漯河職業(yè)技術學院《嵌入式系統(tǒng)技術及應用》2023-2024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頁漯河職業(yè)技術學院

《嵌入式系統(tǒng)技術及應用》2023-2024學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、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、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2、在嵌入式操作系統(tǒng)中，對于實時性要求極高的工業(yè)控制系統(tǒng)，如自動化生產(chǎn)線的控制，需要確保任務的響應時間和確定性。假設系統(tǒng)中存在多個關鍵任務，如傳感器數(shù)據(jù)采集、控制算法執(zhí)行和設備驅(qū)動控制，以下哪種調(diào)度算法最能滿足這種嚴格的實時性需求？（）A.先來先服務調(diào)度B.優(yōu)先級調(diào)度C.時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度D.最短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度3、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4、在嵌入式操作系統(tǒng)中，任務的優(yōu)先級反轉(zhuǎn)是一個可能出現(xiàn)的問題。假設一個高優(yōu)先級任務需要等待一個被低優(yōu)先級任務占用的資源，導致高優(yōu)先級任務被阻塞。以下哪種方法能夠有效地避免或解決任務優(yōu)先級反轉(zhuǎn)的問題？（）A.提升低優(yōu)先級任務的優(yōu)先級，使其盡快釋放資源B.禁止低優(yōu)先級任務占用關鍵資源C.使用優(yōu)先級繼承機制，暫時提高占用資源的低優(yōu)先級任務的優(yōu)先級D.不處理優(yōu)先級反轉(zhuǎn)問題，依靠任務調(diào)度算法自動解決5、在嵌入式操作系統(tǒng)中，實時任務的截止時間是一個重要的約束條件。假設一個實時任務必須在規(guī)定的時間內(nèi)完成計算和輸出，否則會導致系統(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.最高響應比優(yōu)先（HRRN）調(diào)度算法D.輪詢調(diào)度算法6、對于一個運行嵌入式操作系統(tǒng)的智能醫(yī)療設備，例如血糖儀，需要與其他醫(yī)療設備或醫(yī)院信息系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互和集成。以下哪種數(shù)據(jù)接口和標準更適合這種醫(yī)療領域的應用？（）A.USB接口，通用的數(shù)據(jù)傳輸接口B.藍牙低能耗（BLE）接口，低功耗短距離通信C.HL7標準，醫(yī)療領域的信息交換標準D.自定義的私有接口和數(shù)據(jù)格式7、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。假設一個嵌入式系統(tǒng)只需要支持基本的任務調(diào)度和內(nèi)存管理功能，以下關于內(nèi)核裁剪的描述，哪一項是不準確的？（）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)需求的前提下進行，避免影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性8、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9、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。假設一個嵌入式系統(tǒng)需要處理高速的外部事件，對響應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雜的操作系統(tǒng)D.低功耗的硬件和開源的操作系統(tǒng)10、假設一個嵌入式系統(tǒng)需要運行一個復雜的圖形用戶界面（GUI），例如智能手表的操作界面，對界面的響應速度和資源占用有嚴格要求。以下哪種GUI框架和技術更適合這種嵌入式應用？（）A.Qt框架，功能強大但資源消耗較大B.MiniGUI框架，輕量級且適合嵌入式環(huán)境C.自行開發(fā)基于底層圖形庫的GUID.不使用GUI，采用命令行界面11、在一個嵌入式實時控制系統(tǒng)中，如機器人控制系統(tǒng)，需要對多個關節(jié)的運動進行精確同步控制。為了實現(xiàn)這一目標，以下哪種同步機制可能會被應用？（）A.硬件定時器B.軟件定時器C.中斷同步D.以上都是12、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13、在一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的智能傳感器網(wǎng)絡中，節(jié)點之間需要進行低功耗、遠距離的無線通信。以下哪種無線通信技術可能是最佳選擇？（）A.ZigbeeB.Wi-FiC.BluetoothD.LoRa14、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。假設一個嵌入式設備在寫入文件時突然掉電。以下關于掉電保護的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以采用日志文件系統(tǒng)來記錄文件操作的過程，以便在掉電后恢復B.掉電保護機制需要硬件提供電源備份或者電容儲能C.文件系統(tǒng)的緩存管理對于掉電保護至關重要，應及時將緩存數(shù)據(jù)寫入存儲介質(zhì)D.一旦發(fā)生掉電，文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)必然會丟失，無法恢復15、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)議不需要關注二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）什么是實時操作系統(tǒng)的確定性？2、（本題5分）嵌入式操作系統(tǒng)中的實時調(diào)度算法有哪些？3、（本題5分）簡述算法優(yōu)化和代碼精簡的技巧。4、（本題5分）簡述功耗分析工具的工作原理和應用場景。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）結(jié)合實際案例，分析嵌入式操作系統(tǒng)在智能家居環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)中的應用。討論其在空氣質(zhì)量監(jiān)測、溫度濕度監(jiān)測、有害氣體檢測等方面的功能和優(yōu)勢。2、（本題5分）分析嵌入式操作系統(tǒng)在智能交通信號控制系統(tǒng)中的應用。探討其對交通流量優(yōu)化、信號配時、故障檢測等方面的作用和挑戰(zhàn)。3、（本題5分）分析嵌入式操作系統(tǒng)在智能車載導航系統(tǒng)中的作用。智能車載導航系統(tǒng)需要實時定位和路徑規(guī)劃功能，嵌入式操作系統(tǒng)如何支持這些功能？考慮地圖數(shù)據(jù)存儲、通信等方面。4、（本題5分）結(jié)合實際案例，分析嵌入式操作系統(tǒng)在智能照明色彩調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的應用。討論其在燈光顏色調(diào)整、氛圍營造、場景切換等方面的功能和優(yōu)勢。5、（本題5分）探討嵌入式操作系統(tǒng)中的中斷處理的高效性與實時性的平衡。解釋中斷處理高效性與實時性平衡的重要性，分析如何在嵌入式系統(tǒng)中實現(xiàn)中斷處理的高效性與實時性的