徐州工程學院《嵌入式系統(tǒng)應用》2021-2022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頁徐州工程學院

《嵌入式系統(tǒng)應用》2021-2022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20個小題，每小題1分，共20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2、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核通常支持搶占式調(diào)度。假設一個低優(yōu)先級任務正在執(zhí)行，此時一個高優(yōu)先級任務就緒。以下關于搶占式調(diào)度的描述，正確的是：（）A.操作系統(tǒng)會立即暫停低優(yōu)先級任務，切換到高優(yōu)先級任務執(zhí)行B.低優(yōu)先級任務會繼續(xù)執(zhí)行完當前的時間片，然后再切換到高優(yōu)先級任務C.操作系統(tǒng)會根據(jù)任務的重要性決定是否搶占，而不是僅僅基于優(yōu)先級D.搶占式調(diào)度會導致系統(tǒng)不穩(wěn)定，因此應盡量避免使用3、嵌入式操作系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性對于系統(tǒng)的正常運行至關重要。假設一個嵌入式系統(tǒng)在惡劣的環(huán)境中工作。以下關于可靠性的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以采用冗余設計，如硬件冗余和軟件冗余，提高系統(tǒng)的可靠性B.進行嚴格的測試和驗證，包括單元測試、集成測試和系統(tǒng)測試，有助于發(fā)現(xiàn)潛在的問題C.系統(tǒng)的可靠性只取決于硬件的質(zhì)量，與軟件的設計和實現(xiàn)無關D.定期進行系統(tǒng)維護和更新，修復已知的漏洞和錯誤，可以增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性4、嵌入式系統(tǒng)中的實時內(nèi)核通常需要滿足嚴格的時間約束。假設一個實時內(nèi)核需要在規(guī)定的時間內(nèi)完成任務調(diào)度和中斷處理，以下關于實時內(nèi)核性能評估的描述，哪一項是不準確的？（）A.可以通過測量任務切換時間、中斷響應時間等指標來評估實時內(nèi)核的性能B.實時內(nèi)核的性能只與軟件實現(xiàn)有關，與硬件平臺無關C.最壞情況執(zhí)行時間（WCET）是評估實時內(nèi)核性能的重要參數(shù)之一D.實時內(nèi)核的性能評估需要在實際的應用場景中進行，以獲得準確的結果5、嵌入式操作系統(tǒng)在與網(wǎng)絡連接時，需要考慮網(wǎng)絡的穩(wěn)定性和可靠性。假設一個遠程監(jiān)控設備的嵌入式系統(tǒng)，通過無線網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)傳輸。以下關于網(wǎng)絡連接的描述，哪一項是不正確的？（）A.選擇穩(wěn)定的無線網(wǎng)絡協(xié)議，如Wi-Fi或藍牙B.可以不考慮網(wǎng)絡信號的強度和干擾，只要能連接就行C.對網(wǎng)絡數(shù)據(jù)進行校驗和糾錯，確保數(shù)據(jù)的準確性D.建立網(wǎng)絡連接的重試機制，以應對暫時的網(wǎng)絡故障6、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，對于關鍵任務的數(shù)據(jù)存儲和恢復，以下哪種技術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7、在嵌入式系統(tǒng)的傳感器數(shù)據(jù)采集過程中，需要進行數(shù)據(jù)濾波和校準。假設一個嵌入式設備采集的傳感器數(shù)據(jù)存在噪聲和偏差。