玉溪師范學院《嵌入式技術及應用》2023-2024學年第一學期期末試卷

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《嵌入式技術及應用》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20個小題，每小題1分，共20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)的實時性能評估需要綜合考慮多個指標。假設一個嵌入式系統(tǒng)用于實時控制應用。以下關于實時性能評估指標的描述，哪一項是不正確的？（）A.任務響應時間是指從任務請求到任務開始執(zhí)行的時間間隔B.任務切換時間是指從一個任務切換到另一個任務所需的時間C.系統(tǒng)吞吐量是指單位時間內系統(tǒng)完成的任務數(shù)量，是評估實時性能的唯一重要指標D.資源利用率包括CPU利用率、內存利用率等，也能反映系統(tǒng)的實時性能2、嵌入式操作系統(tǒng)的內核裁剪是根據具體應用需求精簡內核功能。假設一個簡單的嵌入式設備只需要基本的任務調度和中斷處理功能。以下關于內核裁剪的描述，哪一項是錯誤的？（）A.內核裁剪可以減少系統(tǒng)的資源占用，提高系統(tǒng)的運行效率B.在裁剪內核時，需要仔細評估每個功能模塊的必要性，避免影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性C.一旦完成內核裁剪，就不能再根據后續(xù)需求添加新的功能模塊D.內核裁剪需要對操作系統(tǒng)的源代碼有深入的理解和修改能力3、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)據交互和集成。以下哪種數(shù)據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)據格式4、嵌入式操作系統(tǒng)的存儲管理需要考慮閃存的特性。假設一個嵌入式系統(tǒng)使用閃存作為主要存儲設備。以下關于閃存管理的描述，哪一項是不正確的？（）A.閃存具有有限的寫入次數(shù)，需要采用磨損均衡算法延長其使用壽命B.閃存的讀寫速度比傳統(tǒng)硬盤快，但價格相對較高C.可以使用閃存轉換層（FTL）來模擬傳統(tǒng)的塊設備接口，方便操作系統(tǒng)使用D.閃存不需要進行垃圾回收和壞塊管理，因為其可靠性很高5、在嵌入式系統(tǒng)中，實時時鐘（RTC）是一個重要的組件。假設一個考勤系統(tǒng)的嵌入式設備需要準確記錄時間。以下關于實時時鐘的使用，哪一項是不正確的？（）A.實時時鐘可以在系統(tǒng)斷電時依靠備用電池保持時間的準確性B.不需要對實時時鐘進行校準，其初始設置就是準確的C.可以通過軟件編程設置實時時鐘的時間和日期D.實時時鐘的精度會影響系統(tǒng)對時間的記錄和處理6、在嵌入式系統(tǒng)的網絡通信中，協(xié)議的選擇需要考慮帶寬、實時性和資源消耗等因素。假設一個低帶寬、對實時性要求較高的嵌入式網絡。以下關于網絡協(xié)議選擇的描述，正確的是：（）A.選擇TCP協(xié)議，因其可靠的傳輸機制B.選擇UDP協(xié)議，并在應用層實現(xiàn)必要的可靠性和錯誤處理機制，以滿足實時性要求C.使用復雜的高層網絡協(xié)議，以提供豐富的功能D.不考慮網絡協(xié)議，直接進行原始數(shù)據傳輸7、在嵌入式系統(tǒng)的網絡應用中，IPv6協(xié)議逐漸得到廣泛應用。假設一個嵌入式設備需要接入IPv6網絡。以下關于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的包頭結構更簡單，提高了數(shù)據包的處理效率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質量（QoS）機制8、嵌入式操作系統(tǒng)的可靠性設計對于關鍵應用至關重要。假設一個用于醫(yī)療設備的嵌入式系統(tǒng)。以下關于可靠性保障的描述，正確的是：（）A.不進行任何額外的可靠性設計，依靠操作系統(tǒng)的默認機制B.采用冗余設計、錯誤檢測和恢復機制，確保系統(tǒng)在故障情況下仍能正常運行C.只關注功能實現(xiàn)，忽略可靠性方面的考慮D.可靠性設計會增加系統(tǒng)成本和復雜性，應盡量避免9、在嵌入式系統(tǒng)中，設備的驅動程序需要與硬件緊密配合。假設一個新的硬件設備需要集成到嵌入式系統(tǒng)中，以下關于驅動開發(fā)的步驟，正確的是：（）A.了解硬件的規(guī)格和接口，編寫驅動代碼，進行測試和調試B.直接使用現(xiàn)有的類似設備驅動程序，無需進行修改C.先進行系統(tǒng)的整體升級，然后再開發(fā)新設備的驅動D.忽略硬件特性，只關注驅動程序的功能實現(xiàn)10、在嵌入式系統(tǒng)中，系統(tǒng)的更新和升級需要考慮多種因素。假設一個已經部署的嵌入式設備需要進行軟件升級，要確保升級過程的安全性和可靠性，同時盡量減少對用戶使用的影響。以下哪種升級方式最為合適？（）A.在線升級，自動完成B.用戶手動下載更新包進行升級C.召回設備，在工廠進行升級D.