濰坊職業(yè)學院《嵌入式技術基礎》2023-2024學年第一學期期末試卷

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2023-2024學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、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、對于一個運行嵌入式操作系統(tǒng)的醫(yī)療設備，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重要。設備需要在掉電或系統(tǒng)故障的情況下，仍然能夠保證關鍵數(shù)據(jù)不丟失。以下哪種技術或方法能夠更好地實現(xiàn)數(shù)據(jù)的保護和恢復？（）A.定期將數(shù)據(jù)備份到外部存儲設備B.使用電池支持的緩存來保存關鍵數(shù)據(jù)C.采用具有掉電保護功能的存儲芯片D.在軟件中實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時加密2、在一個嵌入式操作系統(tǒng)中，內核的裁剪和定制是常見的操作。假設一個智能家電的控制系統(tǒng)，其功能相對簡單，不需要復雜的內核功能，同時對系統(tǒng)的存儲空間和運行效率有較高要求。以下哪種內核裁剪和定制的策略是最合適的？（）A.保留所有內核功能，僅優(yōu)化內核參數(shù)B.根據(jù)具體需求，刪除不必要的內核模塊和功能C.只保留最基本的內核功能，其他功能通過外部庫實現(xiàn)D.參考其他類似系統(tǒng)的內核裁剪方案，進行簡單修改3、嵌入式操作系統(tǒng)的任務調度算法直接影響系統(tǒng)的性能和響應能力。假設一個嵌入式系統(tǒng)中有多個任務，包括實時任務和非實時任務。以下哪種調度算法可能最適合這種情況？（）A.先來先服務調度算法，按照任務到達的先后順序執(zhí)行B.時間片輪轉調度算法，為每個任務分配固定的時間片輪流執(zhí)行C.優(yōu)先級調度算法，根據(jù)任務的優(yōu)先級決定執(zhí)行順序，高優(yōu)先級任務優(yōu)先執(zhí)行D.隨機調度算法，隨機選擇任務執(zhí)行，以平衡任務的執(zhí)行機會4、嵌入式操作系統(tǒng)中的引導加載程序（Bootloader）負責啟動系統(tǒng)。假設一個嵌入式系統(tǒng)的Bootloader出現(xiàn)故障。以下關于Bootloader的描述，哪一項是不正確的？（）A.Bootloader可以從多種存儲介質中加載操作系統(tǒng)內核B.可以對Bootloader進行定制，以滿足特定的硬件和系統(tǒng)需求C.Bootloader的故障只能通過重新燒寫固件來解決，無法通過軟件修復D.良好的Bootloader設計應該具有錯誤恢復和升級功能5、嵌入式操作系統(tǒng)的啟動參數(shù)配置對系統(tǒng)的初始化和運行有重要影響。假設一個嵌入式系統(tǒng)需要根據(jù)不同的應用場景配置啟動參數(shù)。以下關于啟動參數(shù)配置的描述，正確的是：（）A.使用固定的啟動參數(shù)，不進行靈活配置B.通過配置文件或命令行參數(shù)，根據(jù)具體需求定制系統(tǒng)啟動行為C.啟動參數(shù)配置復雜且容易出錯，應盡量避免修改D.啟動參數(shù)配置對系統(tǒng)性能和功能沒有實質影響6、嵌入式操作系統(tǒng)的內核通常支持搶占式調度。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.搶占式調度會導致系統(tǒng)不穩(wěn)定，因此應盡量避免使用7、嵌入式操作系統(tǒng)的設備驅動開發(fā)是系統(tǒng)集成的關鍵環(huán)節(jié)。假設要開發(fā)一個新的傳感器驅動。以下關于驅動開發(fā)的描述，正確的是：（）A.直接使用通用的傳感器驅動代碼，不進行任何修改B.深入了解傳感器的工作原理和通信協(xié)議，按照操作系統(tǒng)的驅動框架進行開發(fā)C.忽略設備的特性和操作系統(tǒng)的要求，自行設計驅動接口D.設備驅動開發(fā)與操作系統(tǒng)內核無關，可以獨立完成8、在嵌入式系統(tǒng)中，網(wǎng)絡通信功能的實現(xiàn)需要考慮資源和性能的平衡。假設一個嵌入式設備需要與遠程服務器進行少量數(shù)據(jù)的周期性傳輸。以下哪種網(wǎng)絡協(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9、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10、嵌入式操作系統(tǒng)的圖形用戶界面（GUI）設計需要考慮資源限制和用戶體驗。假設一個嵌入式設備具有小尺寸的顯示屏和有限的處理能力。以下關于嵌入式GUI設計的描述，哪一項是錯誤的？（）A.應該選擇輕量級的GUI框架，以減少系統(tǒng)資源消耗B.圖形元素的設計應該簡潔明了，避免過于復雜的動畫和特效C.觸摸屏支持可以提高用戶交互的便利性，但會增加系統(tǒng)的復雜性和成本D.由于資源限制，嵌入式GUI無法實現(xiàn)與桌面操作系統(tǒng)相同水平的用戶體驗，因此無需關注用戶需求11、嵌入式操作系統(tǒng)在汽車電子領域有廣泛應用。假設一個汽車的電子控制單元（ECU）需要運行實時操作系統(tǒng)。以下關于汽車電子中操作系統(tǒng)的要求，正確的是：（）A.高可靠性、低延遲響應和符合汽車行業(yè)標準是關鍵要求B.可以使用通用的桌面操作系統(tǒng)，無需特殊定制C.對操作系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性要求不高，重點在于功能實現(xiàn)D.