廊坊衛(wèi)生職業(yè)學(xué)院《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題1分，共20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、在嵌入式系統(tǒng)的圖形界面開(kāi)發(fā)中，需要考慮資源受限和用戶體驗(yàn)。假設(shè)一個(gè)小型嵌入式設(shè)備需要顯示簡(jiǎn)單的圖形界面。以下關(guān)于圖形界面選擇的描述，正確的是：（）A.使用復(fù)雜的圖形庫(kù)，提供豐富的圖形效果B.選擇輕量級(jí)的圖形庫(kù)，如MiniGUI，滿足基本需求并節(jié)省資源C.不使用圖形界面，通過(guò)命令行與用戶交互D.圖形界面的選擇對(duì)系統(tǒng)性能沒(méi)有影響2、假設(shè)在一個(gè)嵌入式醫(yī)療設(shè)備中，操作系統(tǒng)需要支持長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，并且對(duì)功耗有嚴(yán)格的限制。在這種情況下，對(duì)于設(shè)備中的各種外部設(shè)備，如傳感器、顯示屏和通信模塊，以下哪種電源管理策略能夠在保證設(shè)備正常工作的同時(shí)最大程度地降低功耗？（）A.動(dòng)態(tài)電壓頻率調(diào)整B.定時(shí)關(guān)閉未使用設(shè)備C.深度睡眠模式D.以上都是3、在嵌入式操作系統(tǒng)中，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序起著重要的作用。假設(shè)要為一個(gè)新型的傳感器開(kāi)發(fā)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，該傳感器具有獨(dú)特的接口和通信協(xié)議。為了確保驅(qū)動(dòng)程序的高效性、穩(wěn)定性和可移植性，以下哪種開(kāi)發(fā)方法和技術(shù)是最為關(guān)鍵的？（）A.直接在操作系統(tǒng)內(nèi)核中編寫(xiě)驅(qū)動(dòng)代碼B.使用操作系統(tǒng)提供的驅(qū)動(dòng)框架和接口C.參考類似傳感器的驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行修改D.自行設(shè)計(jì)全新的驅(qū)動(dòng)架構(gòu)4、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)5、在嵌入式系統(tǒng)的存儲(chǔ)保護(hù)方面，需要防止非法訪問(wèn)和數(shù)據(jù)破壞。假設(shè)一個(gè)多任務(wù)的嵌入式系統(tǒng)。以下關(guān)于存儲(chǔ)保護(hù)機(jī)制的描述，正確的是：（）A.不設(shè)置存儲(chǔ)保護(hù)，讓任務(wù)自由訪問(wèn)系統(tǒng)內(nèi)存B.利用內(nèi)存管理單元（MMU）實(shí)現(xiàn)地址空間隔離和訪問(wèn)權(quán)限控制C.存儲(chǔ)保護(hù)會(huì)增加系統(tǒng)開(kāi)銷，應(yīng)盡量避免使用D.嵌入式系統(tǒng)不需要存儲(chǔ)保護(hù)機(jī)制6、在嵌入式系統(tǒng)的圖形顯示中，F(xiàn)ramebuffer是一種常用的機(jī)制。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要在屏幕上顯示圖像和文字，以下關(guān)于Framebuffer的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.Framebuffer是一塊內(nèi)存區(qū)域，用于存儲(chǔ)屏幕的圖像數(shù)據(jù)B.應(yīng)用程序可以直接對(duì)Framebuffer進(jìn)行讀寫(xiě)操作，實(shí)現(xiàn)圖形顯示C.Framebuffer的大小和顏色深度由硬件決定，不可更改D.通過(guò)對(duì)Framebuffer的操作，可以實(shí)現(xiàn)各種圖形效果和動(dòng)畫(huà)7、嵌入式操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)緩存可以提高文件訪問(wèn)性能。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備頻繁讀寫(xiě)文件。以下關(guān)于文件系統(tǒng)緩存的描述，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.文件系統(tǒng)緩存可以減少對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備的直接讀寫(xiě)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(wèn)模式進(jìn)行調(diào)整C.當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)存不足時(shí)，文件系統(tǒng)緩存中的數(shù)據(jù)會(huì)被自動(dòng)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(huì)丟失，即使系統(tǒng)突然斷電8、嵌入式操作系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性能評(píng)估需要綜合考慮多個(gè)指標(biāo)。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)用于實(shí)時(shí)控制應(yīng)用。以下關(guān)于實(shí)時(shí)性能評(píng)估指標(biāo)的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.任務(wù)響應(yīng)時(shí)間是指從任務(wù)請(qǐng)求到任務(wù)開(kāi)始執(zhí)行的時(shí)間間隔B.任務(wù)切換時(shí)間是指從一個(gè)任務(wù)切換到另一個(gè)任務(wù)所需的時(shí)間C.