安徽藝術職業(yè)學院《嵌入式系統(tǒng)設計方法》2023-2024學年第一學期期末試卷

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《嵌入式系統(tǒng)設計方法》2023-2024學年第一學期期末試卷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、在嵌入式操作系統(tǒng)的任務調度中，優(yōu)先級調度是一種常見的策略?？紤]一個包含多個實時任務和非實時任務的嵌入式系統(tǒng)，實時任務具有較高的優(yōu)先級。如果一個非實時任務正在執(zhí)行，此時一個高優(yōu)先級的實時任務就緒，會發(fā)生什么情況？（）A.立即切換到實時任務執(zhí)行B.等待非實時任務完成后再切換C.按照一定的時間片輪轉切換D.由用戶決定是否切換2、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3、在嵌入式操作系統(tǒng)中，設備驅動程序起著重要作用。假設一個嵌入式系統(tǒng)中需要連接一個新型的傳感器，該傳感器具有獨特的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)格式。為了使操作系統(tǒng)能夠正確地與該傳感器進行交互，以下哪種方式開發(fā)設備驅動程序更為高效和可靠？（）A.直接在操作系統(tǒng)內核中編寫驅動程序，以獲得最高的性能和訪問權限B.使用用戶空間的庫函數(shù)來模擬驅動程序的功能C.基于現(xiàn)有的類似傳感器的驅動程序進行修改和適配D.購買第三方提供的通用驅動程序，不進行任何定制開發(fā)4、在一個嵌入式操作系統(tǒng)中，文件系統(tǒng)的選擇對系統(tǒng)性能和存儲資源的利用有重要影響。假設一個嵌入式設備需要存儲大量的小文件，且這些文件需要頻繁地進行讀寫操作。同時，設備的存儲空間有限，對文件系統(tǒng)的空間利用率要求較高。以下哪種文件系統(tǒng)更適合這種需求？（）A.FAT文件系統(tǒng)，簡單易用但空間利用率較低B.NTFS文件系統(tǒng)，功能強大但開銷較大C.EXT文件系統(tǒng)，常用于Linux系統(tǒng)但不太適合嵌入式環(huán)境D.JFFS2文件系統(tǒng)，專為嵌入式系統(tǒng)設計，對小文件支持較好5、嵌入式操作系統(tǒng)的啟動過程包括硬件初始化、內核加載和系統(tǒng)配置等步驟。假設一個嵌入式設備在啟動時需要加載多個模塊和配置文件。以下關于啟動過程的描述，哪一項是不正確的？（）A.硬件初始化包括設置時鐘、初始化內存控制器和其他外設B.內核可以從只讀存儲器（ROM）、閃存或網絡等位置加載C.系統(tǒng)配置可以通過讀取配置文件或使用默認設置來完成D.嵌入式操作系統(tǒng)的啟動過程是固定不變的，不能根據(jù)具體需求進行定制和優(yōu)化6、嵌入式操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)對于數(shù)據(jù)的存儲和管理至關重要。假設有一個嵌入式設備，需要頻繁地讀寫小文件，并且對存儲介質的空間利用率要求較高。以下哪種文件系統(tǒng)可能是最適合的選擇？（）A.FAT32B.NTFSC.ext4D.JFFS27、在嵌入式系統(tǒng)中，設備驅動程序的開發(fā)是重要的工作之一。假設需要為一個新的傳感器開發(fā)驅動程序，以下關于驅動程序開發(fā)的描述，正確的是：（）A.驅動程序需要實現(xiàn)與硬件的底層通信，并向上層提供統(tǒng)一的接口B.驅動程序只需要關注硬件的功能實現(xiàn)，不需要考慮操作系統(tǒng)的接口規(guī)范C.為了提高效率，驅動程序可以直接訪問硬件的物理地址，繞過操作系統(tǒng)的保護機制D.驅動程序的開發(fā)與具體的操作系統(tǒng)無關，可以在不同的嵌入式操作系統(tǒng)中通用8、嵌入式操作系統(tǒng)的引導加載程序（Bootloader）負責系統(tǒng)的初始化和啟動引導。