利用中斷時間3、嵌入式操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)在選擇時需要考慮多種因素。假設一個嵌入式設備需要頻繁進行文件的讀寫操作，并且對文件的完整性要求較高。以下哪種文件系統(tǒng)可能更適合？（）A.exFAT文件系統(tǒng)，支持大容量存儲和快速讀寫B(tài).ext4文件系統(tǒng)，具有較好的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)完整性C.FAT32文件系統(tǒng)，兼容性好但性能一般D.NTFS文件系統(tǒng)，適合復雜的文件管理需求4、在嵌入式操作系統(tǒng)中，內(nèi)存管理是一個關鍵部分。假設一個嵌入式系統(tǒng)的內(nèi)存有限，需要運行多個任務，并且這些任務對內(nèi)存的需求各不相同。以下哪種內(nèi)存管理技術在這種情況下可能不太適用？（）A.固定分區(qū)分配B.動態(tài)分區(qū)分配C.分頁式存儲管理D.分段式存儲管理5、當開發(fā)一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的智能門鎖系統(tǒng)時，需要考慮到安全性和便捷性的平衡。以下哪種身份認證方式可能會被采用？（）A.指紋識別B.密碼輸入C.藍牙配對D.以上都是6、在嵌入式系統(tǒng)的內(nèi)存保護機制中，虛擬內(nèi)存通常不是必需的。假設一個簡單的電子秤的嵌入式系統(tǒng)，內(nèi)存資源有限。以下關于內(nèi)存保護的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以使用硬件機制來實現(xiàn)內(nèi)存訪問的權限控制B.不需要復雜的內(nèi)存保護機制，因為系統(tǒng)功能簡單C.內(nèi)存保護會增加系統(tǒng)的開銷，在簡單系統(tǒng)中可以忽略D.即使是簡單系統(tǒng)，也應該采用虛擬內(nèi)存來提高內(nèi)存管理的靈活性7、在嵌入式操作系統(tǒng)中，實時性是一個關鍵特性。假設一個嵌入式系統(tǒng)用于控制工業(yè)生產(chǎn)線上的機器人，要求對外部事件的響應在規(guī)定的時間內(nèi)完成。以下關于實時性的描述，哪一項是不準確的？（）A.硬實時系統(tǒng)對響應時間的要求極為嚴格，錯過時限可能導致嚴重后果B.軟實時系統(tǒng)允許一定程度的超時，但仍需盡量滿足時間要求C.實時性只與操作系統(tǒng)的內(nèi)核調(diào)度算法有關，與硬件性能無關D.為了保證實時性，可能需要對系統(tǒng)資源進行嚴格的分配和管理8、在嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡通信中，協(xié)議的選擇需要考慮帶寬、實時性和資源消耗等因素。假設一個低帶寬、對實時性要求較高的嵌入式網(wǎng)絡。以下關于網(wǎng)絡協(xié)議選擇的描述，正確的是：（）A.選擇TCP協(xié)議，因其可靠的傳輸機制B.選擇UDP協(xié)議，并在應用層實現(xiàn)必要的可靠性和錯誤處理機制，以滿足實時性要求C.使用復雜的高層網(wǎng)絡協(xié)議，以提供豐富的功能D.不考慮網(wǎng)絡協(xié)議，直接進行原始數(shù)據(jù)傳輸9、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10、嵌入式操作系統(tǒng)的啟動過程需要高效和可靠。假設一個嵌入式設備在啟動時需要初始化硬件設備、加載內(nèi)核和應用程序。為了縮短啟動時間，同時保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，以下哪種啟動優(yōu)化方法最為有效？（）A.減少初始化步驟B.壓縮內(nèi)核和應用程序C.并行化啟動過程中的部分任務D.不進行任何優(yōu)化，保持默認啟動流程11、在嵌入式系統(tǒng)的存儲架構中，ROM和RAM都有各自的用途。假設一個嵌入式設備需要存儲固化的程序代碼和運行時的數(shù)據(jù)。以下關于存儲選擇的描述，正確的是：（）A.將程序代碼和數(shù)據(jù)都存儲在ROM中，以保證數(shù)據(jù)不丟失B.把程序代碼存儲在ROM，運行時的數(shù)據(jù)存儲在RAM中C.全部使用RAM存儲，提高讀寫速度D.存儲選擇對系統(tǒng)性能沒有影響，可以隨意安排12、在嵌入式操作系統(tǒng)的開發(fā)中，代碼優(yōu)化是提高系統(tǒng)性能的重要環(huán)節(jié)。假設一個嵌入式系統(tǒng)的某個關鍵函數(shù)執(zhí)行效率較低，需要進行優(yōu)化。以下哪種優(yōu)化方法在不影響功能的前提下能夠最大程度地提高性能？（）A.減少函數(shù)的參數(shù)數(shù)量B.使用更高效的算法重新實現(xiàn)函數(shù)C.減少函數(shù)內(nèi)部的條件判斷D.增加函數(shù)的代碼注釋以提高可讀性13、在嵌入式操作系統(tǒng)中，系統(tǒng)的啟動過程需要高效和可靠。假設一個嵌入式設備在啟動時需要初始化各種硬件設備、加載內(nèi)核和應用程序。