湖州師范學(xué)院《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計原理及應(yīng)用》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁湖州師范學(xué)院《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計原理及應(yīng)用》

2023-2024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15個小題，每小題2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、嵌入式操作系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度算法直接影響系統(tǒng)的性能和響應(yīng)能力。假設(shè)一個嵌入式系統(tǒng)中有多個任務(wù)，包括實時任務(wù)和非實時任務(wù)。以下哪種調(diào)度算法可能最適合這種情況？（）A.先來先服務(wù)調(diào)度算法，按照任務(wù)到達的先后順序執(zhí)行B.時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法，為每個任務(wù)分配固定的時間片輪流執(zhí)行C.優(yōu)先級調(diào)度算法，根據(jù)任務(wù)的優(yōu)先級決定執(zhí)行順序，高優(yōu)先級任務(wù)優(yōu)先執(zhí)行D.隨機調(diào)度算法，隨機選擇任務(wù)執(zhí)行，以平衡任務(wù)的執(zhí)行機會2、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3、在嵌入式操作系統(tǒng)中，進程間通信機制的選擇需要根據(jù)具體應(yīng)用場景來決定。假設(shè)兩個進程需要頻繁地交換大量數(shù)據(jù)，對通信效率要求很高。以下哪種進程間通信方式最為合適？（）A.管道B.消息隊列C.共享內(nèi)存D.套接字4、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(shè)一個嵌入式設(shè)備需要在斷電后仍然保持時間的準確性，以下關(guān)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5、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(shè)一個基于電池供電的嵌入式設(shè)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(shè)備C.進入睡眠模式D.以上都是6、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(shè)一個實時內(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(wù)切換時間、中斷響應(yīng)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(guān)，與硬件平臺無關(guān)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(yīng)用場景中進行，以獲得準確的結(jié)果7、在嵌入式操作系統(tǒng)中，文件系統(tǒng)的選擇需要考慮設(shè)備的存儲特性和應(yīng)用需求。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備使用閃存作為存儲介質(zhì)，需要一個可靠且高效的文件系統(tǒng)。以下哪種文件系統(tǒng)可能是合適的選擇？（）A.FAT文件系統(tǒng)，廣泛兼容但不適合閃存的頻繁寫入B.NTFS文件系統(tǒng)，功能強大但對資源要求較高C.EXT文件系統(tǒng)，常用于Linux系統(tǒng)但對嵌入式設(shè)備不太優(yōu)化D.JFFS2文件系統(tǒng)，專門為閃存設(shè)計，具有較好的磨損均衡和掉電保護8、在嵌入式系統(tǒng)的電源管理中，動態(tài)電壓頻率調(diào)整（DVFS）技術(shù)可以根據(jù)系統(tǒng)負載調(diào)整處理器的電壓和頻率。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備的負載變化頻繁。以下關(guān)于DVFS的描述，哪一項是不正確的？（）A.DVFS可以有效降低系統(tǒng)的功耗，尤其是在輕負載情況下B.實現(xiàn)DVFS需要硬件支持和相應(yīng)的軟件算法C.頻繁的電壓和頻率切換不會對系統(tǒng)性能產(chǎn)生負面影響D.可以根據(jù)系統(tǒng)的歷史負載情況預(yù)測未來的負載，提前進行DVFS調(diào)整9、對于一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的實時控制系統(tǒng)，例如工業(yè)自動化中的機器人手臂控制，系統(tǒng)需要對外部輸入的信號做出快速且準確的響應(yīng)，響應(yīng)時間要求在毫秒級別。同時，系統(tǒng)還需要保證任務(wù)執(zhí)行的確定性和可預(yù)測性。以下哪種調(diào)度算法更能滿足這種實時性和確定性的要求？（）A.先來先服務(wù)調(diào)度算法B.優(yōu)先級調(diào)度算法，根據(jù)任務(wù)的緊急程度分配優(yōu)先級C.最短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法D.時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法10、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核裁剪是為了滿足特定系統(tǒng)的需求。