系統(tǒng)吞吐量是指單位時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)完成的任務(wù)數(shù)量，是評(píng)估實(shí)時(shí)性能的唯一重要指標(biāo)D.資源利用率包括CPU利用率、內(nèi)存利用率等，也能反映系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性能9、在嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中，內(nèi)存管理是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要同時(shí)運(yùn)行多個(gè)應(yīng)用程序，且內(nèi)存資源有限。以下關(guān)于內(nèi)存管理策略的描述，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.固定分區(qū)內(nèi)存管理將內(nèi)存劃分為固定大小的分區(qū)，每個(gè)應(yīng)用程序分配一個(gè)分區(qū)，易于實(shí)現(xiàn)但會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部碎片B.動(dòng)態(tài)分區(qū)內(nèi)存管理根據(jù)應(yīng)用程序的需求動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存，提高了內(nèi)存利用率，但可能產(chǎn)生外部碎片C.分頁(yè)式內(nèi)存管理將內(nèi)存劃分為固定大小的頁(yè)，通過(guò)頁(yè)表進(jìn)行映射，便于內(nèi)存共享和保護(hù)D.無(wú)論采用哪種內(nèi)存管理策略，都能完全避免內(nèi)存碎片的產(chǎn)生，保證內(nèi)存的高效利用10、嵌入式操作系統(tǒng)在工業(yè)控制領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。假設(shè)一個(gè)工業(yè)控制系統(tǒng)需要高穩(wěn)定性和確定性的操作。以下關(guān)于工業(yè)控制中操作系統(tǒng)的特點(diǎn)，正確的是：（）A.具備硬實(shí)時(shí)性、高可靠性和可預(yù)測(cè)的性能B.可以容忍一定程度的延遲和不確定性C.對(duì)操作系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能要求不高，功能實(shí)現(xiàn)為主D.工業(yè)控制中的操作系統(tǒng)與一般嵌入式系統(tǒng)相同11、在嵌入式系統(tǒng)的圖形界面開(kāi)發(fā)中，資源的有效利用很關(guān)鍵。假設(shè)一個(gè)車(chē)載導(dǎo)航系統(tǒng)的嵌入式設(shè)備，其屏幕分辨率有限。以下關(guān)于圖形界面設(shè)計(jì)的考慮，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.使用簡(jiǎn)潔的圖形元素和圖標(biāo)，減少資源占用B.優(yōu)化圖形的繪制算法，提高界面的刷新速度C.可以使用高分辨率的圖片，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行縮放適配D.考慮用戶的操作習(xí)慣，設(shè)計(jì)直觀易用的界面布局12、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核通常需要進(jìn)行定制和配置。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)對(duì)安全性要求較高，需要增強(qiáng)內(nèi)核的安全特性。以下哪些內(nèi)核配置選項(xiàng)可能有助于提高安全性？（）A.啟用內(nèi)存保護(hù)機(jī)制，防止非法訪問(wèn)內(nèi)存B.關(guān)閉不必要的系統(tǒng)服務(wù)和端口，減少攻擊面C.加強(qiáng)用戶認(rèn)證和授權(quán)機(jī)制，限制對(duì)系統(tǒng)資源的訪問(wèn)D.以上選項(xiàng)都可以增強(qiáng)嵌入式操作系統(tǒng)內(nèi)核的安全性13、嵌入式系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)通常采用交叉編譯的方式。假設(shè)要在一臺(tái)x86架構(gòu)的主機(jī)上為一個(gè)ARM架構(gòu)的嵌入式設(shè)備編譯代碼，以下哪個(gè)步驟是交叉編譯過(guò)程中必不可少的？（）A.安裝目標(biāo)平臺(tái)的編譯器B.直接使用主機(jī)的編譯器C.忽略架構(gòu)差異，進(jìn)行通用編譯D.不進(jìn)行編譯，直接下載現(xiàn)成的二進(jìn)制文件14、當(dāng)一個(gè)嵌入式操作系統(tǒng)需要支持遠(yuǎn)程更新和升級(jí)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(guò)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(guò)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(chǎng)更新的方式D.隨機(jī)選擇更新的時(shí)機(jī)和版本，不進(jìn)行版本控制15、在嵌入式系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）的應(yīng)用非常廣泛。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要根據(jù)精確的時(shí)間進(jìn)行定時(shí)操作和事件觸發(fā)。為了保證時(shí)間的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，以下哪種實(shí)現(xiàn)方式最為合適？（）A.使用內(nèi)置的RTC模塊B.通過(guò)網(wǎng)絡(luò)獲取時(shí)間C.依靠軟件模擬RTC功能D.