武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院《嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用技術(shù)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用技術(shù)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共25個(gè)小題，每小題1分，共25分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在嵌入式操作系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)中，代碼優(yōu)化是提高系統(tǒng)性能的重要環(huán)節(jié)。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)的某個(gè)關(guān)鍵函數(shù)執(zhí)行效率較低，需要進(jìn)行優(yōu)化。以下哪種優(yōu)化方法在不影響功能的前提下能夠最大程度地提高性能？（）A.減少函數(shù)的參數(shù)數(shù)量B.使用更高效的算法重新實(shí)現(xiàn)函數(shù)C.減少函數(shù)內(nèi)部的條件判斷D.增加函數(shù)的代碼注釋以提高可讀性2、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核通常支持搶占式調(diào)度。假設(shè)一個(gè)低優(yōu)先級(jí)任務(wù)正在執(zhí)行，此時(shí)一個(gè)高優(yōu)先級(jí)任務(wù)就緒。以下關(guān)于搶占式調(diào)度的描述，正確的是：（）A.操作系統(tǒng)會(huì)立即暫停低優(yōu)先級(jí)任務(wù)，切換到高優(yōu)先級(jí)任務(wù)執(zhí)行B.低優(yōu)先級(jí)任務(wù)會(huì)繼續(xù)執(zhí)行完當(dāng)前的時(shí)間片，然后再切換到高優(yōu)先級(jí)任務(wù)C.操作系統(tǒng)會(huì)根據(jù)任務(wù)的重要性決定是否搶占，而不是僅僅基于優(yōu)先級(jí)D.搶占式調(diào)度會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定，因此應(yīng)盡量避免使用3、嵌入式操作系統(tǒng)中的定時(shí)器是常用的功能模塊。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)精確的定時(shí)功能。以下關(guān)于定時(shí)器的描述，正確的是：（）A.可以通過(guò)軟件定時(shí)器實(shí)現(xiàn)較精確的定時(shí)，但會(huì)占用較多的CPU資源B.硬件定時(shí)器具有更高的精度和可靠性，不受CPU負(fù)載影響C.可以通過(guò)調(diào)整定時(shí)器的時(shí)鐘源和分頻系數(shù)來(lái)設(shè)置定時(shí)時(shí)間D.以上描述都是關(guān)于嵌入式操作系統(tǒng)中定時(shí)器的正確特點(diǎn)4、在嵌入式操作系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)性是一個(gè)關(guān)鍵的特性。假設(shè)一個(gè)醫(yī)療設(shè)備的嵌入式系統(tǒng)需要在嚴(yán)格的時(shí)間限制內(nèi)處理傳感器數(shù)據(jù)并做出響應(yīng)，以確?；颊叩陌踩Ｒ韵玛P(guān)于實(shí)時(shí)性的描述，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)允許偶爾的任務(wù)超時(shí)，只要不頻繁發(fā)生B.軟實(shí)時(shí)系統(tǒng)對(duì)任務(wù)的響應(yīng)時(shí)間有嚴(yán)格的要求，必須在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成C.硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)必須保證所有任務(wù)都能在規(guī)定的截止時(shí)間之前完成D.實(shí)時(shí)性只與操作系統(tǒng)的調(diào)度算法有關(guān)，與硬件性能無(wú)關(guān)5、在一個(gè)基于嵌入式操作系統(tǒng)的智能家居系統(tǒng)中，需要同時(shí)控制多個(gè)家電設(shè)備，并保證各個(gè)設(shè)備之間的協(xié)調(diào)工作。以下哪種技術(shù)可以有效地實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的通信和協(xié)同？（）A.消息隊(duì)列B.共享內(nèi)存C.信號(hào)量D.以上都可以6、在嵌入式操作系統(tǒng)中，內(nèi)存管理是一個(gè)關(guān)鍵部分。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)的內(nèi)存有限，需要運(yùn)行多個(gè)任務(wù)，并且這些任務(wù)對(duì)內(nèi)存的需求各不相同。以下哪種內(nèi)存管理技術(shù)在這種情況下可能不太適用？（）A.固定分區(qū)分配B.動(dòng)態(tài)分區(qū)分配C.分頁(yè)式存儲(chǔ)管理D.