曲靖師范學院《嵌入式實時操作系統(tǒng)》2023-2024學年第一學期期末試卷

裝訂線裝訂線PAGE2第1頁，共3頁曲靖師范學院《嵌入式實時操作系統(tǒng)》

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、在嵌入式操作系統(tǒng)中，以下哪種內(nèi)存分配方式速度較快但容易產(chǎn)生內(nèi)存碎片？（）A.動態(tài)分配B.靜態(tài)分配C.堆分配D.棧分配2、嵌入式操作系統(tǒng)中的中斷向量表用于處理各種中斷。假設一個嵌入式系統(tǒng)中添加了新的外部中斷源，以下關于中斷向量表配置的描述，正確的是：（）A.需要在中斷向量表中為新的中斷源分配相應的中斷處理函數(shù)入口地址B.中斷向量表的配置在系統(tǒng)啟動時完成，運行過程中不能修改C.可以將多個中斷源映射到同一個中斷處理函數(shù)，以減少代碼量D.中斷向量表的大小是固定的，不能添加新的中斷源3、嵌入式操作系統(tǒng)的移植是將其適配到不同的硬件平臺上。假設要將一個嵌入式操作系統(tǒng)從一種微控制器移植到另一種微控制器。以下關于操作系統(tǒng)移植的描述，哪一項是不準確的？（）A.需要修改與硬件相關的代碼，如驅(qū)動程序和底層接口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上，無需考慮兼容性問題4、在嵌入式操作系統(tǒng)中，任務的優(yōu)先級反轉(zhuǎn)是一個可能出現(xiàn)的問題。假設一個高優(yōu)先級任務需要等待一個被低優(yōu)先級任務占用的資源，導致高優(yōu)先級任務被阻塞。以下哪種方法能夠有效地避免或解決任務優(yōu)先級反轉(zhuǎn)的問題？（）A.提升低優(yōu)先級任務的優(yōu)先級，使其盡快釋放資源B.禁止低優(yōu)先級任務占用關鍵資源C.使用優(yōu)先級繼承機制，暫時提高占用資源的低優(yōu)先級任務的優(yōu)先級D.不處理優(yōu)先級反轉(zhuǎn)問題，依靠任務調(diào)度算法自動解決5、在嵌入式系統(tǒng)的應用開發(fā)中，多任務調(diào)度是常見的需求。假設一個嵌入式設備需要同時運行多個實時任務和非實時任務。以下關于任務調(diào)度的描述，哪一項是不正確的？（）A.實時任務通常具有更高的優(yōu)先級，以保證其在規(guī)定時間內(nèi)得到執(zhí)行B.非實時任務可以在實時任務空閑時獲得處理器資源C.任務調(diào)度算法只考慮任務的優(yōu)先級，不考慮任務的執(zhí)行時間和資源需求D.可以采用搶占式調(diào)度或非搶占式調(diào)度策略，根據(jù)系統(tǒng)需求進行選擇6、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核裁剪是根據(jù)具體應用需求精簡內(nèi)核功能。假設一個簡單的嵌入式設備只需要基本的任務調(diào)度和中斷處理功能。以下關于內(nèi)核裁剪的描述，哪一項是錯誤的？（）A.內(nèi)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(nèi)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(nèi)核裁剪，就不能再根據(jù)后續(xù)需求添加新的功能模塊D.內(nèi)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7、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8、嵌入式操作系統(tǒng)在資源受限的環(huán)境中運行，內(nèi)存管理至關重要。假設一個嵌入式設備的內(nèi)存資源有限，需要運行多個任務。以下關于嵌入式內(nèi)存管理的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以采用靜態(tài)內(nèi)存分配，在編譯時確定每個任務所需的內(nèi)存大小B.動態(tài)內(nèi)存分配可以更靈活地使用內(nèi)存，但可能會導致內(nèi)存碎片問題C.內(nèi)存映射文件技術可以在一定程度上節(jié)省內(nèi)存空間，但會增加系統(tǒng)的復雜性D.為了提高內(nèi)存使用效率，應該盡量減少內(nèi)存的緩存和預取機制9、在嵌入式系統(tǒng)中，網(wǎng)絡通信功能的實現(xiàn)需要考慮資源和性能的平衡。假設一個嵌入式設備需要與遠程服務器進行少量數(shù)據(jù)的周期性傳輸。以下哪種網(wǎng)絡協(xié)議可能最為適合？（）A.TCP協(xié)議，提供可靠的連接和數(shù)據(jù)傳輸B.UDP協(xié)議，傳輸效率高但不可靠C.HTTP協(xié)議，常用于網(wǎng)頁訪問，適用于嵌入式系統(tǒng)D.SMTP協(xié)議，用于電子郵件傳輸，可用于數(shù)據(jù)交換10、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核通常支持搶占式調(diào)度。假設一個低優(yōu)先級任務正在執(zhí)行，此時一個高優(yōu)先級任務就緒。以下關于搶占式調(diào)度的描述，正確的是：（）A.操作系統(tǒng)會立即暫停低優(yōu)先級任務，切換到高優(yōu)先級任務執(zhí)行B.低優(yōu)先級任務會繼續(xù)執(zhí)行完當前的時間片，然后再切換到高優(yōu)先級任務C.操作系統(tǒng)會根據(jù)任務的重要性決定是否搶占，而不是僅僅基于優(yōu)先級D.搶占式調(diào)度會導致系統(tǒng)不穩(wěn)定，因此應盡量避免使用11、當一個嵌入式操作系統(tǒng)需要支持多種不同類型的外部存儲設備，如SD卡、U盤和固態(tài)硬盤，以下哪種存儲驅(qū)動架構能夠更好地實現(xiàn)對這些設備的統(tǒng)一管理和兼容？