華東師范大學(xué)《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁華東師范大學(xué)

《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______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、嵌入式系統(tǒng)中的設(shè)備驅(qū)動程序負(fù)責(zé)與硬件設(shè)備進(jìn)行交互。假設(shè)需要為一個新的傳感器開發(fā)設(shè)備驅(qū)動程序，以下關(guān)于設(shè)備驅(qū)動程序開發(fā)的步驟，哪一項是不正確的？（）A.了解傳感器的硬件接口和通信協(xié)議B.編寫初始化代碼、數(shù)據(jù)讀寫代碼和中斷處理代碼C.將設(shè)備驅(qū)動程序編譯為獨立的可執(zhí)行文件，在系統(tǒng)運行時動態(tài)加載D.設(shè)備驅(qū)動程序不需要考慮操作系統(tǒng)的內(nèi)存管理和任務(wù)調(diào)度機(jī)制2、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(jī)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(zhǔn)確的響應(yīng)，響應(yīng)時間要求在毫秒級別。同時，系統(tǒng)還需要保證任務(wù)執(zhí)行的確定性和可預(yù)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(wù)調(diào)度算法B.優(yōu)先級調(diào)度算法，根據(jù)任務(wù)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3、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4、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核通常需要進(jìn)行定制和配置。假設(shè)一個嵌入式系統(tǒng)對安全性要求較高，需要增強(qiáng)內(nèi)核的安全特性。以下哪些內(nèi)核配置選項可能有助于提高安全性？（）A.啟用內(nèi)存保護(hù)機(jī)制，防止非法訪問內(nèi)存B.關(guān)閉不必要的系統(tǒng)服務(wù)和端口，減少攻擊面C.加強(qiáng)用戶認(rèn)證和授權(quán)機(jī)制，限制對系統(tǒng)資源的訪問D.以上選項都可以增強(qiáng)嵌入式操作系統(tǒng)內(nèi)核的安全性5、在嵌入式系統(tǒng)的軟件開發(fā)中，代碼的可移植性是一個重要的考慮因素。假設(shè)要將一個在一種嵌入式平臺上開發(fā)的軟件移植到另一個不同架構(gòu)的平臺上，為了減少移植的工作量，以下哪種方法最為有效？（）A.使用跨平臺的編程語言和庫B.針對新平臺重新編寫全部代碼C.盡量使用平臺相關(guān)的特性D.不考慮可移植性，只在原平臺上運行6、嵌入式操作系統(tǒng)中的引導(dǎo)加載程序（Bootloader）負(fù)責(zé)啟動系統(tǒng)。假設(shè)一個嵌入式系統(tǒng)的Bootloader出現(xiàn)故障。以下關(guān)于Bootloader的描述，哪一項是不正確的？（）A.Bootloader可以從多種存儲介質(zhì)中加載操作系統(tǒng)內(nèi)核B.可以對Bootloader進(jìn)行定制，以滿足特定的硬件和系統(tǒng)需求C.Bootloader的故障只能通過重新燒寫固件來解決，無法通過軟件修復(fù)D.良好的Bootloader設(shè)計應(yīng)該具有錯誤恢復(fù)和升級功能7、在嵌入式系統(tǒng)的圖形界面開發(fā)中，資源的有效利用很關(guān)鍵。假設(shè)一個車載導(dǎo)航系統(tǒng)的嵌入式設(shè)備，其屏幕分辨率有限。以下關(guān)于圖形界面設(shè)計的考慮，哪一項是不正確的？（）A.使用簡潔的圖形元素和圖標(biāo)，減少資源占用B.優(yōu)化圖形的繪制算法，提高界面的刷新速度C.可以使用高分辨率的圖片，系統(tǒng)會自動進(jìn)行縮放適配D.考慮用戶的操作習(xí)慣，設(shè)計直觀易用的界面布局8、在嵌入式操作系統(tǒng)中，代碼的優(yōu)化對于提高系統(tǒng)性能至關(guān)重要。假設(shè)一個關(guān)鍵函數(shù)需要在有限的時間內(nèi)完成大量計算，為了提高其執(zhí)行效率，以下哪種優(yōu)化方法最為有效？（）A.算法改進(jìn)B.代碼向量化C.減少函數(shù)調(diào)用D.