浙江師范大學《嵌入式系統(tǒng)》2021-2022學年第一學期期末試卷

自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁浙江師范大學

《嵌入式系統(tǒng)》2021-2022學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25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、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。假設一個嵌入式應用程序的運行效率較低，需要進行優(yōu)化。以下關于代碼優(yōu)化的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以通過算法改進、數(shù)據(jù)結構優(yōu)化等方式提高代碼的執(zhí)行效率B.優(yōu)化代碼時只需要考慮時間復雜度，不需要考慮空間復雜度C.對于關鍵代碼段，可以使用匯編語言編寫以提高執(zhí)行速度D.代碼優(yōu)化需要在不影響功能正確性的前提下進行2、在嵌入式系統(tǒng)的存儲架構中，ROM和RAM都有各自的用途。假設一個嵌入式設備需要存儲固化的程序代碼和運行時的數(shù)據(jù)。以下關于存儲選擇的描述，正確的是：（）A.將程序代碼和數(shù)據(jù)都存儲在ROM中，以保證數(shù)據(jù)不丟失B.把程序代碼存儲在ROM，運行時的數(shù)據(jù)存儲在RAM中C.全部使用RAM存儲，提高讀寫速度D.存儲選擇對系統(tǒng)性能沒有影響，可以隨意安排3、在嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)中，代碼的版本控制和管理是必不可少的。假設一個團隊在開發(fā)一個復雜的嵌入式項目，需要多人協(xié)作，并且要跟蹤代碼的變更歷史。以下哪種版本控制系統(tǒng)和工作流程最為合適？（）A.使用Git，采用分支管理策略B.使用SVN，集中式管理代碼C.不使用版本控制，通過郵件交流代碼D.自行開發(fā)簡單的版本控制工具4、嵌入式操作系統(tǒng)中的任務通信機制有多種方式。假設一個嵌入式系統(tǒng)中有多個任務需要協(xié)同工作，共享數(shù)據(jù)。以下哪種任務通信方式可能最為高效？（）A.消息隊列，任務通過發(fā)送和接收消息進行通信B.共享內(nèi)存，多個任務直接訪問同一塊內(nèi)存區(qū)域進行數(shù)據(jù)交換C.信號量，用于任務之間的同步和互斥D.管道，實現(xiàn)任務之間的單向數(shù)據(jù)傳輸5、嵌入式操作系統(tǒng)中的電源管理策略需要根據(jù)系統(tǒng)的工作狀態(tài)進行動態(tài)調(diào)整。假設一個嵌入式設備在待機模式和工作模式下的功耗差異較大，以下關于電源管理策略的描述，哪一項是不準確的？（）A.在待機模式下，可以降低處理器的工作頻率、關閉部分外設等，以降低功耗B.在工作模式下，需要根據(jù)系統(tǒng)的負載情況動態(tài)調(diào)整電源供應，以保證性能和功耗的平衡C.電源管理策略只需要考慮硬件的功耗特性，不需要考慮軟件的運行情況D.可以通過監(jiān)測系統(tǒng)的工作狀態(tài)和用戶操作，來自動切換不同的電源管理模式6、在嵌入式系統(tǒng)中，以下哪種通信方式適用于短距離、高速率的數(shù)據(jù)傳輸？（）A.SPIB.I2CC.UARTD.CAN7、嵌入式操作系統(tǒng)常常需要在低功耗的情況下保持系統(tǒng)的運行。假設一個基于電池供電的嵌入式設備，在系統(tǒng)空閑時需要降低功耗以延長電池壽命。以下哪種技術可以有效地實現(xiàn)這一目標？（）A.動態(tài)電壓頻率調(diào)整B.