豫章師范學院《嵌入式系統(tǒng)設計與實踐》2023-2024學年第二學期期末試卷

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(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁豫章師范學院《嵌入式系統(tǒng)設計與實踐》

2023-2024學年第二學期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15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、嵌入式系統(tǒng)中的設備驅(qū)動程序負責與硬件設備進行交互。假設需要為一個新的傳感器開發(fā)設備驅(qū)動程序，以下關(guān)于設備驅(qū)動程序開發(fā)的步驟，哪一項是不正確的？（）A.了解傳感器的硬件接口和通信協(xié)議B.編寫初始化代碼、數(shù)據(jù)讀寫代碼和中斷處理代碼C.將設備驅(qū)動程序編譯為獨立的可執(zhí)行文件，在系統(tǒng)運行時動態(tài)加載D.設備驅(qū)動程序不需要考慮操作系統(tǒng)的內(nèi)存管理和任務調(diào)度機制2、在嵌入式操作系統(tǒng)中，實時性是一個關(guān)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規(guī)定的時間內(nèi)完成。以下關(guān)于實時性的描述，哪一項是不準確的？（）A.硬實時系統(tǒng)對響應時間的要求極為嚴格，錯過時限可能導致嚴重后果B.軟實時系統(tǒng)允許一定程度的超時，但仍需盡量滿足時間要求C.實時性只與操作系統(tǒng)的內(nèi)核調(diào)度算法有關(guān)，與硬件性能無關(guān)D.為了保證實時性，可能需要對系統(tǒng)資源進行嚴格的分配和管理3、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(shù)可能會被應用？（）A.觸摸屏B.語音識別C.手機APPD.以上都是4、在嵌入式操作系統(tǒng)中，實時性是一個關(guān)鍵特性。假設一個嵌入式系統(tǒng)用于控制醫(yī)療設備，對響應時間有嚴格要求。以下關(guān)于實時操作系統(tǒng)（RTOS）在這種場景下的特點描述，正確的是：（）A.RTOS能夠保證任務在規(guī)定的時間內(nèi)完成響應，具有確定性B.RTOS采用復雜的調(diào)度算法，導致系統(tǒng)資源開銷較大，但能確保實時性C.RTOS不支持多任務處理，以專注于關(guān)鍵任務的實時響應D.RTOS對硬件資源要求較低，適用于資源受限的嵌入式設備5、嵌入式操作系統(tǒng)的圖形用戶界面（GUI）設計需要考慮資源限制和用戶體驗。假設一個嵌入式設備具有小尺寸的顯示屏和有限的處理能力。以下關(guān)于嵌入式GUI設計的描述，哪一項是錯誤的？（）A.應該選擇輕量級的GUI框架，以減少系統(tǒng)資源消耗B.圖形元素的設計應該簡潔明了，避免過于復雜的動畫和特效C.觸摸屏支持可以提高用戶交互的便利性，但會增加系統(tǒng)的復雜性和成本D.由于資源限制，嵌入式GUI無法實現(xiàn)與桌面操作系統(tǒng)相同水平的用戶體驗，因此無需關(guān)注用戶需求6、嵌入式系統(tǒng)中的中斷向量表用于存儲中斷處理程序的入口地址。假設一個嵌入式系統(tǒng)中有多個中斷源，以下關(guān)于中斷向量表的描述，哪一項是不準確的？（）A.中斷向量表通常位于固定的內(nèi)存地址B.當中斷發(fā)生時，處理器根據(jù)中斷號查找中斷向量表獲取相應的中斷處理程序入口地址C.中斷向量表的內(nèi)容可以在系統(tǒng)運行時動態(tài)修改D.中斷向量表的大小取決于系統(tǒng)支持的中斷源數(shù)量7、在一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的智能傳感器網(wǎng)絡中，節(jié)點之間需要進行低功耗、遠距離的無線通信。以下哪種無線通信技術(shù)可能是最佳選擇？（）A.ZigbeeB.Wi-FiC.BluetoothD.LoRa8、在嵌入式系統(tǒng)的存儲擴展中，外部存儲器如SD卡和eMMC可以提供額外的存儲空間。假設一個嵌入式設備需要擴展存儲容量。以下關(guān)于存儲擴展的描述，哪一項是不正確的？（）A.選擇存儲設備時需要考慮容量、速度、接口類型和功耗等因素B.可以通過文件系統(tǒng)將外部存儲器與內(nèi)部存儲器統(tǒng)一管理C.存儲擴展不會對系統(tǒng)的啟動時間和運行性能產(chǎn)生影響D.