廣西生態(tài)工程職業(yè)技術學院《嵌入式系統與實驗》2023-2024學年第一學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁廣西生態(tài)工程職業(yè)技術學院《嵌入式系統與實驗》

2023-2024學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25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、在嵌入式系統中，設備驅動程序的開發(fā)是重要的工作之一。假設需要為一個新的傳感器開發(fā)驅動程序，以下關于驅動程序開發(fā)的描述，正確的是：（）A.驅動程序需要實現與硬件的底層通信，并向上層提供統一的接口B.驅動程序只需要關注硬件的功能實現，不需要考慮操作系統的接口規(guī)范C.為了提高效率，驅動程序可以直接訪問硬件的物理地址，繞過操作系統的保護機制D.驅動程序的開發(fā)與具體的操作系統無關，可以在不同的嵌入式操作系統中通用2、嵌入式系統中的實時時鐘（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3、在嵌入式操作系統中，設備驅動程序起著重要作用。假設一個嵌入式系統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議和數據格式。為了使操作系統能夠正確地與該傳感器進行交互，以下哪種方式開發(fā)設備驅動程序更為高效和可靠？（）A.直接在操作系統內核中編寫驅動程序，以獲得最高的性能和訪問權限B.使用用戶空間的庫函數來模擬驅動程序的功能C.基于現有的類似傳感器的驅動程序進行修改和適配D.購買第三方提供的通用驅動程序，不進行任何定制開發(fā)4、在嵌入式系統中，實時時鐘（RTC）對于時間相關的操作非常重要。假設一個嵌入式設備需要精確的時間記錄和定時功能。以下關于實時時鐘的描述，哪一項是不正確的？（）A.實時時鐘可以在系統斷電時依靠備用電池保持時間的準確性B.可以通過編程設置實時時鐘的鬧鐘功能，實現定時喚醒系統C.實時時鐘的精度只取決于時鐘芯片的質量，與軟件配置無關D.操作系統需要提供接口來讀取和設置實時時鐘的時間5、當開發(fā)一個基于嵌入式操作系統的智能門鎖系統時，需要考慮到安全性和便捷性的平衡。以下哪種身份認證方式可能會被采用？（）A.指紋識別B.密碼輸入C.藍牙配對D.以上都是6、嵌入式操作系統的內核裁剪是為了適應特定的應用需求。假設一個簡單的溫度監(jiān)測嵌入式系統，不需要復雜的功能。以下關于內核裁剪的描述，哪一項是不正確的？（）A.只保留與溫度監(jiān)測相關的功能模塊，去除不必要的組件B.內核裁剪可能會影響系統的穩(wěn)定性和可擴展性C.可以隨意裁剪內核，不會對系統性能產生負面影響D.裁剪后的內核需要進行充分的測試，確保其正常運行7、當為一個嵌入式設備開發(fā)圖形用戶界面（GUI）時，需要考慮界面的簡潔性、響應速度和資源消耗。假設該設備的屏幕尺寸較小，處理能力有限。以下哪種GUI框架和技術最為合適？（）A.QtB.GTK+C.MicroWindowsD.自行開發(fā)簡單的圖形庫8、在嵌入式系統的軟件更新方面，需要考慮系統的可用性和安全性。假設一個正在運行的嵌入式設備需要進行軟件升級。以下關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險B.采用離線更新方式，將設備停機后進行更新，確保更新的可靠性C.忽略軟件更新，使用初始版本直至設備退役D.軟件更新方式對系統的穩(wěn)定性和安全性沒有影響9、在嵌入式系統的資源受限環(huán)境下，代碼優(yōu)化至關重要。假設一個對性能和代碼大小有嚴格要求的嵌入式應用。