河北建筑工程學(xué)院《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用技術(shù)》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(yè)，共6頁(yè)河北建筑工程學(xué)院

《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用技術(shù)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題1分，共15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)中，進(jìn)程間通信機(jī)制的選擇需要根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)決定。假設(shè)兩個(gè)進(jìn)程需要頻繁地交換大量數(shù)據(jù)，對(duì)通信效率要求很高。以下哪種進(jìn)程間通信方式最為合適？（）A.管道B.消息隊(duì)列C.共享內(nèi)存D.套接字2、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3、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核架構(gòu)對(duì)于系統(tǒng)性能和資源利用有著重要影響。假設(shè)一個(gè)資源受限的嵌入式設(shè)備，需要高效地運(yùn)行多個(gè)任務(wù)。以下關(guān)于內(nèi)核架構(gòu)的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.微內(nèi)核架構(gòu)將核心功能精簡(jiǎn)，只保留最基本的部分，其他功能作為服務(wù)運(yùn)行在用戶空間，提高了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性B.宏內(nèi)核架構(gòu)將系統(tǒng)的主要功能都集成在內(nèi)核中，減少了內(nèi)核與用戶空間的切換開(kāi)銷(xiāo)，提高了系統(tǒng)的性能C.混合內(nèi)核架構(gòu)結(jié)合了微內(nèi)核和宏內(nèi)核的優(yōu)點(diǎn)，在保證性能的同時(shí)具備一定的可擴(kuò)展性D.對(duì)于資源受限的嵌入式設(shè)備，宏內(nèi)核架構(gòu)總是比微內(nèi)核架構(gòu)更適合，因?yàn)槠湫阅芨?、當(dāng)在嵌入式操作系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)多線程編程時(shí)，需要考慮線程間的同步和通信機(jī)制。假設(shè)多個(gè)線程需要共享一個(gè)有限的資源，為了避免競(jìng)爭(zhēng)條件和數(shù)據(jù)不一致性，以下哪種同步方法最為合適？（）A.信號(hào)量B.互斥鎖C.條件變量D.不進(jìn)行同步，任由線程競(jìng)爭(zhēng)5、在嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全方面，加密算法起著重要的作用。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要在網(wǎng)絡(luò)通信中保護(hù)數(shù)據(jù)的機(jī)密性和完整性，以下關(guān)于加密算法的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.AES是一種常用的對(duì)稱加密算法，加密和解密使用相同的密鑰B.RSA是一種非對(duì)稱加密算法，適用于數(shù)字簽名和密鑰交換C.加密算法的強(qiáng)度越高，加密和解密的速度就越慢D.嵌入式系統(tǒng)中只能使用對(duì)稱加密算法，不能使用非對(duì)稱加密算法6、在嵌入式系統(tǒng)中，存儲(chǔ)設(shè)備的選擇需要綜合考慮性能、成本和可靠性等因素。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要頻繁讀寫(xiě)數(shù)據(jù)，對(duì)存儲(chǔ)速度有較高要求，但成本預(yù)算有限。以下哪種存儲(chǔ)設(shè)備最為適合？（）A.機(jī)械硬盤(pán)B.固態(tài)硬盤(pán)C.閃存D.光盤(pán)7、在嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信中，TCP/IP協(xié)議棧得到了廣泛的應(yīng)用。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，并且對(duì)數(shù)據(jù)的可靠性要求較高。以下關(guān)于TCP/IP協(xié)議棧的描述，哪一項(xiàng)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(wù)B.IP負(fù)責(zé)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(wú)連接的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，適用于對(duì)實(shí)時(shí)性要求高但對(duì)可靠性要求低的應(yīng)用D.在嵌入式系統(tǒng)中，通常只需要實(shí)現(xiàn)TCP/IP協(xié)議棧的部分功能，而不需要完整實(shí)現(xiàn)所有協(xié)議8、在嵌入式系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)中，數(shù)據(jù)加密和認(rèn)證是常見(jiàn)的手段。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要保護(hù)敏感數(shù)據(jù)的傳輸和存儲(chǔ)。以下關(guān)于數(shù)據(jù)加密和認(rèn)證的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.可以使用對(duì)稱加密算法如AES對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，加密和解密使用相同的密鑰B.非對(duì)稱加密算法如RSA常用于數(shù)字簽名和密鑰交換C.哈希函數(shù)可以用于數(shù)據(jù)完整性驗(yàn)證，但不能用于加密數(shù)據(jù)D.只要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了加密，就無(wú)需進(jìn)行認(rèn)證操作，因?yàn)榧用芤呀?jīng)保證了數(shù)據(jù)的安全性9、在嵌入式系統(tǒng)的能耗優(yōu)化中，除了硬件設(shè)計(jì)，操作系統(tǒng)也能發(fā)揮作用。假設(shè)一個(gè)電池供電的嵌入式設(shè)備需要延長(zhǎng)工作時(shí)間。以下關(guān)于操作系統(tǒng)層面能耗優(yōu)化的描述，正確的是：（）A.動(dòng)態(tài)調(diào)整處理器電壓和頻率，根據(jù)任務(wù)負(fù)載降低能耗B.關(guān)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(zhuǎn).