青海大學(xué)《嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與設(shè)計(jì)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁青海大學(xué)

《嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與設(shè)計(jì)》2023-2024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、在一個(gè)嵌入式網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中，如智能路由器，需要處理大量的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包，并進(jìn)行快速的路由決策。為了提高網(wǎng)絡(luò)性能和數(shù)據(jù)包處理速度，以下哪種技術(shù)可能會(huì)被應(yīng)用？（）A.硬件加速B.軟件優(yōu)化C.負(fù)載均衡D.以上都是2、在嵌入式操作系統(tǒng)中，內(nèi)核的實(shí)時(shí)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(gè)嵌入式系統(tǒng)需要處理對(duì)時(shí)間要求極為嚴(yán)格的任務(wù)，如工業(yè)控制中的實(shí)時(shí)閉環(huán)控制。以下哪種實(shí)時(shí)性擴(kuò)展技術(shù)能夠更好地滿足這種硬實(shí)時(shí)需求？（）A.在內(nèi)核中增加搶占點(diǎn)，提高任務(wù)切換的及時(shí)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(shí)性擴(kuò)展，依靠默認(rèn)的內(nèi)核配置3、在嵌入式系統(tǒng)中，中斷處理是響應(yīng)外部事件的重要機(jī)制。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要快速響應(yīng)外部中斷。以下關(guān)于中斷處理的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.中斷處理程序應(yīng)該盡量短小精悍，以減少中斷響應(yīng)時(shí)間B.可以采用中斷嵌套，允許高優(yōu)先級(jí)中斷打斷低優(yōu)先級(jí)中斷的處理C.中斷處理過程中不應(yīng)該進(jìn)行耗時(shí)的操作，如大量的數(shù)據(jù)計(jì)算和文件操作D.中斷處理的優(yōu)先級(jí)是固定的，不能根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整4、在嵌入式操作系統(tǒng)的開發(fā)過程中，調(diào)試工具和技術(shù)的選擇對(duì)開發(fā)效率有很大影響。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)了難以復(fù)現(xiàn)的錯(cuò)誤，需要進(jìn)行深入的調(diào)試和分析。以下哪種調(diào)試方法能夠提供更詳細(xì)和準(zhǔn)確的調(diào)試信息？（）A.基于硬件調(diào)試器，如JTAG調(diào)試B.通過打印輸出進(jìn)行調(diào)試C.使用軟件仿真工具進(jìn)行調(diào)試D.依靠經(jīng)驗(yàn)和猜測進(jìn)行調(diào)試5、當(dāng)一個(gè)嵌入式操作系統(tǒng)需要與外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，例如物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備上傳數(shù)據(jù)到云服務(wù)器，在網(wǎng)絡(luò)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(shù)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(qǐng)求-響應(yīng)模式D.MQTT協(xié)議，專為低帶寬和不穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)6、在嵌入式系統(tǒng)的開發(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(gè)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)是不準(zhǔn)確的？（）A.可以通過算法改進(jìn)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化來提高程序的執(zhí)行效率B.減少函數(shù)調(diào)用的開銷和避免不必要的內(nèi)存分配可以提升性能C.代碼優(yōu)化只需要關(guān)注程序的執(zhí)行速度，無需考慮代碼的可讀性和可維護(hù)性D.針對(duì)特定的硬件架構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，如利用指令集的特性，可以顯著提高性能7、嵌入式系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)內(nèi)核通常需要滿足嚴(yán)格的時(shí)間約束。假設(shè)一個(gè)實(shí)時(shí)內(nèi)核需要在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)調(diào)度和中斷處理，以下關(guān)于實(shí)時(shí)內(nèi)核性能評(píng)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(shí)間、中斷響應(yīng)時(shí)間等指標(biāo)來評(píng)估實(shí)時(shí)內(nèi)核的性能B.實(shí)時(shí)內(nèi)核的性能只與軟件實(shí)現(xiàn)有關(guān)，與硬件平臺(tái)無關(guān)C.最壞情況執(zhí)行時(shí)間（WCET）是評(píng)估實(shí)時(shí)內(nèi)核性能的重要參數(shù)之一D.實(shí)時(shí)內(nèi)核的性能評(píng)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、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核通常支持搶占式調(diào)度。假設(shè)一個(gè)低優(yōu)先級(jí)任務(wù)正在執(zhí)行，此時(shí)一個(gè)高優(yōu)先級(jí)任務(wù)就緒。以下關(guān)于搶占式調(diào)度的描述，正確的是：（）A.操作系統(tǒng)會(huì)立即暫停低優(yōu)先級(jí)任務(wù)，切換到高優(yōu)先級(jí)任務(wù)執(zhí)行B.低優(yōu)先級(jí)任務(wù)會(huì)繼續(xù)執(zhí)行完當(dāng)前的時(shí)間片，然后再切換到高優(yōu)先級(jí)任務(wù)C.操作系統(tǒng)會(huì)根據(jù)任務(wù)的重要性決定是否搶占，而不是僅僅基于優(yōu)先級(jí)D.