長(zhǎng)沙理工大學(xué)城南學(xué)院《嵌入式系統(tǒng)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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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)的實(shí)時(shí)性能評(píng)估需要綜合考慮多個(gè)指標(biāo)。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)用于實(shí)時(shí)控制應(yīng)用。以下關(guān)于實(shí)時(shí)性能評(píng)估指標(biāo)的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.任務(wù)響應(yīng)時(shí)間是指從任務(wù)請(qǐng)求到任務(wù)開(kāi)始執(zhí)行的時(shí)間間隔B.任務(wù)切換時(shí)間是指從一個(gè)任務(wù)切換到另一個(gè)任務(wù)所需的時(shí)間C.系統(tǒng)吞吐量是指單位時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)完成的任務(wù)數(shù)量，是評(píng)估實(shí)時(shí)性能的唯一重要指標(biāo)D.資源利用率包括CPU利用率、內(nèi)存利用率等，也能反映系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性能2、嵌入式操作系統(tǒng)中的文件系統(tǒng)通常需要支持掉電保護(hù)。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備在寫(xiě)入文件時(shí)突然掉電。以下關(guān)于掉電保護(hù)的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以采用日志文件系統(tǒng)來(lái)記錄文件操作的過(guò)程，以便在掉電后恢復(fù)B.掉電保護(hù)機(jī)制需要硬件提供電源備份或者電容儲(chǔ)能C.文件系統(tǒng)的緩存管理對(duì)于掉電保護(hù)至關(guān)重要，應(yīng)及時(shí)將緩存數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)介質(zhì)D.一旦發(fā)生掉電，文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)必然會(huì)丟失，無(wú)法恢復(fù)3、嵌入式操作系統(tǒng)中的中斷處理機(jī)制對(duì)于系統(tǒng)的及時(shí)響應(yīng)和穩(wěn)定性起著關(guān)鍵作用。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)正在執(zhí)行一個(gè)關(guān)鍵任務(wù)，此時(shí)發(fā)生了一個(gè)高優(yōu)先級(jí)的中斷。以下關(guān)于中斷處理的描述，正確的是：（）A.系統(tǒng)立即暫停當(dāng)前任務(wù)，轉(zhuǎn)去處理中斷，中斷處理完成后返回原任務(wù)繼續(xù)執(zhí)行B.系統(tǒng)先完成當(dāng)前任務(wù)，再處理中斷，以保證任務(wù)的連續(xù)性C.系統(tǒng)根據(jù)中斷的優(yōu)先級(jí)決定是否暫停當(dāng)前任務(wù)，如果優(yōu)先級(jí)低則忽略中斷D.系統(tǒng)拒絕所有中斷，直到當(dāng)前任務(wù)完成，以防止任務(wù)被中斷干擾4、在嵌入式系統(tǒng)的音頻處理中，數(shù)字信號(hào)處理（DSP）技術(shù)常常被應(yīng)用。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音識(shí)別功能，以下關(guān)于數(shù)字信號(hào)處理的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.數(shù)字信號(hào)處理可以對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行濾波、變換等操作B.數(shù)字信號(hào)處理算法的復(fù)雜度較高，需要高效的實(shí)現(xiàn)方式C.嵌入式系統(tǒng)中的數(shù)字信號(hào)處理通常使用專用的DSP芯片來(lái)提高處理速度D.數(shù)字信號(hào)處理在音頻處理中的應(yīng)用僅限于語(yǔ)音識(shí)別，不能用于其他音頻功能5、在嵌入式操作系統(tǒng)中，文件系統(tǒng)的選擇需要考慮設(shè)備的存儲(chǔ)特性和應(yīng)用需求。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備使用閃存作為存儲(chǔ)介質(zhì)，需要一個(gè)可靠且高效的文件系統(tǒng)。以下哪種文件系統(tǒng)可能是合適的選擇？