假設(shè)一個嵌入式系統(tǒng)只需要支持基本的任務(wù)調(diào)度和內(nèi)存管理功能，以下關(guān)于內(nèi)核裁剪的描述，哪一項是不準確的？（）A.可以去除不必要的內(nèi)核模塊和功能，減小內(nèi)核體積B.內(nèi)核裁剪需要對操作系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有深入的了解C.裁剪后的內(nèi)核性能一定比完整內(nèi)核更高D.內(nèi)核裁剪需要在滿足系統(tǒng)需求的前提下進行，避免影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性11、在嵌入式系統(tǒng)的安全機制方面，需要防止未經(jīng)授權(quán)的訪問和數(shù)據(jù)泄露。假設(shè)一個涉及敏感信息的嵌入式設(shè)備。以下關(guān)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(shè)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(yīng)盡量減少使用D.嵌入式系統(tǒng)不存在安全風(fēng)險，無需關(guān)注12、在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中，代碼優(yōu)化是提高系統(tǒng)性能的重要手段。假設(shè)一個嵌入式應(yīng)用程序在運行時存在性能瓶頸，需要進行優(yōu)化。以下哪種優(yōu)化方法可能最為有效？（）A.算法優(yōu)化，選擇更高效的算法來實現(xiàn)功能B.代碼精簡，去除不必要的代碼和注釋C.編譯器優(yōu)化選項的設(shè)置，讓編譯器自動優(yōu)化代碼D.以上方法結(jié)合使用，根據(jù)具體情況選擇合適的優(yōu)化策略13、嵌入式操作系統(tǒng)中的任務(wù)調(diào)度算法決定了任務(wù)執(zhí)行的順序和時機。假設(shè)一個嵌入式系統(tǒng)中有多個任務(wù)，它們具有不同的優(yōu)先級和截止時間。以下關(guān)于任務(wù)調(diào)度算法的描述，哪一項是不正確的？（）A.優(yōu)先級調(diào)度算法根據(jù)任務(wù)的優(yōu)先級來決定執(zhí)行順序，高優(yōu)先級任務(wù)優(yōu)先執(zhí)行B.最早截止時間優(yōu)先調(diào)度算法選擇截止時間最早的任務(wù)執(zhí)行，以滿足任務(wù)的實時性要求C.輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法將CPU時間平均分配給各個任務(wù)，適用于任務(wù)執(zhí)行時間相近的情況D.一旦任務(wù)的調(diào)度算法確定，就不能根據(jù)系統(tǒng)的運行情況進行動態(tài)調(diào)整，以保證穩(wěn)定性14、在嵌入式系統(tǒng)的遠程管理和監(jiān)控方面，網(wǎng)絡(luò)通信起著關(guān)鍵作用。假設(shè)一個分布式的嵌入式設(shè)備網(wǎng)絡(luò)需要進行遠程管理。以下關(guān)于遠程管理實現(xiàn)的描述，正確的是：（）A.建立專用的通信協(xié)議，實現(xiàn)高效的遠程控制和數(shù)據(jù)采集B.直接使用通用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，不進行任何定制C.遠程管理會增加系統(tǒng)風(fēng)險，應(yīng)盡量避免D.嵌入式系統(tǒng)不支持遠程管理功能15、在嵌入式系統(tǒng)的存儲擴展中，SD卡是一種常見的存儲設(shè)備。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備需要使用SD卡來存儲大量的數(shù)據(jù)，以下關(guān)于SD卡的描述，哪一項是不正確的？（）A.SD卡具有體積小、容量大、讀寫速度快等優(yōu)點B.SD卡分為SDHC和SDXC等不同的規(guī)格，其性能和容量有所差異C.嵌入式操作系統(tǒng)需要提供相應(yīng)的驅(qū)動程序來支持SD卡的讀寫操作D.SD卡的數(shù)據(jù)讀寫是通過串行接口進行的，速度較慢，不適合大數(shù)據(jù)量的傳輸二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）簡述可移植性測試的步驟和關(guān)注點。2、（本題5分）解釋嵌入式操作系統(tǒng)與通用操作系統(tǒng)的區(qū)別。3、（本題5分）簡述互斥鎖、條件變量和事件的使用方法。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）探討嵌入式操作系統(tǒng)在智能農(nóng)業(yè)中的作用。智能農(nóng)業(yè)需要精確的環(huán)境監(jiān)測和控制，嵌入式操作系統(tǒng)如何實現(xiàn)高效的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理？包括傳感器數(shù)據(jù)處理、灌溉控制等方面。2、（本題5分）探討嵌入式操作系統(tǒng)中的中斷處理的快速性。解釋中斷處理快速性的重要性，分析如何在嵌入式系統(tǒng)中提高中斷處理的速度。3、（本題5分）以一款無人機控制系統(tǒng)為例，分析嵌入式操作系統(tǒng)在其中的應(yīng)用，包括飛行控制、圖像傳輸、任務(wù)規(guī)劃等方面，討論其對無人機性能的提升。4、（本題5分）結(jié)合實際案例，分析嵌入式操作系統(tǒng)在智能家居安全防護與應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)中的應(yīng)用。討論其在安全監(jiān)測、報警處理、應(yīng)急聯(lián)動等方面的功能和優(yōu)勢。5、（本題5分）分析嵌入式操作系統(tǒng)在智能倉儲