四川文化傳媒職業(yè)學(xué)院《嵌入式系統(tǒng)與實驗》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《嵌入式系統(tǒng)與實驗》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、嵌入式操作系統(tǒng)中的引導(dǎo)加載程序（Bootloader）負責(zé)啟動系統(tǒng)。假設(shè)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(fù)D.良好的Bootloader設(shè)計應(yīng)該具有錯誤恢復(fù)和升級功能2、嵌入式操作系統(tǒng)的任務(wù)間通信機制除了消息隊列，還有共享內(nèi)存等方式。假設(shè)一個嵌入式系統(tǒng)需要在多個任務(wù)之間高效地共享大量數(shù)據(jù)。以下關(guān)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(wù)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(wù)無需關(guān)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3、在嵌入式操作系統(tǒng)中，內(nèi)存管理是一個關(guān)鍵部分。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備需要同時運行多個任務(wù)，且這些任務(wù)對內(nèi)存的需求各不相同。有的任務(wù)需要較大的連續(xù)內(nèi)存空間來處理大量數(shù)據(jù)，有的任務(wù)則只需要較小的內(nèi)存塊進行頻繁的讀寫操作。在這種情況下，以下哪種內(nèi)存管理策略更適合？（）A.固定分區(qū)分配，將內(nèi)存預(yù)先劃分為固定大小的分區(qū)B.動態(tài)分區(qū)分配，根據(jù)任務(wù)需求實時分配內(nèi)存C.分頁式內(nèi)存管理，將內(nèi)存劃分為固定大小的頁D.分段式內(nèi)存管理，根據(jù)程序的邏輯分段分配內(nèi)存4、嵌入式操作系統(tǒng)的啟動過程包括硬件初始化、內(nèi)核加載和系統(tǒng)配置等步驟。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備在啟動時需要加載特定的設(shè)備驅(qū)動和配置文件。以下關(guān)于啟動過程的描述，正確的是：（）A.首先進行硬件的基本初始化，然后加載操作系統(tǒng)內(nèi)核，最后加載設(shè)備驅(qū)動和配置文件B.同時進行硬件初始化、內(nèi)核加載和設(shè)備驅(qū)動加載，以縮短啟動時間C.先加載設(shè)備驅(qū)動和配置文件，然后進行硬件初始化和內(nèi)核加載D.隨機執(zhí)行上述步驟，對啟動順序沒有嚴格要求5、假設(shè)在一個嵌入式工業(yè)自動化設(shè)備中，需要與多個不同廠家的傳感器和執(zhí)行器進行通信和集成。為了解決設(shè)備之間的兼容性和互操作性問題，以下哪種通信協(xié)議和接口標(biāo)準(zhǔn)可能會被廣泛采用？（）A.ModbusB.CAN總線C.SPID.以上都是6、在嵌入式操作系統(tǒng)中，設(shè)備驅(qū)動程序起著重要作用。假設(shè)一個嵌入式系統(tǒng)中需要連接一個新型的傳感器，該傳感器具有獨特的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)格式。為了使操作系統(tǒng)能夠正確地與該傳感器進行交互，以下哪種方式開發(fā)設(shè)備驅(qū)動程序更為高效和可靠？（）A.直接在操作系統(tǒng)內(nèi)核中編寫驅(qū)動程序，以獲得最高的性能和訪問權(quán)限B.使用用戶空間的庫函數(shù)來模擬驅(qū)動程序的功能C.基于現(xiàn)有的類似傳感器的驅(qū)動程序進行修改和適配D.購買第三方提供的通用驅(qū)動程序，不進行任何定制開發(fā)7、當(dāng)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(shù)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(luò)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8、嵌入式系統(tǒng)的軟件開發(fā)通常采用交叉編譯的方式。假設(shè)要在一臺x86架構(gòu)的主機上為一個ARM架構(gòu)的嵌入式設(shè)備編譯代碼，以下哪個步驟是交叉編譯過程中必不可少的？（）A.安裝目標(biāo)平臺的編譯器B.直接使用主機的編譯器C.忽略架構(gòu)差異，進行通用編譯D.不進行編譯，直接下載現(xiàn)成的二進制文件9、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(shè)一個正在運行的嵌入式設(shè)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(fēng)險B.采用離線更新方式，將設(shè)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(shè)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10、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(shè)一個團隊在開發(fā)一個復(fù)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11、對于一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的實時控制系統(tǒng)，例如工業(yè)自動化中的機器人手臂控制，系統(tǒng)需要對外部輸入的信號做出快速且準(zhǔn)確的響應(yīng)，響應(yīng)時間要求在毫秒級別。同時，系統(tǒng)還需要保證任務(wù)執(zhí)行的確定性和可預(yù)測性。以下哪種調(diào)度算法更能滿足這種實時性和確定性的要求？（）A.先來先服務(wù)調(diào)度算法B.優(yōu)先級調(diào)度算法，根據(jù)任務(wù)的緊急程度分配優(yōu)先級C.最短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法D.時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法12、假設(shè)在一個嵌入式安防監(jiān)控系統(tǒng)中，需要同時處理多個攝像頭的視頻流，并進行實時的圖像分析和存儲。