（）A.為每種存儲設備單獨編寫驅(qū)動程序B.基于通用的存儲驅(qū)動框架，為不同設備編寫適配層C.使用操作系統(tǒng)自帶的默認存儲驅(qū)動，不進行定制D.只支持一種主流的存儲設備，放棄對其他設備的支持12、在嵌入式系統(tǒng)的可靠性測試中，壓力測試是一種常用的方法。假設一個嵌入式設備需要在高負載和惡劣環(huán)境下長時間穩(wěn)定運行，以下關于壓力測試的描述，哪一項是不正確的？（）A.壓力測試可以模擬系統(tǒng)在極端情況下的工作狀態(tài)，檢測潛在的故障B.壓力測試需要對系統(tǒng)的硬件、軟件和環(huán)境進行綜合考慮C.壓力測試只需要關注系統(tǒng)的性能指標，不需要考慮功能的正確性D.壓力測試的結(jié)果可以為系統(tǒng)的優(yōu)化和改進提供依據(jù)13、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核同步機制用于保證多任務環(huán)境下的數(shù)據(jù)一致性。假設多個任務需要同時訪問共享資源。以下關于內(nèi)核同步方法的描述，正確的是：（）A.不使用任何同步機制，讓任務自由競爭共享資源B.采用信號量、互斥鎖等同步機制，確保任務對共享資源的正確訪問C.同步機制會降低系統(tǒng)性能，應盡量少用D.內(nèi)核同步機制對系統(tǒng)的穩(wěn)定性沒有影響14、假設在一個嵌入式醫(yī)療設備中，操作系統(tǒng)需要支持長時間穩(wěn)定運行，并且對功耗有嚴格的限制。在這種情況下，對于設備中的各種外部設備，如傳感器、顯示屏和通信模塊，以下哪種電源管理策略能夠在保證設備正常工作的同時最大程度地降低功耗？（）A.動態(tài)電壓頻率調(diào)整B.定時關閉未使用設備C.深度睡眠模式D.以上都是15、當為一個低功耗的嵌入式設備選擇處理器時，需要綜合考慮性能、功耗和成本等因素。假設設備對計算能力要求不高，但對電池續(xù)航有嚴格要求。以下哪種處理器類型最為適合？（）A.高性能的通用處理器B.低功耗的微控制器C.專用的數(shù)字信號處理器D.多核處理器16、嵌入式操作系統(tǒng)的網(wǎng)絡支持對于實現(xiàn)設備的聯(lián)網(wǎng)功能至關重要。假設一個嵌入式設備需要接入無線網(wǎng)絡。以下關于嵌入式網(wǎng)絡支持的描述，哪一項是不準確的？（）A.可以使用輕量級的網(wǎng)絡協(xié)議棧，如lwIP，來減少資源占用B.無線網(wǎng)絡驅(qū)動程序需要適配不同的無線芯片和通信標準C.嵌入式操作系統(tǒng)需要提供網(wǎng)絡配置和管理的接口，方便用戶設置網(wǎng)絡參數(shù)D.所有的嵌入式操作系統(tǒng)都具備完善的網(wǎng)絡功能，無需額外的開發(fā)和配置17、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核通常需要進行定制和配置。假設一個嵌入式系統(tǒng)對安全性要求較高，需要增強內(nèi)核的安全特性。以下哪些內(nèi)核配置選項可能有助于提高安全性？（）A.啟用內(nèi)存保護機制，防止非法訪問內(nèi)存B.關閉不必要的系統(tǒng)服務和端口，減少攻擊面C.加強用戶認證和授權機制，限制對系統(tǒng)資源的訪問D.以上選項都可以增強嵌入式操作系統(tǒng)內(nèi)核的安全性18、當為一個嵌入式設備選擇操作系統(tǒng)時，需要考慮其應用領域和需求特點。假設一個設備需要支持實時性、低功耗和小型化，同時開發(fā)難度要相對較低。以下哪種嵌入式操作系統(tǒng)最為適合？（）A.FreeRTOSB.LinuxC.WindowsCED.VxWorks19、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(wǎng)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20、嵌入式系統(tǒng)中的引導加載程序（Bootloader）負責系統(tǒng)的初始化和啟動。假設一個嵌入式設備的存儲介質(zhì)上有多個操作系統(tǒng)映像，以下關于引導加載程序的描述，哪一項是不準確的？（）A.引導加載程序可以選擇加載不同的操作系統(tǒng)映像B.引導加載程序需要對硬件進行初步的初始化，為操作系統(tǒng)的運行創(chuàng)造條件C.引導加載程序的代碼通常存儲在只讀存儲器（ROM）中，不可修改D.引導加載程序可以通過網(wǎng)絡進行更新和升級二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）什么是嵌入式系統(tǒng)的壓力測試？2、（本題5分）解釋在嵌入式系統(tǒng)中如何進行內(nèi)核的編譯和鏈接。3、（本題5分）在嵌入式操作系統(tǒng)中，如何處理外部設備的熱插拔？4、（本題5分）什么是搶占式任務調(diào)度？其優(yōu)點是什么？5、（本題5分）簡述算法優(yōu)化和代碼精簡的技巧。三、編程題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）利用嵌入式操作系統(tǒng)實現(xiàn)一個RTC鬧鐘暫停和重新啟動程序。2、（本題5分）設計一個程序，在嵌入式系統(tǒng)中使用拉力趨勢預測傳感器預測拉力趨勢。3、（本題5分）實現(xiàn)一個嵌入式程序，使用振動傳感器檢測振動情況。4、（本題5分）在嵌入式操作系統(tǒng)中，創(chuàng)建一個中斷嵌套處理機制。5、（本題5分）設計一個程序，在嵌入式系統(tǒng)中使用RTC實時時鐘獲取當前時間。四、分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）