中國計量大學現(xiàn)代科技學院《嵌入式系統(tǒng)原理與應用》2022-2023學年第一學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁中國計量大學現(xiàn)代科技學院

《嵌入式系統(tǒng)原理與應用》2022-2023學年第一學期期末試卷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2分，共40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)中，實時時鐘（RTC）對于時間相關(guān)的操作非常重要。假設一個嵌入式設備需要精確的時間記錄和定時功能。以下關(guān)于實時時鐘的描述，哪一項是不正確的？（）A.實時時鐘可以在系統(tǒng)斷電時依靠備用電池保持時間的準確性B.可以通過編程設置實時時鐘的鬧鐘功能，實現(xiàn)定時喚醒系統(tǒng)C.實時時鐘的精度只取決于時鐘芯片的質(zhì)量，與軟件配置無關(guān)D.操作系統(tǒng)需要提供接口來讀取和設置實時時鐘的時間2、在嵌入式系統(tǒng)的軟件更新方面，需要考慮系統(tǒng)的可用性和安全性。假設一個正在運行的嵌入式設備需要進行軟件升級。以下關(guān)于軟件更新方式的描述，正確的是：（）A.直接在運行時進行在線更新，不考慮更新失敗的風險B.采用離線更新方式，將設備停機后進行更新，確保更新的可靠性C.忽略軟件更新，使用初始版本直至設備退役D.軟件更新方式對系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性沒有影響3、嵌入式操作系統(tǒng)中的定時器是常用的功能模塊。假設一個嵌入式系統(tǒng)需要實現(xiàn)精確的定時功能。以下關(guān)于定時器的描述，正確的是：（）A.可以通過軟件定時器實現(xiàn)較精確的定時，但會占用較多的CPU資源B.硬件定時器具有更高的精度和可靠性，不受CPU負載影響C.可以通過調(diào)整定時器的時鐘源和分頻系數(shù)來設置定時時間D.以上描述都是關(guān)于嵌入式操作系統(tǒng)中定時器的正確特點4、嵌入式操作系統(tǒng)的啟動過程包括硬件初始化、引導加載程序和內(nèi)核啟動等階段。假設一個嵌入式系統(tǒng)在啟動時出現(xiàn)故障。以下關(guān)于啟動過程的描述，哪一項是不正確的？（）A.硬件初始化包括設置處理器的工作模式、初始化內(nèi)存控制器等B.引導加載程序負責將操作系統(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)核啟動后會進行設備驅(qū)動的加載和系統(tǒng)配置的初始化D.一旦啟動過程出現(xiàn)故障，只能重新設計硬件來解決問題，無法通過軟件調(diào)試5、在嵌入式系統(tǒng)的音頻處理中，數(shù)字信號處理（DSP）技術(shù)常常被應用。假設一個嵌入式設備需要實現(xiàn)音頻的編碼和解碼。以下關(guān)于音頻DSP的描述，哪一項是錯誤的？（）A.DSP算法可以有效地對音頻信號進行壓縮和濾波等處理B.音頻DSP的計算復雜度較高，需要合理優(yōu)化以滿足實時性要求C.可以使用專用的DSP芯片或在通用處理器上通過軟件實現(xiàn)音頻處理功能D.音頻DSP只關(guān)注音頻的質(zhì)量，對系統(tǒng)的資源消耗無需考慮6、在嵌入式系統(tǒng)中，網(wǎng)絡通信功能的實現(xiàn)需要考慮資源和性能的平衡。假設一個嵌入式設備需要與遠程服務器進行少量數(shù)據(jù)的周期性傳輸。以下哪種網(wǎng)絡協(xié)議可能最為適合？（）A.TCP協(xié)議，提供可靠的連接和數(shù)據(jù)傳輸B.UDP協(xié)議，傳輸效率高但不可靠C.HTTP協(xié)議，常用于網(wǎng)頁訪問，適用于嵌入式系統(tǒng)D.SMTP協(xié)議，用于電子郵件傳輸，可用于數(shù)據(jù)交換7、在一個嵌入式操作系統(tǒng)中，內(nèi)核的裁剪和定制是常見的操作。