關閉部分不必要的硬件設備C.進入睡眠模式D.以上都是8、嵌入式系統(tǒng)的可靠性設計是確保系統(tǒng)在各種惡劣環(huán)境下正常運行的關鍵。假設一個嵌入式設備將用于高溫、高濕度和強電磁干擾的環(huán)境中，為了提高系統(tǒng)的可靠性，以下哪種措施最為重要？（）A.采用冗余設計B.加強電磁屏蔽C.進行嚴格的測試D.選擇高質(zhì)量的元器件9、在嵌入式操作系統(tǒng)中，實時性是一個關鍵的特性。假設一個醫(yī)療設備的嵌入式系統(tǒng)需要在嚴格的時間限制內(nèi)處理傳感器數(shù)據(jù)并做出響應，以確?；颊叩陌踩?。以下關于實時性的描述，哪一項是正確的？（）A.硬實時系統(tǒng)允許偶爾的任務超時，只要不頻繁發(fā)生B.軟實時系統(tǒng)對任務的響應時間有嚴格的要求，必須在規(guī)定時間內(nèi)完成C.硬實時系統(tǒng)必須保證所有任務都能在規(guī)定的截止時間之前完成D.實時性只與操作系統(tǒng)的調(diào)度算法有關，與硬件性能無關10、嵌入式操作系統(tǒng)在汽車電子領域有廣泛應用。假設一個汽車的電子控制單元（ECU）需要運行實時操作系統(tǒng)。以下關于汽車電子中操作系統(tǒng)的要求，正確的是：（）A.高可靠性、低延遲響應和符合汽車行業(yè)標準是關鍵要求B.可以使用通用的桌面操作系統(tǒng)，無需特殊定制C.對操作系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性要求不高，重點在于功能實現(xiàn)D.汽車電子中的操作系統(tǒng)與其他嵌入式系統(tǒng)沒有區(qū)別11、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)存機制，擴展系統(tǒng)的可用內(nèi)存D.不進行內(nèi)存管理，讓應用程序自行處理內(nèi)存12、在嵌入式系統(tǒng)中，設備驅(qū)動程序的開發(fā)是重要的工作之一。假設需要為一個新的傳感器開發(fā)驅(qū)動程序，以下關于驅(qū)動程序開發(fā)的描述，正確的是：（）A.驅(qū)動程序需要實現(xiàn)與硬件的底層通信，并向上層提供統(tǒng)一的接口B.驅(qū)動程序只需要關注硬件的功能實現(xiàn)，不需要考慮操作系統(tǒng)的接口規(guī)范C.為了提高效率，驅(qū)動程序可以直接訪問硬件的物理地址，繞過操作系統(tǒng)的保護機制D.驅(qū)動程序的開發(fā)與具體的操作系統(tǒng)無關，可以在不同的嵌入式操作系統(tǒng)中通用13、在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中，內(nèi)存管理是一個重要的環(huán)節(jié)。假設一個嵌入式設備需要同時運行多個應用程序，且內(nèi)存資源有限。以下關于內(nèi)存管理策略的描述，哪一項是錯誤的？（）A.固定分區(qū)內(nèi)存管理將內(nèi)存劃分為固定大小的分區(qū)，每個應用程序分配一個分區(qū)，易于實現(xiàn)但會產(chǎn)生內(nèi)部碎片B.動態(tài)分區(qū)內(nèi)存管理根據(jù)應用程序的需求動態(tài)分配內(nèi)存，提高了內(nèi)存利用率，但可能產(chǎn)生外部碎片C.分頁式內(nèi)存管理將內(nèi)存劃分為固定大小的頁，通過頁表進行映射，便于內(nèi)存共享和保護D.無論采用哪種內(nèi)存管理策略，都能完全避免內(nèi)存碎片的產(chǎn)生，保證內(nèi)存的高效利用14、在嵌入式系統(tǒng)的軟件開發(fā)中，交叉編譯是常見的操作。假設在一臺x86架構的主機上開發(fā)針對ARM架構的嵌入式軟件。以下關于交叉編譯的描述，哪一項是不正確的？（）A.