沈陽大學《嵌入式系統(tǒng)設計方法》2023-2024學年第二學期期末試卷

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《嵌入式系統(tǒng)設計方法》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一、單選題（本大題共15個小題，每小題2分，共30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(tǒng)中，存儲設備的選擇需要綜合考慮性能、成本和可靠性等因素。假設一個嵌入式設備需要頻繁讀寫數(shù)據(jù)，對存儲速度有較高要求，但成本預算有限。以下哪種存儲設備最為適合？（）A.機械硬盤B.固態(tài)硬盤C.閃存D.光盤2、當設計一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的智能家居控制系統(tǒng)時，需要考慮與各種傳感器和執(zhí)行器的通信。假設系統(tǒng)需要連接多種不同接口和協(xié)議的設備，為了實現(xiàn)統(tǒng)一的管理和控制，以下哪種通信架構和技術最為合適？（）A.采用集中式控制器，統(tǒng)一轉換協(xié)議B.為每個設備單獨開發(fā)通信模塊C.使用無線通信技術，如ZigbeeD.依賴有線通信，保證穩(wěn)定性3、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.壓力測試的結果可以為系統(tǒng)的優(yōu)化和改進提供依據(jù)4、在嵌入式系統(tǒng)的通信機制中，消息隊列是常用的一種方式。假設一個嵌入式系統(tǒng)中有多個任務需要相互通信和協(xié)作。以下關于消息隊列的描述，哪一項是不正確的？（）A.消息隊列可以實現(xiàn)任務之間的異步通信，發(fā)送方無需等待接收方的響應B.消息隊列可以存儲一定數(shù)量的消息，當隊列滿時，新的消息可以等待或被丟棄C.消息隊列中的消息可以具有不同的優(yōu)先級，高優(yōu)先級消息先被處理D.消息隊列只能在同一進程內(nèi)的任務之間使用，不能用于不同進程之間的通信5、在嵌入式操作系統(tǒng)中，實時性是一個關鍵特性。假設一個嵌入式系統(tǒng)用于控制工業(yè)生產(chǎn)線上的機器人，要求對外部事件的響應在嚴格的時間限制內(nèi)。以下關于實時操作系統(tǒng)的分類，哪一項是不正確的？（）A.硬實時操作系統(tǒng)對任務的響應時間有極其嚴格的要求，錯過時限會導致嚴重后果B.軟實時操作系統(tǒng)允許任務在一定程度上錯過時限，但仍能保證系統(tǒng)的整體性能C.準實時操作系統(tǒng)的實時性要求介于硬實時和軟實時之間，適用于大多數(shù)一般性應用D.所有的嵌入式操作系統(tǒng)都可以嚴格地分為硬實時、軟實時和準實時這三類，不存在其他情況6、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核裁剪是為了滿足特定系統(tǒng)的需求。假設一個嵌入式系統(tǒng)只需要支持基本的任務調(diào)度和內(nèi)存管理功能，以下關于內(nèi)核裁剪的描述，哪一項是不準確的？（）A.可以去除不必要的內(nèi)核模塊和功能，減小內(nèi)核體積B.內(nèi)核裁剪需要對操作系統(tǒng)的內(nèi)部結構有深入的了解C.裁剪后的內(nèi)核性能一定比完整內(nèi)核更高D.內(nèi)核裁剪需要在滿足系統(tǒng)需求的前提下進行，避免影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性7、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核裁剪是為了滿足特定應用的需求和資源限制。假設一個簡單的嵌入式傳感器設備，只需要基本的任務調(diào)度和通信功能。在進行內(nèi)核裁剪時，以下哪些部分可能會被去除？（）A.復雜的內(nèi)存管理模塊，因為設備內(nèi)存需求簡單B.完整的網(wǎng)絡協(xié)議棧，因為設備不需要聯(lián)網(wǎng)C.高級的設備驅動支持，因為傳感器設備驅動相對簡單D.以上選項都有可能被裁剪以減小內(nèi)核體積8、在嵌入式系統(tǒng)的存儲管理中，虛擬內(nèi)存機制的應用需要謹慎考慮。假設一個嵌入式設備的內(nèi)存資源有限。以下關于虛擬內(nèi)存在嵌入式系統(tǒng)中的應用，哪一項是不正確的？（）A.虛擬內(nèi)存可以使嵌入式系統(tǒng)運行大于物理內(nèi)存的程序，但會增加系統(tǒng)的復雜性B.對于實時性要求高的嵌入式系統(tǒng)，使用虛擬內(nèi)存可能導致不可預測的響應時間C.如果嵌入式設備的存儲介質(zhì)讀寫速度快，可以廣泛使用虛擬內(nèi)存來擴展內(nèi)存空間D.在資源受限的嵌入式系統(tǒng)中，通常優(yōu)先考慮優(yōu)化物理內(nèi)存的使用，而不是依賴虛擬內(nèi)存9、當開發(fā)一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的智能家電產(chǎn)品，如智能冰箱，需要實現(xiàn)與用戶的友好交互和遠程控制功能。