華僑大學(xué)《嵌入式系統(tǒng)綜合設(shè)計》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《嵌入式系統(tǒng)綜合設(shè)計》2023-2024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15個小題，每小題1分，共15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、嵌入式操作系統(tǒng)中的內(nèi)核調(diào)試通常比應(yīng)用程序調(diào)試更困難。假設(shè)需要調(diào)試嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核。以下關(guān)于內(nèi)核調(diào)試的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以使用內(nèi)核調(diào)試工具如kgdb來進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)試B.內(nèi)核調(diào)試需要對操作系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和機(jī)制有深入的了解C.在內(nèi)核調(diào)試過程中，可以隨意修改內(nèi)核的數(shù)據(jù)和代碼，不會影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性D.打印內(nèi)核調(diào)試信息需要謹(jǐn)慎，避免輸出過多信息導(dǎo)致系統(tǒng)性能下降2、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核裁剪是為了滿足特定系統(tǒng)的需求。假設(shè)一個嵌入式系統(tǒng)只需要支持基本的任務(wù)調(diào)度和內(nèi)存管理功能，以下關(guān)于內(nèi)核裁剪的描述，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.可以去除不必要的內(nèi)核模塊和功能，減小內(nèi)核體積B.內(nèi)核裁剪需要對操作系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有深入的了解C.裁剪后的內(nèi)核性能一定比完整內(nèi)核更高D.內(nèi)核裁剪需要在滿足系統(tǒng)需求的前提下進(jìn)行，避免影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性3、在嵌入式操作系統(tǒng)中，文件系統(tǒng)的選擇需要考慮設(shè)備的存儲特性和應(yīng)用需求。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備使用閃存作為存儲介質(zhì)，需要一個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入B.NTFS文件系統(tǒng)，功能強(qiáng)大但對資源要求較高C.EXT文件系統(tǒng)，常用于Linux系統(tǒng)但對嵌入式設(shè)備不太優(yōu)化D.JFFS2文件系統(tǒng)，專門為閃存設(shè)計，具有較好的磨損均衡和掉電保護(hù)4、在嵌入式系統(tǒng)的遠(yuǎn)程管理和監(jiān)控方面，網(wǎng)絡(luò)通信起著關(guān)鍵作用。假設(shè)一個分布式的嵌入式設(shè)備網(wǎng)絡(luò)需要進(jìn)行遠(yuǎn)程管理。以下關(guān)于遠(yuǎn)程管理實現(xiàn)的描述，正確的是：（）A.建立專用的通信協(xié)議，實現(xiàn)高效的遠(yuǎn)程控制和數(shù)據(jù)采集B.直接使用通用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，不進(jìn)行任何定制C.遠(yuǎn)程管理會增加系統(tǒng)風(fēng)險，應(yīng)盡量避免D.嵌入式系統(tǒng)不支持遠(yuǎn)程管理功能5、當(dāng)一個嵌入式操作系統(tǒng)需要支持實時多媒體處理，例如在移動設(shè)備上進(jìn)行高清視頻播放和錄制，對系統(tǒng)的處理能力和實時性有很高的要求。以下哪種硬件架構(gòu)和技術(shù)的組合能夠更好地滿足這種需求？（）A.單核處理器搭配高速緩存B.多核處理器并采用并行處理技術(shù)C.專用的多媒體處理芯片D.降低系統(tǒng)時鐘頻率以減少功耗6、在嵌入式系統(tǒng)的電源管理中，動態(tài)電壓頻率調(diào)整（DVFS）技術(shù)可以根據(jù)系統(tǒng)負(fù)載動態(tài)調(diào)整電壓和頻率。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備的工作負(fù)載變化較大。以下關(guān)于DVFS的描述，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.DVFS可以在系統(tǒng)負(fù)載低時降低電壓和頻率，以節(jié)省功耗B.調(diào)整電壓和頻率的過程需要一定的時間，可能會影響系統(tǒng)的實時性能C.DVFS技術(shù)需要硬件支持，同時操作系統(tǒng)需要相應(yīng)的驅(qū)動和管理策略D.為了最大限度地節(jié)省功耗，應(yīng)該始終將電壓和頻率調(diào)整到最低值7、在嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信中，協(xié)議的選擇需要考慮帶寬、實時性和資源消耗等因素。假設(shè)一個低帶寬、對實時性要求較高的嵌入式網(wǎng)絡(luò)。以下關(guān)于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議選擇的描述，正確的是：（）A.選擇TCP協(xié)議，因其可靠的傳輸機(jī)制B.選擇UDP協(xié)議，并在應(yīng)用層實現(xiàn)必要的可靠性和錯誤處理機(jī)制，以滿足實時性要求C.使用復(fù)雜的高層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，以提供豐富的功能D.不考慮網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，直接進(jìn)行原始數(shù)據(jù)傳輸8、在嵌入式系統(tǒng)的可靠性測試中，壓力測試是一種常用的方法。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備需要在高負(fù)載和惡劣環(huán)境下長時間穩(wěn)定運(yùn)行，以下關(guān)于壓力測試的描述，哪一項是不正確的？