信陽(yáng)涉外職業(yè)技術(shù)學(xué)院《嵌入式系統(tǒng)技術(shù)及應(yīng)用》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)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題2分，共40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)開(kāi)發(fā)中，系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性是重要的考量因素。假設(shè)一個(gè)航空航天領(lǐng)域的嵌入式控制系統(tǒng)，一旦出現(xiàn)故障可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重后果。為了提高系統(tǒng)的可靠性，以下哪種方法是最有效的？（）A.采用復(fù)雜的算法和功能，以應(yīng)對(duì)各種可能的情況B.進(jìn)行大量的功能測(cè)試，但不進(jìn)行壓力測(cè)試C.采用冗余設(shè)計(jì)，如硬件冗余和軟件容錯(cuò)機(jī)制D.減少系統(tǒng)的功能，降低復(fù)雜性，從而提高可靠性2、在嵌入式系統(tǒng)的能耗優(yōu)化中，除了硬件設(shè)計(jì)，操作系統(tǒng)也能發(fā)揮作用。假設(shè)一個(gè)電池供電的嵌入式設(shè)備需要延長(zhǎng)工作時(shí)間。以下關(guān)于操作系統(tǒng)層面能耗優(yōu)化的描述，正確的是：（）A.動(dòng)態(tài)調(diào)整處理器電壓和頻率，根據(jù)任務(wù)負(fù)載降低能耗B.關(guān)閉所有節(jié)能功能，以保證系統(tǒng)性能不受影響C.能耗優(yōu)化主要由硬件完成，操作系統(tǒng)作用有限D(zhuǎn).操作系統(tǒng)的能耗優(yōu)化措施對(duì)電池壽命沒(méi)有顯著影響3、在嵌入式系統(tǒng)中，以下哪種電源管理技術(shù)可以根據(jù)負(fù)載動(dòng)態(tài)調(diào)整電壓？（）A.動(dòng)態(tài)電源管理B.智能電源管理C.以上都是D.以上都不是4、在嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中，對(duì)于實(shí)時(shí)性要求極高的任務(wù)，通常采用硬實(shí)時(shí)的處理方式。假設(shè)一個(gè)嵌入式控制系統(tǒng)需要在特定的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)關(guān)鍵設(shè)備的控制操作。以下關(guān)于硬實(shí)時(shí)任務(wù)的描述，正確的是：（）A.硬實(shí)時(shí)任務(wù)必須在規(guī)定的截止時(shí)間之前完成，否則會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重后果B.即使系統(tǒng)資源緊張，硬實(shí)時(shí)任務(wù)也能優(yōu)先獲得所需的資源C.硬實(shí)時(shí)任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間可以有一定的彈性，只要在大致范圍內(nèi)完成即可D.硬實(shí)時(shí)任務(wù)可以被其他高優(yōu)先級(jí)的非實(shí)時(shí)任務(wù)中斷5、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(lài)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(hù)的身份進(jìn)行認(rèn)證和授權(quán)，限制非法訪(fǎng)問(wèn)6、對(duì)于一個(gè)運(yùn)行嵌入式操作系統(tǒng)的智能家居網(wǎng)關(guān)，需要同時(shí)連接多種不同類(lèi)型的智能設(shè)備，如智能燈泡、智能插座和智能門(mén)鎖等，并實(shí)現(xiàn)它們之間的互聯(lián)互通和協(xié)同工作。以下哪種通信協(xié)議和技術(shù)更適合構(gòu)建這樣的智能家居網(wǎng)絡(luò)？（）A.Zigbee協(xié)議，低功耗、短距離通信B.Wi-Fi協(xié)議，高速、長(zhǎng)距離通信C.Bluetooth協(xié)議，適用于個(gè)人設(shè)備連接D.以太網(wǎng)協(xié)議，傳統(tǒng)的有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信7、在嵌入式系統(tǒng)開(kāi)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)用程序在運(yùn)行時(shí)存在性能瓶頸，需要進(jìn)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(lái)實(shí)現(xiàn)功能B.