交叉編譯工具鏈包括編譯器、鏈接器等，用于生成目標架構可執(zhí)行文件B.在交叉編譯過程中，需要根據(jù)目標架構的特性進行相應的配置和優(yōu)化C.交叉編譯生成的可執(zhí)行文件可以直接在開發(fā)主機上運行和調(diào)試D.不同的嵌入式架構需要不同的交叉編譯工具鏈15、當設計一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的可穿戴健康監(jiān)測設備時，需要考慮到設備的舒適性和佩戴方式。對于傳感器的選擇和布局，以下哪種方案可能是最優(yōu)的？（）A.集成式傳感器B.分布式傳感器C.柔性傳感器D.以上都有可能16、對于一個運行嵌入式操作系統(tǒng)的智能安防監(jiān)控設備，需要對大量的視頻數(shù)據(jù)進行存儲和檢索。以下哪種存儲技術和文件系統(tǒng)組合能夠提供高效的視頻存儲和快速的檢索功能？（）A.機械硬盤搭配FAT文件系統(tǒng)B.固態(tài)硬盤搭配NTFS文件系統(tǒng)C.閃存芯片搭配EXT文件系統(tǒng)D.專用的視頻存儲芯片搭配特定的視頻文件系統(tǒng)17、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)存管理對于系統(tǒng)性能和資源利用至關重要。假設一個嵌入式設備內(nèi)存資源有限，但需要運行多個任務。以下關于內(nèi)存管理策略的描述，正確的是：（）A.采用動態(tài)內(nèi)存分配，讓任務根據(jù)需要隨時申請和釋放內(nèi)存，以提高靈活性B.使用靜態(tài)內(nèi)存分配，預先為每個任務分配固定的內(nèi)存空間，避免內(nèi)存碎片和分配開銷C.不進行內(nèi)存管理，讓任務自行競爭內(nèi)存資源D.只依賴硬件的內(nèi)存管理機制，操作系統(tǒng)不參與內(nèi)存分配18、在嵌入式操作系統(tǒng)中，內(nèi)核的實時性擴展是提高系統(tǒng)響應能力的重要手段。假設一個嵌入式系統(tǒng)需要處理對時間要求極為嚴格的任務，如工業(yè)控制中的實時閉環(huán)控制。以下哪種實時性擴展技術能夠更好地滿足這種硬實時需求？（）A.在內(nèi)核中增加搶占點，提高任務切換的及時性B.采用微內(nèi)核架構，減小內(nèi)核的體積和復雜性C.優(yōu)化內(nèi)核的調(diào)度算法，提高任務調(diào)度的效率D.不進行實時性擴展，依靠默認的內(nèi)核配置19、在嵌入式系統(tǒng)中，電源管理對于延長設備的電池壽命非常重要。假設一個便攜式嵌入式設備需要在不同的工作模式下保持低功耗。以下關于電源管理的描述，哪一項是不準確的？（）A.可以通過動態(tài)調(diào)整處理器的頻率和電壓來降低功耗B.設備在待機模式下應關閉不必要的硬件模塊以節(jié)省電量C.電源管理策略只需要考慮硬件的功耗特性，與軟件的運行狀態(tài)無關D.采用智能電源管理算法可以根據(jù)設備的使用情況自動調(diào)整電源模式20、在嵌入式系統(tǒng)的存儲擴展中，外部存儲器如SD卡和eMMC可以提供額外的存儲空間。假設一個嵌入式設備需要擴展存儲容量。以下關于存儲擴展的描述，哪一項是不正確的？（）A.選擇存儲設備時需要考慮容量、速度、接口類型和功耗等因素B.可以通過文件系統(tǒng)將外部存儲器與內(nèi)部存儲器統(tǒng)一管理C.存儲擴展不會對系統(tǒng)的啟動時間和運行性能產(chǎn)生影響D.在使用外部存儲器時，需要注意數(shù)據(jù)的讀寫權限和訪問控制21、嵌入式系統(tǒng)通常需要與各種外部設備進行通信。假設有一個嵌入式設備，需要實時采集溫度傳感器的數(shù)據(jù)，并將其傳輸?shù)街鳈C進行處理。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.