青島科技大學《嵌入式系統(tǒng)》2020-2021學年第一學期期末試卷

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頁青島科技大學《嵌入式系統(tǒng)》

2020-2021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30個小題，每小題1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、在嵌入式操作系統(tǒng)中，實時性是一個關鍵的特性。假設一個醫(yī)療設備的嵌入式系統(tǒng)需要在嚴格的時間限制內(nèi)處理傳感器數(shù)據(jù)并做出響應，以確?；颊叩陌踩?。以下關于實時性的描述，哪一項是正確的？（）A.硬實時系統(tǒng)允許偶爾的任務超時，只要不頻繁發(fā)生B.軟實時系統(tǒng)對任務的響應時間有嚴格的要求，必須在規(guī)定時間內(nèi)完成C.硬實時系統(tǒng)必須保證所有任務都能在規(guī)定的截止時間之前完成D.實時性只與操作系統(tǒng)的調(diào)度算法有關，與硬件性能無關2、在嵌入式操作系統(tǒng)的開發(fā)中，代碼優(yōu)化是提高系統(tǒng)性能的重要環(huán)節(jié)。假設一個嵌入式系統(tǒng)的某個關鍵函數(shù)執(zhí)行效率較低，需要進行優(yōu)化。以下哪種優(yōu)化方法在不影響功能的前提下能夠最大程度地提高性能？（）A.減少函數(shù)的參數(shù)數(shù)量B.使用更高效的算法重新實現(xiàn)函數(shù)C.減少函數(shù)內(nèi)部的條件判斷D.增加函數(shù)的代碼注釋以提高可讀性3、在嵌入式操作系統(tǒng)中，實時任務的截止時間是一個重要的約束條件。假設一個實時任務必須在規(guī)定的時間內(nèi)完成計算和輸出，否則會導致系統(tǒng)故障。以下哪種調(diào)度算法能夠更好地保證實時任務按時完成？（）A.最早截止時間優(yōu)先（EDF）調(diào)度算法B.最短剩余時間優(yōu)先（SRTF）調(diào)度算法C.最高響應比優(yōu)先（HRRN）調(diào)度算法D.輪詢調(diào)度算法4、在一個嵌入式工業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)中，如化工廠的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，需要對多種環(huán)境參數(shù)進行實時監(jiān)測和預警。為了提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，以下哪種容錯和故障診斷技術可能會被應用？（）A.傳感器冗余B.自診斷算法C.故障預警機制D.以上都是5、在嵌入式操作系統(tǒng)中，以下哪種內(nèi)存分配方式速度較快但容易產(chǎn)生內(nèi)存碎片？（）A.動態(tài)分配B.靜態(tài)分配C.堆分配D.棧分配6、在嵌入式操作系統(tǒng)中，任務的優(yōu)先級反轉(zhuǎn)是一個可能出現(xiàn)的問題。假設一個高優(yōu)先級任務需要等待一個被低優(yōu)先級任務占用的資源，導致高優(yōu)先級任務被阻塞。以下哪種方法能夠有效地避免或解決任務優(yōu)先級反轉(zhuǎn)的問題？（）A.提升低優(yōu)先級任務的優(yōu)先級，使其盡快釋放資源B.禁止低優(yōu)先級任務占用關鍵資源C.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D.不處理優(yōu)先級反轉(zhuǎn)問題，依靠任務調(diào)度算法自動解決7、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8、在一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中，需要在野外環(huán)境中長時間穩(wěn)定運行，并且能夠適應溫度、濕度等環(huán)境因素的變化。為了確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，以下哪種硬件防護措施可能會被采?。浚ǎ〢.防水防塵設計B.寬溫工作設計C.電磁屏蔽設計D.以上都是9、當一個嵌入式操作系統(tǒng)需要與外部網(wǎng)絡進行通信，例如物聯(lián)網(wǎng)設備上傳數(shù)據(jù)到云服務器，在網(wǎng)絡連接不穩(wěn)定或帶寬有限的情況下，以下哪種數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議和技術更適合保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸？（）A.TCP協(xié)議，提供可靠的面向連接的傳輸B.UDP協(xié)議，快速但不可靠的傳輸C.HTTP協(xié)議，基于請求-響應模式D.MQTT協(xié)議，專為低帶寬和不穩(wěn)定網(wǎng)絡設計10、在嵌入式系統(tǒng)中，設備驅(qū)動程序負責與硬件設備進行通信。假設一個嵌入式設備需要與多種外部設備交互，如傳感器、顯示器等。以下關于設備驅(qū)動程序的描述，哪一項是不準確的？（）A.設備驅(qū)動程序需要提供與硬件設備通信的接口，將硬件操作抽象為軟件可調(diào)用的函數(shù)B.