貴州工貿(mào)職業(yè)學院《嵌入式系統(tǒng)原理與實踐》2023-2024學年第二學期期末試卷

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《嵌入式系統(tǒng)原理與實踐》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2分，共40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、當為一個嵌入式設備選擇操作系統(tǒng)時，需要考慮其應用領域和需求特點。假設一個設備需要支持實時性、低功耗和小型化，同時開發(fā)難度要相對較低。以下哪種嵌入式操作系統(tǒng)最為適合？（）A.FreeRTOSB.LinuxC.WindowsCED.VxWorks2、在嵌入式系統(tǒng)中，網(wǎng)絡通信功能的實現(xiàn)需要考慮資源和性能的平衡。假設一個嵌入式設備需要與遠程服務器進行少量數(shù)據(jù)的周期性傳輸。以下哪種網(wǎng)絡協(xié)議可能最為適合？（）A.TCP協(xié)議，提供可靠的連接和數(shù)據(jù)傳輸B.UDP協(xié)議，傳輸效率高但不可靠C.HTTP協(xié)議，常用于網(wǎng)頁訪問，適用于嵌入式系統(tǒng)D.SMTP協(xié)議，用于電子郵件傳輸，可用于數(shù)據(jù)交換3、嵌入式操作系統(tǒng)中的看門狗（Watchdog）機制用于監(jiān)測系統(tǒng)的運行狀態(tài)。假設一個嵌入式系統(tǒng)在運行過程中可能會出現(xiàn)死機或程序跑飛的情況，以下關于看門狗的描述，哪一項是不準確的？（）A.看門狗需要定期被系統(tǒng)軟件“喂狗”，否則會觸發(fā)復位操作B.看門狗可以在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時自動重啟系統(tǒng)，恢復正常運行C.看門狗的超時時間可以根據(jù)系統(tǒng)的需求進行設置D.一旦看門狗觸發(fā)復位操作，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息不會丟失4、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5、在嵌入式系統(tǒng)的軟件開發(fā)中，代碼優(yōu)化是提高系統(tǒng)性能的重要手段。假設一個嵌入式音頻處理系統(tǒng)，需要實時處理大量的音頻數(shù)據(jù)。以下關于代碼優(yōu)化的方法，哪一項是不正確的？（）A.減少函數(shù)調(diào)用的層次，提高代碼執(zhí)行效率B.使用復雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來提高代碼的可讀性，而不考慮性能C.優(yōu)化算法，減少不必要的計算和重復操作D.利用硬件特性，如特定的指令集和寄存器，進行優(yōu)化6、嵌入式操作系統(tǒng)的圖形用戶界面（GUI）設計需要考慮資源限制和用戶體驗。假設一個嵌入式設備具有小尺寸的顯示屏和有限的處理能力。以下關于嵌入式GUI設計的描述，哪一項是錯誤的？（）A.應該選擇輕量級的GUI框架，以減少系統(tǒng)資源消耗B.圖形元素的設計應該簡潔明了，避免過于復雜的動畫和特效C.觸摸屏支持可以提高用戶交互的便利性，但會增加系統(tǒng)的復雜性和成本D.由于資源限制，嵌入式GUI無法實現(xiàn)與桌面操作系統(tǒng)相同水平的用戶體驗，因此無需關注用戶需求7、嵌入式操作系統(tǒng)的實時任務調(diào)度需要考慮任務的優(yōu)先級和截止時間。假設一個自動駕駛系統(tǒng)的嵌入式設備，其中有剎車控制任務、轉(zhuǎn)向控制任務和導航計算任務等。以下關于任務調(diào)度的描述，哪一項是不正確的？（）A.剎車控制任務的優(yōu)先級應該最高，以確保安全B.導航計算任務可以有較長的截止時間，因為其對實時性要求不高C.任務的優(yōu)先級一旦設定，就不能更改D.可以根據(jù)系統(tǒng)的運行情況動態(tài)調(diào)整任務的優(yōu)先級和截止時間8、在一個嵌入式圖像識別系統(tǒng)中，如人臉識別門禁系統(tǒng)，需要快速準確地識別圖像中的目標。為了提高識別速度和準確率，以下哪種硬件加速模塊可能會被集成？（）A.GPUB.FPGAC.DSPD.