（）A.FAT文件系統(tǒng)，廣泛兼容但不適合閃存的頻繁寫(xiě)入B.NTFS文件系統(tǒng)，功能強(qiáng)大但對(duì)資源要求較高C.EXT文件系統(tǒng)，常用于Linux系統(tǒng)但對(duì)嵌入式設(shè)備不太優(yōu)化D.JFFS2文件系統(tǒng)，專門(mén)為閃存設(shè)計(jì)，具有較好的磨損均衡和掉電保護(hù)6、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7、在嵌入式系統(tǒng)中，中斷處理是響應(yīng)外部事件的重要機(jī)制。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要實(shí)時(shí)處理多個(gè)不同優(yōu)先級(jí)的中斷源，為了確保高優(yōu)先級(jí)中斷能夠及時(shí)得到響應(yīng)，同時(shí)不影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性，以下哪種中斷處理策略最為合理？（）A.中斷嵌套，高優(yōu)先級(jí)中斷可打斷低優(yōu)先級(jí)中斷B.禁止所有中斷，逐個(gè)處理C.按照中斷到達(dá)的順序處理D.只處理高優(yōu)先級(jí)中斷，忽略低優(yōu)先級(jí)中斷8、在嵌入式操作系統(tǒng)中，內(nèi)存管理是一個(gè)關(guān)鍵部分。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要同時(shí)運(yùn)行多個(gè)任務(wù)，且這些任務(wù)對(duì)內(nèi)存的需求各不相同。有的任務(wù)需要較大的連續(xù)內(nèi)存空間來(lái)處理大量數(shù)據(jù)，有的任務(wù)則只需要較小的內(nèi)存塊進(jìn)行頻繁的讀寫(xiě)操作。在這種情況下，以下哪種內(nèi)存管理策略更適合？（）A.固定分區(qū)分配，將內(nèi)存預(yù)先劃分為固定大小的分區(qū)B.動(dòng)態(tài)分區(qū)分配，根據(jù)任務(wù)需求實(shí)時(shí)分配內(nèi)存C.分頁(yè)式內(nèi)存管理，將內(nèi)存劃分為固定大小的頁(yè)D.分段式內(nèi)存管理，根據(jù)程序的邏輯分段分配內(nèi)存9、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(xiě)權(quán)限和訪問(wèn)控制10、嵌入式系統(tǒng)的引導(dǎo)加載程序（Bootloader）的主要功能不包括（）A.初始化硬件B.加載內(nèi)核C.運(yùn)行應(yīng)用程序D.提供交互界面11、嵌入式操作系統(tǒng)常常需要與外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸大量數(shù)據(jù)。以下關(guān)于網(wǎng)絡(luò)通信的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以采用TCP/IP協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)傳輸，但協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)會(huì)占用一定的系統(tǒng)資源B.無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)強(qiáng)度和穩(wěn)定性會(huì)影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量，需要進(jìn)行相應(yīng)的錯(cuò)誤處理和重傳機(jī)制C.為了降低功耗，在不需要通信時(shí)應(yīng)關(guān)閉網(wǎng)絡(luò)接口，而不是保持連接狀態(tài)D.網(wǎng)絡(luò)通信的安全性只需要在應(yīng)用層進(jìn)行考慮，底層協(xié)議不需要關(guān)注12、當(dāng)設(shè)計(jì)一個(gè)基于嵌入式操作系統(tǒng)的便攜式醫(yī)療設(shè)備時(shí)，需要考慮到設(shè)備的尺寸、重量和電池壽命。對(duì)于操作系統(tǒng)的選擇，以下哪種嵌入式操作系統(tǒng)可能具有更好的適應(yīng)性？（）A.FreeRTOSB.LinuxC.WindowsEmbeddedD.VxWorks13、嵌入式系統(tǒng)通常需要與各種外部設(shè)備進(jìn)行通信。假設(shè)有一個(gè)嵌入式設(shè)備，需要實(shí)時(shí)采集溫度傳感器的數(shù)據(jù)，并將其傳輸?shù)街鳈C(jī)進(jìn)行處理。在這種情況下，以下哪種通信方式可能是最優(yōu)選擇？（）A.串行通信B.并行通信C.USB通信D.藍(lán)牙通信14、在嵌入式系統(tǒng)的安全方面，加密和認(rèn)證技術(shù)是常用的手段。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要保護(hù)敏感數(shù)據(jù)的傳輸和存儲(chǔ)。以下關(guān)于安全技術(shù)的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以使用對(duì)稱加密算法如AES對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，保證數(shù)據(jù)的保密性B.