設備驅(qū)動程序可以分為字符設備驅(qū)動、塊設備驅(qū)動和網(wǎng)絡設備驅(qū)動等不同類型C.為了提高系統(tǒng)的可移植性，設備驅(qū)動程序應該與具體的硬件平臺緊密耦合，以充分發(fā)揮硬件性能D.好的設備驅(qū)動程序應該具備錯誤處理和資源管理的能力，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性11、在嵌入式系統(tǒng)的安全機制方面，需要防止未經(jīng)授權的訪問和數(shù)據(jù)泄露。假設一個涉及敏感信息的嵌入式設備。以下關于安全機制的描述，正確的是：（）A.不采取任何安全措施，依賴設備的物理保護B.實施身份認證、加密和訪問控制等安全策略C.安全機制會增加系統(tǒng)開銷，影響性能，應盡量減少使用D.嵌入式系統(tǒng)不存在安全風險，無需關注12、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核裁剪是為了適應特定的應用需求。假設一個簡單的溫度監(jiān)測嵌入式系統(tǒng)，不需要復雜的功能。以下關于內(nèi)核裁剪的描述，哪一項是不正確的？（）A.只保留與溫度監(jiān)測相關的功能模塊，去除不必要的組件B.內(nèi)核裁剪可能會影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可擴展性C.可以隨意裁剪內(nèi)核，不會對系統(tǒng)性能產(chǎn)生負面影響D.裁剪后的內(nèi)核需要進行充分的測試，確保其正常運行13、在嵌入式操作系統(tǒng)中，內(nèi)存管理是一個關鍵部分。假設一個嵌入式設備需要同時運行多個任務，且這些任務對內(nèi)存的需求各不相同。有的任務需要較大的連續(xù)內(nèi)存空間來處理大量數(shù)據(jù)，有的任務則只需要較小的內(nèi)存塊進行頻繁的讀寫操作。在這種情況下，以下哪種內(nèi)存管理策略更適合？（）A.固定分區(qū)分配，將內(nèi)存預先劃分為固定大小的分區(qū)B.動態(tài)分區(qū)分配，根據(jù)任務需求實時分配內(nèi)存C.分頁式內(nèi)存管理，將內(nèi)存劃分為固定大小的頁D.分段式內(nèi)存管理，根據(jù)程序的邏輯分段分配內(nèi)存14、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)15、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16、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核裁剪是根據(jù)具體應用需求精簡內(nèi)核功能。假設一個簡單的嵌入式設備只需要基本的任務調(diào)度和中斷處理功能。以下關于內(nèi)核裁剪的描述，哪一項是錯誤的？（）A.內(nèi)核裁剪可以減少系統(tǒng)的資源占用，提高系統(tǒng)的運行效率B.在裁剪內(nèi)核時，需要仔細評估每個功能模塊的必要性，避免影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性C.一旦完成內(nèi)核裁剪，就不能再根據(jù)后續(xù)需求添加新的功能模塊D.內(nèi)核裁剪需要對操作系統(tǒng)的源代碼有深入的理解和修改能力17、在嵌入式系統(tǒng)的軟件更新方面，需要考慮系統(tǒng)的可用性和安全性。假設一個正在運行的嵌入式設備需要進行軟件升級。以下關于軟件更新方式的描述，正確的是：（）A.直接在運行時進行在線更新，不考慮更新失敗的風險B.采用離線更新方式，將設備停機后進行更新，確保更新的可靠性C.忽略軟件更新，使用初始版本直至設備退役D.軟件更新方式對系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性沒有影響18、當對嵌入式系統(tǒng)進行性能測試時，需要評估多個方面的指標。假設要測試一個嵌入式設備在處理不同負載情況下的響應時間、資源利用率和功耗等。以下哪種測試工具和方法的組合最為有效？（）A.使用性能分析工具，如ProfilerB.進行壓力測試和基準測試C.人工觀察和記錄系統(tǒng)性能D.只測試部分功能，忽略整體性能19、在嵌入式系統(tǒng)的存儲管理中，閃存（FlashMemory）是常用的存儲介質(zhì)。假設一個嵌入式導航設備需要頻繁讀寫數(shù)據(jù)到閃存中。以下關于閃存的使用和管理，哪一項是需要特別注意的？（）A.不需要考慮擦除操作，直接寫入數(shù)據(jù)即可B.閃存的讀寫速度比傳統(tǒng)硬盤快，無需優(yōu)化讀寫操作C.由于閃存具有有限的擦寫次數(shù)，需要采用均衡磨損算法延長其壽命D.閃存的容量很大，可以隨意存儲大量臨時數(shù)據(jù)20、嵌入式操作系統(tǒng)中的任務通信機制有多種方式。假設一個嵌入式系統(tǒng)中有多個任務需要協(xié)同工作，共享數(shù)據(jù)。以下哪種任務通信方式可能最為高效？（）A.消息隊列，任務通過發(fā)送和接收消息進行通信B.共享內(nèi)存，多個任務直接訪問同一塊內(nèi)存區(qū)域進行數(shù)據(jù)交換C.信號量，用于任務之間的同步和互斥D.