西南交通大學(xué)《嵌入式系統(tǒng)項(xiàng)目》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《嵌入式系統(tǒng)項(xiàng)目》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______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(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在一個嵌入式語音識別系統(tǒng)中，如智能語音助手，需要在有限的計(jì)算資源下實(shí)現(xiàn)高效的語音識別功能。為了降低計(jì)算復(fù)雜度，以下哪種語音特征提取方法可能會被采用？（）A.梅爾頻率倒譜系數(shù)B.線性預(yù)測編碼C.感知線性預(yù)測D.以上都是2、在一個嵌入式音頻處理系統(tǒng)中，如數(shù)字音頻播放器，需要對音頻信號進(jìn)行高質(zhì)量的處理和輸出。為了實(shí)現(xiàn)低失真和高保真的音頻效果，以下哪種音頻處理技術(shù)可能會被使用？（）A.數(shù)字信號處理算法B.音頻編碼和解碼C.音頻均衡和濾波D.以上都是3、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)一個對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，對代碼進(jìn)行算法、內(nèi)存使用和指令級的優(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4、在一個嵌入式操作系統(tǒng)中，系統(tǒng)的安全性是至關(guān)重要的。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備需要處理敏感信息，如金融交易數(shù)據(jù)或個人身份信息。以下哪種安全機(jī)制能夠有效地保護(hù)這些數(shù)據(jù)的機(jī)密性和完整性？（）A.數(shù)據(jù)加密技術(shù)，如AES加密B.訪問控制列表，限制對數(shù)據(jù)的訪問權(quán)限C.數(shù)字簽名技術(shù)，驗(yàn)證數(shù)據(jù)的來源和完整性D.不采取任何安全措施，依靠設(shè)備的物理保護(hù)5、在嵌入式系統(tǒng)的音頻處理中，需要考慮音頻質(zhì)量和資源消耗。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備需要實(shí)現(xiàn)語音通話功能。以下關(guān)于音頻處理的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以采用音頻編碼算法如MP3來壓縮音頻數(shù)據(jù)，減少傳輸帶寬B.音頻采樣率和量化位數(shù)會影響聲音的質(zhì)量和文件大小C.嵌入式系統(tǒng)中的音頻處理不需要考慮回聲消除和噪聲抑制等技術(shù)D.合理的音頻緩沖區(qū)管理可以避免音頻卡頓和失真6、嵌入式操作系統(tǒng)的實(shí)時任務(wù)調(diào)度需要考慮任務(wù)的優(yōu)先級和截止時間。假設(shè)一個自動駕駛系統(tǒng)的嵌入式設(shè)備，其中有剎車控制任務(wù)、轉(zhuǎn)向控制任務(wù)和導(dǎo)航計(jì)算任務(wù)等。以下關(guān)于任務(wù)調(diào)度的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.剎車控制任務(wù)的優(yōu)先級應(yīng)該最高，以確保安全B.導(dǎo)航計(jì)算任務(wù)可以有較長的截止時間，因?yàn)槠鋵?shí)時性要求不高C.任務(wù)的優(yōu)先級一旦設(shè)定，就不能更改D.可以根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行情況動態(tài)調(diào)整任務(wù)的優(yōu)先級和截止時間7、嵌入式系統(tǒng)中的實(shí)時內(nèi)核通常需要滿足嚴(yán)格的時間約束。假設(shè)一個實(shí)時內(nèi)核需要在規(guī)定的時間內(nèi)完成任務(wù)調(diào)度和中斷處理，以下關(guān)于實(shí)時內(nèi)核性能評估的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.可以通過測量任務(wù)切換時間、中斷響應(yīng)時間等指標(biāo)來評估實(shí)時內(nèi)核的性能B.實(shí)時內(nèi)核的性能只與軟件實(shí)現(xiàn)有關(guān)，與硬件平臺無關(guān)C.最壞情況執(zhí)行時間（WCET）是評估實(shí)時內(nèi)核性能的重要參數(shù)之一D.實(shí)時內(nèi)核的性能評估需要在實(shí)際的應(yīng)用場景中進(jìn)行，以獲得準(zhǔn)確的結(jié)果8、在嵌入式操作系統(tǒng)中，設(shè)備驅(qū)動程序起著重要作用。假設(shè)一個嵌入式系統(tǒng)中需要連接一個新型的傳感器，該傳感器具有獨(dú)特的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)格式。為了使操作系統(tǒng)能夠正確地與該傳感器進(jìn)行交互，以下哪種方式開發(fā)設(shè)備驅(qū)動程序更為高效和可靠？（）A.直接在操作系統(tǒng)內(nèi)核中編寫驅(qū)動程序，以獲得最高的性能和訪問權(quán)限B.