徐州工程學(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)徐州工程學(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、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2、嵌入式操作系統(tǒng)常常需要在不同的硬件平臺(tái)上移植。假設(shè)一個(gè)嵌入式游戲系統(tǒng)需要從一種處理器架構(gòu)移植到另一種架構(gòu)。在移植過(guò)程中，以下哪項(xiàng)是最關(guān)鍵的？（）A.只需修改操作系統(tǒng)的內(nèi)核代碼，應(yīng)用程序無(wú)需改動(dòng)B.重新編譯操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序，并修改與硬件相關(guān)的代碼C.可以直接將原系統(tǒng)的二進(jìn)制文件在新平臺(tái)上運(yùn)行，無(wú)需任何修改D.移植過(guò)程主要取決于新平臺(tái)的性能，與原系統(tǒng)的架構(gòu)無(wú)關(guān)3、當(dāng)一個(gè)嵌入式操作系統(tǒng)需要與外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，例如物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備上傳數(shù)據(jù)到云服務(wù)器，在網(wǎng)絡(luò)連接不穩(wěn)定或帶寬有限的情況下，以下哪種數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議和技術(shù)更適合保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸？（）A.TCP協(xié)議，提供可靠的面向連接的傳輸B.UDP協(xié)議，快速但不可靠的傳輸C.HTTP協(xié)議，基于請(qǐng)求-響應(yīng)模式D.MQTT協(xié)議，專(zhuān)為低帶寬和不穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)4、嵌入式操作系統(tǒng)在航空航天領(lǐng)域有著嚴(yán)格的要求。假設(shè)一個(gè)航空電子設(shè)備需要運(yùn)行嵌入式操作系統(tǒng)。以下關(guān)于航空航天應(yīng)用中操作系統(tǒng)的特性，正確的是：（）A.高可靠性、容錯(cuò)性和符合航空標(biāo)準(zhǔn)是必備的B.可以使用普通的嵌入式操作系統(tǒng)，無(wú)需特殊考量C.對(duì)操作系統(tǒng)的性能和功能要求不高，重點(diǎn)在于成本控制D.航空航天領(lǐng)域的嵌入式操作系統(tǒng)與其他領(lǐng)域沒(méi)有差異5、在嵌入式系統(tǒng)的內(nèi)存保護(hù)機(jī)制中，虛擬內(nèi)存通常不是必需的。假設(shè)一個(gè)簡(jiǎn)單的電子秤的嵌入式系統(tǒng)，內(nèi)存資源有限。以下關(guān)于內(nèi)存保護(hù)的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以使用硬件機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)內(nèi)存訪問(wèn)的權(quán)限控制B.不需要復(fù)雜的內(nèi)存保護(hù)機(jī)制，因?yàn)橄到y(tǒng)功能簡(jiǎn)單C.內(nèi)存保護(hù)會(huì)增加系統(tǒng)的開(kāi)銷(xiāo)，在簡(jiǎn)單系統(tǒng)中可以忽略D.即使是簡(jiǎn)單系統(tǒng)，也應(yīng)該采用虛擬內(nèi)存來(lái)提高內(nèi)存管理的靈活性6、在嵌入式系統(tǒng)中，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序起著關(guān)鍵的作用。假設(shè)一個(gè)嵌入式汽車(chē)控制系統(tǒng)需要與多種傳感器和執(zhí)行器進(jìn)行通信。對(duì)于設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)，以下哪項(xiàng)是最為關(guān)鍵的？（）A.追求高性能，盡可能減少設(shè)備操作的響應(yīng)時(shí)間B.簡(jiǎn)化代碼，降低驅(qū)動(dòng)程序的復(fù)雜性C.確保驅(qū)動(dòng)程序的可移植性，能夠在不同的硬件平臺(tái)上運(yùn)行D.優(yōu)先考慮節(jié)省系統(tǒng)資源，降低驅(qū)動(dòng)程序的內(nèi)存占用7、當(dāng)一個(gè)嵌入式操作系統(tǒng)需要支持遠(yuǎn)程更新和升級(jí)功能，例如智能電表的軟件更新，以下哪種技術(shù)和策略能夠確保更新過(guò)程的安全性和可靠性？（）A.使用加密的更新包，并進(jìn)行完整性驗(yàn)證B.直接通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸未加密的更新文件C.不支持遠(yuǎn)程更新，采用人工現(xiàn)場(chǎng)更新的方式D.