（）A.壓力測試可以模擬系統(tǒng)在極端情況下的工作狀態(tài)，檢測潛在的故障B.壓力測試需要對系統(tǒng)的硬件、軟件和環(huán)境進(jìn)行綜合考慮C.壓力測試只需要關(guān)注系統(tǒng)的性能指標(biāo)，不需要考慮功能的正確性D.壓力測試的結(jié)果可以為系統(tǒng)的優(yōu)化和改進(jìn)提供依據(jù)9、當(dāng)開發(fā)一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的智能家電產(chǎn)品，如智能冰箱，需要實現(xiàn)與用戶的友好交互和遠(yuǎn)程控制功能。以下哪種用戶界面技術(shù)可能會被應(yīng)用？（）A.觸摸屏B.語音識別C.手機(jī)APPD.以上都是10、嵌入式操作系統(tǒng)的啟動過程包括硬件初始化、引導(dǎo)加載程序和內(nèi)核啟動等階段。假設(shè)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(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)核啟動后會進(jìn)行設(shè)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(shè)計硬件來解決問題，無法通過軟件調(diào)試11、在嵌入式操作系統(tǒng)中，實時任務(wù)的截止時間是一個重要的約束條件。假設(shè)一個實時任務(wù)必須在規(guī)定的時間內(nèi)完成計算和輸出，否則會導(dǎo)致系統(tǒng)故障。以下哪種調(diào)度算法能夠更好地保證實時任務(wù)按時完成？（）A.最早截止時間優(yōu)先（EDF）調(diào)度算法B.最短剩余時間優(yōu)先（SRTF）調(diào)度算法C.最高響應(yīng)比優(yōu)先（HRRN）調(diào)度算法D.輪詢調(diào)度算法12、在嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全方面，加密算法起著重要的作用。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備需要在網(wǎng)絡(luò)通信中保護(hù)數(shù)據(jù)的機(jī)密性和完整性，以下關(guān)于加密算法的描述，哪一項是不正確的？（）A.AES是一種常用的對稱加密算法，加密和解密使用相同的密鑰B.RSA是一種非對稱加密算法，適用于數(shù)字簽名和密鑰交換C.加密算法的強(qiáng)度越高，加密和解密的速度就越慢D.嵌入式系統(tǒng)中只能使用對稱加密算法，不能使用非對稱加密算法13、嵌入式操作系統(tǒng)的引導(dǎo)加載程序（Bootloader）負(fù)責(zé)系統(tǒng)的初始化和啟動引導(dǎo)。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備的Bootloader需要支持從多種存儲介質(zhì)啟動。以下關(guān)于Bootloader功能的描述，正確的是：（）A.Bootloader能夠檢測存儲介質(zhì)的類型，并選擇合適的啟動鏡像加載B.Bootloader只負(fù)責(zé)從固定的存儲介質(zhì)啟動，不能切換C.Bootloader在啟動過程中不進(jìn)行任何硬件初始化操作D.Bootloader的功能單一，不能進(jìn)行系統(tǒng)升級等操作14、在嵌入式操作系統(tǒng)中，實時性的保證不僅取決于軟件，還與硬件密切相關(guān)。假設(shè)一個嵌入式系統(tǒng)需要處理高速的外部事件，對響應(yīng)時間的要求在微秒級別。為了滿足這種苛刻的實時性要求，以下哪種硬件和軟件的配合方式最為關(guān)鍵？（）A.高性能的CPU和簡單的操作系統(tǒng)B.專用的實時硬件和定制的操作系統(tǒng)C.通用的硬件平臺和復(fù)雜的操作系統(tǒng)D.低功耗的硬件和開源的操作系統(tǒng)15、在嵌入式操作系統(tǒng)中，任務(wù)的優(yōu)先級反轉(zhuǎn)是一個可能出現(xiàn)的問題。假設(shè)一個高優(yōu)先級任務(wù)需要等待一個被低優(yōu)先級任務(wù)占用的資源，導(dǎo)致高優(yōu)先級任務(wù)被阻塞。以下哪種方法能夠有效地避免或解決任務(wù)優(yōu)先級反轉(zhuǎn)的問題？（）A.提升低優(yōu)先級任務(wù)的優(yōu)先級，使其盡快釋放資源B.禁止低優(yōu)先級任務(wù)占用關(guān)鍵資源C.使用優(yōu)先級繼承機(jī)制，暫時提高占用資源的低優(yōu)先級任務(wù)的優(yōu)先級D.不處理優(yōu)先級反轉(zhuǎn)問題，依靠任務(wù)調(diào)度算法自動解決二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）簡述可移植性測試的步驟和關(guān)注點(diǎn)。2、（本題5分）簡述在線升級和離線升級的流程。3、（本題5分）在嵌入式操作系統(tǒng)中，如何進(jìn)行系統(tǒng)的性能瓶頸分析和定位？4、（本題5分）什么是嵌入式系統(tǒng)的可用性測試？三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）以一個智能空氣凈化器為例，分析嵌入式操作系統(tǒng)在其中的功能需求，如空氣質(zhì)量檢測、凈化控制、遠(yuǎn)程監(jiān)控等方面，討論其對健康生活的影響。2、（本題5分）以智能環(huán)境監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)為例，綜合分析嵌入式操作系統(tǒng)的重要性。包括對環(huán)境參數(shù)監(jiān)測、預(yù)警發(fā)布、數(shù)據(jù)分析等方面的要求，以及如何實現(xiàn)高效預(yù)警。3、（本題5分）闡述嵌入式操作系統(tǒng)在智能農(nóng)業(yè)溫室控制系統(tǒng)中的重要性。分析其對溫室環(huán)境監(jiān)測、溫度控制、濕度調(diào)節(jié)等方面的影響，以及自動化控制需求。4、（本題5分）分析嵌入式操作系統(tǒng)在工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信功能中的應(yīng)用，包括工業(yè)以太網(wǎng)、無線通信、通信協(xié)議棧等方面，探討其對工業(yè)智能化的支持。5、（本題5分）論述嵌入式操作系統(tǒng)在醫(yī)療可穿戴設(shè)備中的重要性。分析其在健康監(jiān)測、數(shù)據(jù)傳輸和遠(yuǎn)