使用用戶空間的庫函數(shù)來模擬驅(qū)動程序的功能C.基于現(xiàn)有的類似傳感器的驅(qū)動程序進(jìn)行修改和適配D.購買第三方提供的通用驅(qū)動程序，不進(jìn)行任何定制開發(fā)9、嵌入式操作系統(tǒng)的設(shè)備驅(qū)動開發(fā)是系統(tǒng)集成的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。假設(shè)要開發(fā)一個新的傳感器驅(qū)動。以下關(guān)于驅(qū)動開發(fā)的描述，正確的是：（）A.直接使用通用的傳感器驅(qū)動代碼，不進(jìn)行任何修改B.深入了解傳感器的工作原理和通信協(xié)議，按照操作系統(tǒng)的驅(qū)動框架進(jìn)行開發(fā)C.忽略設(shè)備的特性和操作系統(tǒng)的要求，自行設(shè)計(jì)驅(qū)動接口D.設(shè)備驅(qū)動開發(fā)與操作系統(tǒng)內(nèi)核無關(guān)，可以獨(dú)立完成10、嵌入式操作系統(tǒng)的中斷處理機(jī)制直接影響系統(tǒng)的響應(yīng)性能。假設(shè)一個嵌入式系統(tǒng)需要實(shí)時響應(yīng)外部中斷事件。以下關(guān)于中斷處理的描述，正確的是：（）A.中斷處理程序應(yīng)盡量短小精悍，快速完成關(guān)鍵處理，將復(fù)雜操作放入后臺任務(wù)B.中斷處理程序可以執(zhí)行長時間的復(fù)雜計(jì)算，以一次性完成所有相關(guān)處理C.忽略中斷優(yōu)先級，按照接收順序依次處理中斷D.中斷處理完全由硬件負(fù)責(zé)，操作系統(tǒng)不參與11、在嵌入式操作系統(tǒng)中，實(shí)時性是一個關(guān)鍵特性。假設(shè)一個嵌入式系統(tǒng)用于控制工業(yè)生產(chǎn)線上的機(jī)器人，對操作的響應(yīng)時間有嚴(yán)格要求。以下關(guān)于實(shí)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(shí)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(shí)時響應(yīng)C.選擇專門為實(shí)時應(yīng)用設(shè)計(jì)的嵌入式操作系統(tǒng)，并合理配置任務(wù)優(yōu)先級和調(diào)度策略，以滿足實(shí)時性需求D.實(shí)時性只與硬件相關(guān)，與操作系統(tǒng)的選擇和配置無關(guān)12、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(shè)有一個基于電池供電的移動監(jiān)測設(shè)備，需要長時間運(yùn)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(xiàng)是最有效的？（）A.始終讓系統(tǒng)以最高性能運(yùn)行，快速完成任務(wù)以節(jié)省時間B.根據(jù)系統(tǒng)負(fù)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(shè)備，無論當(dāng)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13、在嵌入式系統(tǒng)的軟件開發(fā)中，代碼優(yōu)化是提高性能的重要手段。假設(shè)一個嵌入式應(yīng)用程序運(yùn)行速度較慢。以下關(guān)于代碼優(yōu)化的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以通過算法改進(jìn)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化來提高程序的效率B.減少函數(shù)調(diào)用的開銷和循環(huán)的次數(shù)可以提升性能C.代碼優(yōu)化只需要關(guān)注時間復(fù)雜度，空間復(fù)雜度不重要D.針對特定的硬件平臺進(jìn)行指令級優(yōu)化可以獲得顯著的性能提升14、當(dāng)為一個低功耗的嵌入式設(shè)備選擇處理器時，需要綜合考慮性能、功耗和成本等因素。假設(shè)設(shè)備對計(jì)算能力要求不高，但對電池續(xù)航有嚴(yán)格要求。以下哪種處理器類型最為適合？（）A.高性能的通用處理器B.低功耗的微控制器C.專用的數(shù)字信號處理器D.多核處理器15、當(dāng)一個嵌入式操作系統(tǒng)需要支持遠(yuǎn)程更新和升級功能，例如智能電表的軟件更新，以下哪種技術(shù)和策略能夠確保更新過程的安全性和可靠性？（）A.使用加密的更新包，并進(jìn)行完整性驗(yàn)證B.直接通過網(wǎng)絡(luò)傳輸未加密的更新文件C.不支持遠(yuǎn)程更新，采用人工現(xiàn)場更新的方式D.隨機(jī)選擇更新的時機(jī)和版本，不進(jìn)行版本控制16、在嵌入式系統(tǒng)的內(nèi)存保護(hù)機(jī)制中，虛擬內(nèi)存通常不是必需的。假設(shè)一個簡單的電子秤的嵌入式系統(tǒng)，內(nèi)存資源有限。以下關(guān)于內(nèi)存保護(hù)的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以使用硬件機(jī)制來實(shí)現(xiàn)內(nèi)存訪問的權(quán)限控制B.不需要復(fù)雜的內(nèi)存保護(hù)機(jī)制，因?yàn)橄到y(tǒng)功能簡單C.