以下關于代碼優(yōu)化的描述，正確的是：（）A.只關注算法優(yōu)化，忽略代碼可讀性B.在不影響功能的前提下，對代碼進行算法、內存使用和指令級的優(yōu)化C.代碼優(yōu)化效果不明顯，不值得花費精力D.嵌入式系統的代碼無需優(yōu)化，能運行即可10、在嵌入式系統的網絡安全方面，加密算法起著重要的作用。假設一個嵌入式設備需要在網絡通信中保護數據的機密性和完整性，以下關于加密算法的描述，哪一項是不正確的？（）A.AES是一種常用的對稱加密算法，加密和解密使用相同的密鑰B.RSA是一種非對稱加密算法，適用于數字簽名和密鑰交換C.加密算法的強度越高，加密和解密的速度就越慢D.嵌入式系統中只能使用對稱加密算法，不能使用非對稱加密算法11、在一個嵌入式語音識別系統中，如智能語音助手，需要在有限的計算資源下實現高效的語音識別功能。為了降低計算復雜度，以下哪種語音特征提取方法可能會被采用？（）A.梅爾頻率倒譜系數B.線性預測編碼C.感知線性預測D.以上都是12、在嵌入式操作系統中，進程間通信是實現多任務協同工作的重要手段。假設一個嵌入式系統中有多個任務，分別負責數據采集、處理和傳輸，它們需要頻繁地交換數據和同步執(zhí)行。以下哪種進程間通信方式在這種情況下具有較高的效率和實時性？（）A.消息隊列B.共享內存C.信號量D.套接字13、嵌入式操作系統的內存管理對于系統性能和資源利用至關重要。假設一個嵌入式設備內存資源有限，但需要運行多個任務。以下關于內存管理策略的描述，正確的是：（）A.采用動態(tài)內存分配，讓任務根據需要隨時申請和釋放內存，以提高靈活性B.使用靜態(tài)內存分配，預先為每個任務分配固定的內存空間，避免內存碎片和分配開銷C.不進行內存管理，讓任務自行競爭內存資源D.只依賴硬件的內存管理機制，操作系統不參與內存分配14、嵌入式操作系統的電源管理對于延長設備的電池壽命至關重要。假設一個便攜式嵌入式設備需要在不同的工作模式下優(yōu)化電源消耗。以下關于電源管理策略的描述，哪一項是錯誤的？（）A.可以通過動態(tài)調整CPU頻率和電壓來降低功耗，在性能需求低時降低頻率和電壓B.設備在空閑狀態(tài)時可以進入低功耗模式，關閉不必要的硬件模塊以節(jié)省電量C.電源管理策略只需要考慮設備的當前工作狀態(tài)，無需預測未來的工作需求D.可以根據用戶的操作習慣和設備的使用場景，自適應地調整電源管理策略15、當設計一個基于嵌入式操作系統的便攜式醫(yī)療設備時，需要考慮到設備的尺寸、重量和電池壽命。對于操作系統的選擇，以下哪種嵌入式操作系統可能具有更好的適應性？（）A.FreeRTOSB.LinuxC.WindowsEmbeddedD.VxWorks16、對于一個基于嵌入式操作系統的實時控制系統，例如工業(yè)自動化中的機器人手臂控制，系統需要對外部輸入的信號做出快速且準確的響應，響應時間要求在毫秒級別。同時，系統還需要保證任務執(zhí)行的確定性和可預測性。以下哪種調度算法更能滿足這種實時性和確定性的要求？（）A.先來先服務調度算法B.優(yōu)先級調度算法，根據任務的緊急程度分配優(yōu)先級C.最短作業(yè)優(yōu)先調度算法D.時間片輪轉調度算法17、在嵌入式系統中，實時時鐘（RTC）的應用非常廣泛。假設一個嵌入式設備需要根據精確的時間進行定時操作和事件觸發(fā)。為了保證時間的準確性和穩(wěn)定性，以下哪種實現方式最為合適？（）A.使用內置的RTC模塊B.通過網絡獲取時間C.依靠軟件模擬RTC功能D.不使用實時時鐘，根據系統啟動時間計算18、在嵌入式操作系統中，內存管理是一個關鍵部分。假設一個嵌入式設備需要同時運行多個任務，且這些任務對內存的需求各不相同。有的任務需要較大的連續(xù)內存空間來處理大量數據，有的任務則只需要較小的內存塊進行頻繁的讀寫操作。在這種情況下，以下哪種內存管理策略更適合？