以下關于數(shù)據(jù)處理的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以采用均值濾波、中值濾波等方法去除數(shù)據(jù)中的噪聲B.通過校準可以修正傳感器的測量偏差，提高數(shù)據(jù)的準確性C.數(shù)據(jù)濾波和校準會增加系統(tǒng)的計算負擔，應盡量避免使用D.可以根據(jù)傳感器的特性和應用需求選擇合適的數(shù)據(jù)處理方法8、在嵌入式系統(tǒng)的存儲管理中，閃存（FlashMemory）是一種常用的存儲介質(zhì)。假設一個嵌入式設備使用閃存來存儲系統(tǒng)數(shù)據(jù)和應用程序，以下關于閃存的特點和使用注意事項，哪一項是不正確的？（）A.閃存具有非易失性，掉電后數(shù)據(jù)不會丟失B.閃存的寫入操作通常比讀取操作慢C.閃存可以無限次地擦寫，不會出現(xiàn)磨損D.在對閃存進行寫入操作之前，通常需要先進行擦除操作9、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核架構對于系統(tǒng)性能和資源利用有著重要影響。假設一個資源受限的嵌入式設備，需要高效地運行多個任務。以下關于內(nèi)核架構的描述，哪一項是不準確的？（）A.微內(nèi)核架構將核心功能精簡，只保留最基本的部分，其他功能作為服務運行在用戶空間，提高了系統(tǒng)的可擴展性B.宏內(nèi)核架構將系統(tǒng)的主要功能都集成在內(nèi)核中，減少了內(nèi)核與用戶空間的切換開銷，提高了系統(tǒng)的性能C.混合內(nèi)核架構結合了微內(nèi)核和宏內(nèi)核的優(yōu)點，在保證性能的同時具備一定的可擴展性D.對于資源受限的嵌入式設備，宏內(nèi)核架構總是比微內(nèi)核架構更適合，因為其性能更高10、嵌入式操作系統(tǒng)通常需要在資源受限的環(huán)境中運行。假設一個智能家居控制器的嵌入式系統(tǒng)，其內(nèi)存和處理能力有限。在這種情況下，對于系統(tǒng)的內(nèi)存管理，以下哪種策略是最為重要的？（）A.使用動態(tài)內(nèi)存分配，以靈活滿足不同任務的需求B.采用靜態(tài)內(nèi)存分配，避免內(nèi)存碎片和分配開銷C.依賴虛擬內(nèi)存機制，擴展系統(tǒng)的可用內(nèi)存D.不進行內(nèi)存管理，讓應用程序自行處理內(nèi)存11、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12、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核同步機制用于保證多任務環(huán)境下數(shù)據(jù)的一致性和正確性。假設多個任務同時訪問共享資源。以下關于內(nèi)核同步機制的描述，哪一項是錯誤的？（）A.信號量可以用于實現(xiàn)任務之間的互斥和同步B.互斥鎖可以保證在同一時刻只有一個任務訪問共享資源C.條件變量用于任務之間的等待和通知，通常與互斥鎖配合使用D.內(nèi)核同步機制會增加系統(tǒng)的開銷，因此在實際應用中應該盡量避免使用13、嵌入式操作系統(tǒng)的移植是將其應用于不同硬件平臺的過程。假設需要將一個嵌入式操作系統(tǒng)移植到新的處理器架構上。以下關于移植的描述，哪一項是不正確的？（）A.需要修改操作系統(tǒng)與硬件相關的部分，如驅(qū)動程序和中斷處理B.不同的處理器架構可能需要重新編譯操作系統(tǒng)的內(nèi)核C.移植過程中只需要關注硬件的差異，操作系統(tǒng)的功能和接口不需要改變D.充分的測試和驗證是確保移植成功的關鍵步驟14、在一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的智能家居系統(tǒng)中，需要同時控制多個家電設備，并保證各個設備之間的協(xié)調(diào)工作。以下哪種技術可以有效地實現(xiàn)設備之間的通信和協(xié)同？（）A.消息隊列B.共享內(nèi)存C.信號量D.以上都可以15、嵌入式系統(tǒng)中的實時時鐘（RTC）用于提供準確的時間信息。