以下哪種用戶界面技術可能會被應用？（）A.觸摸屏B.語音識別C.手機APPD.以上都是10、嵌入式操作系統(tǒng)通常需要在資源受限的環(huán)境中運行。假設一個智能家居控制器的嵌入式系統(tǒng)，其內(nèi)存和處理能力有限。在這種情況下，對于系統(tǒng)的內(nèi)存管理，以下哪種策略是最為重要的？（）A.使用動態(tài)內(nèi)存分配，以靈活滿足不同任務的需求B.采用靜態(tài)內(nèi)存分配，避免內(nèi)存碎片和分配開銷C.依賴虛擬內(nèi)存機制，擴展系統(tǒng)的可用內(nèi)存D.不進行內(nèi)存管理，讓應用程序自行處理內(nèi)存11、當開發(fā)一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的汽車電子控制系統(tǒng)時，例如發(fā)動機管理系統(tǒng)，系統(tǒng)需要在惡劣的環(huán)境下穩(wěn)定運行，并且能夠快速響應各種故障和異常情況。在這種高可靠性要求的場景下，以下哪種軟件開發(fā)方法更合適？（）A.敏捷開發(fā)方法，快速迭代和適應變化B.瀑布開發(fā)模型，嚴格按照階段順序進行開發(fā)C.基于模型的開發(fā)方法，通過建模和仿真進行驗證D.極限編程方法，強調(diào)團隊合作和溝通12、在嵌入式系統(tǒng)的內(nèi)存保護機制中，虛擬內(nèi)存通常不是必需的。假設一個簡單的電子秤的嵌入式系統(tǒng)，內(nèi)存資源有限。以下關于內(nèi)存保護的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以使用硬件機制來實現(xiàn)內(nèi)存訪問的權限控制B.不需要復雜的內(nèi)存保護機制，因為系統(tǒng)功能簡單C.內(nèi)存保護會增加系統(tǒng)的開銷，在簡單系統(tǒng)中可以忽略D.即使是簡單系統(tǒng)，也應該采用虛擬內(nèi)存來提高內(nèi)存管理的靈活性13、在嵌入式系統(tǒng)中，以下哪種通信方式適用于短距離、高速率的數(shù)據(jù)傳輸？（）A.SPIB.I2CC.UARTD.CAN14、嵌入式操作系統(tǒng)的中斷處理機制對于系統(tǒng)的響應性能至關重要。假設一個安防監(jiān)控嵌入式系統(tǒng)，需要及時響應外部傳感器的中斷信號。以下關于中斷處理的描述，哪一項是正確的？（）A.中斷處理程序應該盡可能短小精悍，以減少中斷響應時間B.可以在中斷處理程序中執(zhí)行復雜的計算和數(shù)據(jù)處理C.中斷優(yōu)先級越高，響應時間越慢D.中斷處理與系統(tǒng)的任務調(diào)度無關15、在嵌入式系統(tǒng)的安全設計中，數(shù)據(jù)加密和認證是常見的手段。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。以下關于數(shù)據(jù)加密和認證的描述，哪一項是不準確的？（）A.可以使用對稱加密算法如AES對數(shù)據(jù)進行加密，加密和解密使用相同的密鑰B.非對稱加密算法如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)完整性驗證，但不能用于加密數(shù)據(jù)D.只要對數(shù)據(jù)進行了加密，就無需進行認證操作，因為加密已經(jīng)保證了數(shù)據(jù)的安全性二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）解釋如何在嵌入式系統(tǒng)中實現(xiàn)任務的動態(tài)創(chuàng)建和刪除。2、（本題5分）解釋如何根據(jù)可靠性測試結果改進嵌入式系統(tǒng)。3、（本題5分）嵌入式操作系統(tǒng)的實時時鐘管理是如何實現(xiàn)的？三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）闡述嵌入式操作系統(tǒng)在工業(yè)自動化質(zhì)量檢測系統(tǒng)中的應用。分析其對產(chǎn)品質(zhì)量檢測、數(shù)據(jù)采集、分析和報告生成等方面的重要性，以及準確性和實時性要求。2、（本題5分）探討嵌入式操作系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)智能家居傳感器中的應用。分析其在環(huán)境感知、數(shù)據(jù)采集和傳輸中的作用，以及對低功耗和準確性的要求。3、（本題5分）結合實際案例，分析嵌入式操作系統(tǒng)在智能醫(yī)療設備中的應用。討論其在數(shù)據(jù)處理、遠程醫(yī)療、設備可靠性等方面的優(yōu)勢和不足。4、（本題5分）分析嵌入式操作系統(tǒng)在智能醫(yī)療設備遠程監(jiān)控中的功能需求，包括數(shù)據(jù)傳輸、安全加密、實時監(jiān)測等方面，探討其在醫(yī)療保健中的重要性。5、（本題5分）分析嵌入式操作系統(tǒng)在智能醫(yī)療影像