四川航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院《嵌入式控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁四川航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院《嵌入式控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)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2分，共40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、在嵌入式系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)通信功能的實(shí)現(xiàn)需要考慮資源和性能的平衡。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備需要與遠(yuǎn)程服務(wù)器進(jìn)行少量數(shù)據(jù)的周期性傳輸。以下哪種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議可能最為適合？（）A.TCP協(xié)議，提供可靠的連接和數(shù)據(jù)傳輸B.UDP協(xié)議，傳輸效率高但不可靠C.HTTP協(xié)議，常用于網(wǎng)頁訪問，適用于嵌入式系統(tǒng)D.SMTP協(xié)議，用于電子郵件傳輸，可用于數(shù)據(jù)交換2、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核架構(gòu)有多種選擇，如微內(nèi)核和宏內(nèi)核。假設(shè)一個對安全性和可靠性要求極高的嵌入式系統(tǒng)。以下關(guān)于內(nèi)核架構(gòu)的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.微內(nèi)核架構(gòu)將核心功能放在內(nèi)核中，其他功能作為服務(wù)運(yùn)行在用戶空間，提高了系統(tǒng)的安全性B.宏內(nèi)核架構(gòu)將更多的功能集成在內(nèi)核中，具有較高的性能和效率C.微內(nèi)核架構(gòu)由于功能分離，通信開銷較大，不適合對性能要求苛刻的系統(tǒng)D.宏內(nèi)核架構(gòu)的可擴(kuò)展性優(yōu)于微內(nèi)核架構(gòu)，更容易添加新的功能3、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(shí)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4、在嵌入式操作系統(tǒng)中，內(nèi)存管理是一個關(guān)鍵問題。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備需要同時(shí)運(yùn)行多個任務(wù)，且這些任務(wù)對內(nèi)存的需求各不相同。為了有效地利用有限的內(nèi)存資源，同時(shí)保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和響應(yīng)性，以下哪種內(nèi)存管理策略最為合適？（）A.固定分區(qū)分配B.動態(tài)分區(qū)分配C.分頁式存儲管理D.分段式存儲管理5、在嵌入式操作系統(tǒng)中，設(shè)備驅(qū)動程序起著重要的作用。假設(shè)要為一個新型的傳感器開發(fā)設(shè)備驅(qū)動程序，該傳感器具有獨(dú)特的接口和通信協(xié)議。為了確保驅(qū)動程序的高效性、穩(wěn)定性和可移植性，以下哪種開發(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)核中編寫驅(qū)動代碼B.使用操作系統(tǒng)提供的驅(qū)動框架和接口C.參考類似傳感器的驅(qū)動程序進(jìn)行修改D.自行設(shè)計(jì)全新的驅(qū)動架構(gòu)6、當(dāng)為一個嵌入式設(shè)備開發(fā)圖形用戶界面（GUI）時(shí)，需要考慮界面的簡潔性、響應(yīng)速度和資源消耗。假設(shè)該設(shè)備的屏幕尺寸較小，處理能力有限。以下哪種GUI框架和技術(shù)最為合適？（）A.QtB.GTK+C.MicroWindowsD.自行開發(fā)簡單的圖形庫7、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8、嵌入式操作系統(tǒng)的移植是將其適配到不同的硬件平臺上。假設(shè)要將一個嵌入式操作系統(tǒng)從一種微控制器移植到另一種微控制器。以下關(guān)于操作系統(tǒng)移植的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.需要修改與硬件相關(guān)的代碼，如驅(qū)動程序和底層接口B.操作系統(tǒng)的內(nèi)核部分通常具有較好的可移植性，無需進(jìn)行大量修改C.不同微控制器的寄存器配置和中斷處理方式可能不同，需要相應(yīng)調(diào)整D.只要操作系統(tǒng)的源代碼開放，就可以輕松地將其移植到任何硬件平臺上，無需考慮兼容性問題9、當(dāng)對嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行性能測試時(shí)，需要評估多個方面的指標(biāo)。假設(shè)要測試一個嵌入式設(shè)備在處理不同負(fù)載情況下的響應(yīng)時(shí)間、資源利用率和功耗等。以下哪種測試工具和方法的組合最為有效？（）A.使用性能分析工具，如ProfilerB.進(jìn)行壓力測試和基準(zhǔn)測試C.人工觀察和記錄系統(tǒng)性能D.只測試部分功能，忽略整體性能10、嵌入式操作系統(tǒng)的啟動過程是系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵步驟。假設(shè)一個智能家電的嵌入式系統(tǒng)在啟動時(shí)需要初始化各種硬件設(shè)備和加載系統(tǒng)配置。以下關(guān)于啟動過程的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.啟動過程應(yīng)該盡可能快速，減少用戶等待時(shí)間B.可以在啟動過程中進(jìn)行全面的硬件自檢，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性C.啟動過程中不需要考慮低功耗模式，因?yàn)橄到y(tǒng)已經(jīng)啟動D.系統(tǒng)配置可以存儲在非易失性存儲器中，以便快速加載11、在嵌入式系統(tǒng)的存儲保護(hù)方面，需要防止非法訪問和數(shù)據(jù)破壞。假設(shè)一個多任務(wù)的嵌入式系統(tǒng)。