江蘇工程職業(yè)技術學院《嵌入式系統(tǒng)A》2023-2024學年第一學期期末試卷

站名：站名：年級專業(yè)：姓名：學號：凡年級專業(yè)、姓名、學號錯寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記?！堋狻€…………第1頁，共1頁江蘇工程職業(yè)技術學院《嵌入式系統(tǒng)A》

2023-2024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、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核裁剪是為了適應特定的硬件資源和應用需求。假設一個資源受限的嵌入式系統(tǒng)。以下關于內(nèi)核裁剪的描述，正確的是：（）A.保留操作系統(tǒng)的所有功能，不進行裁剪，以應對未來可能的功能擴展B.只裁剪不常用的功能模塊，而保留核心功能模塊的完整C.隨意裁剪內(nèi)核功能，不考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性D.內(nèi)核裁剪對系統(tǒng)性能沒有影響，無需謹慎操作2、在一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的無人機飛行控制系統(tǒng)中，需要對飛行器的姿態(tài)、位置和速度進行精確的控制和監(jiān)測。為了實現(xiàn)高效的控制算法和快速的響應，以下哪種編程語言可能會被優(yōu)先使用？（）A.C語言B.Python語言C.Java語言D.JavaScript語言3、在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中，調(diào)試信息的輸出對于問題排查非常重要。假設一個嵌入式系統(tǒng)在運行時出現(xiàn)故障，但沒有明顯的錯誤提示。以下關于調(diào)試信息輸出的方式，有效的是：（）A.將關鍵變量和狀態(tài)信息通過串口輸出到上位機進行分析B.將調(diào)試信息存儲在內(nèi)部閃存中，事后讀取分析C.在系統(tǒng)的顯示屏上直接顯示詳細的調(diào)試信息D.不輸出調(diào)試信息，通過猜測和經(jīng)驗來定位問題4、當一個嵌入式操作系統(tǒng)需要支持遠程更新和升級功能，例如智能電表的軟件更新，以下哪種技術和策略能夠確保更新過程的安全性和可靠性？（）A.使用加密的更新包，并進行完整性驗證B.直接通過網(wǎng)絡傳輸未加密的更新文件C.不支持遠程更新，采用人工現(xiàn)場更新的方式D.隨機選擇更新的時機和版本，不進行版本控制5、嵌入式系統(tǒng)中的引導加載程序（Bootloader）負責系統(tǒng)的初始化和啟動。假設一個嵌入式設備的存儲介質(zhì)上有多個操作系統(tǒng)映像，以下關于引導加載程序的描述，哪一項是不準確的？（）A.引導加載程序可以選擇加載不同的操作系統(tǒng)映像B.引導加載程序需要對硬件進行初步的初始化，為操作系統(tǒng)的運行創(chuàng)造條件C.引導加載程序的代碼通常存儲在只讀存儲器（ROM）中，不可修改D.引導加載程序可以通過網(wǎng)絡進行更新和升級6、嵌入式操作系統(tǒng)需要與各種硬件設備進行交互。假設一個嵌入式系統(tǒng)需要連接不同廠家生產(chǎn)的傳感器和執(zhí)行器。以下關于硬件接口的描述，哪一項是不正確的？（）A.標準化的接口如SPI、I2C等可以提高硬件的兼容性和可擴展性B.不同廠家的設備可能需要不同的驅(qū)動程序和配置方法C.硬件接口的速度和帶寬不會影響系統(tǒng)的整體性能D.在設計系統(tǒng)時，應充分考慮硬件接口的電氣特性和信號完整性7、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(jié)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8、在嵌入式系統(tǒng)的音頻處理中，數(shù)字信號處理（DSP）技術常常被應用。假設一個嵌入式設備需要實現(xiàn)語音識別功能，以下關于數(shù)字信號處理的描述，哪一項是不正確的？（）A.數(shù)字信號處理可以對音頻信號進行濾波、變換等操作B.數(shù)字信號處理算法的復雜度較高，需要高效的實現(xiàn)方式C.