以下哪種啟動方式能夠更快地完成系統(tǒng)啟動，并減少啟動過程中的錯誤？（）A.從本地存儲設備順序讀取并加載B.通過網(wǎng)絡下載啟動所需的文件C.先加載部分關鍵模塊，其他模塊在運行時按需加載D.隨機加載啟動所需的模塊和文件14、在嵌入式系統(tǒng)中，設備驅動程序的開發(fā)是重要的工作之一。假設需要為一個新的傳感器開發(fā)驅動程序，以下關于驅動程序開發(fā)的描述，正確的是：（）A.驅動程序需要實現(xiàn)與硬件的底層通信，并向上層提供統(tǒng)一的接口B.驅動程序只需要關注硬件的功能實現(xiàn)，不需要考慮操作系統(tǒng)的接口規(guī)范C.為了提高效率，驅動程序可以直接訪問硬件的物理地址，繞過操作系統(tǒng)的保護機制D.驅動程序的開發(fā)與具體的操作系統(tǒng)無關，可以在不同的嵌入式操作系統(tǒng)中通用15、嵌入式操作系統(tǒng)在啟動過程中需要進行一系列的初始化工作。假設一個嵌入式系統(tǒng)在啟動時需要加載多個硬件設備的驅動程序，并進行系統(tǒng)配置。以下關于啟動過程的描述，哪一項是不準確的？（）A.首先進行硬件的基本初始化，如處理器、內(nèi)存等B.然后加載和初始化必要的設備驅動程序C.接著啟動用戶應用程序，最后進行系統(tǒng)的優(yōu)化和調(diào)整D.系統(tǒng)啟動過程中的各個步驟可以根據(jù)需要進行靈活調(diào)整和優(yōu)化16、當為一個嵌入式設備開發(fā)圖形用戶界面（GUI）時，需要考慮界面的簡潔性、響應速度和資源消耗。假設該設備的屏幕尺寸較小，處理能力有限。以下哪種GUI框架和技術最為合適？（）A.QtB.GTK+C.MicroWindowsD.自行開發(fā)簡單的圖形庫17、在嵌入式系統(tǒng)中，文件系統(tǒng)的選擇會影響系統(tǒng)的性能和存儲效率。假設一個手持式數(shù)據(jù)采集設備需要存儲大量的小文件。以下哪種文件系統(tǒng)可能是最合適的？（）A.FAT32文件系統(tǒng)，兼容性好，廣泛支持各種設備B.NTFS文件系統(tǒng)，具有高級的安全和權限管理功能C.EXT4文件系統(tǒng)，適合大容量存儲和高性能需求D.JFFS2文件系統(tǒng)，專為嵌入式系統(tǒng)設計，擅長處理小文件18、嵌入式操作系統(tǒng)中的任務通信機制有多種方式。假設一個嵌入式系統(tǒng)中有多個任務需要協(xié)同工作，共享數(shù)據(jù)。以下哪種任務通信方式可能最為高效？（）A.消息隊列，任務通過發(fā)送和接收消息進行通信B.共享內(nèi)存，多個任務直接訪問同一塊內(nèi)存區(qū)域進行數(shù)據(jù)交換C.信號量，用于任務之間的同步和互斥D.管道，實現(xiàn)任務之間的單向數(shù)據(jù)傳輸19、在嵌入式系統(tǒng)中，電源管理對于延長設備的電池壽命非常重要。假設一個便攜式嵌入式設備需要在不同的工作模式下保持低功耗。以下關于電源管理的描述，哪一項是不準確的？（）A.可以通過動態(tài)調(diào)整處理器的頻率和電壓來降低功耗B.設備在待機模式下應關閉不必要的硬件模塊以節(jié)省電量C.電源管理策略只需要考慮硬件的功耗特性，與軟件的運行狀態(tài)無關D.采用智能電源管理算法可以根據(jù)設備的使用情況自動調(diào)整電源模式20、嵌入式操作系統(tǒng)的圖形用戶界面（GUI）設計需要考慮資源限制和用戶體驗。假設一個嵌入式設備具有小尺寸的顯示屏。以下關于GUI設計的描述，哪一項是不正確的？（）A.應采用簡潔直觀的界面布局，避免過多的元素和復雜的操作B.選擇輕量級的GUI庫可以減少系統(tǒng)資源的占用C.圖形界面的響應速度不重要，只要功能齊全即可D.考慮用戶的操作習慣和視覺感受，提高界面的易用性二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）嵌入式操作系統(tǒng)的實時時鐘管理是如何實現(xiàn)的？2、（本題5分）簡述配置測試的內(nèi)容和策略。3、（本題5分）簡述如何在嵌入式系統(tǒng)中實現(xiàn)高效的中斷服務程序。4、（本題5分）簡述如何在嵌入式系統(tǒng)中進行高效的傳感器數(shù)據(jù)融合？5、（本題5分）簡述如何在嵌入式系統(tǒng)中實現(xiàn)高效的數(shù)學運算（如浮點數(shù)運算）。三、編程題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在嵌入式操作系統(tǒng)中，實現(xiàn)一個5G通信模塊的初始化和數(shù)據(jù)收發(fā)程序。2、（本題5分）設計一個程序，在嵌入式系統(tǒng)中使用照度差傳感器檢測光照度差。3、（本題5分）在嵌入式操作系統(tǒng)中，實現(xiàn)一個Wi-Fi通信程序，連接到無線網(wǎng)絡。4、（本題5分）創(chuàng)建一個任務，通過嵌入式操作系統(tǒng)控制一個甲烷傳感器檢測甲烷濃度。5、（本題5分）編寫代碼，實現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)的心率差傳感器驅動程序。四、分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本