不使用實(shí)時(shí)時(shí)鐘，根據(jù)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間計(jì)算16、當(dāng)開(kāi)發(fā)一個(gè)基于嵌入式操作系統(tǒng)的智能手表應(yīng)用時(shí)，需要考慮到系統(tǒng)的存儲(chǔ)容量有限和性能要求。對(duì)于應(yīng)用程序的代碼和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，以下哪種存儲(chǔ)介質(zhì)可能是最合適的？（）A.NORFlashB.NANDFlashC.eMMCD.SD卡17、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18、嵌入式操作系統(tǒng)的安全機(jī)制對(duì)于保護(hù)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)至關(guān)重要。假設(shè)一個(gè)金融支付終端的嵌入式系統(tǒng)，需要防止數(shù)據(jù)泄露和惡意攻擊。以下關(guān)于安全機(jī)制的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.采用加密技術(shù)對(duì)敏感數(shù)據(jù)進(jìn)行加密存儲(chǔ)和傳輸B.定期更新系統(tǒng)補(bǔ)丁，修復(fù)可能存在的安全漏洞C.可以完全依賴操作系統(tǒng)的默認(rèn)安全設(shè)置，無(wú)需額外的安全措施D.對(duì)用戶的身份進(jìn)行認(rèn)證和授權(quán)，限制非法訪問(wèn)19、嵌入式操作系統(tǒng)在與網(wǎng)絡(luò)連接時(shí)，需要考慮網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性。假設(shè)一個(gè)遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備的嵌入式系統(tǒng)，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。以下關(guān)于網(wǎng)絡(luò)連接的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.選擇穩(wěn)定的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，如Wi-Fi或藍(lán)牙B.可以不考慮網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的強(qiáng)度和干擾，只要能連接就行C.對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)和糾錯(cuò)，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性D.建立網(wǎng)絡(luò)連接的重試機(jī)制，以應(yīng)對(duì)暫時(shí)的網(wǎng)絡(luò)故障20、在嵌入式系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求較高的情況下，中斷處理是一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)正在執(zhí)行一個(gè)關(guān)鍵任務(wù)，此時(shí)發(fā)生了一個(gè)高優(yōu)先級(jí)的中斷。以下關(guān)于中斷處理的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.系統(tǒng)會(huì)立即暫停當(dāng)前任務(wù)，轉(zhuǎn)去處理中斷B.中斷處理程序應(yīng)該盡可能短小精悍，以減少中斷響應(yīng)時(shí)間C.中斷處理完成后，系統(tǒng)會(huì)回到被中斷的任務(wù)繼續(xù)執(zhí)行D.中斷處理程序可以進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算和數(shù)據(jù)處理，以充分利用中斷時(shí)間二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）簡(jiǎn)述如何根據(jù)實(shí)時(shí)性能監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)優(yōu)。2、（本題5分）什么是內(nèi)核對(duì)象？舉例說(shuō)明。3、（本題5分）什么是嵌入式系統(tǒng)的電磁兼容性（EMC）設(shè)計(jì)？4、（本題5分）嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核結(jié)構(gòu)有哪些類型？5、（本題5分）簡(jiǎn)述如何在嵌入式系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)可信執(zhí)行環(huán)境（TEE）。三、編程題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）利用嵌入式操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)一個(gè)PWM輸出程序，控制LED的亮度。2、（本題5分）創(chuàng)建一個(gè)任務(wù)，通過(guò)嵌入式操作系統(tǒng)控制一個(gè)煙霧傳感器檢測(cè)煙霧濃度。3、（本題5分）編寫(xiě)代碼，實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)的心率趨勢(shì)預(yù)測(cè)程序。4、（本題5分）在嵌入式操作系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)一個(gè)LoRa網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍評(píng)估程序。5、（本題5分）實(shí)現(xiàn)一個(gè)嵌入式程序，使用光澤度傳感器檢測(cè)物體的光澤度。四、分析題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）分析嵌入