藍牙通信22、嵌入式操作系統(tǒng)的任務間通信機制除了消息隊列，還有共享內(nèi)存等方式。假設一個嵌入式系統(tǒng)需要在多個任務之間高效地共享大量數(shù)據(jù)。以下關于共享內(nèi)存的描述，哪一項是不正確的？（）A.共享內(nèi)存可以提供快速的數(shù)據(jù)交換，但需要同步機制來保證數(shù)據(jù)的一致性B.多個任務可以同時訪問共享內(nèi)存區(qū)域，提高了數(shù)據(jù)訪問的效率C.共享內(nèi)存的分配和釋放由操作系統(tǒng)自動管理，任務無需關心D.共享內(nèi)存的使用需要謹慎，避免出現(xiàn)內(nèi)存泄漏和數(shù)據(jù)競爭等問題23、嵌入式操作系統(tǒng)常常需要與外部網(wǎng)絡進行通信。假設一個嵌入式設備需要通過無線網(wǎng)絡傳輸大量數(shù)據(jù)。以下關于網(wǎng)絡通信的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以采用TCP/IP協(xié)議棧實現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)傳輸，但協(xié)議棧的實現(xiàn)會占用一定的系統(tǒng)資源B.無線網(wǎng)絡的信號強度和穩(wěn)定性會影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量，需要進行相應的錯誤處理和重傳機制C.為了降低功耗，在不需要通信時應關閉網(wǎng)絡接口，而不是保持連接狀態(tài)D.網(wǎng)絡通信的安全性只需要在應用層進行考慮，底層協(xié)議不需要關注24、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核移植是將操作系統(tǒng)適配到特定硬件平臺的過程。假設要將一個嵌入式操作系統(tǒng)移植到新的處理器架構上。以下關于內(nèi)核移植的要點，正確的是：（）A.只需修改少量代碼，就能完成移植B.深入了解硬件特性和操作系統(tǒng)架構，修改相關的驅(qū)動和底層代碼C.內(nèi)核移植是簡單的過程，不需要專業(yè)知識D.可以忽略硬件差異，直接進行操作系統(tǒng)的安裝25、在嵌入式系統(tǒng)中，設備的驅(qū)動程序需要與硬件緊密配合。假設一個新的硬件設備需要集成到嵌入式系統(tǒng)中，以下關于驅(qū)動開發(fā)的步驟，正確的是：（）A.了解硬件的規(guī)格和接口，編寫驅(qū)動代碼，進行測試和調(diào)試B.直接使用現(xiàn)有的類似設備驅(qū)動程序，無需進行修改C.先進行系統(tǒng)的整體升級，然后再開發(fā)新設備的驅(qū)動D.忽略硬件特性，只關注驅(qū)動程序的功能實現(xiàn)二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）什么是嵌入式系統(tǒng)的直接內(nèi)存訪問（DMA）？2、（本題5分）什么是嵌入式系統(tǒng)的上下文切換？3、（本題5分）解釋藍牙協(xié)議棧和功耗控制策略。4、（本題5分）什么是硬實時系統(tǒng)和軟實時系統(tǒng)？三、編程題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）實現(xiàn)一個嵌入式程序，使用扭矩趨勢預測傳感器預測扭矩趨勢。2、（本題5分）利用嵌入式操作系統(tǒng)實現(xiàn)一個ADC多通道數(shù)據(jù)采集程序，并進行數(shù)據(jù)分析。3、（本題5分）設計一個程序，在嵌入式系統(tǒng)中使用流量差傳感器測量液體流量差。4、（本題5分）在嵌入式操作系統(tǒng)中，實現(xiàn)一個Zigbee終端設備程序，加入Zigbee網(wǎng)絡。5、（本題