武昌首義學院《嵌入式系統(tǒng)原理與設計》2023-2024學年第二學期期末試卷

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(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁武昌首義學院《嵌入式系統(tǒng)原理與設計》

2023-2024學年第二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、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核裁剪是為了適應特定的硬件資源和應用需求。假設一個資源受限的嵌入式系統(tǒng)。以下關于內(nèi)核裁剪的描述，正確的是：（）A.保留操作系統(tǒng)的所有功能，不進行裁剪，以應對未來可能的功能擴展B.只裁剪不常用的功能模塊，而保留核心功能模塊的完整C.隨意裁剪內(nèi)核功能，不考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性D.內(nèi)核裁剪對系統(tǒng)性能沒有影響，無需謹慎操作2、在嵌入式系統(tǒng)中，實時時鐘（RTC）對于時間相關的操作非常重要。假設一個嵌入式設備需要精確的時間記錄和定時功能。以下關于實時時鐘的描述，哪一項是不正確的？（）A.實時時鐘可以在系統(tǒng)斷電時依靠備用電池保持時間的準確性B.可以通過編程設置實時時鐘的鬧鐘功能，實現(xiàn)定時喚醒系統(tǒng)C.實時時鐘的精度只取決于時鐘芯片的質(zhì)量，與軟件配置無關D.操作系統(tǒng)需要提供接口來讀取和設置實時時鐘的時間3、在一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的智能家居系統(tǒng)中，需要同時控制多個家電設備，并保證各個設備之間的協(xié)調(diào)工作。以下哪種技術可以有效地實現(xiàn)設備之間的通信和協(xié)同？（）A.消息隊列B.共享內(nèi)存C.信號量D.以上都可以4、在嵌入式系統(tǒng)的音頻處理中，數(shù)字信號處理（DSP）技術常常被應用。假設一個嵌入式設備需要實現(xiàn)音頻的編碼和解碼。以下關于音頻DSP的描述，哪一項是錯誤的？（）A.DSP算法可以有效地對音頻信號進行壓縮和濾波等處理B.音頻DSP的計算復雜度較高，需要合理優(yōu)化以滿足實時性要求C.可以使用專用的DSP芯片或在通用處理器上通過軟件實現(xiàn)音頻處理功能D.音頻DSP只關注音頻的質(zhì)量，對系統(tǒng)的資源消耗無需考慮5、在嵌入式操作系統(tǒng)中，系統(tǒng)的啟動過程需要高效和可靠。假設一個嵌入式設備在啟動時需要初始化各種硬件設備、加載內(nèi)核和應用程序。以下哪種啟動方式能夠更快地完成系統(tǒng)啟動，并減少啟動過程中的錯誤？（）A.從本地存儲設備順序讀取并加載B.通過網(wǎng)絡下載啟動所需的文件C.先加載部分關鍵模塊，其他模塊在運行時按需加載D.隨機加載啟動所需的模塊和文件6、嵌入式系統(tǒng)中的實時時鐘（RTC）用于提供準確的時間信息。假設一個嵌入式設備需要在斷電后仍然保持時間的準確性，以下關于實時時鐘的描述，哪一項是不準確的？（）A.實時時鐘通常由電池供電，以保證在系統(tǒng)斷電時仍能運行B.實時時鐘可以通過外部信號進行校準，提高時間的準確性C.嵌入式操作系統(tǒng)可以通過讀取實時時鐘的值來獲取當前時間D.實時時鐘的精度不受溫度和電壓等環(huán)境因素的影響7、在一個嵌入式語音識別系統(tǒng)中，如智能語音助手，需要在有限的計算資源下實現(xiàn)高效的語音識別功能。為了降低計算復雜度，以下哪種語音特征提取方法可能會被采用？（）A.梅爾頻率倒譜系數(shù)B.線性預測編碼C.感知線性預測D.以上都是8、嵌入式操作系統(tǒng)的中斷處理機制直接影響系統(tǒng)的響應性能。假設一個嵌入式系統(tǒng)需要實時響應外部中斷事件。以下關于中斷處理的描述，正確的是：（）A.中斷處理程序應盡量短小精悍，快速完成關鍵處理，將復雜操作放入后臺任務B.中斷處理程序可以執(zhí)行長時間的復雜計算，以一次性完成所有相關處理C.忽略中斷優(yōu)先級，按照接收順序依次處理中斷D.中斷處理完全由硬件負責，操作系統(tǒng)不參與9、在嵌入式系統(tǒng)中，存儲設備的選擇需要綜合考慮性能、成本和可靠性等因素。假設一個嵌入式設備需要頻繁讀寫數(shù)據(jù)，對存儲速度有較高要求，但成本預算有限。以下哪種存儲設備最為適合？（）A.機械硬盤B.固態(tài)硬盤C.閃存D.光盤10、在嵌入式系統(tǒng)中，異常處理機制對于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性非常重要。假設系統(tǒng)在運行過程中遇到硬件故障或非法操作，為了能夠及時采取恢復措施，以下哪種異常處理策略最為有效？（）A.忽略異常，繼續(xù)運行B.記錄異常信息，然后重啟系統(tǒng)C.嘗試自動修復異常D.立即停止系統(tǒng)運行11、在嵌入式系統(tǒng)的遠程管理和監(jiān)控方面，網(wǎng)絡通信起著關鍵作用。假設一個分布式的嵌入式設備網(wǎng)絡需要進行遠程管理。以下關于遠程管理實現(xiàn)的描述，正確的是：（）A.