煙臺(tái)大學(xué)《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)B》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁煙臺(tái)大學(xué)

《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)B》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(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、嵌入式操作系統(tǒng)的安全機(jī)制對(duì)于保護(hù)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)至關(guān)重要。假設(shè)一個(gè)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(guān)于安全機(jī)制的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.采用加密技術(shù)對(duì)敏感數(shù)據(jù)進(jìn)行加密存儲(chǔ)和傳輸B.定期更新系統(tǒng)補(bǔ)丁，修復(fù)可能存在的安全漏洞C.可以完全依賴操作系統(tǒng)的默認(rèn)安全設(shè)置，無需額外的安全措施D.對(duì)用戶的身份進(jìn)行認(rèn)證和授權(quán)，限制非法訪問2、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核裁剪是為了適應(yīng)特定的硬件資源和應(yīng)用需求。假設(shè)一個(gè)資源受限的嵌入式系統(tǒng)。以下關(guān)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(jìn)行裁剪，以應(yīng)對(duì)未來可能的功能擴(kuò)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(duì)系統(tǒng)性能沒有影響，無需謹(jǐn)慎操作3、嵌入式系統(tǒng)中的引導(dǎo)加載程序（Bootloader）負(fù)責(zé)系統(tǒng)的初始化和啟動(dòng)。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備的存儲(chǔ)介質(zhì)上有多個(gè)操作系統(tǒng)映像，以下關(guān)于引導(dǎo)加載程序的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.引導(dǎo)加載程序可以選擇加載不同的操作系統(tǒng)映像B.引導(dǎo)加載程序需要對(duì)硬件進(jìn)行初步的初始化，為操作系統(tǒng)的運(yùn)行創(chuàng)造條件C.引導(dǎo)加載程序的代碼通常存儲(chǔ)在只讀存儲(chǔ)器（ROM）中，不可修改D.引導(dǎo)加載程序可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行更新和升級(jí)4、嵌入式操作系統(tǒng)中的看門狗（Watchdog）機(jī)制用于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)在運(yùn)行過程中可能會(huì)出現(xiàn)死機(jī)或程序跑飛的情況，以下關(guān)于看門狗的描述，哪一項(xiàng)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(huì)觸發(fā)復(fù)位操作B.看門狗可以在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)自動(dòng)重啟系統(tǒng)，恢復(fù)正常運(yùn)行C.看門狗的超時(shí)時(shí)間可以根據(jù)系統(tǒng)的需求進(jìn)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(huì)丟失5、嵌入式操作系統(tǒng)的啟動(dòng)過程是系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵步驟。假設(shè)一個(gè)智能家電的嵌入式系統(tǒng)在啟動(dòng)時(shí)需要初始化各種硬件設(shè)備和加載系統(tǒng)配置。以下關(guān)于啟動(dòng)過程的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.啟動(dòng)過程應(yīng)該盡可能快速，減少用戶等待時(shí)間B.可以在啟動(dòng)過程中進(jìn)行全面的硬件自檢，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性C.啟動(dòng)過程中不需要考慮低功耗模式，因?yàn)橄到y(tǒng)已經(jīng)啟動(dòng)D.系統(tǒng)配置可以存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器中，以便快速加載6、嵌入式操作系統(tǒng)中的任務(wù)優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)是一個(gè)需要解決的問題。