嵌入式系統(tǒng)中的數(shù)字信號處理通常使用專用的DSP芯片來提高處理速度D.數(shù)字信號處理在音頻處理中的應用僅限于語音識別，不能用于其他音頻功能9、在嵌入式系統(tǒng)的電源管理中，睡眠模式和待機模式的使用可以降低功耗。假設一個便攜式醫(yī)療設備在不使用時需要進入低功耗模式。以下關于睡眠模式和待機模式的描述，哪一項是不正確的？（）A.睡眠模式下，系統(tǒng)會保存當前狀態(tài)并關閉大部分硬件，功耗較低B.待機模式比睡眠模式功耗更低，但恢復時間更長C.可以根據(jù)設備的使用場景靈活選擇睡眠模式或待機模式D.進入睡眠模式或待機模式后，系統(tǒng)無法被喚醒10、在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中，電源管理的策略需要根據(jù)系統(tǒng)的工作模式進行調(diào)整。假設一個嵌入式設備有正常工作模式和低功耗模式。以下關于電源管理模式切換的描述，正確的是：（）A.根據(jù)系統(tǒng)的負載和任務需求，自動在不同模式之間切換B.由用戶手動選擇電源管理模式，以適應不同的使用場景C.系統(tǒng)始終保持在正常工作模式，以保證性能不受影響D.低功耗模式只在電池電量低于一定閾值時啟用11、在嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡安全方面，加密算法起著重要的作用。假設一個嵌入式設備需要在網(wǎng)絡通信中保護數(shù)據(jù)的機密性和完整性，以下關于加密算法的描述，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12、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核裁剪是為了適應特定的應用需求。假設一個簡單的溫度監(jiān)測嵌入式系統(tǒng)，不需要復雜的功能。以下關于內(nèi)核裁剪的描述，哪一項是不正確的？（）A.只保留與溫度監(jiān)測相關的功能模塊，去除不必要的組件B.內(nèi)核裁剪可能會影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可擴展性C.可以隨意裁剪內(nèi)核，不會對系統(tǒng)性能產(chǎn)生負面影響D.裁剪后的內(nèi)核需要進行充分的測試，確保其正常運行13、嵌入式操作系統(tǒng)常常需要在資源受限的環(huán)境下運行。假設有一個嵌入式設備，其內(nèi)存和處理器性能都有限，需要運行一個圖形用戶界面（GUI）應用程序。以下哪種GUI框架可能是最適合的選擇？（）A.QtB.GTK+C.MiniGUID.WindowsPresentationFoundation14、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核架構有多種選擇，如單核架構和多核架構。假設一個復雜的工業(yè)控制嵌入式系統(tǒng)，需要同時處理多個高并發(fā)的任務。在這種情況下，以下關于內(nèi)核架構的選擇，哪一項是最合適的？（）A.單核架構，因為其編程模型簡單，易于開發(fā)和調(diào)試B.多核架構，能夠更好地應對高并發(fā)任務，提高系統(tǒng)性能C.無論單核還是多核架構都可以，對系統(tǒng)性能沒有影響D.選擇架構主要取決于開發(fā)團隊的技術偏好，而不是系統(tǒng)需求15、嵌入式系統(tǒng)的引導加載程序（Bootloader）的主要功能不包括（）A.初始化硬件B.加載內(nèi)核C.運行應用程序D.提供交互界面16、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17、嵌入式操作系統(tǒng)中的任務間通信機制有多種，如信號量、消息隊列和共享內(nèi)存。假設一個嵌入式系統(tǒng)中有多個任務需要協(xié)同工作。以下關于任務間通信的描述，哪一項是不正確的？（）A.信號量用于實現(xiàn)任務之間的同步和互斥B.消息隊列可以傳遞較大的數(shù)據(jù)量，但通信效率相對較低C.共享內(nèi)存可以提供快速的數(shù)據(jù)交換，但需要注意數(shù)據(jù)的一致性D.任務間通信機制的選擇只取決于任務的數(shù)量，與數(shù)據(jù)量和通信頻率無關18、嵌入式操作系統(tǒng)的存儲管理需要考慮閃存的特性。