管道，實現(xiàn)任務之間的單向數(shù)據(jù)傳輸21、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22、嵌入式操作系統(tǒng)的任務調(diào)度算法直接影響系統(tǒng)的性能和實時性。假設一個有多個實時任務和非實時任務的系統(tǒng)。以下關于任務調(diào)度算法選擇的描述，正確的是：（）A.采用先來先服務（FCFS）調(diào)度算法，保證任務的公平性B.選擇基于優(yōu)先級的調(diào)度算法，優(yōu)先執(zhí)行實時任務C.使用時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法，平均分配CPU時間給所有任務D.任務調(diào)度算法對系統(tǒng)性能影響不大，可以隨意選擇23、嵌入式操作系統(tǒng)中的中斷處理機制對于系統(tǒng)的及時響應和穩(wěn)定性起著關鍵作用。假設一個嵌入式系統(tǒng)正在執(zhí)行一個關鍵任務，此時發(fā)生了一個高優(yōu)先級的中斷。以下關于中斷處理的描述，正確的是：（）A.系統(tǒng)立即暫停當前任務，轉(zhuǎn)去處理中斷，中斷處理完成后返回原任務繼續(xù)執(zhí)行B.系統(tǒng)先完成當前任務，再處理中斷，以保證任務的連續(xù)性C.系統(tǒng)根據(jù)中斷的優(yōu)先級決定是否暫停當前任務，如果優(yōu)先級低則忽略中斷D.系統(tǒng)拒絕所有中斷，直到當前任務完成，以防止任務被中斷干擾24、在一個嵌入式圖像識別系統(tǒng)中，如人臉識別門禁系統(tǒng)，需要快速準確地識別圖像中的目標。為了提高識別速度和準確率，以下哪種硬件加速模塊可能會被集成？（）A.GPUB.FPGAC.DSPD.以上都是25、當在嵌入式操作系統(tǒng)中實現(xiàn)多線程編程時，需要考慮線程間的同步和通信機制。假設多個線程需要共享一個有限的資源，為了避免競爭條件和數(shù)據(jù)不一致性，以下哪種同步方法最為合適？（）A.信號量B.互斥鎖C.條件變量D.不進行同步，任由線程競爭26、在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中，調(diào)試信息的輸出對于問題排查非常重要。假設一個嵌入式系統(tǒng)在運行時出現(xiàn)故障，但沒有明顯的錯誤提示。以下關于調(diào)試信息輸出的方式，有效的是：（）A.將關鍵變量和狀態(tài)信息通過串口輸出到上位機進行分析B.將調(diào)試信息存儲在內(nèi)部閃存中，事后讀取分析C.在系統(tǒng)的顯示屏上直接顯示詳細的調(diào)試信息D.不輸出調(diào)試信息，通過猜測和經(jīng)驗來定位問題27、嵌入式操作系統(tǒng)的網(wǎng)絡支持對于實現(xiàn)設備的聯(lián)網(wǎng)功能至關重要。假設一個嵌入式設備需要接入無線網(wǎng)絡。以下關于嵌入式網(wǎng)絡支持的描述，哪一項是不準確的？（）A.可以使用輕量級的網(wǎng)絡協(xié)議棧，如lwIP，來減少資源占用B.無線網(wǎng)絡驅(qū)動程序需要適配不同的無線芯片和通信標準C.嵌入式操作系統(tǒng)需要提供網(wǎng)絡配置和管理的接口，方便用戶設置網(wǎng)絡參數(shù)D.所有的嵌入式操作系統(tǒng)都具備完善的網(wǎng)絡功能，無需額外的開發(fā)和配置28、在嵌入式系統(tǒng)的開發(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運行速度較慢。以下關于代碼優(yōu)化的描述，哪一項是不準確的？（）A.可以通過算法改進和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化來提高程序的執(zhí)行效率B.減少函數(shù)調(diào)用的開銷和避免不必要的內(nèi)存分配可以提升性能C.代碼優(yōu)化只需要關注程序的執(zhí)行速度，無需考慮代碼的可讀性和可維護性D.針對特定的硬件架構(gòu)進行優(yōu)化，如利用指令集的特性，可以顯著提高性能29、在嵌入式系統(tǒng)的軟件開發(fā)中，交叉編譯是常見的操作。假設在一臺x86架構(gòu)的主機上開發(fā)針對ARM架構(gòu)的嵌入式軟件。以下關于交叉編譯的描述，哪一項是不正確的？（）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)目標架構(gòu)的特性進行相應的配置和優(yōu)化C.交叉編譯生成的可執(zhí)行文件可以直接在開發(fā)主機上運行和調(diào)試D.不同的嵌入式架構(gòu)需要不同的交叉編譯工具鏈30、在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中，對于資源受限的設備，代碼尺寸的優(yōu)化至關重要。假設一個嵌入式應用程序的代碼尺寸過大。以下關于代碼優(yōu)化的方法，正確的是：（）A.使用更高效的算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，減少代碼量B.去除未使用的函數(shù)和變量，精簡代碼C.選擇合適的編譯器優(yōu)化選項，對代碼進行優(yōu)化D.以上方法都可以有效地減小嵌入式應用程序的代碼尺寸二、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)在智能農(nóng)業(yè)溫室控制領域