假設(shè)一個(gè)高優(yōu)先級(jí)任務(wù)因?yàn)榈却粋€(gè)被低優(yōu)先級(jí)任務(wù)占用的資源而被阻塞。以下關(guān)于解決任務(wù)優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)的方法，正確的是：（）A.使用優(yōu)先級(jí)繼承機(jī)制，暫時(shí)提高占用資源的低優(yōu)先級(jí)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)B.始終保持高優(yōu)先級(jí)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)不變，讓低優(yōu)先級(jí)任務(wù)等待C.降低高優(yōu)先級(jí)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，避免出現(xiàn)優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)D.直接終止低優(yōu)先級(jí)任務(wù)，釋放資源給高優(yōu)先級(jí)任務(wù)7、嵌入式操作系統(tǒng)的調(diào)試工具對(duì)于開發(fā)和排錯(cuò)非常重要。假設(shè)一個(gè)智能門鎖的嵌入式系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，需要進(jìn)行調(diào)試。以下關(guān)于調(diào)試工具的選擇和使用，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以使用在線調(diào)試器，實(shí)時(shí)查看系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和變量值B.打印輸出調(diào)試信息是一種簡(jiǎn)單但有效的調(diào)試方法C.不需要對(duì)調(diào)試代碼進(jìn)行優(yōu)化，以免影響系統(tǒng)性能D.調(diào)試工具的使用應(yīng)該盡量減少對(duì)系統(tǒng)正常運(yùn)行的影響8、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.可以通過調(diào)整定時(shí)器的時(shí)鐘源和分頻系數(shù)來設(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)9、在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中，調(diào)試信息的輸出對(duì)于問題排查非常重要。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)故障，但沒有明顯的錯(cuò)誤提示。以下關(guān)于調(diào)試信息輸出的方式，有效的是：（）A.將關(guān)鍵變量和狀態(tài)信息通過串口輸出到上位機(jī)進(jìn)行分析B.將調(diào)試信息存儲(chǔ)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(xì)的調(diào)試信息D.不輸出調(diào)試信息，通過猜測(cè)和經(jīng)驗(yàn)來定位問題10、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核同步機(jī)制用于保證多任務(wù)環(huán)境下的數(shù)據(jù)一致性。假設(shè)多個(gè)任務(wù)需要同時(shí)訪問共享資源。以下關(guān)于內(nèi)核同步方法的描述，正確的是：（）A.不使用任何同步機(jī)制，讓任務(wù)自由競(jìng)爭(zhēng)共享資源B.采用信號(hào)量、互斥鎖等同步機(jī)制，確保任務(wù)對(duì)共享資源的正確訪問C.同步機(jī)制會(huì)降低系統(tǒng)性能，應(yīng)盡量少用D.內(nèi)核同步機(jī)制對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性沒有影響11、嵌入式操作系統(tǒng)與外部設(shè)備的通信接口通常采用串行通信或并行通信。假設(shè)一個(gè)工業(yè)控制設(shè)備的嵌入式系統(tǒng)需要與多個(gè)傳感器進(jìn)行高速通信。以下關(guān)于通信接口選擇的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.串行通信速度慢，但線路簡(jiǎn)單，適合遠(yuǎn)距離傳輸B.并行通信速度快，但線路復(fù)雜，適合短距離傳輸C.只考慮通信速度，選擇最快的通信接口，不考慮其他因素D.根據(jù)實(shí)際需求綜合考慮通信速度、距離、成本等因素選擇合適的通信接口12、嵌入式操作系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性對(duì)于系統(tǒng)的正常運(yùn)行至關(guān)重要。