衡陽(yáng)師范學(xué)院南岳學(xué)院《嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)衡陽(yáng)師范學(xué)院南岳學(xué)院《嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用》

2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題1分，共20分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在嵌入式系統(tǒng)的能耗優(yōu)化中，除了硬件設(shè)計(jì)，操作系統(tǒng)也能發(fā)揮作用。假設(shè)一個(gè)電池供電的嵌入式設(shè)備需要延長(zhǎng)工作時(shí)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(dòng)態(tài)調(diào)整處理器電壓和頻率，根據(jù)任務(wù)負(fù)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(duì)電池壽命沒有顯著影響2、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核裁剪是為了滿足特定系統(tǒng)的需求。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)只需要支持基本的任務(wù)調(diào)度和內(nèi)存管理功能，以下關(guān)于內(nèi)核裁剪的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.可以去除不必要的內(nèi)核模塊和功能，減小內(nèi)核體積B.內(nèi)核裁剪需要對(duì)操作系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有深入的了解C.裁剪后的內(nèi)核性能一定比完整內(nèi)核更高D.內(nèi)核裁剪需要在滿足系統(tǒng)需求的前提下進(jìn)行，避免影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性3、在嵌入式系統(tǒng)的存儲(chǔ)管理中，虛擬內(nèi)存機(jī)制的應(yīng)用需要謹(jǐn)慎考慮。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備的內(nèi)存資源有限。以下關(guān)于虛擬內(nèi)存在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.虛擬內(nèi)存可以使嵌入式系統(tǒng)運(yùn)行大于物理內(nèi)存的程序，但會(huì)增加系統(tǒng)的復(fù)雜性B.對(duì)于實(shí)時(shí)性要求高的嵌入式系統(tǒng)，使用虛擬內(nèi)存可能導(dǎo)致不可預(yù)測(cè)的響應(yīng)時(shí)間C.如果嵌入式設(shè)備的存儲(chǔ)介質(zhì)讀寫速度快，可以廣泛使用虛擬內(nèi)存來(lái)擴(kuò)展內(nèi)存空間D.在資源受限的嵌入式系統(tǒng)中，通常優(yōu)先考慮優(yōu)化物理內(nèi)存的使用，而不是依賴虛擬內(nèi)存4、在嵌入式系統(tǒng)的存儲(chǔ)擴(kuò)展中，外部存儲(chǔ)器如SD卡和eMMC可以提供額外的存儲(chǔ)空間。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要擴(kuò)展存儲(chǔ)容量。以下關(guān)于存儲(chǔ)擴(kuò)展的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.選擇存儲(chǔ)設(shè)備時(shí)需要考慮容量、速度、接口類型和功耗等因素B.可以通過(guò)文件系統(tǒng)將外部存儲(chǔ)器與內(nèi)部存儲(chǔ)器統(tǒng)一管理C.存儲(chǔ)擴(kuò)展不會(huì)對(duì)系統(tǒng)的啟動(dòng)時(shí)間和運(yùn)行性能產(chǎn)生影響D.在使用外部存儲(chǔ)器時(shí)，需要注意數(shù)據(jù)的讀寫權(quán)限和訪問(wèn)控制5、嵌入式系統(tǒng)的軟件開發(fā)通常采用交叉編譯的方式。假設(shè)要在一臺(tái)x86架構(gòu)的主機(jī)上為一個(gè)ARM架構(gòu)的嵌入式設(shè)備編譯代碼，以下哪個(gè)步驟是交叉編譯過(guò)程中必不可少的？（）A.安裝目標(biāo)平臺(tái)的編譯器B.直接使用主機(jī)的編譯器C.忽略架構(gòu)差異，進(jìn)行通用編譯D.不進(jìn)行編譯，直接下載現(xiàn)成的二進(jìn)制文件6、當(dāng)在嵌入式操作系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)多線程編程時(shí)，需要考慮線程間的同步和通信機(jī)制。假設(shè)多個(gè)線程需要共享一個(gè)有限的資源，為了避免競(jìng)爭(zhēng)條件和數(shù)據(jù)不一致性，以下哪種同步方法最為合適？（）A.信號(hào)量B.互斥鎖C.條件變量D.不進(jìn)行同步，任由線程競(jìng)爭(zhēng)7、在嵌入式操作系統(tǒng)中，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序起著重要作用。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)中需要連接一個(gè)新型的傳感器，該傳感器具有獨(dú)特的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)格式。為了使操作系統(tǒng)能夠正確地與該傳感器進(jìn)行交互，以下哪種方式開發(fā)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序更為高效和可靠？（）A.直接在操作系統(tǒng)內(nèi)核中編寫驅(qū)動(dòng)程序，以獲得最高的性能和訪問(wèn)權(quán)限B.使用用戶空間的庫(kù)函數(shù)來(lái)模擬驅(qū)動(dòng)程序的功能C.基于現(xiàn)有的類似傳感器的驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行修改和適配D.購(gòu)買第三方提供的通用驅(qū)動(dòng)程序，不進(jìn)行任何定制開發(fā)8、在嵌入式系統(tǒng)的軟件開發(fā)中，代碼優(yōu)化是提高系統(tǒng)性能的重要手段。