山東科技大學《嵌入式系統(tǒng)與人工智能算法》2023-2024學年第一學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁山東科技大學

《嵌入式系統(tǒng)與人工智能算法》2023-2024學年第一學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、嵌入式操作系統(tǒng)常常需要在不同的硬件平臺上移植。假設一個嵌入式游戲系統(tǒng)需要從一種處理器架構移植到另一種架構。在移植過程中，以下哪項是最關鍵的？（）A.只需修改操作系統(tǒng)的內核代碼，應用程序無需改動B.重新編譯操作系統(tǒng)和應用程序，并修改與硬件相關的代碼C.可以直接將原系統(tǒng)的二進制文件在新平臺上運行，無需任何修改D.移植過程主要取決于新平臺的性能，與原系統(tǒng)的架構無關2、在嵌入式操作系統(tǒng)中，實時性是一個關鍵特性。假設一個嵌入式系統(tǒng)用于控制醫(yī)療設備，對響應時間有嚴格要求。以下關于實時操作系統(tǒng)（RTOS）在這種場景下的特點描述，正確的是：（）A.RTOS能夠保證任務在規(guī)定的時間內完成響應，具有確定性B.RTOS采用復雜的調度算法，導致系統(tǒng)資源開銷較大，但能確保實時性C.RTOS不支持多任務處理，以專注于關鍵任務的實時響應D.RTOS對硬件資源要求較低，適用于資源受限的嵌入式設備3、在嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程中，調試工具和技術起著重要作用。假設一個嵌入式系統(tǒng)出現了難以復現的故障，需要進行有效的調試。以下哪種調試方法可能最為有用？（）A.使用在線仿真器（ICE），可以實時監(jiān)測系統(tǒng)的內部狀態(tài)B.通過打印調試信息到串口，分析輸出結果來定位問題C.使用邏輯分析儀，捕獲硬件信號進行分析D.以上方法結合使用，根據具體情況選擇合適的調試手段4、在一個嵌入式操作系統(tǒng)中，系統(tǒng)的安全性是至關重要的。假設一個嵌入式設備需要處理敏感信息，如金融交易數據或個人身份信息。以下哪種安全機制能夠有效地保護這些數據的機密性和完整性？（）A.數據加密技術，如AES加密B.訪問控制列表，限制對數據的訪問權限C.數字簽名技術，驗證數據的來源和完整性D.不采取任何安全措施，依靠設備的物理保護5、當開發(fā)一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的智能電表時，需要實現高精度的電量計量和數據存儲。對于電量計量芯片的選擇和接口設計，以下哪種方案可能是最合適的？（）A.專用計量芯片B.通用ADC芯片C.集成在微控制器中的ADCD.以上都有可能6、在嵌入式系統(tǒng)的應用開發(fā)中，多任務調度是常見的需求。假設一個嵌入式設備需要同時運行多個實時任務和非實時任務。以下關于任務調度的描述，哪一項是不正確的？（）A.實時任務通常具有更高的優(yōu)先級，以保證其在規(guī)定時間內得到執(zhí)行B.非實時任務可以在實時任務空閑時獲得處理器資源C.任務調度算法只考慮任務的優(yōu)先級，不考慮任務的執(zhí)行時間和資源需求D.可以采用搶占式調度或非搶占式調度策略，根據系統(tǒng)需求進行選擇7、對于一個資源受限的嵌入式系統(tǒng)，電源管理至關重要。假設該系統(tǒng)需要在不同的工作模式下（如全速運行、待機、休眠等）切換，以達到節(jié)能的目的。同時，要確保系統(tǒng)能夠快速從低功耗模式恢復到正常工作狀態(tài)。以下哪種電源管理策略最為有效？（）A.動態(tài)電源管理，根據系統(tǒng)負載調整電源狀態(tài)B.靜態(tài)電源管理，預設固定的電源模式C.關閉所有不必要的設備以最大程度節(jié)能D.始終保持系統(tǒng)在全速運行狀態(tài)，不進行電源管理8、嵌入式操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)緩存可以提高文件訪問性能。假設一個嵌入式設備頻繁讀寫文件。以下關于文件系統(tǒng)緩存的描述，哪一項是錯誤的？（）A.文件系統(tǒng)緩存可以減少對存儲設備的直接讀寫操作，提高數據傳輸速度B.緩存的大小可以根據系統(tǒng)的內存資源和文件訪問模式進行調整C.當系統(tǒng)內存不足時，文件系統(tǒng)緩存中的數據會被自動清除，以釋放內存D.文件系統(tǒng)緩存中的數據永遠不會丟失，即使系統(tǒng)突然斷電9、當為一個嵌入式設備開發(fā)圖形用戶界面（GUI）時，需要考慮界面的簡潔性、響應速度和資源消耗。假設該設備的屏幕尺寸較小，處理能力有限。以下哪種GUI框架和技術最為合適？（）A.QtB.GTK+C.MicroWindowsD.自行開發(fā)簡單的圖形庫10、嵌入式操作系統(tǒng)的啟動參數配置對系統(tǒng)的初始化和運行有重要影響。假設一個嵌入式系統(tǒng)需要根據不同的應用場景配置啟動參數。以下關于啟動參數配置的描述，正確的是：（）A.使用固定的啟動參數，不進行靈活配置B.通過配置文件或命令行參數，根據具體需求定制系統(tǒng)啟動行為C.