假設一個智能家電的控制系統(tǒng)，其功能相對簡單，不需要復雜的內(nèi)核功能，同時對系統(tǒng)的存儲空間和運行效率有較高要求。以下哪種內(nèi)核裁剪和定制的策略是最合適的？（）A.保留所有內(nèi)核功能，僅優(yōu)化內(nèi)核參數(shù)B.根據(jù)具體需求，刪除不必要的內(nèi)核模塊和功能C.只保留最基本的內(nèi)核功能，其他功能通過外部庫實現(xiàn)D.參考其他類似系統(tǒng)的內(nèi)核裁剪方案，進行簡單修改8、在嵌入式系統(tǒng)的通信機制中，消息隊列是常用的一種方式。假設一個嵌入式系統(tǒng)中有多個任務需要相互通信和協(xié)作。以下關(guān)于消息隊列的描述，哪一項是不正確的？（）A.消息隊列可以實現(xiàn)任務之間的異步通信，發(fā)送方無需等待接收方的響應B.消息隊列可以存儲一定數(shù)量的消息，當隊列滿時，新的消息可以等待或被丟棄C.消息隊列中的消息可以具有不同的優(yōu)先級，高優(yōu)先級消息先被處理D.消息隊列只能在同一進程內(nèi)的任務之間使用，不能用于不同進程之間的通信9、嵌入式操作系統(tǒng)常常需要進行任務調(diào)度。假設一個智能手表的嵌入式系統(tǒng)，其中有顯示更新任務、傳感器數(shù)據(jù)采集任務和通信任務等。在這種情況下，以下哪種任務調(diào)度算法可能最適合？（）A.先來先服務調(diào)度算法，按照任務到達的先后順序執(zhí)行B.優(yōu)先級調(diào)度算法，根據(jù)任務的重要性和緊急程度分配優(yōu)先級C.時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法，每個任務輪流獲得固定的執(zhí)行時間D.隨機調(diào)度算法，隨機選擇任務執(zhí)行，以實現(xiàn)公平性10、嵌入式操作系統(tǒng)中的引導加載程序（Bootloader）負責啟動系統(tǒng)。假設一個嵌入式系統(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D.良好的Bootloader設計應該具有錯誤恢復和升級功能11、在嵌入式系統(tǒng)的存儲管理中，閃存（FlashMemory）是常用的存儲介質(zhì)。假設一個嵌入式導航設備需要頻繁讀寫數(shù)據(jù)到閃存中。以下關(guān)于閃存的使用和管理，哪一項是需要特別注意的？（）A.不需要考慮擦除操作，直接寫入數(shù)據(jù)即可B.閃存的讀寫速度比傳統(tǒng)硬盤快，無需優(yōu)化讀寫操作C.由于閃存具有有限的擦寫次數(shù)，需要采用均衡磨損算法延長其壽命D.閃存的容量很大，可以隨意存儲大量臨時數(shù)據(jù)12、在嵌入式系統(tǒng)中，系統(tǒng)的更新和升級需要考慮多種因素。假設一個已經(jīng)部署的嵌入式設備需要進行軟件升級，要確保升級過程的安全性和可靠性，同時盡量減少對用戶使用的影響。以下哪種升級方式最為合適？（）A.在線升級，自動完成B.用戶手動下載更新包進行升級C.召回設備，在工廠進行升級D.不進行升級，保持初始版本13、在嵌入式系統(tǒng)中，實時時鐘（RTC）是常用的模塊。假設一個嵌入式設備需要精確的時間記錄。以下關(guān)于實時時鐘的描述，哪一項是不正確的？（）A.實時時鐘可以在系統(tǒng)斷電時依靠電池保持時間的準確性B.可以通過編程設置實時時鐘的鬧鐘功能，實現(xiàn)定時喚醒系統(tǒng)C.實時時鐘的精度只取決于時鐘芯片的質(zhì)量，與軟件配置無關(guān)D.實時時鐘通常與操作系統(tǒng)的時間管理模塊進行交互，提供統(tǒng)一的時間服務14、在嵌入式操作系統(tǒng)中，以下哪種內(nèi)存分配方式速度較快但容易產(chǎn)生內(nèi)存碎片？