江南大學《嵌入式系統(tǒng)設計》2019-2020學年第一學期期末試卷

站名：站名：年級專業(yè)：姓名：學號：凡年級專業(yè)、姓名、學號錯寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記?！堋狻€…………第1頁，共1頁江南大學《嵌入式系統(tǒng)設計》

2019-2020學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25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)的軟件開發(fā)通常采用交叉編譯的方式。假設要在一臺x86架構(gòu)的主機上為一個ARM架構(gòu)的嵌入式設備編譯代碼，以下哪個步驟是交叉編譯過程中必不可少的？（）A.安裝目標平臺的編譯器B.直接使用主機的編譯器C.忽略架構(gòu)差異，進行通用編譯D.不進行編譯，直接下載現(xiàn)成的二進制文件2、嵌入式操作系統(tǒng)常常需要在低功耗的情況下保持系統(tǒng)的運行。假設一個基于電池供電的嵌入式設備，在系統(tǒng)空閑時需要降低功耗以延長電池壽命。以下哪種技術(shù)可以有效地實現(xiàn)這一目標？（）A.動態(tài)電壓頻率調(diào)整B.關(guān)閉部分不必要的硬件設備C.進入睡眠模式D.以上都是3、在嵌入式系統(tǒng)的啟動過程中，引導程序（Bootloader）起著重要作用。假設一個嵌入式設備需要從不同的存儲介質(zhì)啟動。以下關(guān)于Bootloader功能的描述，正確的是：（）A.Bootloader只負責加載操作系統(tǒng)內(nèi)核，不進行任何硬件初始化B.完成硬件初始化、選擇啟動設備、加載并啟動操作系統(tǒng)等一系列任務C.Bootloader的功能是固定的，不能根據(jù)需求進行定制D.Bootloader對系統(tǒng)的啟動性能沒有影響4、在嵌入式系統(tǒng)的圖形界面開發(fā)中，資源的有效利用很關(guān)鍵。假設一個車載導航系統(tǒng)的嵌入式設備，其屏幕分辨率有限。以下關(guān)于圖形界面設計的考慮，哪一項是不正確的？（）A.使用簡潔的圖形元素和圖標，減少資源占用B.優(yōu)化圖形的繪制算法，提高界面的刷新速度C.可以使用高分辨率的圖片，系統(tǒng)會自動進行縮放適配D.考慮用戶的操作習慣，設計直觀易用的界面布局5、在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中，電源管理是一個重要的考慮因素。假設一個便攜式嵌入式設備需要在電池供電下長時間運行。以下關(guān)于電源管理策略的描述，正確的是：（）A.讓設備始終以最高性能運行，不考慮電源消耗B.根據(jù)設備的工作狀態(tài)動態(tài)調(diào)整處理器頻率和設備功耗，在性能和電源消耗之間取得平衡C.關(guān)閉所有不必要的硬件設備，以最大限度延長電池壽命，即使這可能影響系統(tǒng)功能D.電源管理由硬件自動完成，操作系統(tǒng)無需干預6、假設在一個嵌入式工業(yè)自動化設備中，需要與多個不同廠家的傳感器和執(zhí)行器進行通信和集成。為了解決設備之間的兼容性和互操作性問題，以下哪種通信協(xié)議和接口標準可能會被廣泛采用？（）A.ModbusB.CAN總線C.SPID.以上都是7、在嵌入式系統(tǒng)的電源管理中，動態(tài)電源管理（DPM）技術(shù)可以有效地降低系統(tǒng)功耗。假設一個嵌入式設備在不同的工作模式下有不同的功耗需求，以下關(guān)于動態(tài)電源管理的描述，哪一項是不正確的？（）A.根據(jù)系統(tǒng)的負載情況動態(tài)調(diào)整處理器的工作頻率和電壓B.關(guān)閉暫時不使用的硬件設備，以降低功耗C.動態(tài)電源管理可以完全消除系統(tǒng)的功耗，實現(xiàn)零功耗運行D.需要在功耗降低和系統(tǒng)性能之間進行平衡8、對于一個運行嵌入式操作系統(tǒng)的智能家居網(wǎng)關(guān)，需要同時連接多種不同類型的智能設備，如智能燈泡、智能插座和智能門鎖等，并實現(xiàn)它們之間的互聯(lián)互通和協(xié)同工作。以下哪種通信協(xié)議和技術(shù)更適合構(gòu)建這樣的智能家居網(wǎng)絡？（）A.Zigbee協(xié)議，低功耗、短距離通信B.Wi-Fi協(xié)議，高速、長距離通信C.Bluetooth協(xié)議，適用于個人設備連接D.