柳州職業(yè)技術學院《嵌入式系統(tǒng)設計課程設計》2023-2024學年第一學期期末試卷

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《嵌入式系統(tǒng)設計課程設計》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15個小題，每小題2分，共30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、在嵌入式系統(tǒng)的安全方面，加密和認證技術是常用的手段。假設一個嵌入式設備需要保護敏感數(shù)據(jù)的傳輸和存儲。以下關于安全技術的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以使用對稱加密算法如AES對數(shù)據(jù)進行加密，保證數(shù)據(jù)的保密性B.非對稱加密算法如RSA常用于數(shù)字簽名和密鑰交換C.加密和認證技術會增加系統(tǒng)的開銷，但可以通過優(yōu)化算法來降低影響D.只要使用了加密和認證技術，嵌入式系統(tǒng)就絕對安全，不會受到任何攻擊2、在嵌入式系統(tǒng)中，中斷處理是響應外部事件的重要機制。假設一個嵌入式設備需要快速響應外部中斷。以下關于中斷處理的描述，哪一項是不正確的？（）A.中斷處理程序應該盡量短小精悍，以減少中斷響應時間B.可以采用中斷嵌套，允許高優(yōu)先級中斷打斷低優(yōu)先級中斷的處理C.中斷處理過程中不應該進行耗時的操作，如大量的數(shù)據(jù)計算和文件操作D.中斷處理的優(yōu)先級是固定的，不能根據(jù)系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行動態(tài)調(diào)整3、在嵌入式操作系統(tǒng)中，實時性的保證不僅取決于軟件，還與硬件密切相關。假設一個嵌入式系統(tǒng)需要處理高速的外部事件，對響應時間的要求在微秒級別。為了滿足這種苛刻的實時性要求，以下哪種硬件和軟件的配合方式最為關鍵？（）A.高性能的CPU和簡單的操作系統(tǒng)B.專用的實時硬件和定制的操作系統(tǒng)C.通用的硬件平臺和復雜的操作系統(tǒng)D.低功耗的硬件和開源的操作系統(tǒng)4、嵌入式操作系統(tǒng)的實時性能評估需要綜合考慮多個指標。假設一個嵌入式系統(tǒng)用于實時控制應用。以下關于實時性能評估指標的描述，哪一項是不正確的？（）A.任務響應時間是指從任務請求到任務開始執(zhí)行的時間間隔B.任務切換時間是指從一個任務切換到另一個任務所需的時間C.系統(tǒng)吞吐量是指單位時間內(nèi)系統(tǒng)完成的任務數(shù)量，是評估實時性能的唯一重要指標D.資源利用率包括CPU利用率、內(nèi)存利用率等，也能反映系統(tǒng)的實時性能5、在一個嵌入式音頻處理系統(tǒng)中，如數(shù)字音頻播放器，需要對音頻信號進行高質(zhì)量的處理和輸出。為了實現(xiàn)低失真和高保真的音頻效果，以下哪種音頻處理技術可能會被使用？（）A.數(shù)字信號處理算法B.音頻編碼和解碼C.音頻均衡和濾波D.以上都是6、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，對于關鍵任務的數(shù)據(jù)存儲和恢復，以下哪種技術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7、嵌入式操作系統(tǒng)的啟動過程包括硬件初始化、內(nèi)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特定的設備驅(qū)動和配置文件。以下關于啟動過程的描述，正確的是：（）A.首先進行硬件的基本初始化，然后加載操作系統(tǒng)內(nèi)核，最后加載設備驅(qū)動和配置文件B.同時進行硬件初始化、內(nèi)核加載和設備驅(qū)動加載，以縮短啟動時間C.先加載設備驅(qū)動和配置文件，然后進行硬件初始化和內(nèi)核加載D.隨機執(zhí)行上述步驟，對啟動順序沒有嚴格要求8、在嵌入式系統(tǒng)中，中斷處理是響應外部事件的重要機制。假設一個嵌入式設備需要實時響應外部傳感器的中斷信號。以下關于中斷處理的描述，哪一項是不準確的？（）A.中斷處理程序應該盡可能短小精悍，以減少中斷響應時間B.可以設置中斷優(yōu)先級，高優(yōu)先級中斷可以打斷低優(yōu)先級中斷的處理C.中斷處理完成后，系統(tǒng)會自動返回到被中斷的任務繼續(xù)執(zhí)行D.為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，應該盡量減少中斷的使用，采用輪詢方式獲取外部事件9、嵌入式系統(tǒng)中的引導加載程序（Bootloader）負責系統(tǒng)的初始化和啟動。