（）A.動態(tài)分配B.靜態(tài)分配C.堆分配D.棧分配15、在嵌入式系統(tǒng)的存儲擴展中，SD卡是一種常見的存儲設備。假設一個嵌入式設備需要使用SD卡來存儲大量的數(shù)據(jù)，以下關(guān)于SD卡的描述，哪一項是不正確的？（）A.SD卡具有體積小、容量大、讀寫速度快等優(yōu)點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)需要提供相應的驅(qū)動程序來支持SD卡的讀寫操作D.SD卡的數(shù)據(jù)讀寫是通過串行接口進行的，速度較慢，不適合大數(shù)據(jù)量的傳輸16、在一個嵌入式音頻處理系統(tǒng)中，如數(shù)字音頻播放器，需要對音頻信號進行高質(zhì)量的處理和輸出。為了實現(xiàn)低失真和高保真的音頻效果，以下哪種音頻處理技術(shù)可能會被使用？（）A.數(shù)字信號處理算法B.音頻編碼和解碼C.音頻均衡和濾波D.以上都是17、當設計一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的便攜式醫(yī)療設備時，需要考慮到設備的尺寸、重量和電池壽命。對于操作系統(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性？（）A.FreeRTOSB.LinuxC.WindowsEmbeddedD.VxWorks18、嵌入式操作系統(tǒng)需要與各種通信接口進行交互。假設一個物聯(lián)網(wǎng)設備的嵌入式系統(tǒng)需要與藍牙、Wi-Fi和Zigbee等多種通信技術(shù)進行通信。在這種情況下，以下關(guān)于通信接口管理的描述，哪一項是不正確的？（）A.為每種通信接口編寫獨立的驅(qū)動程序，以確?；ゲ桓蓴_B.可以使用統(tǒng)一的通信框架來管理不同的通信接口，提高代碼復用性C.通信接口的選擇只取決于通信距離，與數(shù)據(jù)傳輸速率無關(guān)D.要考慮不同通信接口的能耗，以優(yōu)化系統(tǒng)的整體功耗19、在嵌入式系統(tǒng)的硬件選型中，需要綜合考慮多種因素。假設一個智能手表的嵌入式系統(tǒng)，需要低功耗、高性能的處理器。以下關(guān)于硬件選型的描述，哪一項是不正確的？（）A.只關(guān)注處理器的性能，忽略功耗和成本B.考慮處理器的集成度，如是否集成了藍牙、Wi-Fi等功能模塊C.參考其他類似產(chǎn)品的硬件選型方案，借鑒經(jīng)驗D.進行硬件的性能測試和評估，確保滿足系統(tǒng)需求20、在一個嵌入式網(wǎng)絡設備中，如智能路由器，需要處理大量的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包，并進行快速的路由決策。為了提高網(wǎng)絡性能和數(shù)據(jù)包處理速度，以下哪種技術(shù)可能會被應用？（）A.硬件加速B.軟件優(yōu)化C.負載均衡D.以上都是二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）在嵌入式操作系統(tǒng)中，如何處理多核處理器的資源分配和同步？2、（本題5分）簡述協(xié)議測試的重要性和常見協(xié)議。3、（本題5分）解釋定點數(shù)運算和硬件加速的應用。三、編程題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）創(chuàng)建一個任務，通過嵌入式操作系統(tǒng)控制一個蜂鳴器發(fā)出不同頻率的聲音。2、（本題5分）在嵌入式操作系統(tǒng)中，實現(xiàn)一個Wi-Fi6通信程序。3、（本題5分）用嵌入式操作系統(tǒng)編寫一個超聲波液位傳感器的驅(qū)動程序。4、（本題5分）設計一個程序，在嵌入式系統(tǒng)