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)運(yùn)行在惡劣的環(huán)境中，可能會(huì)受到電磁干擾和溫度變化的影響。為了提高系統(tǒng)的可靠性，以下哪種措施可能是有效的？（）A.增加硬件冗余，如備用電源和存儲(chǔ)設(shè)備B.采用容錯(cuò)算法，能夠在出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)自動(dòng)恢復(fù)C.進(jìn)行嚴(yán)格的軟件測(cè)試和驗(yàn)證，確保代碼的質(zhì)量D.以上措施都可以提高系統(tǒng)在惡劣環(huán)境下的可靠性13、在嵌入式操作系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)任務(wù)的截止時(shí)間是一個(gè)重要的約束條件。假設(shè)一個(gè)實(shí)時(shí)任務(wù)必須在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成計(jì)算和輸出，否則會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)故障。以下哪種調(diào)度算法能夠更好地保證實(shí)時(shí)任務(wù)按時(shí)完成？（）A.最早截止時(shí)間優(yōu)先（EDF）調(diào)度算法B.最短剩余時(shí)間優(yōu)先（SRTF）調(diào)度算法C.最高響應(yīng)比優(yōu)先（HRRN）調(diào)度算法D.輪詢調(diào)度算法14、在嵌入式系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)中，容錯(cuò)技術(shù)是一個(gè)重要的方面。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)在運(yùn)行過程中可能會(huì)受到外界干擾導(dǎo)致數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，以下哪種容錯(cuò)技術(shù)可以有效地檢測(cè)和糾正這些錯(cuò)誤？（）A.奇偶校驗(yàn)B.循環(huán)冗余校驗(yàn)C.糾錯(cuò)編碼D.以上都是15、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核架構(gòu)有多種選擇，如單核架構(gòu)和多核架構(gòu)。假設(shè)一個(gè)復(fù)雜的工業(yè)控制嵌入式系統(tǒng)，需要同時(shí)處理多個(gè)高并發(fā)的任務(wù)。在這種情況下，以下關(guān)于內(nèi)核架構(gòu)的選擇，哪一項(xiàng)是最合適的？（）A.單核架構(gòu)，因?yàn)槠渚幊棠Ｐ秃?jiǎn)單，易于開發(fā)和調(diào)試B.多核架構(gòu)，能夠更好地應(yīng)對(duì)高并發(fā)任務(wù)，提高系統(tǒng)性能C.無論單核還是多核架構(gòu)都可以，對(duì)系統(tǒng)性能沒有影響D.選擇架構(gòu)主要取決于開發(fā)團(tuán)隊(duì)的技術(shù)偏好，而不是系統(tǒng)需求16、嵌入式操作系統(tǒng)的移植是將其適配到不同的硬件平臺(tái)上。假設(shè)要將一個(gè)嵌入式操作系統(tǒng)從一種微控制器移植到另一種微控制器。以下關(guān)于操作系統(tǒng)移植的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.需要修改與硬件相關(guān)的代碼，如驅(qū)動(dòng)程序和底層接口B.操作系統(tǒng)的內(nèi)核部分通常具有較好的可移植性，無需進(jìn)行大量修改C.不同微控制器的寄存器配置和中斷處理方式可能不同，需要相應(yīng)調(diào)整D.只要操作系統(tǒng)的源代碼開放，就可以輕松地將其移植到任何硬件平臺(tái)上，無需考慮兼容性問題17、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.開源開發(fā)框架D.以上都是18、在嵌入式系統(tǒng)中，以下哪種通信方式適用于短距離、高速率的數(shù)據(jù)傳輸？（）A.SPIB.I2CC.UARTD.CAN19、假設(shè)在一個(gè)嵌入式工業(yè)控制器中，需要同時(shí)運(yùn)行多個(gè)實(shí)時(shí)任務(wù)和非實(shí)時(shí)任務(wù)。為了確保實(shí)時(shí)任務(wù)不受非實(shí)時(shí)任務(wù)的干擾，以下哪種內(nèi)核架構(gòu)可能是最適合的？（）A.單內(nèi)核架構(gòu)B.微內(nèi)核架構(gòu)C.宏內(nèi)核架構(gòu)D.混合內(nèi)核架構(gòu)20、嵌入式操作系統(tǒng)的引導(dǎo)加載程序（Bootloader）負(fù)責(zé)系統(tǒng)的初始化和啟動(dòng)引導(dǎo)。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備的Bootloader需要支持從多種存儲(chǔ)介質(zhì)啟動(dòng)。