以太網(wǎng)協(xié)議，傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡通信9、在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中，電源管理是一個重要的考慮因素。假設有一個基于電池供電的移動監(jiān)測設備，需要長時間運行并盡可能延長電池壽命。以下關(guān)于電源管理的方法，哪一項是最有效的？（）A.始終讓系統(tǒng)以最高性能運行，快速完成任務以節(jié)省時間B.根據(jù)系統(tǒng)負載動態(tài)調(diào)整處理器的頻率和電壓C.關(guān)閉所有不使用的硬件設備，無論當前是否需要D.忽略電源管理，依靠大容量電池解決續(xù)航問題10、嵌入式操作系統(tǒng)的啟動過程包括硬件初始化、內(nèi)核加載和系統(tǒng)配置等步驟。假設一個嵌入式設備在啟動時需要加載多個模塊和配置文件。以下關(guān)于啟動過程的描述，哪一項是不正確的？（）A.硬件初始化包括設置時鐘、初始化內(nèi)存控制器和其他外設B.內(nèi)核可以從只讀存儲器（ROM）、閃存或網(wǎng)絡等位置加載C.系統(tǒng)配置可以通過讀取配置文件或使用默認設置來完成D.嵌入式操作系統(tǒng)的啟動過程是固定不變的，不能根據(jù)具體需求進行定制和優(yōu)化11、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12、在嵌入式操作系統(tǒng)中，系統(tǒng)的可移植性是一個重要的考慮因素。假設一個嵌入式系統(tǒng)需要從一種硬件平臺移植到另一種具有不同架構(gòu)和特性的平臺。以下哪種方法能夠最大程度地減少移植的工作量和風險？（）A.使用與硬件平臺緊密耦合的代碼B.采用跨平臺的開發(fā)框架和庫C.針對每個平臺重新編寫全部代碼D.忽略可移植性，只在原平臺上運行13、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14、嵌入式操作系統(tǒng)的啟動過程包括硬件初始化、內(nèi)核加載和系統(tǒng)配置等步驟。假設一個嵌入式設備在啟動時需要加載特定的設備驅(qū)動和配置文件。以下關(guān)于啟動過程的描述，正確的是：（）A.首先進行硬件的基本初始化，然后加載操作系統(tǒng)內(nèi)核，最后加載設備驅(qū)動和配置文件B.同時進行硬件初始化、內(nèi)核加載和設備驅(qū)動加載，以縮短啟動時間C.先加載設備驅(qū)動和配置文件，然后進行硬件初始化和內(nèi)核加載D.隨機執(zhí)行上述步驟，對啟動順序沒有嚴格要求15、嵌入式操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)對于數(shù)據(jù)的存儲和管理至關(guān)重要。假設有一個嵌入式設備，需要頻繁地讀寫小文件，并且對存儲介質(zhì)的空間利用率要求較高。以下哪種文件系統(tǒng)可能是最適合的選擇？（）A.FAT32B.NTFSC.ext4D.JFFS216、在嵌入式系統(tǒng)中，內(nèi)存保護機制可以防止程序錯誤導致的系統(tǒng)崩潰。假設一個應用程序出現(xiàn)了內(nèi)存訪問越界的錯誤。以下關(guān)于內(nèi)存保護機制的作用，正確的是：（）A.內(nèi)存保護機制能夠及時發(fā)現(xiàn)并阻止越界訪問，避免影響其他程序的運行B.內(nèi)存保護機制會自動修復越界訪問造成的數(shù)據(jù)錯誤C.即使有內(nèi)存保護機制，越界訪問也可能導致系統(tǒng)立即死機D.內(nèi)存保護機制只對操作系統(tǒng)內(nèi)核有效，對應用程序不起作用17、對于一個運行嵌入式操作系統(tǒng)的智能安防監(jiān)控設備，需要對大量的視頻數(shù)據(jù)進行存儲和檢索。以下哪種存儲技術(shù)和文件系統(tǒng)組合能夠提供高效的視頻存儲和快速的檢索功能？（）A.機械硬盤搭配FAT文件系統(tǒng)B.固態(tài)硬盤搭配NTFS文件系統(tǒng)C.閃存芯片搭配EXT文件系統(tǒng)D.專用的視頻存儲芯片搭配特定的視頻文件系統(tǒng)18、在嵌入式系統(tǒng)的可靠性設計中，容錯技術(shù)是一個重要的方面。假設一個嵌入式系統(tǒng)在運行過程中可能會受到外界干擾導致數(shù)據(jù)錯誤，以下哪種容錯技術(shù)可以有效地檢測和糾正這些錯誤？（）A.奇偶校驗B.循環(huán)冗余校驗C.糾錯編碼D.