代碼精簡(jiǎn)，去除不必要的代碼和注釋C.編譯器優(yōu)化選項(xiàng)的設(shè)置，讓編譯器自動(dòng)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8、嵌入式操作系統(tǒng)中的任務(wù)通信機(jī)制有多種方式。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，共享數(shù)據(jù)。以下哪種任務(wù)通信方式可能最為高效？（）A.消息隊(duì)列，任務(wù)通過(guò)發(fā)送和接收消息進(jìn)行通信B.共享內(nèi)存，多個(gè)任務(wù)直接訪(fǎng)問(wèn)同一塊內(nèi)存區(qū)域進(jìn)行數(shù)據(jù)交換C.信號(hào)量，用于任務(wù)之間的同步和互斥D.管道，實(shí)現(xiàn)任務(wù)之間的單向數(shù)據(jù)傳輸9、在一個(gè)基于嵌入式操作系統(tǒng)的智能家居系統(tǒng)中，需要同時(shí)控制多個(gè)家電設(shè)備，并保證各個(gè)設(shè)備之間的協(xié)調(diào)工作。以下哪種技術(shù)可以有效地實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的通信和協(xié)同？（）A.消息隊(duì)列B.共享內(nèi)存C.信號(hào)量D.以上都可以10、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(hù)的操作習(xí)慣，設(shè)計(jì)直觀(guān)易用的界面布局11、在一個(gè)嵌入式音頻處理系統(tǒng)中，如數(shù)字音頻播放器，需要對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行高質(zhì)量的處理和輸出。為了實(shí)現(xiàn)低失真和高保真的音頻效果，以下哪種音頻處理技術(shù)可能會(huì)被使用？（）A.數(shù)字信號(hào)處理算法B.音頻編碼和解碼C.音頻均衡和濾波D.以上都是12、在嵌入式系統(tǒng)的通信機(jī)制中，消息隊(duì)列是常用的一種方式。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)中有多個(gè)任務(wù)需要相互通信和協(xié)作。以下關(guān)于消息隊(duì)列的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.消息隊(duì)列可以實(shí)現(xiàn)任務(wù)之間的異步通信，發(fā)送方無(wú)需等待接收方的響應(yīng)B.消息隊(duì)列可以存儲(chǔ)一定數(shù)量的消息，當(dāng)隊(duì)列滿(mǎn)時(shí)，新的消息可以等待或被丟棄C.消息隊(duì)列中的消息可以具有不同的優(yōu)先級(jí)，高優(yōu)先級(jí)消息先被處理D.消息隊(duì)列只能在同一進(jìn)程內(nèi)的任務(wù)之間使用，不能用于不同進(jìn)程之間的通信13、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14、在一個(gè)嵌入式實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中，如機(jī)器人控制系統(tǒng)，需要對(duì)多個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行精確同步控制。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，以下哪種同步機(jī)制可能會(huì)被應(yīng)用？（）A.硬件定時(shí)器B.軟件定時(shí)器C.中斷同步D.以上都是15、在嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信中，TCP/IP協(xié)議棧得到了廣泛的應(yīng)用。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，并且對(duì)數(shù)據(jù)的可靠性要求較高。以下關(guān)于TCP/IP協(xié)議棧的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.TCP提供可靠的面向連接的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)B.IP負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)包從源地址發(fā)送到目的地址C.UDP提供不可靠的無(wú)連接的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，適用于對(duì)實(shí)時(shí)性要求高但對(duì)可靠性要求低的應(yīng)用D.