假設(shè)一個(gè)嵌入式音頻處理系統(tǒng)，需要實(shí)時(shí)處理大量的音頻數(shù)據(jù)。以下關(guān)于代碼優(yōu)化的方法，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.減少函數(shù)調(diào)用的層次，提高代碼執(zhí)行效率B.使用復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)提高代碼的可讀性，而不考慮性能C.優(yōu)化算法，減少不必要的計(jì)算和重復(fù)操作D.利用硬件特性，如特定的指令集和寄存器，進(jìn)行優(yōu)化9、在一個(gè)基于嵌入式操作系統(tǒng)的智能傳感器網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)之間需要進(jìn)行低功耗、遠(yuǎn)距離的無(wú)線通信。以下哪種無(wú)線通信技術(shù)可能是最佳選擇？（）A.ZigbeeB.Wi-FiC.BluetoothD.LoRa10、在一個(gè)嵌入式實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中，如機(jī)器人控制系統(tǒng)，需要對(duì)多個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行精確同步控制。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，以下哪種同步機(jī)制可能會(huì)被應(yīng)用？（）A.硬件定時(shí)器B.軟件定時(shí)器C.中斷同步D.以上都是11、嵌入式操作系統(tǒng)在工業(yè)控制領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。假設(shè)一個(gè)工業(yè)控制系統(tǒng)需要高精度的控制和實(shí)時(shí)響應(yīng)。以下關(guān)于工業(yè)控制應(yīng)用的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以采用PID控制算法實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的精確控制B.實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)能夠保證控制任務(wù)的按時(shí)執(zhí)行，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性C.工業(yè)控制系統(tǒng)不需要考慮網(wǎng)絡(luò)通信和遠(yuǎn)程監(jiān)控功能D.系統(tǒng)的可靠性和容錯(cuò)性對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)的連續(xù)性至關(guān)重要12、在嵌入式系統(tǒng)的存儲(chǔ)保護(hù)方面，需要防止非法訪問(wèn)和數(shù)據(jù)破壞。假設(shè)一個(gè)多任務(wù)的嵌入式系統(tǒng)。以下關(guān)于存儲(chǔ)保護(hù)機(jī)制的描述，正確的是：（）A.不設(shè)置存儲(chǔ)保護(hù)，讓任務(wù)自由訪問(wèn)系統(tǒng)內(nèi)存B.利用內(nèi)存管理單元（MMU）實(shí)現(xiàn)地址空間隔離和訪問(wèn)權(quán)限控制C.存儲(chǔ)保護(hù)會(huì)增加系統(tǒng)開銷，應(yīng)盡量避免使用D.嵌入式系統(tǒng)不需要存儲(chǔ)保護(hù)機(jī)制13、在嵌入式系統(tǒng)的電源管理中，動(dòng)態(tài)電壓頻率調(diào)整（DVFS）技術(shù)可以根據(jù)系統(tǒng)負(fù)載調(diào)整處理器的電壓和頻率。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備的負(fù)載變化頻繁。以下關(guān)于DVFS的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.DVFS可以有效降低系統(tǒng)的功耗，尤其是在輕負(fù)載情況下B.實(shí)現(xiàn)DVFS需要硬件支持和相應(yīng)的軟件算法C.頻繁的電壓和頻率切換不會(huì)對(duì)系統(tǒng)性能產(chǎn)生負(fù)面影響D.可以根據(jù)系統(tǒng)的歷史負(fù)載情況預(yù)測(cè)未來(lái)的負(fù)載，提前進(jìn)行DVFS調(diào)整14、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核同步機(jī)制用于保證多任務(wù)環(huán)境下數(shù)據(jù)的一致性和正確性。假設(shè)多個(gè)任務(wù)同時(shí)訪問(wèn)共享資源。以下關(guān)于內(nèi)核同步機(jī)制的描述，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.信號(hào)量可以用于實(shí)現(xiàn)任務(wù)之間的互斥和同步B.互斥鎖可以保證在同一時(shí)刻只有一個(gè)任務(wù)訪問(wèn)共享資源C.條件變量用于任務(wù)之間的等待和通知，通常與互斥鎖配合使用D.內(nèi)核同步機(jī)制會(huì)增加系統(tǒng)的開銷，因此在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)該盡量避免使用15、在嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)中，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的編寫是重要的一環(huán)。假設(shè)需要為一個(gè)新的傳感器編寫驅(qū)動(dòng)程序。以下關(guān)于設(shè)備驅(qū)動(dòng)的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序負(fù)責(zé)將硬件的操作抽象為軟件接口，供上層應(yīng)用使用B.驅(qū)動(dòng)程序需要處理硬件的中斷和異常情況，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性C.為了提高性能，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序應(yīng)該盡量減少與操作系統(tǒng)內(nèi)核的交互D.