分段式存儲(chǔ)管理7、在嵌入式系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)中，交叉編譯是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。假設(shè)需要為一個(gè)特定的嵌入式處理器開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序，以下關(guān)于交叉編譯的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.交叉編譯是在一種體系結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)上編譯生成另一種體系結(jié)構(gòu)的可執(zhí)行代碼B.交叉編譯需要特定的交叉編譯工具鏈，包括編譯器、鏈接器等C.交叉編譯生成的代碼可以直接在開(kāi)發(fā)主機(jī)上運(yùn)行和調(diào)試D.交叉編譯的過(guò)程需要考慮目標(biāo)嵌入式系統(tǒng)的硬件特性和資源限制8、在嵌入式系統(tǒng)中，文件系統(tǒng)的選擇需要考慮多種因素。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要存儲(chǔ)大量的小文件。以下關(guān)于文件系統(tǒng)的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.FAT文件系統(tǒng)簡(jiǎn)單易用，但不支持大容量存儲(chǔ)和高級(jí)的文件屬性B.ext4文件系統(tǒng)具有較好的性能和可靠性，但對(duì)于資源受限的嵌入式系統(tǒng)可能過(guò)于復(fù)雜C.JFFS2文件系統(tǒng)專(zhuān)門(mén)為閃存設(shè)計(jì)，適合存儲(chǔ)頻繁更新的小文件D.文件系統(tǒng)的選擇只取決于存儲(chǔ)介質(zhì)的類(lèi)型，與系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景無(wú)關(guān)9、在嵌入式系統(tǒng)的圖形界面開(kāi)發(fā)中，資源的有效利用很關(guān)鍵。假設(shè)一個(gè)車(chē)載導(dǎo)航系統(tǒng)的嵌入式設(shè)備，其屏幕分辨率有限。以下關(guān)于圖形界面設(shè)計(jì)的考慮，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.使用簡(jiǎn)潔的圖形元素和圖標(biāo)，減少資源占用B.優(yōu)化圖形的繪制算法，提高界面的刷新速度C.可以使用高分辨率的圖片，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行縮放適配D.考慮用戶(hù)的操作習(xí)慣，設(shè)計(jì)直觀易用的界面布局10、假設(shè)在一個(gè)嵌入式物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中，需要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程固件升級(jí)功能，以方便設(shè)備的維護(hù)和功能擴(kuò)展。為了確保升級(jí)過(guò)程的安全性和可靠性，以下哪種機(jī)制可能會(huì)被采用？（）A.數(shù)字證書(shū)驗(yàn)證B.版本回滾機(jī)制C.斷點(diǎn)續(xù)傳D.以上都是11、嵌入式操作系統(tǒng)中的中斷向量表用于處理各種中斷。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)中添加了新的外部中斷源，以下關(guān)于中斷向量表配置的描述，正確的是：（）A.需要在中斷向量表中為新的中斷源分配相應(yīng)的中斷處理函數(shù)入口地址B.中斷向量表的配置在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)完成，運(yùn)行過(guò)程中不能修改C.可以將多個(gè)中斷源映射到同一個(gè)中斷處理函數(shù)，以減少代碼量D.中斷向量表的大小是固定的，不能添加新的中斷源12、在嵌入式操作系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)性是一個(gè)關(guān)鍵特性。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)用于控制工業(yè)生產(chǎn)線上的機(jī)器人，要求對(duì)外部事件的響應(yīng)在嚴(yán)格的時(shí)間限制內(nèi)。以下關(guān)于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的分類(lèi)，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.硬實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)對(duì)任務(wù)的響應(yīng)時(shí)間有極其嚴(yán)格的要求，錯(cuò)過(guò)時(shí)限會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重后果B.軟實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)允許任務(wù)在一定程度上錯(cuò)過(guò)時(shí)限，但仍能保證系統(tǒng)的整體性能C.