以上都是19、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(guān)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(guān)于嵌入式操作系統(tǒng)中定時器的正確特點20、嵌入式操作系統(tǒng)的電源管理對于延長設備的電池壽命至關(guān)重要。假設一個便攜式嵌入式設備需要在不同的工作模式下優(yōu)化電源消耗。以下關(guān)于電源管理策略的描述，哪一項是錯誤的？（）A.可以通過動態(tài)調(diào)整CPU頻率和電壓來降低功耗，在性能需求低時降低頻率和電壓B.設備在空閑狀態(tài)時可以進入低功耗模式，關(guān)閉不必要的硬件模塊以節(jié)省電量C.電源管理策略只需要考慮設備的當前工作狀態(tài)，無需預測未來的工作需求D.可以根據(jù)用戶的操作習慣和設備的使用場景，自適應地調(diào)整電源管理策略21、在一個嵌入式操作系統(tǒng)中，為了提高系統(tǒng)的可靠性和容錯能力，對于關(guān)鍵任務的數(shù)據(jù)存儲和恢復，以下哪種技術(shù)或方法可能會被采用？（）A.定期數(shù)據(jù)備份B.數(shù)據(jù)冗余存儲C.錯誤檢測和糾正碼D.以上都是22、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，對操作的響應時間有嚴格要求。以下關(guān)于實時性保證的描述，正確的是：（）A.任何嵌入式操作系統(tǒng)都能滿足該系統(tǒng)的實時性要求，無需特殊考慮B.只要提高處理器的主頻，就能確保系統(tǒng)的實時響應C.選擇專門為實時應用設計的嵌入式操作系統(tǒng)，并合理配置任務優(yōu)先級和調(diào)度策略，以滿足實時性需求D.實時性只與硬件相關(guān)，與操作系統(tǒng)的選擇和配置無關(guān)23、在嵌入式系統(tǒng)的軟件開發(fā)中，代碼優(yōu)化是提高系統(tǒng)性能的重要手段。假設一個嵌入式應用程序的運行效率較低，需要進行優(yōu)化。以下關(guān)于代碼優(yōu)化的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以通過算法改進、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化等方式提高代碼的執(zhí)行效率B.優(yōu)化代碼時只需要考慮時間復雜度，不需要考慮空間復雜度C.對于關(guān)鍵代碼段，可以使用匯編語言編寫以提高執(zhí)行速度D.代碼優(yōu)化需要在不影響功能正確性的前提下進行24、在一個嵌入式操作系統(tǒng)中，內(nèi)核的裁剪和定制是常見的操作。假設一個智能家電的控制系統(tǒng)，其功能相對簡單，不需要復雜的內(nèi)核功能，同時對系統(tǒng)的存儲空間和運行效率有較高要求。以下哪種內(nèi)核裁剪和定制的策略是最合適的？（）A.保留所有內(nèi)核功能，僅優(yōu)化內(nèi)核參數(shù)B.根據(jù)具體需求，刪除不必要的內(nèi)核模塊和功能C.只保留最基本的內(nèi)核功能，其他功能通過外部庫實現(xiàn)D.參考其他類似系統(tǒng)的內(nèi)核裁剪方案，進行簡單修改25、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)交換二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）簡述嵌入式操作系統(tǒng)中的存儲保護機制。2、（本題5分）簡述性能基準測試的方法和指標。3、（本題5分）解釋在嵌入式系統(tǒng)中如何優(yōu)化系統(tǒng)響應時間。4、（本題5分）解釋如何保障系統(tǒng)在電源異常情況下的數(shù)據(jù)安全。三、編程題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）編寫代碼，實現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)的濕度異常檢測程序。2、（本題5分）在嵌入式操作系統(tǒng)中，創(chuàng)建一個任務掛起和恢復機制。3、（本題5分）實現(xiàn)一個嵌入式程序，使用水質(zhì)波動傳感器檢測水質(zhì)參數(shù)波動。4、（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。5、（本題