北京交通大學(xué)《嵌入式系統(tǒng)》2022-2023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，共3頁北京交通大學(xué)《嵌入式系統(tǒng)》

2022-2023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20個(gè)小題，每小題2分，共40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、在嵌入式系統(tǒng)中，中斷處理是響應(yīng)外部事件的重要機(jī)制。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要實(shí)時(shí)響應(yīng)外部傳感器的中斷信號(hào)。以下關(guān)于中斷處理的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.中斷處理程序應(yīng)該盡可能短小精悍，以減少中斷響應(yīng)時(shí)間B.可以設(shè)置中斷優(yōu)先級(jí)，高優(yōu)先級(jí)中斷可以打斷低優(yōu)先級(jí)中斷的處理C.中斷處理完成后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)返回到被中斷的任務(wù)繼續(xù)執(zhí)行D.為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，應(yīng)該盡量減少中斷的使用，采用輪詢方式獲取外部事件2、嵌入式操作系統(tǒng)常常需要進(jìn)行任務(wù)調(diào)度。假設(shè)一個(gè)智能手表的嵌入式系統(tǒng)，其中有顯示更新任務(wù)、傳感器數(shù)據(jù)采集任務(wù)和通信任務(wù)等。在這種情況下，以下哪種任務(wù)調(diào)度算法可能最適合？（）A.先來先服務(wù)調(diào)度算法，按照任務(wù)到達(dá)的先后順序執(zhí)行B.優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法，根據(jù)任務(wù)的重要性和緊急程度分配優(yōu)先級(jí)C.時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法，每個(gè)任務(wù)輪流獲得固定的執(zhí)行時(shí)間D.隨機(jī)調(diào)度算法，隨機(jī)選擇任務(wù)執(zhí)行，以實(shí)現(xiàn)公平性3、在嵌入式系統(tǒng)中，異常處理機(jī)制對(duì)于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性非常重要。假設(shè)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中遇到硬件故障或非法操作，為了能夠及時(shí)采取恢復(fù)措施，以下哪種異常處理策略最為有效？（）A.忽略異常，繼續(xù)運(yùn)行B.記錄異常信息，然后重啟系統(tǒng)C.嘗試自動(dòng)修復(fù)異常D.立即停止系統(tǒng)運(yùn)行4、在一個(gè)嵌入式操作系統(tǒng)中，為了提高系統(tǒng)的可靠性和容錯(cuò)能力，對(duì)于關(guān)鍵任務(wù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和恢復(fù)，以下哪種技術(shù)或方法可能會(huì)被采用？（）A.定期數(shù)據(jù)備份B.數(shù)據(jù)冗余存儲(chǔ)C.錯(cuò)誤檢測(cè)和糾正碼D.以上都是5、嵌入式操作系統(tǒng)與外部設(shè)備的通信接口通常采用串行通信或并行通信。假設(shè)一個(gè)工業(yè)控制設(shè)備的嵌入式系統(tǒng)需要與多個(gè)傳感器進(jìn)行高速通信。以下關(guān)于通信接口選擇的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.串行通信速度慢，但線路簡(jiǎn)單，適合遠(yuǎn)距離傳輸B.并行通信速度快，但線路復(fù)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(shí)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6、對(duì)于一個(gè)基于嵌入式操作系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，例如工業(yè)自動(dòng)化中的機(jī)器人手臂控制，系統(tǒng)需要對(duì)外部輸入的信號(hào)做出快速且準(zhǔn)確的響應(yīng)，響應(yīng)時(shí)間要求在毫秒級(jí)別。同時(shí)，系統(tǒng)還需要保證任務(wù)執(zhí)行的確定性和可預(yù)測(cè)性。以下哪種調(diào)度算法更能滿足這種實(shí)時(shí)性和確定性的要求？（）A.先來先服務(wù)調(diào)度算法B.優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法，根據(jù)任務(wù)的緊急程度分配優(yōu)先級(jí)C.