準(zhǔn)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求介于硬實(shí)時(shí)和軟實(shí)時(shí)之間，適用于大多數(shù)一般性應(yīng)用D.所有的嵌入式操作系統(tǒng)都可以嚴(yán)格地分為硬實(shí)時(shí)、軟實(shí)時(shí)和準(zhǔn)實(shí)時(shí)這三類(lèi)，不存在其他情況13、假設(shè)在一個(gè)嵌入式安防監(jiān)控系統(tǒng)中，需要同時(shí)處理多個(gè)攝像頭的視頻流，并進(jìn)行實(shí)時(shí)的圖像分析和存儲(chǔ)。對(duì)于視頻數(shù)據(jù)的壓縮和編碼，以下哪種標(biāo)準(zhǔn)可能會(huì)被采用？（）A.H.264B.H.265C.MPEG-4D.MJPEG14、在嵌入式系統(tǒng)的電源管理中，動(dòng)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(dòng)態(tài)調(diào)整電壓和頻率。假設(shè)一個(gè)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(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.DVFS可以在系統(tǒng)負(fù)載低時(shí)降低電壓和頻率，以節(jié)省功耗B.調(diào)整電壓和頻率的過(guò)程需要一定的時(shí)間，可能會(huì)影響系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性能C.DVFS技術(shù)需要硬件支持，同時(shí)操作系統(tǒng)需要相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)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15、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核裁剪是為了適應(yīng)特定的應(yīng)用需求和硬件資源。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備的存儲(chǔ)空間非常有限，需要對(duì)內(nèi)核進(jìn)行大幅度的裁剪。在裁剪過(guò)程中，需要權(quán)衡功能的完整性和資源的節(jié)省，以下哪種裁剪策略最為合理？（）A.保留所有可能用到的功能模塊B.只保留核心功能模塊，去除其他非關(guān)鍵模塊C.隨機(jī)選擇模塊進(jìn)行裁剪D.參考其他類(lèi)似設(shè)備的裁剪方案16、在嵌入式系統(tǒng)中，系統(tǒng)的更新和升級(jí)需要考慮多種因素。假設(shè)一個(gè)已經(jīng)部署的嵌入式設(shè)備需要進(jìn)行軟件升級(jí)，要確保升級(jí)過(guò)程的安全性和可靠性，同時(shí)盡量減少對(duì)用戶(hù)使用的影響。以下哪種升級(jí)方式最為合適？（）A.在線升級(jí)，自動(dòng)完成B.用戶(hù)手動(dòng)下載更新包進(jìn)行升級(jí)C.召回設(shè)備，在工廠進(jìn)行升級(jí)D.不進(jìn)行升級(jí)，保持初始版本17、嵌入式操作系統(tǒng)常常需要在資源受限的環(huán)境下運(yùn)行。假設(shè)有一個(gè)嵌入式設(shè)備，其內(nèi)存和處理器性能都有限，需要運(yùn)行一個(gè)圖形用戶(hù)界面（GUI）應(yīng)用程序。以下哪種GUI框架可能是最適合的選擇？（）A.QtB.GTK+C.MiniGUID.WindowsPresentationFoundation18、在嵌入式操作系統(tǒng)中，系統(tǒng)的啟動(dòng)過(guò)程需要高效和可靠。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備在啟動(dòng)時(shí)需要初始化各種硬件設(shè)備、加載內(nèi)核和應(yīng)用程序。以下哪種啟動(dòng)方式能夠更快地完成系統(tǒng)啟動(dòng)，并減少啟動(dòng)過(guò)程中的錯(cuò)誤？（）A.從本地存儲(chǔ)設(shè)備順序讀取并加載B.通過(guò)網(wǎng)絡(luò)下載啟動(dòng)所需的文件C.先加載部分關(guān)鍵模塊，其他模塊在運(yùn)行時(shí)按需加載D.隨機(jī)加載啟動(dòng)所需的模塊和文件19、當(dāng)設(shè)計(jì)一個(gè)基于嵌入式操作系統(tǒng)的工業(yè)控制網(wǎng)關(guān)時(shí)，需要實(shí)現(xiàn)不同工業(yè)協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)融合。以下哪種軟件架構(gòu)和開(kāi)發(fā)工具可能會(huì)被使用？（）A.分層架構(gòu)B.微服務(wù)架構(gòu)C.開(kāi)源開(kāi)發(fā)框架D.以上都是20、對(duì)于一個(gè)運(yùn)行嵌入式操作系統(tǒng)的無(wú)人機(jī)飛行控制系統(tǒng)，需要對(duì)飛機(jī)的姿態(tài)、速度和位置等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和處理，并根據(jù)控制算法生成控制指令。在這種高動(dòng)態(tài)和實(shí)時(shí)性要求的場(chǎng)景下，以下哪種傳感器融合技術(shù)能夠提供更準(zhǔn)確和可靠的狀態(tài)估計(jì)？