黃山健康職業(yè)學院《嵌入式系統(tǒng)設計A（實驗）》2023-2024學年第二學期期末試卷

自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁黃山健康職業(yè)學院

《嵌入式系統(tǒng)設計A（實驗）》2023-2024學年第二學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______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2分，共40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)中的任務優(yōu)先級反轉是一個需要解決的問題。假設一個高優(yōu)先級任務因為等待一個被低優(yōu)先級任務占用的資源而被阻塞。以下關于解決任務優(yōu)先級反轉的方法，正確的是：（）A.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B.始終保持高優(yōu)先級任務的優(yōu)先級不變，讓低優(yōu)先級任務等待C.降低高優(yōu)先級任務的優(yōu)先級，避免出現(xiàn)優(yōu)先級反轉D.直接終止低優(yōu)先級任務，釋放資源給高優(yōu)先級任務2、在嵌入式系統(tǒng)中，中斷處理是響應外部事件的重要機制。假設一個嵌入式設備需要實時處理多個不同優(yōu)先級的中斷源，為了確保高優(yōu)先級中斷能夠及時得到響應，同時不影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性，以下哪種中斷處理策略最為合理？（）A.中斷嵌套，高優(yōu)先級中斷可打斷低優(yōu)先級中斷B.禁止所有中斷，逐個處理C.按照中斷到達的順序處理D.只處理高優(yōu)先級中斷，忽略低優(yōu)先級中斷3、嵌入式操作系統(tǒng)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(tǒng)在啟動時需要加載多個硬件設備的驅動程序，并進行系統(tǒng)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(nèi)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(tǒng)的優(yōu)化和調(diào)整D.系統(tǒng)啟動過程中的各個步驟可以根據(jù)需要進行靈活調(diào)整和優(yōu)化4、當開發(fā)一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的智能電表時，需要實現(xiàn)高精度的電量計量和數(shù)據(jù)存儲。對于電量計量芯片的選擇和接口設計，以下哪種方案可能是最合適的？（）A.專用計量芯片B.通用ADC芯片C.集成在微控制器中的ADCD.以上都有可能5、在嵌入式系統(tǒng)的軟件開發(fā)中，交叉編譯是一個重要的環(huán)節(jié)。假設需要為一個特定的嵌入式處理器開發(fā)應用程序，以下關于交叉編譯的描述，哪一項是不正確的？（）A.交叉編譯是在一種體系結構的計算機上編譯生成另一種體系結構的可執(zhí)行代碼B.交叉編譯需要特定的交叉編譯工具鏈，包括編譯器、鏈接器等C.交叉編譯生成的代碼可以直接在開發(fā)主機上運行和調(diào)試D.交叉編譯的過程需要考慮目標嵌入式系統(tǒng)的硬件特性和資源限制6、在嵌入式操作系統(tǒng)中，設備驅動程序起著重要作用。假設一個嵌入式系統(tǒng)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(xié)議和數(shù)據(jù)格式。為了使操作系統(tǒng)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(tǒng)內(nèi)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(shù)來模擬驅動程序的功能C.基于現(xiàn)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)7、在嵌入式系統(tǒng)的傳感器數(shù)據(jù)采集過程中，需要進行數(shù)據(jù)濾波和校準。假設一個嵌入式設備采集的傳感器數(shù)據(jù)存在噪聲和偏差。以下關于數(shù)據(jù)處理的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以采用均值濾波、中值濾波等方法去除數(shù)據(jù)中的噪聲B.通過校準可以修正傳感器的測量偏差，提高數(shù)據(jù)的準確性C.數(shù)據(jù)濾波和校準會增加系統(tǒng)的計算負擔，應盡量避免使用D.可以根據(jù)傳感器的特性和應用需求選擇合適的數(shù)據(jù)處理方法8、嵌入式操作系統(tǒng)中的看門狗（Watchdog）機制用于監(jiān)測系統(tǒng)的運行狀態(tài)。假設一個嵌入式系統(tǒng)在運行過程中出現(xiàn)死機。以下關于看門狗的描述，哪一項是不正確的？（）A.看門狗定時器在規(guī)定時間內(nèi)未被刷新，系統(tǒng)會自動復位B.可以通過軟件編程設置看門狗的超時時間和復位策略C.看門狗機制只能用于檢測軟件故障，對硬件故障無效D.