最短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法D.時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法7、在嵌入式系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）是一個(gè)重要的組件。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要精確的時(shí)間記錄和定時(shí)功能。以下關(guān)于實(shí)時(shí)時(shí)鐘的描述，正確的是：（）A.實(shí)時(shí)時(shí)鐘由電池供電，即使設(shè)備斷電也能保持時(shí)間B.實(shí)時(shí)時(shí)鐘的精度主要取決于晶振的頻率，頻率越高精度越高C.可以通過軟件編程設(shè)置實(shí)時(shí)時(shí)鐘的初始時(shí)間和鬧鐘功能D.以上描述都是關(guān)于嵌入式系統(tǒng)中實(shí)時(shí)時(shí)鐘的正確特點(diǎn)8、在嵌入式系統(tǒng)中，以下哪種電源管理技術(shù)可以根據(jù)負(fù)載動(dòng)態(tài)調(diào)整電壓？（）A.動(dòng)態(tài)電源管理B.智能電源管理C.以上都是D.以上都不是9、在一個(gè)基于嵌入式操作系統(tǒng)的汽車電子系統(tǒng)中，需要處理來自多個(gè)傳感器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行快速的數(shù)據(jù)分析和決策。例如，在自動(dòng)駕駛場(chǎng)景中，需要對(duì)攝像頭、雷達(dá)和激光雷達(dá)的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合和處理。為了實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)處理和傳輸，以下哪種通信機(jī)制可能是最優(yōu)選擇？（）A.串行通信B.并行通信C.藍(lán)牙通信D.以太網(wǎng)通信10、在嵌入式系統(tǒng)的調(diào)試過程中，打印輸出是常用的調(diào)試手段。假設(shè)一個(gè)資源受限的嵌入式系統(tǒng)。以下關(guān)于打印輸出調(diào)試的描述，正確的是：（）A.大量使用打印輸出，以便獲取詳細(xì)的調(diào)試信息B.謹(jǐn)慎使用打印輸出，避免過多占用系統(tǒng)資源C.打印輸出對(duì)系統(tǒng)性能沒有影響，可以隨意使用D.嵌入式系統(tǒng)不適合使用打印輸出進(jìn)行調(diào)試11、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)電池壽命沒有顯著影響12、嵌入式操作系統(tǒng)需要與各種硬件設(shè)備進(jìn)行交互。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)需要連接不同廠家生產(chǎn)的傳感器和執(zhí)行器。以下關(guān)于硬件接口的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.標(biāo)準(zhǔn)化的接口如SPI、I2C等可以提高硬件的兼容性和可擴(kuò)展性B.不同廠家的設(shè)備可能需要不同的驅(qū)動(dòng)程序和配置方法C.硬件接口的速度和帶寬不會(huì)影響系統(tǒng)的整體性能D.在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)充分考慮硬件接口的電氣特性和信號(hào)完整性13、在嵌入式系統(tǒng)的資源受限環(huán)境下，代碼優(yōu)化至關(guān)重要。假設(shè)一個(gè)對(duì)性能和代碼大小有嚴(yán)格要求的嵌入式應(yīng)用。以下關(guān)于代碼優(yōu)化的描述，正確的是：（）A.只關(guān)注算法優(yōu)化，忽略代碼可讀性B.在不影響功能的前提下，對(duì)代碼進(jìn)行算法、內(nèi)存使用和指令級(jí)的優(yōu)化C.代碼優(yōu)化效果不明顯，不值得花費(fèi)精力D.嵌入式系統(tǒng)的代碼無需優(yōu)化，能運(yùn)行即可14、在嵌入式系統(tǒng)的遠(yuǎn)程管理和監(jiān)控方面，網(wǎng)絡(luò)通信起著關(guān)鍵作用。假設(shè)一個(gè)分布式的嵌入式設(shè)備網(wǎng)絡(luò)需要進(jìn)行遠(yuǎn)程管理。以下關(guān)于遠(yuǎn)程管理實(shí)現(xiàn)的描述，正確的是：（）A.建立專用的通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)高效的遠(yuǎn)程控制和數(shù)據(jù)采集B.直接使用通用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，不進(jìn)行任何定制C.