內(nèi)存保護(hù)會增加系統(tǒng)的開銷，在簡單系統(tǒng)中可以忽略D.即使是簡單系統(tǒng)，也應(yīng)該采用虛擬內(nèi)存來提高內(nèi)存管理的靈活性17、在嵌入式系統(tǒng)中，實(shí)時操作系統(tǒng)的上下文切換時間對系統(tǒng)性能有影響。假設(shè)一個嵌入式系統(tǒng)需要頻繁進(jìn)行任務(wù)切換。以下關(guān)于減少上下文切換時間的方法，正確的是：（）A.優(yōu)化任務(wù)的保存和恢復(fù)操作，減少數(shù)據(jù)的保存和恢復(fù)量B.增加任務(wù)的執(zhí)行時間，減少任務(wù)切換的頻率C.簡化任務(wù)的上下文信息，只保存關(guān)鍵的狀態(tài)數(shù)據(jù)D.以上方法都可以有效地減少實(shí)時操作系統(tǒng)的上下文切換時間18、嵌入式操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)緩存可以提高文件訪問性能。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備頻繁讀寫文件。以下關(guān)于文件系統(tǒng)緩存的描述，哪一項(xiàng)是錯誤的？（）A.文件系統(tǒng)緩存可以減少對存儲設(shè)備的直接讀寫操作，提高數(shù)據(jù)傳輸速度B.緩存的大小可以根據(jù)系統(tǒng)的內(nèi)存資源和文件訪問模式進(jìn)行調(diào)整C.當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)存不足時，文件系統(tǒng)緩存中的數(shù)據(jù)會被自動清除，以釋放內(nèi)存D.文件系統(tǒng)緩存中的數(shù)據(jù)永遠(yuǎn)不會丟失，即使系統(tǒng)突然斷電19、在一個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)可能會被應(yīng)用？（）A.對稱加密B.非對稱加密C.數(shù)字簽名D.以上都是20、在嵌入式操作系統(tǒng)中，內(nèi)核的實(shí)時性擴(kuò)展是提高系統(tǒng)響應(yīng)能力的重要手段。假設(shè)一個嵌入式系統(tǒng)需要處理對時間要求極為嚴(yán)格的任務(wù)，如工業(yè)控制中的實(shí)時閉環(huán)控制。以下哪種實(shí)時性擴(kuò)展技術(shù)能夠更好地滿足這種硬實(shí)時需求？（）A.在內(nèi)核中增加搶占點(diǎn)，提高任務(wù)切換的及時性B.采用微內(nèi)核架構(gòu)，減小內(nèi)核的體積和復(fù)雜性C.優(yōu)化內(nèi)核的調(diào)度算法，提高任務(wù)調(diào)度的效率D.不進(jìn)行實(shí)時性擴(kuò)展，依靠默認(rèn)的內(nèi)核配置21、在一個嵌入式操作系統(tǒng)中，文件系統(tǒng)的選擇對系統(tǒng)性能和存儲資源的利用有重要影響。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備需要存儲大量的小文件，且這些文件需要頻繁地進(jìn)行讀寫操作。同時，設(shè)備的存儲空間有限，對文件系統(tǒng)的空間利用率要求較高。以下哪種文件系統(tǒng)更適合這種需求？（）A.FAT文件系統(tǒng)，簡單易用但空間利用率較低B.NTFS文件系統(tǒng)，功能強(qiáng)大但開銷較大C.EXT文件系統(tǒng)，常用于Linux系統(tǒng)但不太適合嵌入式環(huán)境D.JFFS2文件系統(tǒng)，專為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)，對小文件支持較好22、當(dāng)設(shè)計(jì)一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的智能家居控制系統(tǒng)時，需要考慮與各種傳感器和執(zhí)行器的通信。假設(shè)系統(tǒng)需要連接多種不同接口和協(xié)議的設(shè)備，為了實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的管理和控制，以下哪種通信架構(gòu)和技術(shù)最為合適？（）A.采用集中式控制器，統(tǒng)一轉(zhuǎn)換協(xié)議B.為每個設(shè)備單獨(dú)開發(fā)通信模塊C.使用無線通信技術(shù)，如ZigbeeD.依賴有線通信，保證穩(wěn)定性23、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(shè)一個嵌入式設(shè)備在啟動時需要加載特定的設(shè)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(jìn)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(shè)備驅(qū)動和配置文件B.同時進(jìn)行硬件初始化、內(nèi)核加載和設(shè)備驅(qū)動加載，以縮短啟動時間C.先加載設(shè)備驅(qū)動和配置文件，然后進(jìn)行硬件初始化和內(nèi)核加載D.隨機(jī)執(zhí)行上述步驟，對啟動順序沒有嚴(yán)格要求24、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C.