假設一個嵌入式系統(tǒng)使用閃存作為主要存儲設備。以下關于閃存管理的描述，哪一項是不正確的？（）A.閃存具有有限的寫入次數(shù)，需要采用磨損均衡算法延長其使用壽命B.閃存的讀寫速度比傳統(tǒng)硬盤快，但價格相對較高C.可以使用閃存轉(zhuǎn)換層（FTL）來模擬傳統(tǒng)的塊設備接口，方便操作系統(tǒng)使用D.閃存不需要進行垃圾回收和壞塊管理，因為其可靠性很高19、在嵌入式操作系統(tǒng)的任務調(diào)度中，優(yōu)先級調(diào)度是一種常見的策略?？紤]一個包含多個實時任務和非實時任務的嵌入式系統(tǒng)，實時任務具有較高的優(yōu)先級。如果一個非實時任務正在執(zhí)行，此時一個高優(yōu)先級的實時任務就緒，會發(fā)生什么情況？（）A.立即切換到實時任務執(zhí)行B.等待非實時任務完成后再切換C.按照一定的時間片輪轉(zhuǎn)切換D.由用戶決定是否切換20、假設在一個嵌入式智能家居網(wǎng)關中，需要同時連接多種智能家居設備，并實現(xiàn)統(tǒng)一的控制和管理。對于設備驅(qū)動的開發(fā)和集成，以下哪種方法可能會更有效？（）A.自行編寫驅(qū)動B.使用開源驅(qū)動C.基于驅(qū)動框架開發(fā)D.以上都有可能21、嵌入式操作系統(tǒng)在啟動過程中需要進行一系列的初始化工作。假設一個嵌入式系統(tǒng)在啟動時需要加載多個硬件設備的驅(qū)動程序，并進行系統(tǒng)配置。以下關于啟動過程的描述，哪一項是不準確的？（）A.首先進行硬件的基本初始化，如處理器、內(nèi)存等B.然后加載和初始化必要的設備驅(qū)動程序C.接著啟動用戶應用程序，最后進行系統(tǒng)的優(yōu)化和調(diào)整D.系統(tǒng)啟動過程中的各個步驟可以根據(jù)需要進行靈活調(diào)整和優(yōu)化22、嵌入式操作系統(tǒng)的調(diào)試工具對于開發(fā)和排錯非常重要。假設一個智能門鎖的嵌入式系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，需要進行調(diào)試。以下關于調(diào)試工具的選擇和使用，哪一項是不正確的？（）A.可以使用在線調(diào)試器，實時查看系統(tǒng)的運行狀態(tài)和變量值B.打印輸出調(diào)試信息是一種簡單但有效的調(diào)試方法C.不需要對調(diào)試代碼進行優(yōu)化，以免影響系統(tǒng)性能D.調(diào)試工具的使用應該盡量減少對系統(tǒng)正常運行的影響23、在一個嵌入式語音識別系統(tǒng)中，如智能語音助手，需要在有限的計算資源下實現(xiàn)高效的語音識別功能。為了降低計算復雜度，以下哪種語音特征提取方法可能會被采用？（）A.梅爾頻率倒譜系數(shù)B.線性預測編碼C.感知線性預測D.以上都是24、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25、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二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）簡述容錯測試的目的和步驟。2、（本題5分）簡述邊界值測試的意義和方法。3、（本題5分）在嵌入式操作系統(tǒng)中，如何進行系統(tǒng)的容錯設計？4、（本題5分）解釋在嵌入式系統(tǒng)中如何處理多任務并發(fā)訪問共享資源。三、編程題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）編寫代碼，實現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)的濕度傳感器驅(qū)動程序。2、（本題5分）利用嵌入式操作系統(tǒng)實現(xiàn)一個RTC時鐘的時鐘穩(wěn)定性測試程序。3、（本題5分）設計一個程序，在嵌入式系統(tǒng)中使用壓力波動傳感器測量壓力波動。4、（本題5分）用嵌入式操作系統(tǒng)編寫一個UART通信程序，支持多字節(jié)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。5、（本題5分）實現(xiàn)一個嵌