假設一個嵌入式設備的Bootloader需要支持從多種存儲介質啟動。以下關于Bootloader功能的描述，正確的是：（）A.Bootloader能夠檢測存儲介質的類型，并選擇合適的啟動鏡像加載B.Bootloader只負責從固定的存儲介質啟動，不能切換C.Bootloader在啟動過程中不進行任何硬件初始化操作D.Bootloader的功能單一，不能進行系統(tǒng)升級等操作9、嵌入式操作系統(tǒng)中的中斷向量表用于處理各種中斷。假設一個嵌入式系統(tǒng)中添加了新的外部中斷源，以下關于中斷向量表配置的描述，正確的是：（）A.需要在中斷向量表中為新的中斷源分配相應的中斷處理函數(shù)入口地址B.中斷向量表的配置在系統(tǒng)啟動時完成，運行過程中不能修改C.可以將多個中斷源映射到同一個中斷處理函數(shù)，以減少代碼量D.中斷向量表的大小是固定的，不能添加新的中斷源10、嵌入式操作系統(tǒng)的內核裁剪是為了適應特定的應用需求。假設一個簡單的溫度監(jiān)測嵌入式系統(tǒng)，不需要復雜的功能。以下關于內核裁剪的描述，哪一項是不正確的？（）A.只保留與溫度監(jiān)測相關的功能模塊，去除不必要的組件B.內核裁剪可能會影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可擴展性C.可以隨意裁剪內核，不會對系統(tǒng)性能產生負面影響D.裁剪后的內核需要進行充分的測試，確保其正常運行11、假設在一個嵌入式安防監(jiān)控系統(tǒng)中，需要同時處理多個攝像頭的視頻流，并進行實時的圖像分析和存儲。對于視頻數(shù)據(jù)的壓縮和編碼，以下哪種標準可能會被采用？（）A.H.264B.H.265C.MPEG-4D.MJPEG12、在嵌入式系統(tǒng)的存儲管理中，虛擬內存機制的應用需要謹慎考慮。假設一個嵌入式設備的內存資源有限。以下關于虛擬內存在嵌入式系統(tǒng)中的應用，哪一項是不正確的？（）A.虛擬內存可以使嵌入式系統(tǒng)運行大于物理內存的程序，但會增加系統(tǒng)的復雜性B.對于實時性要求高的嵌入式系統(tǒng)，使用虛擬內存可能導致不可預測的響應時間C.如果嵌入式設備的存儲介質讀寫速度快，可以廣泛使用虛擬內存來擴展內存空間D.在資源受限的嵌入式系統(tǒng)中，通常優(yōu)先考慮優(yōu)化物理內存的使用，而不是依賴虛擬內存13、嵌入式操作系統(tǒng)在資源受限的環(huán)境中運行，內存管理至關重要。假設一個嵌入式設備的內存資源有限，需要運行多個任務。以下關于嵌入式內存管理的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以采用靜態(tài)內存分配，在編譯時確定每個任務所需的內存大小B.動態(tài)內存分配可以更靈活地使用內存，但可能會導致內存碎片問題C.內存映射文件技術可以在一定程度上節(jié)省內存空間，但會增加系統(tǒng)的復雜性D.為了提高內存使用效率，應該盡量減少內存的緩存和預取機制14、嵌入式操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)在選擇時需要考慮多種因素。假設一個嵌入式設備需要頻繁進行文件的讀寫操作，并且對文件的完整性要求較高。以下哪種文件系統(tǒng)可能更適合？（）A.exFAT文件系統(tǒng)，支持大容量存儲和快速讀寫B(tài).ext4文件系統(tǒng)，具有較好的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)完整性C.FAT32文件系統(tǒng)，兼容性好但性能一般D.NTFS文件系統(tǒng)，適合復雜的文件管理需求15、在一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的智能傳感器網絡中，節(jié)點之間需要進行低功耗、遠距離的無線通信。以下哪種無線通信技術可能是最佳選擇？