在嵌入式系統(tǒng)中，通常只需要實(shí)現(xiàn)TCP/IP協(xié)議棧的部分功能，而不需要完整實(shí)現(xiàn)所有協(xié)議16、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)存管理對(duì)于系統(tǒng)性能和資源利用至關(guān)重要。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備的內(nèi)存有限，需要高效地管理內(nèi)存。在這種情況下，以下哪種內(nèi)存管理技術(shù)可能最為適用？（）A.分頁(yè)式內(nèi)存管理，將內(nèi)存劃分為固定大小的頁(yè)面進(jìn)行分配B.分段式內(nèi)存管理，根據(jù)程序的邏輯分段分配內(nèi)存C.動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配，在運(yùn)行時(shí)根據(jù)需求分配和釋放內(nèi)存D.靜態(tài)內(nèi)存分配，在編譯時(shí)確定所有內(nèi)存的使用，避免運(yùn)行時(shí)的分配開(kāi)銷(xiāo)17、嵌入式系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）用于提供準(zhǔn)確的時(shí)間信息。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要在斷電后仍然保持時(shí)間的準(zhǔn)確性，以下關(guān)于實(shí)時(shí)時(shí)鐘的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.實(shí)時(shí)時(shí)鐘通常由電池供電，以保證在系統(tǒng)斷電時(shí)仍能運(yùn)行B.實(shí)時(shí)時(shí)鐘可以通過(guò)外部信號(hào)進(jìn)行校準(zhǔn)，提高時(shí)間的準(zhǔn)確性C.嵌入式操作系統(tǒng)可以通過(guò)讀取實(shí)時(shí)時(shí)鐘的值來(lái)獲取當(dāng)前時(shí)間D.實(shí)時(shí)時(shí)鐘的精度不受溫度和電壓等環(huán)境因素的影響18、嵌入式系統(tǒng)的引導(dǎo)加載程序（Bootloader）的主要功能不包括（）A.初始化硬件B.加載內(nèi)核C.運(yùn)行應(yīng)用程序D.提供交互界面19、嵌入式操作系統(tǒng)的中斷處理機(jī)制直接影響系統(tǒng)的響應(yīng)性能。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)響應(yīng)外部中斷事件。以下關(guān)于中斷處理的描述，正確的是：（）A.中斷處理程序應(yīng)盡量短小精悍，快速完成關(guān)鍵處理，將復(fù)雜操作放入后臺(tái)任務(wù)B.中斷處理程序可以執(zhí)行長(zhǎng)時(shí)間的復(fù)雜計(jì)算，以一次性完成所有相關(guān)處理C.忽略中斷優(yōu)先級(jí)，按照接收順序依次處理中斷D.中斷處理完全由硬件負(fù)責(zé)，操作系統(tǒng)不參與20、嵌入式操作系統(tǒng)在航空航天領(lǐng)域有著嚴(yán)格的要求。假設(shè)一個(gè)航空電子設(shè)備需要運(yùn)行嵌入式操作系統(tǒng)。以下關(guān)于航空航天應(yīng)用中操作系統(tǒng)的特性，正確的是：（）A.高可靠性、容錯(cuò)性和符合航空標(biāo)準(zhǔn)是必備的B.可以使用普通的嵌入式操作系統(tǒng)，無(wú)需特殊考量C.對(duì)操作系統(tǒng)的性能和功能要求不高，重點(diǎn)在于成本控制D.航空航天領(lǐng)域的嵌入式操作系統(tǒng)與其他領(lǐng)域沒(méi)有差異二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）嵌入式操作系統(tǒng)中任務(wù)調(diào)度的方式有哪些？2、（本題5分）簡(jiǎn)述如何在嵌入式系統(tǒng)中進(jìn)行能耗建模和預(yù)測(cè)。3、（本題5分）簡(jiǎn)述搶占式任務(wù)調(diào)度和非搶占式任務(wù)調(diào)度的優(yōu)缺點(diǎn)。三、編程題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在嵌入式操作系統(tǒng)中，創(chuàng)建一個(gè)任務(wù)超時(shí)處理機(jī)制。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)基于嵌入式操作系統(tǒng)的任務(wù)優(yōu)先級(jí)調(diào)整程序。3、（本題5分）在嵌入式操作系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)一個(gè)Zigbee終端設(shè)備程序，加入Zigbee網(wǎng)絡(luò)。4、（本題5分）實(shí)現(xiàn)一個(gè)嵌入式程序，使用pH值傳感器檢測(cè)溶液的pH值。5、（