湖南文理學(xué)院《嵌入式系統(tǒng)及應(yīng)用》2022-2023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)湖南文理學(xué)院

《嵌入式系統(tǒng)及應(yīng)用》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題2分，共40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)中，存儲(chǔ)設(shè)備的選擇需要綜合考慮性能、成本和可靠性等因素。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要頻繁讀寫(xiě)數(shù)據(jù)，對(duì)存儲(chǔ)速度有較高要求，但成本預(yù)算有限。以下哪種存儲(chǔ)設(shè)備最為適合？（）A.機(jī)械硬盤(pán)B.固態(tài)硬盤(pán)C.閃存D.光盤(pán)2、當(dāng)一個(gè)嵌入式操作系統(tǒng)需要支持實(shí)時(shí)多媒體處理，例如在移動(dòng)設(shè)備上進(jìn)行高清視頻播放和錄制，對(duì)系統(tǒng)的處理能力和實(shí)時(shí)性有很高的要求。以下哪種硬件架構(gòu)和技術(shù)的組合能夠更好地滿足這種需求？（）A.單核處理器搭配高速緩存B.多核處理器并采用并行處理技術(shù)C.專用的多媒體處理芯片D.降低系統(tǒng)時(shí)鐘頻率以減少功耗3、嵌入式操作系統(tǒng)中的看門(mén)狗（Watchdog）機(jī)制用于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)死機(jī)。以下關(guān)于看門(mén)狗的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.看門(mén)狗定時(shí)器在規(guī)定時(shí)間內(nèi)未被刷新，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)復(fù)位B.可以通過(guò)軟件編程設(shè)置看門(mén)狗的超時(shí)時(shí)間和復(fù)位策略C.看門(mén)狗機(jī)制只能用于檢測(cè)軟件故障，對(duì)硬件故障無(wú)效D.合理使用看門(mén)狗可以提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性4、在嵌入式操作系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度中，優(yōu)先級(jí)調(diào)度是一種常見(jiàn)的策略?？紤]一個(gè)包含多個(gè)實(shí)時(shí)任務(wù)和非實(shí)時(shí)任務(wù)的嵌入式系統(tǒng)，實(shí)時(shí)任務(wù)具有較高的優(yōu)先級(jí)。如果一個(gè)非實(shí)時(shí)任務(wù)正在執(zhí)行，此時(shí)一個(gè)高優(yōu)先級(jí)的實(shí)時(shí)任務(wù)就緒，會(huì)發(fā)生什么情況？（）A.立即切換到實(shí)時(shí)任務(wù)執(zhí)行B.等待非實(shí)時(shí)任務(wù)完成后再切換C.按照一定的時(shí)間片輪轉(zhuǎn)切換D.由用戶決定是否切換5、當(dāng)開(kāi)發(fā)一個(gè)基于嵌入式操作系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)時(shí)，對(duì)任務(wù)的調(diào)度要求非常嚴(yán)格。假設(shè)系統(tǒng)中有多個(gè)關(guān)鍵任務(wù)和非關(guān)鍵任務(wù)，關(guān)鍵任務(wù)需要在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成執(zhí)行，以確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行。在這種情況下，以下哪種任務(wù)調(diào)度算法能夠最好地滿足實(shí)時(shí)性要求？（）A.先來(lái)先服務(wù)調(diào)度算法B.優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法C.時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法D.最短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法6、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(kāi)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(xiě)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(kāi)發(fā)7、嵌入式操作系統(tǒng)的移植是將其應(yīng)用于不同硬件平臺(tái)的過(guò)程。假設(shè)需要將一個(gè)嵌入式操作系統(tǒng)移植到新的處理器架構(gòu)上。以下關(guān)于移植的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.需要修改操作系統(tǒng)與硬件相關(guān)的部分，如驅(qū)動(dòng)程序和中斷處理B.不同的處理器架構(gòu)可能需要重新編譯操作系統(tǒng)的內(nèi)核C.移植過(guò)程中只需要關(guān)注硬件的差異，操作系統(tǒng)的功能和接口不需要改變D.充分的測(cè)試和驗(yàn)證是確保移植成功的關(guān)鍵步驟8、在嵌入式系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)中，代碼的可移植性是一個(gè)重要的考慮因素。