（）A.ZigbeeB.Wi-FiC.BluetoothD.LoRa16、在嵌入式系統(tǒng)中，文件系統(tǒng)的選擇會影響系統(tǒng)的性能和存儲效率。假設一個手持式數(shù)據(jù)采集設備需要存儲大量的小文件。以下哪種文件系統(tǒng)可能是最合適的？（）A.FAT32文件系統(tǒng)，兼容性好，廣泛支持各種設備B.NTFS文件系統(tǒng)，具有高級的安全和權限管理功能C.EXT4文件系統(tǒng)，適合大容量存儲和高性能需求D.JFFS2文件系統(tǒng)，專為嵌入式系統(tǒng)設計，擅長處理小文件17、假設在一個嵌入式工業(yè)控制器中，需要同時運行多個實時任務和非實時任務。為了確保實時任務不受非實時任務的干擾，以下哪種內核架構可能是最適合的？（）A.單內核架構B.微內核架構C.宏內核架構D.混合內核架構18、在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中，系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性是重要的考量因素。假設一個航空航天領域的嵌入式控制系統(tǒng)，一旦出現(xiàn)故障可能會導致嚴重后果。為了提高系統(tǒng)的可靠性，以下哪種方法是最有效的？（）A.采用復雜的算法和功能，以應對各種可能的情況B.進行大量的功能測試，但不進行壓力測試C.采用冗余設計，如硬件冗余和軟件容錯機制D.減少系統(tǒng)的功能，降低復雜性，從而提高可靠性19、嵌入式操作系統(tǒng)中的文件系統(tǒng)通常需要支持掉電保護。假設一個嵌入式設備在寫入文件時突然掉電。以下關于掉電保護的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以采用日志文件系統(tǒng)來記錄文件操作的過程，以便在掉電后恢復B.掉電保護機制需要硬件提供電源備份或者電容儲能C.文件系統(tǒng)的緩存管理對于掉電保護至關重要，應及時將緩存數(shù)據(jù)寫入存儲介質D.一旦發(fā)生掉電，文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)必然會丟失，無法恢復20、嵌入式操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)需要適應不同的存儲設備和應用需求。假設一個嵌入式設備使用閃存作為存儲介質。以下關于文件系統(tǒng)選擇的描述，哪一項是不準確的？（）A.FAT文件系統(tǒng)簡單易用，但在閃存上的磨損均衡處理不夠好，可能影響閃存壽命B.EXT文件系統(tǒng)功能強大，適用于大容量存儲設備，但對于資源受限的嵌入式設備可能過于復雜C.JFFS2文件系統(tǒng)專門為閃存設計，具有較好的磨損均衡和掉電保護機制D.任何一種文件系統(tǒng)都可以在所有類型的嵌入式存儲設備上使用，無需考慮其特點和限制二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）解釋如何確定嵌入式系統(tǒng)冒煙測試的重點。2、（本題5分）解釋嵌入式操作系統(tǒng)與通用操作系統(tǒng)的主要區(qū)別。3、（本題5分）什么是嵌入式系統(tǒng)的虛擬化技術？4、（本題5分）解釋內核裁剪的原則和方法。5、（本題5分）什么是嵌入式系統(tǒng)的容錯測試？三、編程題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個程序，在嵌入式系統(tǒng)中使用壓力變化率傳感器測量壓力變化率。2、（本題5分）創(chuàng)建一個任務，通過嵌入式操作系統(tǒng)控制一個氯化氫傳感器檢測氯化氫濃度。3、（本題5分）用嵌入式操作系統(tǒng)編寫一個電容式傳感器的驅動程序。4、（本題5分）設計一個程序，在嵌入式系統(tǒng)中使用SD卡進行數(shù)據(jù)存儲。5、（本題5分）實現(xiàn)一個嵌入式程序，使用扭矩趨勢預測傳感器預測扭矩趨勢。四、分析