以下關(guān)于存儲保護(hù)機(jī)制的描述，正確的是：（）A.不設(shè)置存儲保護(hù)，讓任務(wù)自由訪問系統(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權(quán)限控制C.存儲保護(hù)會增加系統(tǒng)開銷，應(yīng)盡量避免使用D.嵌入式系統(tǒng)不需要存儲保護(hù)機(jī)制12、在嵌入式系統(tǒng)的遠(yuǎn)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(jìn)行遠(yuǎn)程管理。以下關(guān)于遠(yuǎn)程管理實(shí)現(xiàn)的描述，正確的是：（）A.建立專用的通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)高效的遠(yuǎn)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(jìn)行任何定制C.遠(yuǎn)程管理會增加系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)盡量避免D.嵌入式系統(tǒng)不支持遠(yuǎn)程管理功能13、在嵌入式操作系統(tǒng)中，內(nèi)存管理是一個關(guān)鍵部分。假設(shè)一個嵌入式系統(tǒng)的內(nèi)存有限，需要運(yùn)行多個任務(wù)，并且這些任務(wù)對內(nèi)存的需求各不相同。以下哪種內(nèi)存管理技術(shù)在這種情況下可能不太適用？（）A.固定分區(qū)分配B.動態(tài)分區(qū)分配C.分頁式存儲管理D.分段式存儲管理14、對于一個運(yùn)行嵌入式操作系統(tǒng)的醫(yī)療設(shè)備，例如便攜式心電圖監(jiān)測儀，數(shù)據(jù)的安全性和可靠性至關(guān)重要。設(shè)備需要在掉電或系統(tǒng)故障的情況下，仍然能夠保證關(guān)鍵數(shù)據(jù)不丟失。以下哪種技術(shù)或方法能夠更好地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的保護(hù)和恢復(fù)？（）A.定期將數(shù)據(jù)備份到外部存儲設(shè)備B.使用電池支持的緩存來保存關(guān)鍵數(shù)據(jù)C.采用具有掉電保護(hù)功能的存儲芯片D.在軟件中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)加密15、嵌入式操作系統(tǒng)常常需要與外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備需要通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸大量數(shù)據(jù)。以下關(guān)于網(wǎng)絡(luò)通信的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以采用TCP/IP協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)傳輸，但協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)會占用一定的系統(tǒng)資源B.無線網(wǎng)絡(luò)的信號強(qiáng)度和穩(wěn)定性會影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量，需要進(jìn)行相應(yīng)的錯誤處理和重傳機(jī)制C.為了降低功耗，在不需要通信時(shí)應(yīng)關(guān)閉網(wǎng)絡(luò)接口，而不是保持連接狀態(tài)D.網(wǎng)絡(luò)通信的安全性只需要在應(yīng)用層進(jìn)行考慮，底層協(xié)議不需要關(guān)注16、當(dāng)設(shè)計(jì)一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的便攜式醫(yī)療設(shè)備時(shí)，需要考慮到設(shè)備的尺寸、重量和電池壽命。對于操作系統(tǒng)的選擇，以下哪種嵌入式操作系統(tǒng)可能具有更好的適應(yīng)性？（）A.FreeRTOSB.LinuxC.WindowsEmbeddedD.VxWorks17、在一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)中，需要對飛行器的姿態(tài)、位置和速度進(jìn)行精確的控制和監(jiān)測。為了實(shí)現(xiàn)高效的控制算法和快速的響應(yīng)，以下哪種編程語言可能會被優(yōu)先使用？（）A.C語言B.Python語言C.Java語言D.JavaScript語言18、假設(shè)在一個嵌入式醫(yī)療設(shè)備中，操作系統(tǒng)需要支持長時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，并且對功耗有嚴(yán)格的限制。在這種情況下，對于設(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19、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20、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(guān)鍵任務(wù)的數(shù)據(jù)存儲和恢復(fù)，以下哪種技術(shù)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.以上都是二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）如何評估嵌入式操作系統(tǒng)的性能？2、（本題5分）什么是嵌入式系統(tǒng)的可維護(hù)性測試？3、（本題5分）什么是嵌入式系統(tǒng)的邊界值測試？三、編程題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）編寫代碼，實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)的位移異常檢測程序。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個程序，在嵌入式系統(tǒng)中使用濃度變化率傳感器檢測物質(zhì)濃度變化率。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的看門狗程序，防止系統(tǒng)死機(jī)。4、（本題5分）在嵌入式操作系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)一個LoRaWAN終端設(shè)備程序，發(fā)送數(shù)據(jù)到服務(wù)器。5、（本題5分）創(chuàng)建一個任務(wù)，通過嵌入式操作系統(tǒng)控制一個舵