操作系統(tǒng)的能耗優(yōu)化措施對(duì)電池壽命沒(méi)有顯著影響10、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)處理多種類型的任務(wù)，包括環(huán)境監(jiān)測(cè)、設(shè)備控制和用戶交互?？紤]到系統(tǒng)資源有限和不同任務(wù)的優(yōu)先級(jí)差異，為了有效地管理內(nèi)存資源，以下哪種內(nèi)存管理技術(shù)可能最為合適？（）A.固定分區(qū)內(nèi)存管理B.動(dòng)態(tài)分區(qū)內(nèi)存管理C.分頁(yè)式內(nèi)存管理D.分段式內(nèi)存管理11、嵌入式操作系統(tǒng)需要處理各種異常情況。假設(shè)一個(gè)工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的嵌入式設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中遇到硬件故障。以下關(guān)于異常處理的策略，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.系統(tǒng)應(yīng)該能夠檢測(cè)到硬件故障，并采取相應(yīng)的恢復(fù)措施B.可以忽略一些不嚴(yán)重的硬件故障，繼續(xù)運(yùn)行系統(tǒng)C.異常處理程序應(yīng)該簡(jiǎn)潔高效，避免影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行D.一旦發(fā)生異常，系統(tǒng)應(yīng)該立即停止運(yùn)行，以避免造成更大的損失12、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.參考其他類似設(shè)備的裁剪方案13、嵌入式操作系統(tǒng)的任務(wù)間通信機(jī)制除了消息隊(duì)列，還有共享內(nèi)存等方式。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)需要在多個(gè)任務(wù)之間高效地共享大量數(shù)據(jù)。以下關(guān)于共享內(nèi)存的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.共享內(nèi)存可以提供快速的數(shù)據(jù)交換，但需要同步機(jī)制來(lái)保證數(shù)據(jù)的一致性B.多個(gè)任務(wù)可以同時(shí)訪問(wèn)共享內(nèi)存區(qū)域，提高了數(shù)據(jù)訪問(wèn)的效率C.共享內(nèi)存的分配和釋放由操作系統(tǒng)自動(dòng)管理，任務(wù)無(wú)需關(guān)心D.共享內(nèi)存的使用需要謹(jǐn)慎，避免出現(xiàn)內(nèi)存泄漏和數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)等問(wèn)題14、嵌入式操作系統(tǒng)的實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度需要考慮任務(wù)的優(yōu)先級(jí)和截止時(shí)間。假設(shè)一個(gè)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的嵌入式設(shè)備，其中有剎車(chē)控制任務(wù)、轉(zhuǎn)向控制任務(wù)和導(dǎo)航計(jì)算任務(wù)等。以下關(guān)于任務(wù)調(diào)度的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.剎車(chē)控制任務(wù)的優(yōu)先級(jí)應(yīng)該最高，以確保安全B.導(dǎo)航計(jì)算任務(wù)可以有較長(zhǎng)的截止時(shí)間，因?yàn)槠鋵?duì)實(shí)時(shí)性要求不高C.任務(wù)的優(yōu)先級(jí)一旦設(shè)定，就不能更改D.可以根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行情況動(dòng)態(tài)調(diào)整任務(wù)的優(yōu)先級(jí)和截止時(shí)間15、嵌入式操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)需要適應(yīng)不同的存儲(chǔ)設(shè)備和應(yīng)用需求。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備使用閃存作為存儲(chǔ)介質(zhì)。以下關(guān)于文件系統(tǒng)選擇的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.FAT文件系統(tǒng)簡(jiǎn)單易用，但在閃存上的磨損均衡處理不夠好，可能影響閃存壽命B.EXT文件系統(tǒng)功能強(qiáng)大，適用于大容量存儲(chǔ)設(shè)備，但對(duì)于資源受限的嵌入式設(shè)備可能過(guò)于復(fù)雜C.JFFS2文件系統(tǒng)專門(mén)為閃存設(shè)計(jì)，具有較好的磨損均衡和掉電保護(hù)機(jī)制D.任何一種文件系統(tǒng)都可以在所有類型的嵌入式存儲(chǔ)設(shè)備上使用，無(wú)需考慮其特點(diǎn)和限制二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）嵌入式操作系統(tǒng)中的安全啟動(dòng)機(jī)制是如何實(shí)現(xiàn)的？2、（本題5分）什么是嵌入式系統(tǒng)的邊界值測(cè)試？3、（本題5分）解釋如何確保嵌入式系統(tǒng)的安裝過(guò)程順利。4、（本題5分）解釋如何在嵌入式系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)任務(wù)的動(dòng)態(tài)創(chuàng)建和刪除。三、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）探討嵌入式操作系統(tǒng)中的設(shè)備熱插拔支持。解釋設(shè)備熱插拔的原理和實(shí)現(xiàn)方法，分析在嵌入式系統(tǒng)中如何支持設(shè)備的熱插拔操作。2、（本題5分）分析嵌入式操作系統(tǒng)在工業(yè)機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)中的應(yīng)用，包括圖像識(shí)別、目標(biāo)定位、運(yùn)動(dòng)規(guī)劃等方面，探討其對(duì)工業(yè)自動(dòng)化的提升。3、（本題5分）分析嵌入式操作系統(tǒng)在智能交通信號(hào)優(yōu)化系統(tǒng)中的應(yīng)用。討論其在信號(hào)配時(shí)優(yōu)化、交通流量監(jiān)測(cè)、智能控制等方面的作用，以及如何提高系統(tǒng)的性能。4、（本題5分）探討嵌入式操作系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器中的應(yīng)用。分析其在環(huán)境數(shù)據(jù)采集、處理和傳輸中的作用，以及對(duì)低功耗和準(zhǔn)確性的要求。5、（本題5分）分析嵌入式操作系統(tǒng)在智能車(chē)載診斷系統(tǒng)的故障預(yù)警功能中的應(yīng)用，包括故障預(yù)測(cè)算法、預(yù)警機(jī)制、維修建議等方面，探討