假設一個嵌入式設備需要在斷電后仍然保持時間的準確性，以下關于實時時鐘的描述，哪一項是不準確的？（）A.實時時鐘通常由電池供電，以保證在系統(tǒng)斷電時仍能運行B.實時時鐘可以通過外部信號進行校準，提高時間的準確性C.嵌入式操作系統(tǒng)可以通過讀取實時時鐘的值來獲取當前時間D.實時時鐘的精度不受溫度和電壓等環(huán)境因素的影響16、在嵌入式操作系統(tǒng)的任務調(diào)度中，優(yōu)先級調(diào)度是一種常見的策略?？紤]一個包含多個實時任務和非實時任務的嵌入式系統(tǒng)，實時任務具有較高的優(yōu)先級。如果一個非實時任務正在執(zhí)行，此時一個高優(yōu)先級的實時任務就緒，會發(fā)生什么情況？（）A.立即切換到實時任務執(zhí)行B.等待非實時任務完成后再切換C.按照一定的時間片輪轉(zhuǎn)切換D.由用戶決定是否切換17、在嵌入式系統(tǒng)的存儲擴展中，外部存儲器如SD卡和eMMC可以提供額外的存儲空間。假設一個嵌入式設備需要擴展存儲容量。以下關于存儲擴展的描述，哪一項是不正確的？（）A.選擇存儲設備時需要考慮容量、速度、接口類型和功耗等因素B.可以通過文件系統(tǒng)將外部存儲器與內(nèi)部存儲器統(tǒng)一管理C.存儲擴展不會對系統(tǒng)的啟動時間和運行性能產(chǎn)生影響D.在使用外部存儲器時，需要注意數(shù)據(jù)的讀寫權限和訪問控制18、假設在一個嵌入式物聯(lián)網(wǎng)設備中，需要實現(xiàn)遠程固件升級功能，以方便設備的維護和功能擴展。為了確保升級過程的安全性和可靠性，以下哪種機制可能會被采用？（）A.數(shù)字證書驗證B.版本回滾機制C.斷點續(xù)傳D.以上都是19、在嵌入式系統(tǒng)的內(nèi)存保護機制中，虛擬內(nèi)存通常不是必需的。假設一個簡單的電子秤的嵌入式系統(tǒng)，內(nèi)存資源有限。以下關于內(nèi)存保護的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以使用硬件機制來實現(xiàn)內(nèi)存訪問的權限控制B.不需要復雜的內(nèi)存保護機制，因為系統(tǒng)功能簡單C.內(nèi)存保護會增加系統(tǒng)的開銷，在簡單系統(tǒng)中可以忽略D.即使是簡單系統(tǒng)，也應該采用虛擬內(nèi)存來提高內(nèi)存管理的靈活性20、當開發(fā)一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的智能門鎖系統(tǒng)時，需要考慮到安全性和便捷性的平衡。以下哪種身份認證方式可能會被采用？（）A.指紋識別B.密碼輸入C.藍牙配對D.以上都是二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）什么是嵌入式系統(tǒng)的虛擬化技術？2、（本題5分）解釋在嵌入式系統(tǒng)中如何確保內(nèi)存訪問的順序性。3、（本題5分）什么是嵌入式系統(tǒng)的可信執(zhí)行環(huán)境（TEE）？4、（本題5分）解釋如何在嵌入式系統(tǒng)硬件設計中實現(xiàn)良好的EMC性能。5、（本題5分）如何在嵌入式操作系統(tǒng)中實現(xiàn)低功耗藍牙通信？三、編程題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）創(chuàng)建一個任務，通過嵌入式操作系統(tǒng)控制一個激光測距模塊進行距離測量。2、（本題5分）在嵌入式系統(tǒng)中，實現(xiàn)一個線段樹數(shù)據(jù)結構，并進行區(qū)間查詢和更新操作。3、（本題5分）創(chuàng)建一個任務，通過嵌入式操作系統(tǒng)控制一個氣體傳感器檢測氣體濃度。4、（本題5分）實現(xiàn)一個嵌入式程序，使用扭矩趨勢預測傳感器預測扭矩趨勢。5、（本題5分）設計一個程序，在嵌入式系統(tǒng)中使用拉力變化率傳感器測量拉力變化率。四、分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題