武漢商學(xué)院《嵌入式系統(tǒng)與設(shè)計(jì)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密封線第1頁(yè)，共3頁(yè)武漢商學(xué)院

《嵌入式系統(tǒng)與設(shè)計(jì)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題2分，共30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、在嵌入式操作系統(tǒng)中，以下哪種同步機(jī)制可以用于實(shí)現(xiàn)多個(gè)線程對(duì)共享資源的互斥訪問(wèn)？（）A.互斥鎖B.條件變量C.自旋鎖D.以上都是2、在嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中，對(duì)于資源受限的設(shè)備，代碼尺寸的優(yōu)化至關(guān)重要。假設(shè)一個(gè)嵌入式應(yīng)用程序的代碼尺寸過(guò)大。以下關(guān)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(jiǎn)代碼C.選擇合適的編譯器優(yōu)化選項(xiàng)，對(duì)代碼進(jìn)行優(yōu)化D.以上方法都可以有效地減小嵌入式應(yīng)用程序的代碼尺寸3、在嵌入式系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)中，交叉編譯是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。假設(shè)需要為一個(gè)特定的嵌入式處理器開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序，以下關(guān)于交叉編譯的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.交叉編譯是在一種體系結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)上編譯生成另一種體系結(jié)構(gòu)的可執(zhí)行代碼B.交叉編譯需要特定的交叉編譯工具鏈，包括編譯器、鏈接器等C.交叉編譯生成的代碼可以直接在開(kāi)發(fā)主機(jī)上運(yùn)行和調(diào)試D.交叉編譯的過(guò)程需要考慮目標(biāo)嵌入式系統(tǒng)的硬件特性和資源限制4、在嵌入式系統(tǒng)的啟動(dòng)過(guò)程中，引導(dǎo)程序（Bootloader）起著重要作用。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要從不同的存儲(chǔ)介質(zhì)啟動(dòng)。以下關(guān)于Bootloader功能的描述，正確的是：（）A.Bootloader只負(fù)責(zé)加載操作系統(tǒng)內(nèi)核，不進(jìn)行任何硬件初始化B.完成硬件初始化、選擇啟動(dòng)設(shè)備、加載并啟動(dòng)操作系統(tǒng)等一系列任務(wù)C.Bootloader的功能是固定的，不能根據(jù)需求進(jìn)行定制D.Bootloader對(duì)系統(tǒng)的啟動(dòng)性能沒(méi)有影響5、在嵌入式操作系統(tǒng)中，系統(tǒng)的啟動(dòng)過(guò)程需要高效和可靠。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備在啟動(dòng)時(shí)需要初始化各種硬件設(shè)備、加載內(nèi)核和應(yīng)用程序。以下哪種啟動(dòng)方式能夠更快地完成系統(tǒng)啟動(dòng)，并減少啟動(dòng)過(guò)程中的錯(cuò)誤？（）A.從本地存儲(chǔ)設(shè)備順序讀取并加載B.通過(guò)網(wǎng)絡(luò)下載啟動(dòng)所需的文件C.先加載部分關(guān)鍵模塊，其他模塊在運(yùn)行時(shí)按需加載D.隨機(jī)加載啟動(dòng)所需的模塊和文件6、在嵌入式操作系統(tǒng)中，進(jìn)程間通信是實(shí)現(xiàn)多任務(wù)協(xié)同工作的重要手段。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)中有多個(gè)任務(wù)，分別負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集、處理和傳輸，它們需要頻繁地交換數(shù)據(jù)和同步執(zhí)行。以下哪種進(jìn)程間通信方式在這種情況下具有較高的效率和實(shí)時(shí)性？（）A.消息隊(duì)列B.共享內(nèi)存C.信號(hào)量D.套接字7、嵌入式操作系統(tǒng)的啟動(dòng)過(guò)程是系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵步驟。假設(shè)一個(gè)智能家電的嵌入式系統(tǒng)在啟動(dòng)時(shí)需要初始化各種硬件設(shè)備和加載系統(tǒng)配置。以下關(guān)于啟動(dòng)過(guò)程的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.啟動(dòng)過(guò)程應(yīng)該盡可能快速，減少用戶等待時(shí)間B.可以在啟動(dòng)過(guò)程中進(jìn)行全面的硬件自檢，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性C.啟動(dòng)過(guò)程中不需要考慮低功耗模式，因?yàn)橄到y(tǒng)已經(jīng)啟動(dòng)D.系統(tǒng)配置可以存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器中，以便快速加載8、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(guò)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9、在嵌入式系統(tǒng)的存儲(chǔ)架構(gòu)中，ROM和RAM都有各自的用途。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要存儲(chǔ)固化的程序代碼和運(yùn)行時(shí)的數(shù)據(jù)。以下關(guān)于存儲(chǔ)選擇的描述，正確的是：（）A.將程序代碼和數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在ROM中，以保證數(shù)據(jù)不丟失B.把程序代碼存儲(chǔ)在ROM，運(yùn)行時(shí)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在RAM中C.全部使用RAM存儲(chǔ)，提高讀寫(xiě)速度D.存儲(chǔ)選擇對(duì)系統(tǒng)性能沒(méi)有影響，可以隨意安排10、嵌入式操作系統(tǒng)中的看門狗（Watchdog）機(jī)制用于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)死機(jī)。