不同類型的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)方式完全相同，可以復(fù)用代碼16、嵌入式操作系統(tǒng)的安全機(jī)制對(duì)于保護(hù)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)至關(guān)重要。假設(shè)一個(gè)金融支付終端的嵌入式系統(tǒng)，需要防止數(shù)據(jù)泄露和惡意攻擊。以下關(guān)于安全機(jī)制的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.采用加密技術(shù)對(duì)敏感數(shù)據(jù)進(jìn)行加密存儲(chǔ)和傳輸B.定期更新系統(tǒng)補(bǔ)丁，修復(fù)可能存在的安全漏洞C.可以完全依賴操作系統(tǒng)的默認(rèn)安全設(shè)置，無(wú)需額外的安全措施D.對(duì)用戶的身份進(jìn)行認(rèn)證和授權(quán)，限制非法訪問(wèn)17、在一個(gè)嵌入式音頻處理系統(tǒng)中，如數(shù)字音頻播放器，需要對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行高質(zhì)量的處理和輸出。為了實(shí)現(xiàn)低失真和高保真的音頻效果，以下哪種音頻處理技術(shù)可能會(huì)被使用？（）A.數(shù)字信號(hào)處理算法B.音頻編碼和解碼C.音頻均衡和濾波D.以上都是18、在嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)中，代碼優(yōu)化是提高系統(tǒng)性能的重要手段。假設(shè)一個(gè)嵌入式應(yīng)用程序運(yùn)行速度較慢。以下關(guān)于代碼優(yōu)化的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.可以通過(guò)算法改進(jìn)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化來(lái)提高程序的執(zhí)行效率B.減少函數(shù)調(diào)用的開銷和避免不必要的內(nèi)存分配可以提升性能C.代碼優(yōu)化只需要關(guān)注程序的執(zhí)行速度，無(wú)需考慮代碼的可讀性和可維護(hù)性D.針對(duì)特定的硬件架構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，如利用指令集的特性，可以顯著提高性能19、嵌入式操作系統(tǒng)的啟動(dòng)過(guò)程包括硬件初始化、引導(dǎo)加載程序和內(nèi)核啟動(dòng)等階段。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)在啟動(dòng)時(shí)出現(xiàn)故障。以下關(guān)于啟動(dòng)過(guò)程的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.硬件初始化包括設(shè)置處理器的工作模式、初始化內(nèi)存控制器等B.引導(dǎo)加載程序負(fù)責(zé)將操作系統(tǒng)內(nèi)核加載到內(nèi)存中，并將控制權(quán)交給內(nèi)核C.內(nèi)核啟動(dòng)后會(huì)進(jìn)行設(shè)備驅(qū)動(dòng)的加載和系統(tǒng)配置的初始化D.一旦啟動(dòng)過(guò)程出現(xiàn)故障，只能重新設(shè)計(jì)硬件來(lái)解決問(wèn)題，無(wú)法通過(guò)軟件調(diào)試20、在嵌入式系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)中，錯(cuò)誤檢測(cè)和恢復(fù)機(jī)制是重要的組成部分。假設(shè)一個(gè)關(guān)鍵的嵌入式系統(tǒng)需要在出現(xiàn)故障時(shí)能夠自動(dòng)恢復(fù)。以下關(guān)于錯(cuò)誤檢測(cè)和恢復(fù)的描述，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.可以通過(guò)硬件看門狗定時(shí)器來(lái)檢測(cè)系統(tǒng)是否死機(jī)，并進(jìn)行復(fù)位操作B.軟件可以通過(guò)定期檢查關(guān)鍵數(shù)據(jù)和狀態(tài)來(lái)發(fā)現(xiàn)潛在的錯(cuò)誤C.錯(cuò)誤恢復(fù)機(jī)制應(yīng)該能夠?qū)⑾到y(tǒng)恢復(fù)到故障前的完全相同的狀態(tài)，保證數(shù)據(jù)的一致性D.為了降低成本，在一些非關(guān)鍵的嵌入式系統(tǒng)中可以忽略錯(cuò)誤檢測(cè)和恢復(fù)機(jī)制二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）簡(jiǎn)述代碼覆蓋率分析工具的作用和使用方法。2、（本題5分）簡(jiǎn)述安裝測(cè)試的要點(diǎn)和常見問(wèn)題。3、（本題5分）解釋如何確保嵌入式系統(tǒng)的安裝過(guò)程順利。4、（本題5分）簡(jiǎn)述嵌入式操作系統(tǒng)中的存儲(chǔ)保護(hù)機(jī)制。5、（本題5分）簡(jiǎn)述如何在嵌入式系統(tǒng)中進(jìn)行高效的視頻流處理？三、編程題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，在嵌入式系統(tǒng)中使用濃度差傳感器檢測(cè)物質(zhì)濃度差。2、（本題5分）用嵌入式操作系統(tǒng)編寫一個(gè)USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，實(shí)現(xiàn)與主機(jī)的通信。3、（本題5分）在嵌入式操作系統(tǒng)中，創(chuàng)建一個(gè)內(nèi)存池，用于動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配。4、（本題5分）在嵌入式操作系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)一個(gè)紅外通信程序，接收并解析紅外信號(hào)。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，在嵌入式系統(tǒng)中使用電導(dǎo)率波動(dòng)傳感器檢測(cè)電導(dǎo)率波動(dòng)。四、分析題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）以一款智能掃地機(jī)器人的路徑規(guī)劃