隨機(jī)選擇更新的時(shí)機(jī)和版本，不進(jìn)行版本控制8、在嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，調(diào)試工具和技術(shù)起著重要作用。假設(shè)一個(gè)復(fù)雜的嵌入式系統(tǒng)出現(xiàn)了運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤。以下關(guān)于調(diào)試方法的描述，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.可以使用硬件調(diào)試器，如JTAG接口，直接訪問(wèn)和控制處理器的內(nèi)部狀態(tài)B.軟件調(diào)試工具可以在代碼中插入打印語(yǔ)句，輸出關(guān)鍵變量的值來(lái)輔助調(diào)試C.在線仿真器可以完全模擬嵌入式系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境，提供最準(zhǔn)確的調(diào)試信息D.一旦系統(tǒng)開(kāi)發(fā)完成并投入使用，就不再需要調(diào)試工具和技術(shù)，因?yàn)橄到y(tǒng)應(yīng)該是穩(wěn)定可靠的9、在一個(gè)嵌入式操作系統(tǒng)中，為了提高系統(tǒng)的可靠性和容錯(cuò)能力，對(duì)于關(guān)鍵任務(wù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和恢復(fù)，以下哪種技術(shù)或方法可能會(huì)被采用？（）A.定期數(shù)據(jù)備份B.數(shù)據(jù)冗余存儲(chǔ)C.錯(cuò)誤檢測(cè)和糾正碼D.以上都是10、在嵌入式系統(tǒng)的圖形界面開(kāi)發(fā)中，需要考慮資源受限和用戶(hù)體驗(yàn)。假設(shè)一個(gè)小型嵌入式設(shè)備需要顯示簡(jiǎn)單的圖形界面。以下關(guān)于圖形界面選擇的描述，正確的是：（）A.使用復(fù)雜的圖形庫(kù)，提供豐富的圖形效果B.選擇輕量級(jí)的圖形庫(kù)，如MiniGUI，滿(mǎn)足基本需求并節(jié)省資源C.不使用圖形界面，通過(guò)命令行與用戶(hù)交互D.圖形界面的選擇對(duì)系統(tǒng)性能沒(méi)有影響11、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12、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13、嵌入式系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)內(nèi)核通常需要滿(mǎn)足嚴(yán)格的時(shí)間約束。假設(shè)一個(gè)實(shí)時(shí)內(nèi)核需要在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)調(diào)度和中斷處理，以下關(guān)于實(shí)時(shí)內(nèi)核性能評(píng)估的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.可以通過(guò)測(cè)量任務(wù)切換時(shí)間、中斷響應(yīng)時(shí)間等指標(biāo)來(lái)評(píng)估實(shí)時(shí)內(nèi)核的性能B.實(shí)時(shí)內(nèi)核的性能只與軟件實(shí)現(xiàn)有關(guān)，與硬件平臺(tái)無(wú)關(guān)C.最壞情況執(zhí)行時(shí)間（WCET）是評(píng)估實(shí)時(shí)內(nèi)核性能的重要參數(shù)之一D.實(shí)時(shí)內(nèi)核的性能評(píng)估需要在實(shí)際的應(yīng)用場(chǎng)景中進(jìn)行，以獲得準(zhǔn)確的結(jié)果14、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)存管理對(duì)于系統(tǒng)性能和資源利用至關(guān)重要。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備內(nèi)存資源有限，但需要運(yùn)行多個(gè)任務(wù)。以下關(guān)于內(nèi)存管理策略的描述，正確的是：（）A.采用動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配，讓任務(wù)根據(jù)需要隨時(shí)申請(qǐng)和釋放內(nèi)存，以提高靈活性B.使用靜態(tài)內(nèi)存分配，預(yù)先為每個(gè)任務(wù)分配固定的內(nèi)存空間，避免內(nèi)存碎片和分配開(kāi)銷(xiāo)C.不進(jìn)行內(nèi)存管理，讓任務(wù)自行競(jìng)爭(zhēng)內(nèi)存資源D.只依賴(lài)硬件的內(nèi)存管理機(jī)制，操作系統(tǒng)不參與內(nèi)存分配15、在一個(gè)嵌入式操作系統(tǒng)中，系統(tǒng)的安全性是至關(guān)重要的。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要處理敏感信息，如金融交易數(shù)據(jù)或個(gè)人身份信息。