假設(shè)要將一個(gè)在一種嵌入式平臺(tái)上開(kāi)發(fā)的軟件移植到另一個(gè)不同架構(gòu)的平臺(tái)上，為了減少移植的工作量，以下哪種方法最為有效？（）A.使用跨平臺(tái)的編程語(yǔ)言和庫(kù)B.針對(duì)新平臺(tái)重新編寫(xiě)全部代碼C.盡量使用平臺(tái)相關(guān)的特性D.不考慮可移植性，只在原平臺(tái)上運(yùn)行9、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10、在嵌入式操作系統(tǒng)的開(kāi)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(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)的某個(gè)關(guān)鍵函數(shù)執(zhí)行效率較低，需要進(jìn)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(shí)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11、在嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中，系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性是重要的考量因素。假設(shè)一個(gè)航空航天領(lǐng)域的嵌入式控制系統(tǒng)，一旦出現(xiàn)故障可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重后果。為了提高系統(tǒng)的可靠性，以下哪種方法是最有效的？（）A.采用復(fù)雜的算法和功能，以應(yīng)對(duì)各種可能的情況B.進(jìn)行大量的功能測(cè)試，但不進(jìn)行壓力測(cè)試C.采用冗余設(shè)計(jì)，如硬件冗余和軟件容錯(cuò)機(jī)制D.減少系統(tǒng)的功能，降低復(fù)雜性，從而提高可靠性12、在嵌入式系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）的應(yīng)用非常廣泛。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要根據(jù)精確的時(shí)間進(jìn)行定時(shí)操作和事件觸發(fā)。為了保證時(shí)間的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，以下哪種實(shí)現(xiàn)方式最為合適？（）A.使用內(nèi)置的RTC模塊B.通過(guò)網(wǎng)絡(luò)獲取時(shí)間C.依靠軟件模擬RTC功能D.不使用實(shí)時(shí)時(shí)鐘，根據(jù)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間計(jì)算13、在一個(gè)嵌入式工業(yè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，如化工廠的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，需要對(duì)多種環(huán)境參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警。為了提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，以下哪種容錯(cuò)和故障診斷技術(shù)可能會(huì)被應(yīng)用？（）A.傳感器冗余B.自診斷算法C.故障預(yù)警機(jī)制D.以上都是14、嵌入式操作系統(tǒng)在智能家居領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。假設(shè)一個(gè)智能家居控制器需要運(yùn)行嵌入式操作系統(tǒng)。以下關(guān)于智能家居中操作系統(tǒng)的需求，正確的是：（）A.低功耗、實(shí)時(shí)響應(yīng)和與多種傳感器的良好兼容性是重要考慮因素B.可以使用通用的商業(yè)操作系統(tǒng)，無(wú)需針對(duì)智能家居進(jìn)行優(yōu)化C.對(duì)操作系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信能力要求不高，重點(diǎn)在于本地控制D.智能家居中的操作系統(tǒng)與其他嵌入式應(yīng)用沒(méi)有區(qū)別15、在嵌入式系統(tǒng)的傳感器數(shù)據(jù)采集過(guò)程中，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)濾波和校準(zhǔn)。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備采集的傳感器數(shù)據(jù)存在噪聲和偏差。以下關(guān)于數(shù)據(jù)處理的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以采用均值濾波、中值濾波等方法去除數(shù)據(jù)中的噪聲B.通過(guò)校準(zhǔn)可以修正傳感器的測(cè)量偏差，提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性C.數(shù)據(jù)濾波和校準(zhǔn)會(huì)增加系統(tǒng)的計(jì)算負(fù)擔(dān)，應(yīng)盡量避免使用D.可以根據(jù)傳感器的特性和應(yīng)用需求選擇合適的數(shù)據(jù)處理方法16、嵌入式操作系統(tǒng)中的定時(shí)器是常用的功能模塊。