以下關(guān)于Bootloader功能的描述，正確的是：（）A.Bootloader能夠檢測(cè)存儲(chǔ)介質(zhì)的類型，并選擇合適的啟動(dòng)鏡像加載B.Bootloader只負(fù)責(zé)從固定的存儲(chǔ)介質(zhì)啟動(dòng)，不能切換C.Bootloader在啟動(dòng)過程中不進(jìn)行任何硬件初始化操作D.Bootloader的功能單一，不能進(jìn)行系統(tǒng)升級(jí)等操作21、嵌入式系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）用于提供準(zhǔn)確的時(shí)間信息。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要在斷電后仍然保持時(shí)間的準(zhǔn)確性，以下關(guān)于實(shí)時(shí)時(shí)鐘的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.實(shí)時(shí)時(shí)鐘通常由電池供電，以保證在系統(tǒng)斷電時(shí)仍能運(yùn)行B.實(shí)時(shí)時(shí)鐘可以通過外部信號(hào)進(jìn)行校準(zhǔn)，提高時(shí)間的準(zhǔn)確性C.嵌入式操作系統(tǒng)可以通過讀取實(shí)時(shí)時(shí)鐘的值來獲取當(dāng)前時(shí)間D.實(shí)時(shí)時(shí)鐘的精度不受溫度和電壓等環(huán)境因素的影響22、在一個(gè)嵌入式操作系統(tǒng)中，為了提高系統(tǒng)的可靠性和容錯(cuò)能力，對(duì)于關(guān)鍵任務(wù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和恢復(fù)，以下哪種技術(shù)或方法可能會(huì)被采用？（）A.定期數(shù)據(jù)備份B.數(shù)據(jù)冗余存儲(chǔ)C.錯(cuò)誤檢測(cè)和糾正碼D.以上都是23、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)，與硬件性能無關(guān)24、嵌入式操作系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度算法直接影響系統(tǒng)的性能和響應(yīng)能力。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)中有多個(gè)任務(wù)，包括實(shí)時(shí)任務(wù)和非實(shí)時(shí)任務(wù)。以下哪種調(diào)度算法可能最適合這種情況？（）A.先來先服務(wù)調(diào)度算法，按照任務(wù)到達(dá)的先后順序執(zhí)行B.時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法，為每個(gè)任務(wù)分配固定的時(shí)間片輪流執(zhí)行C.優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法，根據(jù)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)決定執(zhí)行順序，高優(yōu)先級(jí)任務(wù)優(yōu)先執(zhí)行D.隨機(jī)調(diào)度算法，隨機(jī)選擇任務(wù)執(zhí)行，以平衡任務(wù)的執(zhí)行機(jī)會(huì)25、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核移植是將操作系統(tǒng)適配到特定硬件平臺(tái)的過程。假設(shè)要將一個(gè)嵌入式操作系統(tǒng)移植到新的處理器架構(gòu)上。以下關(guān)于內(nèi)核移植的要點(diǎn)，正確的是：（）A.只需修改少量代碼，就能完成移植B.深入了解硬件特性和操作系統(tǒng)架構(gòu)，修改相關(guān)的驅(qū)動(dòng)和底層代碼C.內(nèi)核移植是簡(jiǎn)單的過程，不需要專業(yè)知識(shí)D.可以忽略硬件差異，直接進(jìn)行操作系統(tǒng)的安裝二、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）在嵌入式系統(tǒng)中，如何進(jìn)行系統(tǒng)的升級(jí)和更新？3、（本題5分）簡(jiǎn)述如何在嵌入式系統(tǒng)中進(jìn)行高效的圖形渲染。4、（本題5分）嵌入式操作系統(tǒng)的實(shí)時(shí)時(shí)鐘管理是如何實(shí)現(xiàn)的？三、編程題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）使用嵌入式操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的LED閃爍控制程序。2、（本題5分）創(chuàng)建一個(gè)任務(wù)，通過嵌入式操作系統(tǒng)控制一個(gè)舵機(jī)的角度。3、（本題5分）用嵌入式操作系統(tǒng)編寫一個(gè)電阻式傳感器的驅(qū)動(dòng)程序。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)基于嵌入式操作系統(tǒng)的任務(wù)饑餓處理程序。5、（本題5