以上方法綜合運用9、對于一個運行嵌入式操作系統(tǒng)的智能醫(yī)療設(shè)備，例如血糖儀，需要與其他醫(yī)療設(shè)備或醫(yī)院信息系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互和集成。以下哪種數(shù)據(jù)接口和標(biāo)準(zhǔn)更適合這種醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用？（）A.USB接口，通用的數(shù)據(jù)傳輸接口B.藍(lán)牙低能耗（BLE）接口，低功耗短距離通信C.HL7標(biāo)準(zhǔn)，醫(yī)療領(lǐng)域的信息交換標(biāo)準(zhǔn)D.自定義的私有接口和數(shù)據(jù)格式10、在嵌入式系統(tǒng)開發(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)對各種可能的情況B.進(jìn)行大量的功能測試，但不進(jìn)行壓力測試C.采用冗余設(shè)計，如硬件冗余和軟件容錯機(jī)制D.減少系統(tǒng)的功能，降低復(fù)雜性，從而提高可靠性11、嵌入式系統(tǒng)中的引導(dǎo)加載程序（Bootloader）負(fù)責(zé)系統(tǒng)的初始化和啟動。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備的存儲介質(zhì)上有多個操作系統(tǒng)映像，以下關(guān)于引導(dǎo)加載程序的描述，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.引導(dǎo)加載程序可以選擇加載不同的操作系統(tǒng)映像B.引導(dǎo)加載程序需要對硬件進(jìn)行初步的初始化，為操作系統(tǒng)的運行創(chuàng)造條件C.引導(dǎo)加載程序的代碼通常存儲在只讀存儲器（ROM）中，不可修改D.引導(dǎo)加載程序可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行更新和升級12、嵌入式操作系統(tǒng)通常需要在資源受限的環(huán)境中運行。假設(shè)一個智能家居控制器的嵌入式系統(tǒng)，其內(nèi)存和處理能力有限。在這種情況下，對于系統(tǒng)的內(nèi)存管理，以下哪種策略是最為重要的？（）A.使用動態(tài)內(nèi)存分配，以靈活滿足不同任務(wù)的需求B.采用靜態(tài)內(nèi)存分配，避免內(nèi)存碎片和分配開銷C.依賴虛擬內(nèi)存機(jī)制，擴(kuò)展系統(tǒng)的可用內(nèi)存D.不進(jìn)行內(nèi)存管理，讓應(yīng)用程序自行處理內(nèi)存13、在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中，對于實時性要求極高的任務(wù)，通常采用硬實時的處理方式。假設(shè)一個嵌入式控制系統(tǒng)需要在特定的時間內(nèi)完成對關(guān)鍵設(shè)備的控制操作。以下關(guān)于硬實時任務(wù)的描述，正確的是：（）A.硬實時任務(wù)必須在規(guī)定的截止時間之前完成，否則會導(dǎo)致嚴(yán)重后果B.即使系統(tǒng)資源緊張，硬實時任務(wù)也能優(yōu)先獲得所需的資源C.硬實時任務(wù)的執(zhí)行時間可以有一定的彈性，只要在大致范圍內(nèi)完成即可D.硬實時任務(wù)可以被其他高優(yōu)先級的非實時任務(wù)中斷14、假設(shè)在一個嵌入式醫(yī)療設(shè)備中，操作系統(tǒng)需要支持長時間穩(wěn)定運行，并且對功耗有嚴(yán)格的限制。在這種情況下，對于設(shè)備中的各種外部設(shè)備，如傳感器、顯示屏和通信模塊，以下哪種電源管理策略能夠在保證設(shè)備正常工作的同時最大程度地降低功耗？（）A.動態(tài)電壓頻率調(diào)整B.定時關(guān)閉未使用設(shè)備C.深度睡眠模式D.以上都是15、在嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，IPv6協(xié)議逐漸得到廣泛應(yīng)用。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備需要接入IPv6網(wǎng)絡(luò)。以下關(guān)于IPv6的描述，哪一項是不正確的？（）A.IPv6提供了更大的地址空間，解決了IPv4地址不足的問題B.IPv6的包頭結(jié)構(gòu)更簡單，提高了數(shù)據(jù)包的處理效率C.