建立專用的通信協(xié)議，實現(xiàn)高效的遠程控制和數(shù)據(jù)采集B.直接使用通用的網(wǎng)絡協(xié)議，不進行任何定制C.遠程管理會增加系統(tǒng)風險，應盡量避免D.嵌入式系統(tǒng)不支持遠程管理功能12、在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中，電源管理是一個重要的考慮因素。假設一個便攜式嵌入式設備需要在電池供電下長時間運行，并盡可能延長電池壽命。以下關于電源管理策略的描述，正確的是：（）A.設備在空閑時進入低功耗模式，減少不必要的能耗B.始終保持設備在高性能模式，以快速完成任務，縮短工作時間來節(jié)能C.關閉所有不使用的硬件設備，即使可能會影響響應速度D.不進行電源管理，依靠大容量電池來滿足長時間運行需求13、在嵌入式系統(tǒng)的可靠性測試中，壓力測試是一種常用的方法。假設一個嵌入式設備需要在高負載和惡劣環(huán)境下長時間穩(wěn)定運行，以下關于壓力測試的描述，哪一項是不正確的？（）A.壓力測試可以模擬系統(tǒng)在極端情況下的工作狀態(tài)，檢測潛在的故障B.壓力測試需要對系統(tǒng)的硬件、軟件和環(huán)境進行綜合考慮C.壓力測試只需要關注系統(tǒng)的性能指標，不需要考慮功能的正確性D.壓力測試的結果可以為系統(tǒng)的優(yōu)化和改進提供依據(jù)14、在嵌入式系統(tǒng)的能耗優(yōu)化中，除了硬件設計，操作系統(tǒng)也能發(fā)揮作用。假設一個電池供電的嵌入式設備需要延長工作時間。以下關于操作系統(tǒng)層面能耗優(yōu)化的描述，正確的是：（）A.動態(tài)調(diào)整處理器電壓和頻率，根據(jù)任務負載降低能耗B.關閉所有節(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)化措施對電池壽命沒有顯著影響15、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16、在嵌入式系統(tǒng)的電源管理中，睡眠模式和待機模式的使用可以降低功耗。假設一個便攜式醫(yī)療設備在不使用時需要進入低功耗模式。以下關于睡眠模式和待機模式的描述，哪一項是不正確的？（）A.睡眠模式下，系統(tǒng)會保存當前狀態(tài)并關閉大部分硬件，功耗較低B.待機模式比睡眠模式功耗更低，但恢復時間更長C.可以根據(jù)設備的使用場景靈活選擇睡眠模式或待機模式D.進入睡眠模式或待機模式后，系統(tǒng)無法被喚醒17、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18、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(zhì)中加載操作系統(tǒng)內(nèi)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19、嵌入式操作系統(tǒng)需要與各種通信接口進行交互。假設一個物聯(lián)網(wǎng)設備的嵌入式系統(tǒng)需要與藍牙、Wi-Fi和Zigbee等多種通信技術進行通信。在這種情況下，以下關于通信接口管理的描述，哪一項是不正確的？（）A.為每種通信接口編寫獨立的驅(qū)動程序，以確?；ゲ桓蓴_B.可以使用統(tǒng)一的通信框架來管理不同的通信接口，提高代碼復用性C.通信接口的選擇只取決于通信距離，與數(shù)據(jù)傳輸速率無關D.要考慮不同通信接口的能耗，以優(yōu)化系統(tǒng)的整體功耗20、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(xiàn)高精度的電量計量和數(shù)據(jù)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.以上都有可能二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）簡述RTC在嵌入式系統(tǒng)中的作用和實現(xiàn)方式。2、（本題5分）解釋檢測代碼缺陷和潛在錯誤。3、（本題5分）解釋硬實時和軟實時系統(tǒng)的差異。4、（本題5分）在嵌入式系統(tǒng)中，如何進行內(nèi)存泄漏的檢測和處理？5、（本題5分）簡述如何在嵌入式系統(tǒng)中進行高效的視頻流處理？三、編程題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）用嵌入式操作系統(tǒng)編寫一個Flash存儲驅(qū)動程序，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀寫。2、（本題5分）設計一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的任務死鎖檢測和處理程序。3、（本題5分）設計一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的任務優(yōu)先級調(diào)整程序。4、（本題5分）利用嵌入式操作系統(tǒng)實現(xiàn)一個電源管理程序，控制設備的電源狀態(tài)。5、（本題5分）創(chuàng)建一個任務，通過嵌入式操作系統(tǒng)控制一個風速傳感器檢測風速。四、分析題（本大題共3個小題