信陽涉外職業(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

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2023-2024學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、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、在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中，系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性是重要的考量因素。假設一個航空航天領域的嵌入式控制系統(tǒng)，一旦出現(xiàn)故障可能會導致嚴重后果。為了提高系統(tǒng)的可靠性，以下哪種方法是最有效的？（）A.采用復雜的算法和功能，以應對各種可能的情況B.進行大量的功能測試，但不進行壓力測試C.采用冗余設計，如硬件冗余和軟件容錯機制D.減少系統(tǒng)的功能，降低復雜性，從而提高可靠性2、在嵌入式系統(tǒng)的能耗優(yōu)化中，除了硬件設計，操作系統(tǒng)也能發(fā)揮作用。假設一個電池供電的嵌入式設備需要延長工作時間。以下關于操作系統(tǒng)層面能耗優(yōu)化的描述，正確的是：（）A.動態(tài)調整處理器電壓和頻率，根據(jù)任務負載降低能耗B.關閉所有節(jié)能功能，以保證系統(tǒng)性能不受影響C.能耗優(yōu)化主要由硬件完成，操作系統(tǒng)作用有限D.操作系統(tǒng)的能耗優(yōu)化措施對電池壽命沒有顯著影響3、在嵌入式系統(tǒng)中，以下哪種電源管理技術可以根據(jù)負載動態(tài)調整電壓？（）A.動態(tài)電源管理B.智能電源管理C.以上都是D.以上都不是4、在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中，對于實時性要求極高的任務，通常采用硬實時的處理方式。假設一個嵌入式控制系統(tǒng)需要在特定的時間內完成對關鍵設備的控制操作。以下關于硬實時任務的描述，正確的是：（）A.硬實時任務必須在規(guī)定的截止時間之前完成，否則會導致嚴重后果B.即使系統(tǒng)資源緊張，硬實時任務也能優(yōu)先獲得所需的資源C.硬實時任務的執(zhí)行時間可以有一定的彈性，只要在大致范圍內完成即可D.硬實時任務可以被其他高優(yōu)先級的非實時任務中斷5、嵌入式操作系統(tǒng)的安全機制對于保護系統(tǒng)和數(shù)據(jù)至關重要。假設一個金融支付終端的嵌入式系統(tǒng)，需要防止數(shù)據(jù)泄露和惡意攻擊。以下關于安全機制的描述，哪一項是不正確的？（）A.采用加密技術對敏感數(shù)據(jù)進行加密存儲和傳輸B.定期更新系統(tǒng)補丁，修復可能存在的安全漏洞C.可以完全依賴操作系統(tǒng)的默認安全設置，無需額外的安全措施D.對用戶的身份進行認證和授權，限制非法訪問6、對于一個運行嵌入式操作系統(tǒng)的智能家居網(wǎng)關，需要同時連接多種不同類型的智能設備，如智能燈泡、智能插座和智能門鎖等，并實現(xiàn)它們之間的互聯(lián)互通和協(xié)同工作。以下哪種通信協(xié)議和技術更適合構建這樣的智能家居網(wǎng)絡？（）A.Zigbee協(xié)議，低功耗、短距離通信B.Wi-Fi協(xié)議，高速、長距離通信C.Bluetooth協(xié)議，適用于個人設備連接D.以太網(wǎng)協(xié)議，傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡通信7、在嵌入式系統(tǒng)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在運行時存在性能瓶頸，需要進行優(yōu)化。以下哪種優(yōu)化方法可能最為有效？（）A.算法優(yōu)化，選擇更高效的算法來實現(xiàn)功能B.代碼精簡，去除不必要的代碼和注釋C.編譯器優(yōu)化選項的設置，讓編譯器自動優(yōu)化代碼D.以上方法結合使用，根據(jù)具體情況選擇合適的優(yōu)化策略8、嵌入式操作系統(tǒng)中的任務通信機制有多種方式。假設一個嵌入式系統(tǒng)中有多個任務需要協(xié)同工作，共享數(shù)據(jù)。以下哪種任務通信方式可能最為高效？（）A.消息隊列，任務通過發(fā)送和接收消息進行通信B.共享內存，多個任務直接訪問同一塊內存區(qū)域進行數(shù)據(jù)交換C.信號量，用于任務之間的同步和互斥D.管道，實現(xiàn)任務之間的單向數(shù)據(jù)傳輸9、在一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的智能家居系統(tǒng)中，需要同時控制多個家電設備，并保證各個設備之間的協(xié)調工作。以下哪種技術可以有效地實現(xiàn)設備之間的通信和協(xié)同？（）A.消息隊列B.共享內存C.信號量D.以上都可以10、在嵌入式系統(tǒng)的圖形界面開發(fā)中，資源的有效利用很關鍵。假設一個車載導航系統(tǒng)的嵌入式設備，其屏幕分辨率有限。以下關于圖形界面設計的考慮，哪一項是不正確的？