時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法，每個任務(wù)輪流獲得固定的執(zhí)行時間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25、嵌入式操作系統(tǒng)的圖形用戶界面（GUI）設(shè)計(jì)需要考慮資源限制和用戶體驗(yàn)。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備具有小尺寸的顯示屏。以下關(guān)于GUI設(shè)計(jì)的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.應(yīng)采用簡潔直觀的界面布局，避免過多的元素和復(fù)雜的操作B.選擇輕量級的GUI庫可以減少系統(tǒng)資源的占用C.圖形界面的響應(yīng)速度不重要，只要功能齊全即可D.考慮用戶的操作習(xí)慣和視覺感受，提高界面的易用性26、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核架構(gòu)有多種選擇，如單核架構(gòu)和多核架構(gòu)。假設(shè)一個復(fù)雜的工業(yè)控制嵌入式系統(tǒng)，需要同時處理多個高并發(fā)的任務(wù)。在這種情況下，以下關(guān)于內(nèi)核架構(gòu)的選擇，哪一項(xiàng)是最合適的？（）A.單核架構(gòu)，因?yàn)槠渚幊棠Ｐ秃唵危子陂_發(fā)和調(diào)試B.多核架構(gòu)，能夠更好地應(yīng)對高并發(fā)任務(wù)，提高系統(tǒng)性能C.無論單核還是多核架構(gòu)都可以，對系統(tǒng)性能沒有影響D.選擇架構(gòu)主要取決于開發(fā)團(tuán)隊(duì)的技術(shù)偏好，而不是系統(tǒng)需求27、嵌入式操作系統(tǒng)的調(diào)試工具對于開發(fā)和排錯非常重要。假設(shè)一個智能門鎖的嵌入式系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，需要進(jìn)行調(diào)試。以下關(guān)于調(diào)試工具的選擇和使用，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以使用在線調(diào)試器，實(shí)時查看系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和變量值B.打印輸出調(diào)試信息是一種簡單但有效的調(diào)試方法C.不需要對調(diào)試代碼進(jìn)行優(yōu)化，以免影響系統(tǒng)性能D.調(diào)試工具的使用應(yīng)該盡量減少對系統(tǒng)正常運(yùn)行的影響28、在嵌入式系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)中，數(shù)據(jù)加密和認(rèn)證是常見的手段。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備需要保護(hù)敏感數(shù)據(jù)的傳輸和存儲。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.可以使用對稱加密算法如AES對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，加密和解密使用相同的密鑰B.非對稱加密算法如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.只要對數(shù)據(jù)進(jìn)行了加密，就無需進(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29、在嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程中，調(diào)試工具和技術(shù)起著重要作用。假設(shè)一個復(fù)雜的嵌入式系統(tǒng)出現(xiàn)了運(yùn)行時錯誤。以下關(guān)于調(diào)試方法的描述，哪一項(xiàng)是錯誤的？（）A.可以使用硬件調(diào)試器，如JTAG接口，直接訪問和控制處理器的內(nèi)部狀態(tài)B.軟件調(diào)試工具可以在代碼中插入打印語句，輸出關(guān)鍵變量的值來輔助調(diào)試C.在線仿真器可以完全模擬嵌入式系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境，提供最準(zhǔn)確的調(diào)試信息D.一旦系統(tǒng)開發(fā)完成并投入使用，就不再需要調(diào)試工具和技術(shù)，因?yàn)橄到y(tǒng)應(yīng)該是穩(wěn)定可靠的30、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(shè)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(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.中斷向量表通常位于固定的內(nèi)存地址B.當(dāng)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(yīng)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(yùn)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)量二、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）闡述