在使用外部存儲器時，需要注意數(shù)據(jù)的讀寫權(quán)限和訪問控制9、在嵌入式系統(tǒng)的能耗優(yōu)化中，除了硬件設計，操作系統(tǒng)也能發(fā)揮作用。假設一個電池供電的嵌入式設備需要延長工作時間。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.動態(tài)調(diào)整處理器電壓和頻率，根據(jù)任務負載降低能耗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)化措施對電池壽命沒有顯著影響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、嵌入式操作系統(tǒng)的啟動過程需要高效和可靠。假設一個嵌入式設備在啟動時需要初始化硬件設備、加載內(nèi)核和應用程序。為了縮短啟動時間，同時保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，以下哪種啟動優(yōu)化方法最為有效？（）A.減少初始化步驟B.壓縮內(nèi)核和應用程序C.并行化啟動過程中的部分任務D.不進行任何優(yōu)化，保持默認啟動流程12、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(guān)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(jié)構(gòu)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13、在嵌入式操作系統(tǒng)中，系統(tǒng)的啟動過程需要高效和可靠。假設一個嵌入式設備在啟動時需要初始化各種硬件設備、加載內(nèi)核和應用程序。以下哪種啟動方式能夠更快地完成系統(tǒng)啟動，并減少啟動過程中的錯誤？（）A.從本地存儲設備順序讀取并加載B.通過網(wǎng)絡下載啟動所需的文件C.先加載部分關(guān)鍵模塊，其他模塊在運行時按需加載D.隨機加載啟動所需的模塊和文件14、在嵌入式系統(tǒng)中，實時時鐘（RTC）是一個重要的組件。假設一個考勤系統(tǒng)的嵌入式設備需要準確記錄時間。以下關(guān)于實時時鐘的使用，哪一項是不正確的？（）A.實時時鐘可以在系統(tǒng)斷電時依靠備用電池保持時間的準確性B.不需要對實時時鐘進行校準，其初始設置就是準確的C.可以通過軟件編程設置實時時鐘的時間和日期D.實時時鐘的精度會影響系統(tǒng)對時間的記錄和處理15、嵌入式操作系統(tǒng)的應用場景非常廣泛，從消費電子到工業(yè)控制等領域都有應用。假設一個智能家居系統(tǒng)的嵌入式設備，需要實現(xiàn)多種智能控制功能。以下關(guān)于系統(tǒng)設計的描述，哪一項是不正確的？（）A.充分考慮用戶的需求和使用習慣，設計友好的用戶界面B.可以不考慮系統(tǒng)的擴展性，因為功能需求是固定的C.優(yōu)化系統(tǒng)的能耗，以降低家庭用電成本D.確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，避免出現(xiàn)故障影響正常使用二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）如何在嵌入式操作系統(tǒng)中實現(xiàn)低功耗藍牙通信？2、（本題5分）解釋網(wǎng)絡協(xié)議優(yōu)化和緩沖區(qū)管理。3、（本題5分）簡述實時內(nèi)核的性能指標。4、（本題5分）簡述嵌入式操作系統(tǒng)中的進程間通信方式。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）分析嵌入式操作系統(tǒng)在工業(yè)機器人的協(xié)作控制中的應用，包括多機器人協(xié)作、任務分配、通信協(xié)議等方面，探討其對工業(yè)自動化的拓展。2、（本題5分）分析嵌入式操作系統(tǒng)在智能安防門禁系統(tǒng)中的應用。探討其在人員識別、門禁控制、安全管理等方面的表現(xiàn)，以及如何增強系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。3、（本題5分）分析嵌入式操作系統(tǒng)在智能消防報警系統(tǒng)中的應用。探討其在火災檢測、報警通知、聯(lián)動控制等方面的表現(xiàn)，以及如何提高系統(tǒng)的響應速度和可靠性。4、（本題5分）論述嵌入式操作系統(tǒng)在智能空氣檢測儀中的重要性。智能空氣檢測儀需要準確檢測空氣質(zhì)量和數(shù)據(jù)傳輸功能，嵌入式操作系統(tǒng)如何保障其性能和可靠性？包括傳感器數(shù)據(jù)處理、通信等方面。5、（本題5分）分析嵌入式操作系統(tǒng)中的電源管理與節(jié)能策略。解釋電源管理的目標和方法，分