合理使用看門狗可以提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性9、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(nèi)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(nèi)存利用率等，也能反映系統(tǒng)的實時性能10、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)存管理對于系統(tǒng)性能和資源利用至關重要。假設一個嵌入式設備的內(nèi)存有限，需要高效地管理內(nèi)存。在這種情況下，以下哪種內(nèi)存管理技術可能最為適用？（）A.分頁式內(nèi)存管理，將內(nèi)存劃分為固定大小的頁面進行分配B.分段式內(nèi)存管理，根據(jù)程序的邏輯分段分配內(nèi)存C.動態(tài)內(nèi)存分配，在運行時根據(jù)需求分配和釋放內(nèi)存D.靜態(tài)內(nèi)存分配，在編譯時確定所有內(nèi)存的使用，避免運行時的分配開銷11、當一個嵌入式操作系統(tǒng)需要支持實時多媒體處理，例如在移動設備上進行高清視頻播放和錄制，對系統(tǒng)的處理能力和實時性有很高的要求。以下哪種硬件架構和技術的組合能夠更好地滿足這種需求？（）A.單核處理器搭配高速緩存B.多核處理器并采用并行處理技術C.專用的多媒體處理芯片D.降低系統(tǒng)時鐘頻率以減少功耗12、嵌入式操作系統(tǒng)與外部設備的通信接口通常采用串行通信或并行通信。假設一個工業(yè)控制設備的嵌入式系統(tǒng)需要與多個傳感器進行高速通信。以下關于通信接口選擇的描述，哪一項是不正確的？（）A.串行通信速度慢，但線路簡單，適合遠距離傳輸B.并行通信速度快，但線路復雜，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13、嵌入式操作系統(tǒng)中的定時器是常用的功能模塊。假設一個嵌入式系統(tǒng)需要實現(xiàn)精確的定時功能。以下關于定時器的描述，正確的是：（）A.可以通過軟件定時器實現(xiàn)較精確的定時，但會占用較多的CPU資源B.硬件定時器具有更高的精度和可靠性，不受CPU負載影響C.可以通過調(diào)整定時器的時鐘源和分頻系數(shù)來設置定時時間D.以上描述都是關于嵌入式操作系統(tǒng)中定時器的正確特點14、假設一個嵌入式系統(tǒng)需要運行一個復雜的圖形用戶界面（GUI），例如智能手表的操作界面，對界面的響應速度和資源占用有嚴格要求。以下哪種GUI框架和技術更適合這種嵌入式應用？（）A.Qt框架，功能強大但資源消耗較大B.MiniGUI框架，輕量級且適合嵌入式環(huán)境C.自行開發(fā)基于底層圖形庫的GUID.不使用GUI，采用命令行界面15、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16、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17、在嵌入式系統(tǒng)的安全方面，加密和認證技術是常用的手段。假設一個嵌入式設備需要保護敏感數(shù)據(jù)的傳輸和存儲。以下關于安全技術的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以使用對稱加密算法如AES對數(shù)據(jù)進行加密，保證數(shù)據(jù)的保密性B.非對稱加密算法如RSA常用于數(shù)字簽名和密鑰交換C.加密和認證技術會增加系統(tǒng)的開銷，但可以通過優(yōu)化算法來降低影響D.只要使用了加密和認證技術，嵌入式系統(tǒng)就絕對安全，不會受到任何攻擊18、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19、在嵌入式系統(tǒng)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(xiàn)與硬件的底層通信，并向上層提供統(tǒng)一的接口B.驅動程序只需要關注硬件的功能實現(xiàn)，不需要考慮操作系統(tǒng)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(tǒng)的保護機制D.驅動程序的開發(fā)與具體的操作系統(tǒng)無關，可以在不同的嵌入式操作系統(tǒng)中通用20、嵌入式操作系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性對于系統(tǒng)的正常運行至關重要。假設一個嵌入式系統(tǒng)運行在惡劣的環(huán)境中，可能會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，如備用電源和存儲設備B.采用容錯算法，能夠在出現(xiàn)錯誤時自動恢復C.進行嚴格的軟件測試和驗證，確保代碼的質量D.以上措施都可以提高系統(tǒng)在惡劣環(huán)境下的可靠性二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）什么是嵌入式系統(tǒng)的直接內(nèi)存訪問（DMA）？2、（本題5分）嵌入式操作系統(tǒng)中的實時性能監(jiān)測指標有哪些？3、（本題5分）簡述可靠性測試的類型和方法。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(tǒng)中使用照度差傳感器檢測光照度差。2、（本題5分）設計一個程序，在嵌入式系統(tǒng)中使用拉力傳感器測量拉力值。3、（本題5分）利用嵌入式操作系統(tǒng)實現(xiàn)一個RTC時鐘的時鐘漂移補償程序。4、（本題5分）設計一個基于嵌入式操作