以下哪種安全機(jī)制能夠有效地保護(hù)這些數(shù)據(jù)的機(jī)密性和完整性？（）A.數(shù)據(jù)加密技術(shù)，如AES加密B.訪問(wèn)控制列表，限制對(duì)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)權(quán)限C.數(shù)字簽名技術(shù)，驗(yàn)證數(shù)據(jù)的來(lái)源和完整性D.不采取任何安全措施，依靠設(shè)備的物理保護(hù)16、當(dāng)對(duì)嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行性能測(cè)試時(shí)，需要評(píng)估多個(gè)方面的指標(biāo)。假設(shè)要測(cè)試一個(gè)嵌入式設(shè)備在處理不同負(fù)載情況下的響應(yīng)時(shí)間、資源利用率和功耗等。以下哪種測(cè)試工具和方法的組合最為有效？（）A.使用性能分析工具，如ProfilerB.進(jìn)行壓力測(cè)試和基準(zhǔn)測(cè)試C.人工觀察和記錄系統(tǒng)性能D.只測(cè)試部分功能，忽略整體性能17、當(dāng)為一個(gè)嵌入式設(shè)備開(kāi)發(fā)圖形用戶(hù)界面（GUI）時(shí)，需要考慮界面的簡(jiǎn)潔性、響應(yīng)速度和資源消耗。假設(shè)該設(shè)備的屏幕尺寸較小，處理能力有限。以下哪種GUI框架和技術(shù)最為合適？（）A.QtB.GTK+C.MicroWindowsD.自行開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單的圖形庫(kù)18、在嵌入式系統(tǒng)的電源管理中，睡眠模式和待機(jī)模式的使用可以降低功耗。假設(shè)一個(gè)便攜式醫(yī)療設(shè)備在不使用時(shí)需要進(jìn)入低功耗模式。以下關(guān)于睡眠模式和待機(jī)模式的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.睡眠模式下，系統(tǒng)會(huì)保存當(dāng)前狀態(tài)并關(guān)閉大部分硬件，功耗較低B.待機(jī)模式比睡眠模式功耗更低，但恢復(fù)時(shí)間更長(zhǎng)C.可以根據(jù)設(shè)備的使用場(chǎng)景靈活選擇睡眠模式或待機(jī)模式D.進(jìn)入睡眠模式或待機(jī)模式后，系統(tǒng)無(wú)法被喚醒19、在嵌入式操作系統(tǒng)中，以下哪種同步機(jī)制可以用于實(shí)現(xiàn)多個(gè)線程對(duì)共享資源的互斥訪問(wèn)？（）A.互斥鎖B.條件變量C.自旋鎖D.以上都是20、嵌入式操作系統(tǒng)中的進(jìn)程間通信（IPC）機(jī)制用于不同進(jìn)程之間的數(shù)據(jù)交換和協(xié)調(diào)工作。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)中有多個(gè)進(jìn)程需要協(xié)同完成一項(xiàng)任務(wù)，以下關(guān)于進(jìn)程間通信的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.管道是一種簡(jiǎn)單的進(jìn)程間通信方式，數(shù)據(jù)只能單向流動(dòng)B.消息隊(duì)列可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間的異步通信，消息可以按照一定的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行處理C.共享內(nèi)存可以提供高效的進(jìn)程間數(shù)據(jù)共享，但需要注意同步和互斥問(wèn)題D.進(jìn)程間通信只適用于同一種操作系統(tǒng)中的進(jìn)程，不同操作系統(tǒng)之間的進(jìn)程無(wú)法進(jìn)行通信二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）簡(jiǎn)述互斥鎖、條件變量和事件的使用方法。2、（本題5分）解釋系統(tǒng)調(diào)用的實(shí)現(xiàn)和參數(shù)傳遞。3、（本題5分）解釋在嵌入式系統(tǒng)中如何實(shí)現(xiàn)安全啟動(dòng)的密鑰管理。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)中使用拉力傳感器測(cè)量拉力值。2、（本題5分）利用嵌入式操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)一個(gè)RTC時(shí)鐘的鬧鐘重復(fù)設(shè)置程序。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，在嵌入式系統(tǒng)中使用濃度傳感器檢測(cè)物質(zhì)濃度。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，在嵌入式系統(tǒng)中使用照度差傳感器檢測(cè)光照度差。5、（本題5分）在嵌入式操作系統(tǒng)中