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)精確的定時(shí)功能。以下關(guān)于定時(shí)器的描述，正確的是：（）A.可以通過(guò)軟件定時(shí)器實(shí)現(xiàn)較精確的定時(shí)，但會(huì)占用較多的CPU資源B.硬件定時(shí)器具有更高的精度和可靠性，不受CPU負(fù)載影響C.可以通過(guò)調(diào)整定時(shí)器的時(shí)鐘源和分頻系數(shù)來(lái)設(shè)置定時(shí)時(shí)間D.以上描述都是關(guān)于嵌入式操作系統(tǒng)中定時(shí)器的正確特點(diǎn)17、在嵌入式系統(tǒng)的存儲(chǔ)擴(kuò)展中，SD卡是一種常見(jiàn)的存儲(chǔ)設(shè)備。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要使用SD卡來(lái)存儲(chǔ)大量的數(shù)據(jù)，以下關(guān)于SD卡的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.SD卡具有體積小、容量大、讀寫(xiě)速度快等優(yōu)點(diǎn)B.SD卡分為SDHC和SDXC等不同的規(guī)格，其性能和容量有所差異C.嵌入式操作系統(tǒng)需要提供相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序來(lái)支持SD卡的讀寫(xiě)操作D.SD卡的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)是通過(guò)串行接口進(jìn)行的，速度較慢，不適合大數(shù)據(jù)量的傳輸18、假設(shè)在一個(gè)嵌入式工業(yè)控制器中，需要同時(shí)運(yùn)行多個(gè)實(shí)時(shí)任務(wù)和非實(shí)時(shí)任務(wù)。為了確保實(shí)時(shí)任務(wù)不受非實(shí)時(shí)任務(wù)的干擾，以下哪種內(nèi)核架構(gòu)可能是最適合的？（）A.單內(nèi)核架構(gòu)B.微內(nèi)核架構(gòu)C.宏內(nèi)核架構(gòu)D.混合內(nèi)核架構(gòu)19、嵌入式操作系統(tǒng)的任務(wù)間通信機(jī)制除了消息隊(duì)列，還有共享內(nèi)存等方式。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)需要在多個(gè)任務(wù)之間高效地共享大量數(shù)據(jù)。以下關(guān)于共享內(nèi)存的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.共享內(nèi)存可以提供快速的數(shù)據(jù)交換，但需要同步機(jī)制來(lái)保證數(shù)據(jù)的一致性B.多個(gè)任務(wù)可以同時(shí)訪問(wèn)共享內(nèi)存區(qū)域，提高了數(shù)據(jù)訪問(wèn)的效率C.共享內(nèi)存的分配和釋放由操作系統(tǒng)自動(dòng)管理，任務(wù)無(wú)需關(guān)心D.共享內(nèi)存的使用需要謹(jǐn)慎，避免出現(xiàn)內(nèi)存泄漏和數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)等問(wèn)題20、在嵌入式系統(tǒng)中，內(nèi)存保護(hù)機(jī)制可以防止程序錯(cuò)誤導(dǎo)致的系統(tǒng)崩潰。假設(shè)一個(gè)應(yīng)用程序出現(xiàn)了內(nèi)存訪問(wèn)越界的錯(cuò)誤。以下關(guān)于內(nèi)存保護(hù)機(jī)制的作用，正確的是：（）A.內(nèi)存保護(hù)機(jī)制能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并阻止越界訪問(wèn)，避免影響其他程序的運(yùn)行B.內(nèi)存保護(hù)機(jī)制會(huì)自動(dòng)修復(fù)越界訪問(wèn)造成的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤C.即使有內(nèi)存保護(hù)機(jī)制，越界訪問(wèn)也可能導(dǎo)致系統(tǒng)立即死機(jī)D.內(nèi)存保護(hù)機(jī)制只對(duì)操作系統(tǒng)內(nèi)核有效，對(duì)應(yīng)用程序不起作用二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）解釋時(shí)鐘源選擇和時(shí)鐘同步協(xié)議。2、（本題5分）解釋中斷嵌套的實(shí)現(xiàn)和注意事項(xiàng)。3、（本題5分）嵌入式操作系統(tǒng)中的系統(tǒng)調(diào)用機(jī)制是怎樣的？三、編程題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）實(shí)現(xiàn)一個(gè)嵌入式程序，控制步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)速。2、（本題5分）實(shí)現(xiàn)一個(gè)嵌入式程序，使用風(fēng)速波動(dòng)傳感器檢測(cè)風(fēng)速波動(dòng)。3、（本題5分）利用嵌入式操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)一個(gè)RTC時(shí)鐘的時(shí)鐘漂移補(bǔ)償程序。4、（本題5分）用嵌入式操作系統(tǒng)編寫(xiě)一個(gè)UART通信程序，支持多字節(jié)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)