非對(duì)稱加密算法如RSA常用于數(shù)字簽名和密鑰交換C.加密和認(rèn)證技術(shù)會(huì)增加系統(tǒng)的開(kāi)銷，但可以通過(guò)優(yōu)化算法來(lái)降低影響D.只要使用了加密和認(rèn)證技術(shù)，嵌入式系統(tǒng)就絕對(duì)安全，不會(huì)受到任何攻擊15、對(duì)于一個(gè)運(yùn)行嵌入式操作系統(tǒng)的智能交通系統(tǒng)設(shè)備，例如車(chē)載導(dǎo)航儀，需要快速處理大量的地理信息和實(shí)時(shí)交通數(shù)據(jù)。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法更適合提高數(shù)據(jù)處理的效率？（）A.二叉搜索樹(shù)，用于快速查找數(shù)據(jù)B.哈希表，實(shí)現(xiàn)快速的插入和查找C.鏈表，方便數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)添加和刪除D.數(shù)組，簡(jiǎn)單直觀但查找效率較低16、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(mǎi)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)17、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18、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(gè)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(xiàng)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(wèn)題B.IPv6的包頭結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)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(jiǎn)單，不需要對(duì)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19、在嵌入式系統(tǒng)的可靠性測(cè)試中，壓力測(cè)試是一種常用的方法。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要在高負(fù)載和惡劣環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，以下關(guān)于壓力測(cè)試的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.壓力測(cè)試可以模擬系統(tǒng)在極端情況下的工作狀態(tài)，檢測(cè)潛在的故障B.壓力測(cè)試需要對(duì)系統(tǒng)的硬件、軟件和環(huán)境進(jìn)行綜合考慮C.壓力測(cè)試只需要關(guān)注系統(tǒng)的性能指標(biāo)，不需要考慮功能的正確性D.壓力測(cè)試的結(jié)果可以為系統(tǒng)的優(yōu)化和改進(jìn)提供依據(jù)20、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核裁剪是為了滿足特定應(yīng)用的需求和資源限制。假設(shè)一個(gè)簡(jiǎn)單的嵌入式傳感器設(shè)備，只需要基本的任務(wù)調(diào)度和通信功能。在進(jìn)行內(nèi)核裁剪時(shí)，以下哪些部分可能會(huì)被去除？（）A.復(fù)雜的內(nèi)存管理模塊，因?yàn)樵O(shè)備內(nèi)存需求簡(jiǎn)單B.完整的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，因?yàn)樵O(shè)備不需要聯(lián)網(wǎng)C.高級(jí)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)支持，因?yàn)閭鞲衅髟O(shè)備驅(qū)動(dòng)相對(duì)簡(jiǎn)單D.以上選項(xiàng)都有可能被裁剪以減小內(nèi)核體積二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）什么是嵌入式系統(tǒng)的啟動(dòng)加載程序（Bootloader）？2、（本題5分）解釋如何在嵌入式系統(tǒng)中保障數(shù)據(jù)的安全性。3、（本題5分）嵌入式操作系統(tǒng)中的無(wú)線通信模塊（如Wi-Fi）的驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)要點(diǎn)有哪些？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，使用pH值變化率傳感器檢測(cè)溶液的pH值變化率。2、（本題5分）用嵌入式操作系統(tǒng)編寫(xiě)一個(gè)振動(dòng)傳感器的驅(qū)動(dòng)程序。3、（本題5分）在嵌入式操作系統(tǒng)中，創(chuàng)建一個(gè)內(nèi)存