假設一個嵌入式設備的存儲介質(zhì)上有多個操作系統(tǒng)映像，以下關于引導加載程序的描述，哪一項是不準確的？（）A.引導加載程序可以選擇加載不同的操作系統(tǒng)映像B.引導加載程序需要對硬件進行初步的初始化，為操作系統(tǒng)的運行創(chuàng)造條件C.引導加載程序的代碼通常存儲在只讀存儲器（ROM）中，不可修改D.引導加載程序可以通過網(wǎng)絡進行更新和升級10、嵌入式操作系統(tǒng)的應用場景非常廣泛，從消費電子到工業(yè)控制等領域都有應用。假設一個智能家居系統(tǒng)的嵌入式設備，需要實現(xiàn)多種智能控制功能。以下關于系統(tǒng)設計的描述，哪一項是不正確的？（）A.充分考慮用戶的需求和使用習慣，設計友好的用戶界面B.可以不考慮系統(tǒng)的擴展性，因為功能需求是固定的C.優(yōu)化系統(tǒng)的能耗，以降低家庭用電成本D.確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，避免出現(xiàn)故障影響正常使用11、在嵌入式系統(tǒng)的圖形界面開發(fā)中，需要考慮資源受限和用戶體驗。假設一個小型嵌入式設備需要顯示簡單的圖形界面。以下關于圖形界面選擇的描述，正確的是：（）A.使用復雜的圖形庫，提供豐富的圖形效果B.選擇輕量級的圖形庫，如MiniGUI，滿足基本需求并節(jié)省資源C.不使用圖形界面，通過命令行與用戶交互D.圖形界面的選擇對系統(tǒng)性能沒有影響12、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13、在嵌入式系統(tǒng)的資源受限環(huán)境下，代碼優(yōu)化至關重要。假設一個對性能和代碼大小有嚴格要求的嵌入式應用。以下關于代碼優(yōu)化的描述，正確的是：（）A.只關注算法優(yōu)化，忽略代碼可讀性B.在不影響功能的前提下，對代碼進行算法、內(nèi)存使用和指令級的優(yōu)化C.代碼優(yōu)化效果不明顯，不值得花費精力D.嵌入式系統(tǒng)的代碼無需優(yōu)化，能運行即可14、嵌入式操作系統(tǒng)中的任務調(diào)度算法決定了任務執(zhí)行的順序和時機。假設一個嵌入式系統(tǒng)中有多個任務，它們具有不同的優(yōu)先級和截止時間。以下關于任務調(diào)度算法的描述，哪一項是不正確的？（）A.優(yōu)先級調(diào)度算法根據(jù)任務的優(yōu)先級來決定執(zhí)行順序，高優(yōu)先級任務優(yōu)先執(zhí)行B.最早截止時間優(yōu)先調(diào)度算法選擇截止時間最早的任務執(zhí)行，以滿足任務的實時性要求C.輪轉調(diào)度算法將CPU時間平均分配給各個任務，適用于任務執(zhí)行時間相近的情況D.一旦任務的調(diào)度算法確定，就不能根據(jù)系統(tǒng)的運行情況進行動態(tài)調(diào)整，以保證穩(wěn)定性15、在嵌入式系統(tǒng)中，以下哪種電源管理技術可以根據(jù)負載動態(tài)調(diào)整電壓？（）A.動態(tài)電源管理B.智能電源管理C.以上都是D.以上都不是二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）在嵌入式操作系統(tǒng)中，如何處理不同分辨率的顯示設備？2、（本題5分）解釋內(nèi)存訪問權限控制和地址空間隔離的方法。3、（本題5分）解釋在嵌入式系統(tǒng)中如何進行任務優(yōu)先級設置。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）分析嵌入式操作系統(tǒng)與通用操作系統(tǒng)的主要區(qū)別。從應用場景、硬件資源限制、實時性要求等方面進行闡述，并舉例說明嵌入式操作系統(tǒng)在特定領域的應用優(yōu)勢。2、（本題5分）分析嵌入式操作系統(tǒng)在智能醫(yī)療監(jiān)護設備中的功能需求，如生命體征監(jiān)測、數(shù)據(jù)傳輸、報警處理等方面，探討其在醫(yī)療保健中的應用。3、（本題5分）分析嵌入式操作系統(tǒng)在智能家居系統(tǒng)中的作用，包括設備管理、通信協(xié)議支持、實時性要求等方面，探討其對智能家居體驗的影響。4、（本題5分）以智能溫室環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)為背景，綜合分析嵌入式操作系統(tǒng)的價值。包括對溫度、濕度、光照等參數(shù)的精確控制，以及如何實現(xiàn)智能化管理。5、（本題5分）以智能灌溉節(jié)水系統(tǒng)為對象，綜合分析嵌入式操作