以下關(guān)于看門狗的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.看門狗定時(shí)器在規(guī)定時(shí)間內(nèi)未被刷新，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)復(fù)位B.可以通過(guò)軟件編程設(shè)置看門狗的超時(shí)時(shí)間和復(fù)位策略C.看門狗機(jī)制只能用于檢測(cè)軟件故障，對(duì)硬件故障無(wú)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11、嵌入式操作系統(tǒng)中的任務(wù)間通信機(jī)制有多種，如信號(hào)量、消息隊(duì)列和共享內(nèi)存。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)中有多個(gè)任務(wù)需要協(xié)同工作。以下關(guān)于任務(wù)間通信的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.信號(hào)量用于實(shí)現(xiàn)任務(wù)之間的同步和互斥B.消息隊(duì)列可以傳遞較大的數(shù)據(jù)量，但通信效率相對(duì)較低C.共享內(nèi)存可以提供快速的數(shù)據(jù)交換，但需要注意數(shù)據(jù)的一致性D.任務(wù)間通信機(jī)制的選擇只取決于任務(wù)的數(shù)量，與數(shù)據(jù)量和通信頻率無(wú)關(guān)12、在嵌入式系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)中，數(shù)據(jù)加密和認(rèn)證是常見(jiàn)的手段。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要保護(hù)敏感數(shù)據(jù)的傳輸和存儲(chǔ)。以下關(guān)于數(shù)據(jù)加密和認(rèn)證的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.可以使用對(duì)稱加密算法如AES對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，加密和解密使用相同的密鑰B.非對(duì)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(yàn)證，但不能用于加密數(shù)據(jù)D.只要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了加密，就無(wú)需進(jìn)行認(rèn)證操作，因?yàn)榧用芤呀?jīng)保證了數(shù)據(jù)的安全性13、當(dāng)設(shè)計(jì)一個(gè)基于嵌入式操作系統(tǒng)的便攜式醫(yī)療設(shè)備時(shí)，需要考慮到設(shè)備的尺寸、重量和電池壽命。對(duì)于操作系統(tǒng)的選擇，以下哪種嵌入式操作系統(tǒng)可能具有更好的適應(yīng)性？（）A.FreeRTOSB.LinuxC.WindowsEmbeddedD.VxWorks14、在嵌入式系統(tǒng)中，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)是重要的工作之一。假設(shè)需要為一個(gè)新的傳感器開(kāi)發(fā)驅(qū)動(dòng)程序，以下關(guān)于驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)的描述，正確的是：（）A.驅(qū)動(dòng)程序需要實(shí)現(xiàn)與硬件的底層通信，并向上層提供統(tǒng)一的接口B.驅(qū)動(dòng)程序只需要關(guān)注硬件的功能實(shí)現(xiàn)，不需要考慮操作系統(tǒng)的接口規(guī)范C.為了提高效率，驅(qū)動(dòng)程序可以直接訪問(wèn)硬件的物理地址，繞過(guò)操作系統(tǒng)的保護(hù)機(jī)制D.驅(qū)動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)與具體的操作系統(tǒng)無(wú)關(guān)，可以在不同的嵌入式操作系統(tǒng)中通用15、在一個(gè)基于嵌入式操作系統(tǒng)的智能交通系統(tǒng)中，如電子收費(fèi)系統(tǒng)，需要保證數(shù)據(jù)的安全性和完整性。以下哪種加密和認(rèn)證技術(shù)可能會(huì)被應(yīng)用？（）A.對(duì)稱加密B.非對(duì)稱加密C.數(shù)字簽名D.以上都是二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）解釋在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中如何考慮ESD保護(hù)。2、（本題5分）解釋如何在嵌入式系統(tǒng)中處理異常和錯(cuò)誤。3、（本題5分）解釋消息隊(duì)列在嵌入式操作系統(tǒng)中的作用。三、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）論述嵌入式操作系統(tǒng)在醫(yī)療影像設(shè)備中的應(yīng)用價(jià)值。分析其對(duì)圖像采集、處理、存儲(chǔ)等方面的重要性，以及對(duì)圖像質(zhì)量的要求。2、（本題5分）探討嵌入式操作系統(tǒng)在智能醫(yī)療設(shè)備中的角色。智能醫(yī)療設(shè)備需要精確的控制和數(shù)據(jù)處理能力，嵌入式操作系統(tǒng)如何保障其性能和安全性？考慮設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)傳輸和存儲(chǔ)等功能。3、（本題5分）分析嵌入式操作系統(tǒng)在智能農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用，包括土壤監(jiān)測(cè)、灌溉控制、病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)等方面，探討其對(duì)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的促進(jìn)作用。4、（本題5分）闡述嵌入式操作系統(tǒng)在智能電網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用。分析嵌入式操作系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)設(shè)備的控制、監(jiān)測(cè)和通信，以及在智能電網(wǎng)系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)和面臨的挑戰(zhàn)。5、（本題5分）探討嵌入式操作系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器中的應(yīng)