不進行升級，保持初始版本11、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。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)據傳輸12、在嵌入式操作系統(tǒng)中，進程間通信機制的選擇需要根據具體應用場景來決定。假設兩個進程需要頻繁地交換大量數(shù)據，對通信效率要求很高。以下哪種進程間通信方式最為合適？（）A.管道B.消息隊列C.共享內存D.套接字13、嵌入式操作系統(tǒng)的啟動過程包括硬件初始化、引導加載程序和內核啟動等階段。假設一個嵌入式系統(tǒng)在啟動時出現(xiàn)故障。以下關于啟動過程的描述，哪一項是不正確的？（）A.硬件初始化包括設置處理器的工作模式、初始化內存控制器等B.引導加載程序負責將操作系統(tǒng)內核加載到內存中，并將控制權交給內核C.內核啟動后會進行設備驅動的加載和系統(tǒng)配置的初始化D.一旦啟動過程出現(xiàn)故障，只能重新設計硬件來解決問題，無法通過軟件調試14、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)據采集的效率和準確性，以下哪種數(shù)據采集技術可能會被使用？（）A.條碼掃描B.RFIDC.圖像識別D.以上都是15、當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.直接通過網絡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16、嵌入式操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)對于數(shù)據的存儲和管理至關重要。假設有一個嵌入式設備，需要頻繁地讀寫小文件，并且對存儲介質的空間利用率要求較高。以下哪種文件系統(tǒng)可能是最適合的選擇？（）A.FAT32B.NTFSC.ext4D.JFFS217、嵌入式操作系統(tǒng)中的進程間通信（IPC）機制用于不同進程之間的數(shù)據交換和協(xié)調工作。假設一個嵌入式系統(tǒng)中有多個進程需要協(xié)同完成一項任務，以下關于進程間通信的描述，哪一項是不準確的？（）A.管道是一種簡單的進程間通信方式，數(shù)據只能單向流動B.消息隊列可以實現(xiàn)進程間的異步通信，消息可以按照一定的優(yōu)先級進行處理C.共享內存可以提供高效的進程間數(shù)據共享，但需要注意同步和互斥問題D.進程間通信只適用于同一種操作系統(tǒng)中的進程，不同操作系統(tǒng)之間的進程無法進行通信18、嵌入式操作系統(tǒng)的內核移植是將操作系統(tǒng)適配到特定硬件平臺的過程。假設要將一個嵌入式操作系統(tǒng)移植到新的處理器架構上。以下關于內核移植的要點，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，修改相關的驅動和底層代碼C.內核移植是簡單的過程，不需要專業(yè)知識D.可以忽略硬件差異，直接進行操作系統(tǒng)的安裝19、在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中，電源管理是一個重要的考慮因素。假設一個便攜式嵌入式設備需要在電池供電下長時間運行。以下關于電源管理策略的描述，正確的是：（）A.讓設備始終以最高性能運行，不考慮電源消耗B.根據設備的工作狀態(tài)動態(tài)調整處理器頻率和設備功耗，在性能和電源消耗之間取得平衡C.關閉所有不必要的硬件設備，以最大限度延長電池壽命，即使這可能影響系統(tǒng)功能D.電源管理由硬件自動完成，操作系統(tǒng)無需干預20、假設在一個嵌入式物聯(lián)網設備中，需要實現(xiàn)遠程固件升級功能，以方便設備的維護和功能擴展。為了確保升級過程的安全性和可靠性，以下哪種機制可能會被采用？（）A.數(shù)字證書驗證B.版本回滾機制C.斷點續(xù)傳D.以上都是二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）解釋在嵌入式系統(tǒng)中如何進行RTC的時間校準。2、（本題5分）解釋在Bootloader中如何實現(xiàn)硬件初始化。3、（本題5分）什么是嵌入式系統(tǒng)的內存泄漏檢測工具？4、（本題5分）簡述常見的嵌入式GUI框架。5、（本題5分）簡述用戶體驗測試在嵌入式系統(tǒng)中的重要性和方法。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，使用光傳感器檢測光照強度。2、（本題5分）利用嵌入式操作系統(tǒng)實現(xiàn)一個RTC時鐘的時區(qū)設置程序。3、（本題5分）利用嵌入式操作系統(tǒng)實現(xiàn)一個DMA數(shù)據傳輸程序，提高數(shù)據傳輸效率。4、（本題5分）創(chuàng)建一個任務，通過嵌入式操作系統(tǒng)控制一個甲醛檢測儀進行精確測量。5、（本題5分）在嵌入式操作系統(tǒng)中，實現(xiàn)一個紅外通信程序，接收并解析紅外信號。四、分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）分析嵌入式操作系