嵌入式系統(tǒng)從IPv4遷移到IPv6非常簡單，不需要對軟件和硬件進(jìn)行任何修改D.IPv6支持更多的安全特性和服務(wù)質(zhì)量（QoS）機(jī)制16、在嵌入式系統(tǒng)的電源管理中，動態(tài)電源管理（DPM）技術(shù)可以有效地降低系統(tǒng)功耗。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備在不同的工作模式下有不同的功耗需求，以下關(guān)于動態(tài)電源管理的描述，哪一項是不正確的？（）A.根據(jù)系統(tǒng)的負(fù)載情況動態(tài)調(diào)整處理器的工作頻率和電壓B.關(guān)閉暫時不使用的硬件設(shè)備，以降低功耗C.動態(tài)電源管理可以完全消除系統(tǒng)的功耗，實現(xiàn)零功耗運行D.需要在功耗降低和系統(tǒng)性能之間進(jìn)行平衡17、嵌入式操作系統(tǒng)常常需要支持多線程編程。假設(shè)一個嵌入式應(yīng)用程序需要同時執(zhí)行多個并發(fā)任務(wù)，以下關(guān)于多線程編程的描述，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.多線程可以提高系統(tǒng)的并發(fā)性和響應(yīng)性B.線程之間可以通過共享內(nèi)存進(jìn)行數(shù)據(jù)交換C.多線程編程比多進(jìn)程編程更節(jié)省系統(tǒng)資源D.線程之間的同步和互斥可以通過信號量和互斥鎖來實現(xiàn)，不需要考慮其他因素18、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)一個嵌入式音頻處理系統(tǒng)，需要實時處理大量的音頻數(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19、嵌入式操作系統(tǒng)中的看門狗（Watchdog）機(jī)制用于監(jiān)測系統(tǒng)的運行狀態(tài)。假設(shè)一個嵌入式系統(tǒng)在運行過程中出現(xiàn)死機(jī)。以下關(guān)于看門狗的描述，哪一項是不正確的？（）A.看門狗定時器在規(guī)定時間內(nèi)未被刷新，系統(tǒng)會自動復(fù)位B.可以通過軟件編程設(shè)置看門狗的超時時間和復(fù)位策略C.看門狗機(jī)制只能用于檢測軟件故障，對硬件故障無效D.合理使用看門狗可以提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性20、在嵌入式系統(tǒng)的圖形顯示中，F(xiàn)ramebuffer是一種常用的機(jī)制。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備需要在屏幕上顯示圖像和文字，以下關(guān)于Framebuffer的描述，哪一項是不正確的？（）A.Framebuffer是一塊內(nèi)存區(qū)域，用于存儲屏幕的圖像數(shù)據(jù)B.應(yīng)用程序可以直接對Framebuffer進(jìn)行讀寫操作，實現(xiàn)圖形顯示C.Framebuffer的大小和顏色深度由硬件決定，不可更改D.通過對Framebuffer的操作，可以實現(xiàn)各種圖形效果和動畫二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）解釋在嵌入式系統(tǒng)中如何確保內(nèi)存訪問的順序性。2、（本題5分）簡述資源仲裁和共享機(jī)制的實現(xiàn)。3、（本題5分）簡述如何在嵌入式系統(tǒng)中進(jìn)行高效的視頻流處理？4、（本題5分）解釋視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)和參數(shù)優(yōu)化。5、（本題5分）解釋檢測代碼缺陷和潛在錯誤。三、編程題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）用嵌入式操作系統(tǒng)編寫一個觸摸屏驅(qū)動程序，獲取觸摸坐標(biāo)。2、（本題5分）創(chuàng)建一個任務(wù)，通過嵌入式操作系統(tǒng)控制一個乙醇傳感器檢測乙醇濃度。3、（本題5分）設(shè)計一個程序，在嵌入式系統(tǒng)中使用照度變化率傳感器檢測光照度變化率。4、（本題5分）設(shè)計一個程序，在嵌入式系統(tǒng)中使用流量趨勢預(yù)測傳感器預(yù)測液體流量趨勢。5、（本題5分）編寫代碼，實現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)的電子羅盤驅(qū)動程序。四、分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分