啟動參數配置復雜且容易出錯，應盡量避免修改D.啟動參數配置對系統(tǒng)性能和功能沒有實質影響11、在嵌入式系統(tǒng)的圖形顯示中，Framebuffer是一種常用的機制。假設一個嵌入式設備需要在屏幕上顯示圖像和文字，以下關于Framebuffer的描述，哪一項是不正確的？（）A.Framebuffer是一塊內存區(qū)域，用于存儲屏幕的圖像數據B.應用程序可以直接對Framebuffer進行讀寫操作，實現圖形顯示C.Framebuffer的大小和顏色深度由硬件決定，不可更改D.通過對Framebuffer的操作，可以實現各種圖形效果和動畫12、當一個嵌入式操作系統(tǒng)需要支持多種不同類型的外部存儲設備，如SD卡、U盤和固態(tài)硬盤，以下哪種存儲驅動架構能夠更好地實現對這些設備的統(tǒng)一管理和兼容？（）A.為每種存儲設備單獨編寫驅動程序B.基于通用的存儲驅動框架，為不同設備編寫適配層C.使用操作系統(tǒng)自帶的默認存儲驅動，不進行定制D.只支持一種主流的存儲設備，放棄對其他設備的支持13、嵌入式系統(tǒng)的引導加載程序（Bootloader）的主要功能不包括（）A.初始化硬件B.加載內核C.運行應用程序D.提供交互界面14、在一個嵌入式實時控制系統(tǒng)中，如機器人控制系統(tǒng)，需要對多個關節(jié)的運動進行精確同步控制。為了實現這一目標，以下哪種同步機制可能會被應用？（）A.硬件定時器B.軟件定時器C.中斷同步D.以上都是15、嵌入式操作系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性對于系統(tǒng)的正常運行至關重要。假設一個嵌入式系統(tǒng)在惡劣的環(huán)境中工作。以下關于可靠性的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以采用冗余設計，如硬件冗余和軟件冗余，提高系統(tǒng)的可靠性B.進行嚴格的測試和驗證，包括單元測試、集成測試和系統(tǒng)測試，有助于發(fā)現潛在的問題C.系統(tǒng)的可靠性只取決于硬件的質量，與軟件的設計和實現無關D.定期進行系統(tǒng)維護和更新，修復已知的漏洞和錯誤，可以增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性16、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。假設一個手持式數據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。對于視頻數據的壓縮和編碼，以下哪種標準可能會被采用？（）A.H.264B.H.265C.MPEG-4D.MJPEG18、在嵌入式系統(tǒng)的可靠性設計中，容錯技術是一個重要的方面。假設一個嵌入式系統(tǒng)在運行過程中可能會受到外界干擾導致數據錯誤，以下哪種容錯技術可以有效地檢測和糾正這些錯誤？（）A.奇偶校驗B.循環(huán)冗余校驗C.糾錯編碼D.以上都是19、嵌入式操作系統(tǒng)需要與各種硬件設備進行交互。假設一個嵌入式系統(tǒng)需要連接不同廠家生產的傳感器和執(zhí)行器。以下關于硬件接口的描述，哪一項是不正確的？（）A.標準化的接口如SPI、I2C等可以提高硬件的兼容性和可擴展性B.不同廠家的設備可能需要不同的驅動程序和配置方法C.硬件接口的速度和帶寬不會影響系統(tǒng)的整體性能D.在設計系統(tǒng)時，應充分考慮硬件接口的電氣特性和信號完整性20、在一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的智能倉儲系統(tǒng)中，需要對大量的貨物信息進行實時采集和處理。為了提高數據采集的效率和準確性，以下哪種數據采集技術可能會被使用？（）A.條碼掃描B.RFIDC.圖像識別D.以上都是二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）簡述嵌入式操作系統(tǒng)的定義和特點。2、（本題5分）解釋如何在嵌入式系統(tǒng)中進行代碼優(yōu)化。3、（本題5分）什么是搶占式任務調度？其優(yōu)點是什么？4、（本題5分）解釋在Bootloader中如何實現硬件初始化。5、（本題5分）解釋如何使用性能分析工具優(yōu)化嵌入式系統(tǒng)的實時性能。三、編程題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的任務調度效率分析程序。2、（本題5分）創(chuàng)建一個任務，通過嵌入式操作系統(tǒng)控制一個二氧化碳傳感器檢測二氧化碳濃度。3、（本題5分）編寫代碼，實現嵌入式系統(tǒng)的液位差傳感器驅動程序。4、（本題5分）設計一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的線程安全的鏈表操作程序。5、（本題5分）實現一個嵌入式程序，使用應力異常檢測傳感器測量應力異常。四、分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）論述嵌入式操作系統(tǒng)在數字媒