遠(yuǎn)程管理會(huì)增加系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)盡量避免D.嵌入式系統(tǒng)不支持遠(yuǎn)程管理功能15、嵌入式操作系統(tǒng)常常需要在資源受限的環(huán)境下運(yùn)行。假設(shè)有一個(gè)嵌入式設(shè)備，其內(nèi)存和處理器性能都有限，需要運(yùn)行一個(gè)圖形用戶界面（GUI）應(yīng)用程序。以下哪種GUI框架可能是最適合的選擇？（）A.QtB.GTK+C.MiniGUID.WindowsPresentationFoundation16、對(duì)于一個(gè)運(yùn)行嵌入式操作系統(tǒng)的醫(yī)療設(shè)備，例如便攜式心電圖監(jiān)測(cè)儀，數(shù)據(jù)的安全性和可靠性至關(guān)重要。設(shè)備需要在掉電或系統(tǒng)故障的情況下，仍然能夠保證關(guān)鍵數(shù)據(jù)不丟失。以下哪種技術(shù)或方法能夠更好地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的保護(hù)和恢復(fù)？（）A.定期將數(shù)據(jù)備份到外部存儲(chǔ)設(shè)備B.使用電池支持的緩存來保存關(guān)鍵數(shù)據(jù)C.采用具有掉電保護(hù)功能的存儲(chǔ)芯片D.在軟件中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)加密17、在嵌入式操作系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)性的保證不僅取決于軟件，還與硬件密切相關(guān)。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)需要處理高速的外部事件，對(duì)響應(yīng)時(shí)間的要求在微秒級(jí)別。為了滿足這種苛刻的實(shí)時(shí)性要求，以下哪種硬件和軟件的配合方式最為關(guān)鍵？（）A.高性能的CPU和簡(jiǎn)單的操作系統(tǒng)B.專用的實(shí)時(shí)硬件和定制的操作系統(tǒng)C.通用的硬件平臺(tái)和復(fù)雜的操作系統(tǒng)D.低功耗的硬件和開源的操作系統(tǒng)18、在嵌入式系統(tǒng)的軟件開發(fā)中，交叉編譯是常見的操作。假設(shè)在一臺(tái)x86架構(gòu)的主機(jī)上開發(fā)針對(duì)ARM架構(gòu)的嵌入式軟件。以下關(guān)于交叉編譯的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.交叉編譯工具鏈包括編譯器、鏈接器等，用于生成目標(biāo)架構(gòu)可執(zhí)行文件B.在交叉編譯過程中，需要根據(jù)目標(biāo)架構(gòu)的特性進(jìn)行相應(yīng)的配置和優(yōu)化C.交叉編譯生成的可執(zhí)行文件可以直接在開發(fā)主機(jī)上運(yùn)行和調(diào)試D.不同的嵌入式架構(gòu)需要不同的交叉編譯工具鏈19、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.CAN20、假設(shè)在一個(gè)嵌入式智能家居網(wǎng)關(guān)中，需要同時(shí)連接多種智能家居設(shè)備，并實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的控制和管理。對(duì)于設(shè)備驅(qū)動(dòng)的開發(fā)和集成，以下哪種方法可能會(huì)更有效？（）A.自行編寫驅(qū)動(dòng)B.使用開源驅(qū)動(dòng)C.基于驅(qū)動(dòng)框架開發(fā)D.以上都有可能二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）什么是嵌入式系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性能分析工具？2、（本題5分）如何進(jìn)行嵌入式操作系統(tǒng)的移植？3、（本題5分）解釋如何評(píng)估嵌入式系統(tǒng)的恢復(fù)能力。三、編程題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）編寫代碼，實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)的心率傳感器驅(qū)動(dòng)程序。2、（本題5分）用嵌入式操作系統(tǒng)編寫一個(gè)化學(xué)傳感器的驅(qū)動(dòng)程序。3、（本題5分）利用嵌入式操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)一個(gè)ADC多通道數(shù)據(jù)采集程序，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。4、（本題5分）實(shí)現(xiàn)一個(gè)嵌入式程序，使用水質(zhì)變化率傳感器檢測(cè)水質(zhì)參數(shù)變化率。5、（本題5分）利用嵌入式操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)