對于視頻數(shù)據(jù)的壓縮和編碼，以下哪種標(biāo)準(zhǔn)可能會被采用？（）A.H.264B.H.265C.MPEG-4D.MJPEG13、嵌入式操作系統(tǒng)中的中斷處理機制對于系統(tǒng)的及時響應(yīng)和穩(wěn)定性起著關(guān)鍵作用。假設(shè)一個嵌入式系統(tǒng)正在執(zhí)行一個關(guān)鍵任務(wù)，此時發(fā)生了一個高優(yōu)先級的中斷。以下關(guān)于中斷處理的描述，正確的是：（）A.系統(tǒng)立即暫停當(dāng)前任務(wù)，轉(zhuǎn)去處理中斷，中斷處理完成后返回原任務(wù)繼續(xù)執(zhí)行B.系統(tǒng)先完成當(dāng)前任務(wù)，再處理中斷，以保證任務(wù)的連續(xù)性C.系統(tǒng)根據(jù)中斷的優(yōu)先級決定是否暫停當(dāng)前任務(wù)，如果優(yōu)先級低則忽略中斷D.系統(tǒng)拒絕所有中斷，直到當(dāng)前任務(wù)完成，以防止任務(wù)被中斷干擾14、在嵌入式系統(tǒng)的實時性要求較高的情況下，中斷處理是一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。假設(shè)一個嵌入式系統(tǒng)正在執(zhí)行一個關(guān)鍵任務(wù)，此時發(fā)生了一個高優(yōu)先級的中斷。以下關(guān)于中斷處理的描述，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.系統(tǒng)會立即暫停當(dāng)前任務(wù)，轉(zhuǎn)去處理中斷B.中斷處理程序應(yīng)該盡可能短小精悍，以減少中斷響應(yīng)時間C.中斷處理完成后，系統(tǒng)會回到被中斷的任務(wù)繼續(xù)執(zhí)行D.中斷處理程序可以進行復(fù)雜的計算和數(shù)據(jù)處理，以充分利用中斷時間15、在一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的智能倉儲系統(tǒng)中，需要對大量的貨物信息進行實時采集和處理。為了提高數(shù)據(jù)采集的效率和準(zhǔn)確性，以下哪種數(shù)據(jù)采集技術(shù)可能會被使用？（）A.條碼掃描B.RFIDC.圖像識別D.以上都是16、在嵌入式操作系統(tǒng)中，實時性是一個關(guān)鍵特性。假設(shè)一個嵌入式系統(tǒng)用于控制醫(yī)療設(shè)備，對響應(yīng)時間有嚴格要求。以下關(guān)于實時操作系統(tǒng)（RTOS）在這種場景下的特點描述，正確的是：（）A.RTOS能夠保證任務(wù)在規(guī)定的時間內(nèi)完成響應(yīng)，具有確定性B.RTOS采用復(fù)雜的調(diào)度算法，導(dǎo)致系統(tǒng)資源開銷較大，但能確保實時性C.RTOS不支持多任務(wù)處理，以專注于關(guān)鍵任務(wù)的實時響應(yīng)D.RTOS對硬件資源要求較低，適用于資源受限的嵌入式設(shè)備17、嵌入式操作系統(tǒng)中的看門狗（Watchdog）機制用于監(jiān)測系統(tǒng)的運行狀態(tài)。假設(shè)一個嵌入式系統(tǒng)在運行過程中可能會出現(xiàn)死機或程序跑飛的情況，以下關(guān)于看門狗的描述，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.看門狗需要定期被系統(tǒng)軟件“喂狗”，否則會觸發(fā)復(fù)位操作B.看門狗可以在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時自動重啟系統(tǒng)，恢復(fù)正常運行C.看門狗的超時時間可以根據(jù)系統(tǒng)的需求進行設(shè)置D.一旦看門狗觸發(fā)復(fù)位操作，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息不會丟失18、在嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，IPv6協(xié)議逐漸得到廣泛應(yīng)用。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備需要接入IPv6網(wǎng)絡(luò)。以下關(guān)于IPv6的描述，哪一項是不正確的？（）A.IPv6提供了更大的地址空間，解決了IPv4地址不足的問題B.IPv6的包頭結(jié)構(gòu)更簡單，提高了數(shù)據(jù)包的處理效率C.嵌入式系統(tǒng)從IPv4遷移到IPv6非常簡單，不需要對軟件和硬件進行任何修改D.IPv6支持更多的安全特性和服務(wù)質(zhì)量（QoS）機制19、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20、在嵌入式系統(tǒng)中，中斷處理是響應(yīng)外部事件的重要機制。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備需要實時響應(yīng)外部傳感器的中斷信號。以下關(guān)于中斷處理的描述，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.中斷處理程序應(yīng)該盡可能短小精悍，以減少中斷響應(yīng)時間B.可以設(shè)置中斷優(yōu)先級，高優(yōu)先級中斷可以打斷低優(yōu)先級中斷的處理C.中斷處理完成后，系統(tǒng)會自動返回到被中斷的任務(wù)繼續(xù)執(zhí)行D.為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，應(yīng)該盡量減少中斷的使用，采用輪詢方式獲取外部事件二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）什么是嵌入式系統(tǒng)的容錯機制？2、（本題5分）什么是嵌入式系統(tǒng)的可裁剪性？3、（本題5分）解釋任務(wù)執(zhí)行時間的確定性和資源分配的穩(wěn)定性。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，使用扭矩波動傳感器檢測扭矩波動。2、（本題5分）設(shè)計一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的任務(wù)優(yōu)先級調(diào)整程序。3、（本題5分）編寫代碼，實現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)的位移傳感器驅(qū)動程序。4、（本題5