（）A.使用簡潔的圖形元素和圖標，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)會自動進行縮放適配D.考慮用戶的操作習慣，設計直觀易用的界面布局11、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12、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的任務之間使用，不能用于不同進程之間的通信13、在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中，內存管理是一個重要的環(huán)節(jié)。假設一個嵌入式設備需要同時運行多個應用程序，且內存資源有限。以下關于內存管理策略的描述，哪一項是錯誤的？（）A.固定分區(qū)內存管理將內存劃分為固定大小的分區(qū)，每個應用程序分配一個分區(qū)，易于實現(xiàn)但會產生內部碎片B.動態(tài)分區(qū)內存管理根據(jù)應用程序的需求動態(tài)分配內存，提高了內存利用率，但可能產生外部碎片C.分頁式內存管理將內存劃分為固定大小的頁，通過頁表進行映射，便于內存共享和保護D.無論采用哪種內存管理策略，都能完全避免內存碎片的產生，保證內存的高效利用14、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15、在嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡通信中，TCP/IP協(xié)議棧得到了廣泛的應用。假設一個嵌入式設備需要通過網(wǎng)絡與遠程服務器進行數(shù)據(jù)傳輸，并且對數(shù)據(jù)的可靠性要求較高。以下關于TCP/IP協(xié)議棧的描述，哪一項是不正確的？（）A.TCP提供可靠的面向連接的數(shù)據(jù)傳輸服務B.IP負責將數(shù)據(jù)包從源地址發(fā)送到目的地址C.UDP提供不可靠的無連接的數(shù)據(jù)傳輸服務，適用于對實時性要求高但對可靠性要求低的應用D.在嵌入式系統(tǒng)中，通常只需要實現(xiàn)TCP/IP協(xié)議棧的部分功能，而不需要完整實現(xiàn)所有協(xié)議16、嵌入式操作系統(tǒng)的內存管理對于系統(tǒng)性能和資源利用至關重要。假設一個嵌入式設備的內存有限，需要高效地管理內存。在這種情況下，以下哪種內存管理技術可能最為適用？（）A.分頁式內存管理，將內存劃分為固定大小的頁面進行分配B.分段式內存管理，根據(jù)程序的邏輯分段分配內存C.動態(tài)內存分配，在運行時根據(jù)需求分配和釋放內存D.靜態(tài)內存分配，在編譯時確定所有內存的使用，避免運行時的分配開銷17、嵌入式系統(tǒng)中的實時時鐘（RTC）用于提供準確的時間信息。假設一個嵌入式設備需要在斷電后仍然保持時間的準確性，以下關于實時時鐘的描述，哪一項是不準確的？（）A.實時時鐘通常由電池供電，以保證在系統(tǒng)斷電時仍能運行B.實時時鐘可以通過外部信號進行校準，提高時間的準確性C.嵌入式操作系統(tǒng)可以通過讀取實時時鐘的值來獲取當前時間D.實時時鐘的精度不受溫度和電壓等環(huán)境因素的影響18、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.加載內核C.運行應用程序D.提供交互界面19、嵌入式操作系統(tǒng)的中斷處理機制直接影響系統(tǒng)的響應性能。假設一個嵌入式系統(tǒng)需要實時響應外部中斷事件。以下關于中斷處理的描述，正確的是：（）A.中斷處理程序應盡量短小精悍，快速完成關鍵處理，將復雜操作放入后臺任務B.中斷處理程序可以執(zhí)行長時間的復雜計算，以一次性完成所有相關處理C.忽略中斷優(yōu)先級，按照接收順序依次處理中斷D.中斷處理完全由硬件負責，操作系統(tǒng)不參與20、嵌入式操作系統(tǒng)在航空航天領域有著嚴格的要求。假設一個航空電子設備需要運行嵌入式操作系統(tǒng)。以下關于航空航天應用中操作系統(tǒng)的特性，正確的是：（）A.高可靠性、容錯性和符合航空標準是必備的B.可以使用普通的嵌入式操作系統(tǒng)，無需特殊考量C.對操作系統(tǒng)的性能和功能要求不高，重點在于成本控制D.航空航天領域的嵌入式操作系統(tǒng)與其他領域沒有差異二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）嵌入式操作系統(tǒng)中任務調度的方式有哪些？2、（本題5分）簡述如何在嵌入式系統(tǒng)中進行能耗建模和預測。3、（本題5分）簡述搶占式任務調度和非搶占式任務調度的優(yōu)缺點。三、編程題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在嵌入式操作系統(tǒng)中，創(chuàng)建一個任務超時處理機制。2、（本題5分）設計一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的任務優(yōu)先級調整程序。3、（本題5分）在嵌入式操作系統(tǒng)中，實現(xiàn)一個Zigbee終端設備程序，加入Zigbee網(wǎng)絡。4、（本題5分）實現(xiàn)一個嵌入式程序，使用pH值傳感器檢測溶液的pH值。5、（