（）A.固定分區(qū)分配，將內存預先劃分為固定大小的分區(qū)B.動態(tài)分區(qū)分配，根據任務需求實時分配內存C.分頁式內存管理，將內存劃分為固定大小的頁D.分段式內存管理，根據程序的邏輯分段分配內存19、在嵌入式系統的圖形顯示中，Framebuffer是一種常用的機制。假設一個嵌入式設備需要在屏幕上顯示圖像和文字，以下關于Framebuffer的描述，哪一項是不正確的？（）A.Framebuffer是一塊內存區(qū)域，用于存儲屏幕的圖像數據B.應用程序可以直接對Framebuffer進行讀寫操作，實現圖形顯示C.Framebuffer的大小和顏色深度由硬件決定，不可更改D.通過對Framebuffer的操作，可以實現各種圖形效果和動畫20、嵌入式操作系統在啟動過程中需要進行一系列的初始化工作。假設一個嵌入式系統在啟動時需要加載多個硬件設備的驅動程序，并進行系統配置。以下關于啟動過程的描述，哪一項是不準確的？（）A.首先進行硬件的基本初始化，如處理器、內存等B.然后加載和初始化必要的設備驅動程序C.接著啟動用戶應用程序，最后進行系統的優(yōu)化和調整D.系統啟動過程中的各個步驟可以根據需要進行靈活調整和優(yōu)化21、嵌入式操作系統常常需要進行任務調度。假設一個智能手表的嵌入式系統，其中有顯示更新任務、傳感器數據采集任務和通信任務等。在這種情況下，以下哪種任務調度算法可能最適合？（）A.先來先服務調度算法，按照任務到達的先后順序執(zhí)行B.優(yōu)先級調度算法，根據任務的重要性和緊急程度分配優(yōu)先級C.時間片輪轉調度算法，每個任務輪流獲得固定的執(zhí)行時間D.隨機調度算法，隨機選擇任務執(zhí)行，以實現公平性22、在嵌入式系統的圖形界面開發(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23、嵌入式操作系統在工業(yè)控制領域有廣泛的應用。假設一個工業(yè)控制系統需要高精度的控制和實時響應。以下關于工業(yè)控制應用的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以采用PID控制算法實現對生產過程的精確控制B.實時操作系統能夠保證控制任務的按時執(zhí)行，提高系統的穩(wěn)定性C.工業(yè)控制系統不需要考慮網絡通信和遠程監(jiān)控功能D.系統的可靠性和容錯性對于工業(yè)生產的連續(xù)性至關重要24、嵌入式系統的可靠性設計是確保系統在各種惡劣環(huán)境下正常運行的關鍵。假設一個嵌入式設備將用于高溫、高濕度和強電磁干擾的環(huán)境中，為了提高系統的可靠性，以下哪種措施最為重要？（）A.采用冗余設計B.加強電磁屏蔽C.進行嚴格的測試D.選擇高質量的元器件25、在嵌入式操作系統中，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.套接字二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）簡述可移植性測試的步驟和關注點。2、（本題5分）簡述錯誤日志分析和調試工具的使用。3、（本題5分）解釋如何處理嵌入式系統降級過程中的潛在問題。4、（本題5分）解釋如何在嵌入式系統中確定邊界值進行有效測試。三、編程題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個程序，在嵌入式系統中使用照度異常檢測傳感器檢測光照度異常。2、（本題5分）創(chuàng)建一個任務，通過嵌入式操作系統控制一個攝像頭進行圖像采集。3、（本題5分）實現一個嵌入式程序，使用攝像頭采集圖像數據。4、（本題5分）實現一個嵌入式程序，使用pH值波動傳感器檢測溶液的pH值波動。5、（本題5分）設計一個基于