搶占式調(diào)度會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定，因此應(yīng)盡量避免使用9、嵌入式操作系統(tǒng)在汽車電子領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。假設(shè)一個(gè)汽車的電子控制單元（ECU）使用嵌入式操作系統(tǒng)。以下關(guān)于汽車電子中嵌入式操作系統(tǒng)的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.需要滿足汽車行業(yè)的嚴(yán)格可靠性和安全性標(biāo)準(zhǔn)B.實(shí)時(shí)性要求極高，以確保對(duì)車輛的精確控制C.由于汽車環(huán)境的復(fù)雜性，對(duì)操作系統(tǒng)的抗干擾能力要求較低D.可以支持多種通信協(xié)議，與其他汽車電子模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交互10、在嵌入式系統(tǒng)的音頻處理中，數(shù)字信號(hào)處理（DSP）技術(shù)常常被應(yīng)用。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要實(shí)現(xiàn)音頻的編碼和解碼。以下關(guān)于音頻DSP的描述，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.DSP算法可以有效地對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行壓縮和濾波等處理B.音頻DSP的計(jì)算復(fù)雜度較高，需要合理優(yōu)化以滿足實(shí)時(shí)性要求C.可以使用專用的DSP芯片或在通用處理器上通過軟件實(shí)現(xiàn)音頻處理功能D.音頻DSP只關(guān)注音頻的質(zhì)量，對(duì)系統(tǒng)的資源消耗無需考慮11、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(gè)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(jí)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12、在嵌入式系統(tǒng)的軟件開發(fā)中，交叉編譯是常見的操作。假設(shè)在一臺(tái)x86架構(gòu)的主機(jī)上開發(fā)針對(duì)ARM架構(gòu)的嵌入式軟件。以下關(guān)于交叉編譯的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.交叉編譯工具鏈包括編譯器、鏈接器等，用于生成目標(biāo)架構(gòu)可執(zhí)行文件B.在交叉編譯過程中，需要根據(jù)目標(biāo)架構(gòu)的特性進(jìn)行相應(yīng)的配置和優(yōu)化C.交叉編譯生成的可執(zhí)行文件可以直接在開發(fā)主機(jī)上運(yùn)行和調(diào)試D.不同的嵌入式架構(gòu)需要不同的交叉編譯工具鏈13、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(yùn)行。假設(shè)一個(gè)基于電池供電的嵌入式設(shè)備，在系統(tǒng)空閑時(shí)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(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)？（）A.動(dòng)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(jìn)入睡眠模式D.以上都是14、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核移植是將操作系統(tǒng)適配到特定硬件平臺(tái)的過程。假設(shè)要將一個(gè)嵌入式操作系統(tǒng)移植到新的處理器架構(gòu)上。以下關(guān)于內(nèi)核移植的要點(diǎn)，正確的是：（）A.只需修改少量代碼，就能完成移植B.深入了解硬件特性和操作系統(tǒng)架構(gòu)，修改相關(guān)的驅(qū)動(dòng)和底層代碼C.內(nèi)核移植是簡單的過程，不需要專業(yè)知識(shí)D.可以忽略硬件差異，直接進(jìn)行操作系統(tǒng)的安裝15、嵌入式操作系統(tǒng)中的中斷處理機(jī)制對(duì)于系統(tǒng)的及時(shí)響應(yīng)和穩(wěn)定性起著關(guān)鍵作用。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，正確的是：（）A.系統(tǒng)立即暫停當(dāng)前任務(wù)，轉(zhuǎn)去處理中斷，中斷處理完成后返回原任務(wù)繼續(xù)執(zhí)行B.系統(tǒng)先完成當(dāng)前任務(wù)，再處理中斷，以保證任務(wù)的連續(xù)性C.系統(tǒng)根據(jù)中斷的優(yōu)先級(jí)決定是否暫停當(dāng)前任務(wù)，如果優(yōu)先級(jí)低則忽略中斷D.系統(tǒng)拒絕所有中斷，直到當(dāng)前任務(wù)完成，以防止任務(wù)被中斷干擾二、簡答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）什么是嵌入式系統(tǒng)的恢復(fù)測試？2、（本題5分）什么是嵌入式系統(tǒng)的熱設(shè)計(jì)？3、（本題5分）簡述嵌入式操作系統(tǒng)中的時(shí)鐘管理。三、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）闡述嵌入式操作系統(tǒng)在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用。分析嵌入式操作系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)備的控制、監(jiān)測和通信，以及在工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)和面臨的挑戰(zhàn)。2、（本題5分）分析嵌入式操作系統(tǒng)在航空電子飛行數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)中的關(guān)鍵作用。論述其在飛行數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)和分析中的應(yīng)用，以及對(duì)高可靠性和安全性的嚴(yán)格要求。3、（本題5分）分析嵌入式操作系統(tǒng)在智能工廠中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)。智能工廠需要高度自動(dòng)化和智能化的生產(chǎn)管理，嵌入式操作系統(tǒng)如何支持工廠的智能化升級(jí)？包括設(shè)備控制、數(shù)據(jù)采集和分析等方面。4、（本題5分）以智能溫室控制系統(tǒng)為背景，綜合分析嵌入式操作系統(tǒng)的價(jià)值。包括對(duì)溫度、濕度、光照等環(huán)境參數(shù)的控制，以及如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理。5、（本題5分）闡述嵌入式操作系統(tǒng)在智能農(nóng)業(yè)溫室控制領(lǐng)域的應(yīng)用。分析嵌入