（）A.簡(jiǎn)單的加權(quán)平均融合B.基于卡爾曼濾波的融合C.不進(jìn)行傳感器融合，單獨(dú)使用單個(gè)傳感器數(shù)據(jù)D.隨機(jī)選擇傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行融合21、嵌入式操作系統(tǒng)中的存儲(chǔ)管理需要考慮閃存的特殊性質(zhì)，如有限的寫(xiě)入次數(shù)。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備頻繁寫(xiě)入數(shù)據(jù)到閃存，為了延長(zhǎng)閃存的壽命，以下哪種方法可能被采用？（）A.使用磨損均衡算法，均勻分配寫(xiě)入操作到不同的閃存區(qū)域B.減少寫(xiě)入操作的頻率，通過(guò)緩存數(shù)據(jù)批量寫(xiě)入C.采用更高級(jí)的閃存技術(shù)，如3DNAND閃存，提高耐用性D.以上方法都可以有效地延長(zhǎng)閃存的使用壽命22、當(dāng)開(kāi)發(fā)一個(gè)基于嵌入式操作系統(tǒng)的智能手表應(yīng)用時(shí)，需要考慮到系統(tǒng)的存儲(chǔ)容量有限和性能要求。對(duì)于應(yīng)用程序的代碼和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，以下哪種存儲(chǔ)介質(zhì)可能是最合適的？（）A.NORFlashB.NANDFlashC.eMMCD.SD卡23、在嵌入式操作系統(tǒng)中，文件系統(tǒng)的選擇會(huì)影響系統(tǒng)的性能和存儲(chǔ)效率。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要存儲(chǔ)大量的小文件，并且對(duì)文件的讀寫(xiě)速度有較高要求。以下哪種文件系統(tǒng)更適合這種應(yīng)用場(chǎng)景？（）A.FAT文件系統(tǒng)B.NTFS文件系統(tǒng)C.EXT文件系統(tǒng)D.JFFS2文件系統(tǒng)24、在嵌入式系統(tǒng)的內(nèi)存保護(hù)機(jī)制中，虛擬內(nèi)存通常不是必需的。假設(shè)一個(gè)簡(jiǎn)單的電子秤的嵌入式系統(tǒng)，內(nèi)存資源有限。以下關(guān)于內(nèi)存保護(hù)的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以使用硬件機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)內(nèi)存訪問(wèn)的權(quán)限控制B.不需要復(fù)雜的內(nèi)存保護(hù)機(jī)制，因?yàn)橄到y(tǒng)功能簡(jiǎn)單C.內(nèi)存保護(hù)會(huì)增加系統(tǒng)的開(kāi)銷(xiāo)，在簡(jiǎn)單系統(tǒng)中可以忽略D.即使是簡(jiǎn)單系統(tǒng)，也應(yīng)該采用虛擬內(nèi)存來(lái)提高內(nèi)存管理的靈活性25、當(dāng)一個(gè)嵌入式操作系統(tǒng)需要與外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，例如物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備上傳數(shù)據(jù)到云服務(wù)器，在網(wǎng)絡(luò)連接不穩(wěn)定或帶寬有限的情況下，以下哪種數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議和技術(shù)更適合保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸？（）A.TCP協(xié)議，提供可靠的面向連接的傳輸B.UDP協(xié)議，快速但不可靠的傳輸C.HTTP協(xié)議，基于請(qǐng)求-響應(yīng)模式D.MQTT協(xié)議，專(zhuān)為低帶寬和不穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）解釋環(huán)形緩沖區(qū)和數(shù)據(jù)丟棄策略。2、（本題5分）簡(jiǎn)述嵌入式系統(tǒng)中的進(jìn)程創(chuàng)建和銷(xiāo)毀過(guò)程。3、（本題5分）簡(jiǎn)述在惡劣環(huán)境下嵌入式操作系統(tǒng)的應(yīng)對(duì)策略。4、（本題5分）簡(jiǎn)述配置測(cè)試的內(nèi)容和策略。三、編程題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在嵌入式操作系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)一個(gè)Wi-FiMesh網(wǎng)絡(luò)程序。2、（本題5分）利用嵌入式操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)一個(gè)電源管理程序，控制設(shè)備的電源狀態(tài)。3、（本題5分）實(shí)現(xiàn)一個(gè)嵌入式程序，使用應(yīng)力差傳感器測(cè)量應(yīng)力差。4、（本題5分）用嵌入式操作系統(tǒng)編寫(xiě)一個(gè)智能傳感器的驅(qū)動(dòng)程序。5、（本題5分）用嵌入式操作系統(tǒng)編寫(xiě)一個(gè)RTC定時(shí)中斷程序，在特定時(shí)間執(zhí)行任務(wù)。四、分析題（