汽車電子中的操作系統(tǒng)與其他嵌入式系統(tǒng)沒有區(qū)別12、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13、在嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡應用中，IPv6協(xié)議逐漸得到廣泛應用。假設一個嵌入式設備需要接入IPv6網(wǎng)絡。以下關于IPv6的描述，哪一項是不正確的？（）A.IPv6提供了更大的地址空間，解決了IPv4地址不足的問題B.IPv6的包頭結構更簡單，提高了數(shù)據(jù)包的處理效率C.嵌入式系統(tǒng)從IPv4遷移到IPv6非常簡單，不需要對軟件和硬件進行任何修改D.IPv6支持更多的安全特性和服務質量（QoS）機制14、在一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的智能農業(yè)系統(tǒng)中，需要在野外環(huán)境中長時間穩(wěn)定運行，并且能夠適應溫度、濕度等環(huán)境因素的變化。為了確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，以下哪種硬件防護措施可能會被采?。浚ǎ〢.防水防塵設計B.寬溫工作設計C.電磁屏蔽設計D.以上都是15、嵌入式操作系統(tǒng)中的電源管理策略需要根據(jù)系統(tǒng)的工作狀態(tài)進行動態(tài)調整。假設一個嵌入式設備在待機模式和工作模式下的功耗差異較大，以下關于電源管理策略的描述，哪一項是不準確的？（）A.在待機模式下，可以降低處理器的工作頻率、關閉部分外設等，以降低功耗B.在工作模式下，需要根據(jù)系統(tǒng)的負載情況動態(tài)調整電源供應，以保證性能和功耗的平衡C.電源管理策略只需要考慮硬件的功耗特性，不需要考慮軟件的運行情況D.可以通過監(jiān)測系統(tǒng)的工作狀態(tài)和用戶操作，來自動切換不同的電源管理模式16、在嵌入式系統(tǒng)的電源管理中，動態(tài)電壓頻率調整（DVFS）技術可以根據(jù)系統(tǒng)負載調整處理器的電壓和頻率。假設一個嵌入式設備的負載變化頻繁。以下關于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)性能產生負面影響D.可以根據(jù)系統(tǒng)的歷史負載情況預測未來的負載，提前進行DVFS調整17、在嵌入式系統(tǒng)的通信機制中，消息隊列是常用的一種方式。假設一個嵌入式系統(tǒng)中有多個任務需要相互通信和協(xié)作。以下關于消息隊列的描述，哪一項是不正確的？（）A.消息隊列可以實現(xiàn)任務之間的異步通信，發(fā)送方無需等待接收方的響應B.消息隊列可以存儲一定數(shù)量的消息，當隊列滿時，新的消息可以等待或被丟棄C.消息隊列中的消息可以具有不同的優(yōu)先級，高優(yōu)先級消息先被處理D.消息隊列只能在同一進程內的任務之間使用，不能用于不同進程之間的通信18、在嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)中，設備驅動程序的編寫是重要的一環(huán)。假設需要為一個新的傳感器編寫驅動程序。以下關于設備驅動的描述，哪一項是不正確的？（）A.設備驅動程序負責將硬件的操作抽象為軟件接口，供上層應用使用B.驅動程序需要處理硬件的中斷和異常情況，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性C.為了提高性能，設備驅動程序應該盡量減少與操作系統(tǒng)內核的交互D.不同類型的設備驅動程序結構和實現(xiàn)方式完全相同，可以復用代碼19、在嵌入式系統(tǒng)的實時性要求較高的情況下，中斷處理是一個關鍵環(huán)節(jié)。假設一個嵌入式系統(tǒng)正在執(zhí)行一個關鍵任務，此時發(fā)生了一個高優(yōu)先級的中斷。以下關于中斷處理的描述，哪一項是不準確的？（）A.系統(tǒng)會立即暫停當前任務，轉去處理中斷B.中斷處理程序應該盡可能短小精悍，以減少中斷響應時間C.中斷處理完成后，系統(tǒng)會回到被中斷的任務繼續(xù)執(zhí)行D.中斷處理程序可以進行復雜的計算和數(shù)據(jù)處理，以充分利用中斷時間20、當為一個低功耗的嵌入式設備選擇處理器時，需要綜合考慮性能、功耗和成本等因素。假設設備對計算能力要求不高，但對電池續(xù)航有嚴格要求。以下哪種處理器類型最為適合？（）A.高性能的通用處理器B.低功耗的微控制器C.專用的數(shù)字信號處理器D.多核處理器二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）解釋檢測代碼缺陷和潛在錯誤。2、（本題5分）什么是實時嵌入式操作系統(tǒng)？列舉其應用場景。3、（本題5分）簡述代碼覆蓋率分析工具的作用和使用方法。4、（本題5分）解釋在嵌入式系統(tǒng)中如何實現(xiàn)低功耗設計。5、（本題5分）簡述如何根據(jù)實時性能監(jiān)測結果進行系統(tǒng)調優(yōu)。三、編程題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）實現(xiàn)一個嵌入式程序，使用光澤度變化率傳感器檢測物體的光澤度變化率。2、（本題5分）設計一個程序，在嵌入式系統(tǒng)中使用濃度差傳感器檢測物質濃度差。3、（本題5分）創(chuàng)建一個任務，通過嵌入式操作系統(tǒng)控制一個甲烷傳感器檢測甲烷濃度。4、（本題5分）利用嵌入式操作系統(tǒng)實現(xiàn)一個RTC日歷功能，顯示年月日。5、（本題5分）用嵌入式操作系統(tǒng)編寫一個壓力傳感器的濾波程序。四、分析題（本大題