以上都是9、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處理多個不同優(yōu)先級的中斷源，為了確保高優(yōu)先級中斷能夠及時得到響應，同時不影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性，以下哪種中斷處理策略最為合理？（）A.中斷嵌套，高優(yōu)先級中斷可打斷低優(yōu)先級中斷B.禁止所有中斷，逐個處理C.按照中斷到達的順序處理D.只處理高優(yōu)先級中斷，忽略低優(yōu)先級中斷10、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)用于控制工業(yè)生產(chǎn)線上的機器人，要求對外部事件的響應在嚴格的時間限制內(nèi)。以下關于實時操作系統(tǒng)的分類，哪一項是不正確的？（）A.硬實時操作系統(tǒng)對任務的響應時間有極其嚴格的要求，錯過時限會導致嚴重后果B.軟實時操作系統(tǒng)允許任務在一定程度上錯過時限，但仍能保證系統(tǒng)的整體性能C.準實時操作系統(tǒng)的實時性要求介于硬實時和軟實時之間，適用于大多數(shù)一般性應用D.所有的嵌入式操作系統(tǒng)都可以嚴格地分為硬實時、軟實時和準實時這三類，不存在其他情況11、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12、對于一個運行嵌入式操作系統(tǒng)的智能交通系統(tǒng)設備，例如車載導航儀，需要快速處理大量的地理信息和實時交通數(shù)據(jù)。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法更適合提高數(shù)據(jù)處理的效率？（）A.二叉搜索樹，用于快速查找數(shù)據(jù)B.哈希表，實現(xiàn)快速的插入和查找C.鏈表，方便數(shù)據(jù)的動態(tài)添加和刪除D.數(shù)組，簡單直觀但查找效率較低13、假設在一個嵌入式智能家居網(wǎng)關中，需要同時連接多種智能家居設備，并實現(xiàn)統(tǒng)一的控制和管理。對于設備驅(qū)動的開發(fā)和集成，以下哪種方法可能會更有效？（）A.自行編寫驅(qū)動B.使用開源驅(qū)動C.基于驅(qū)動框架開發(fā)D.以上都有可能14、在嵌入式操作系統(tǒng)中，內(nèi)存管理是一個關鍵問題。假設一個嵌入式設備需要同時運行多個任務，且這些任務對內(nèi)存的需求各不相同。為了有效地利用有限的內(nèi)存資源，同時保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和響應性，以下哪種內(nèi)存管理策略最為合適？（）A.固定分區(qū)分配B.動態(tài)分區(qū)分配C.分頁式存儲管理D.分段式存儲管理15、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16、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17、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核裁剪是為了適應特定的應用需求和硬件資源。假設一個嵌入式設備的存儲空間非常有限，需要對內(nèi)核進行大幅度的裁剪。在裁剪過程中，需要權衡功能的完整性和資源的節(jié)省，以下哪種裁剪策略最為合理？（）A.保留所有可能用到的功能模塊B.只保留核心功能模塊，去除其他非關鍵模塊C.隨機選擇模塊進行裁剪D.參考其他類似設備的裁剪方案18、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19、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20、在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中，電源管理的策略需要根據(jù)系統(tǒng)的工作模式進行調(diào)整。假設一個嵌入式設備有正常工作模式和低功耗模式。以下關于電源管理模式切換的描述，正確的是：（）A.根據(jù)系統(tǒng)的負載和任務需求，自動在不同模式之間切換B.由用戶手動選擇電源管理模式，以適應不同的使用場景C.系統(tǒng)始終保持在正常工作模式，以保證性能不受影響D.低功耗模式只在電池電量低于一定閾值時啟用二、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，如何處理系統(tǒng)的時鐘同步問題？2、（本題5分）簡述看門狗的超時設置和復位操作。3、（本題5分）嵌入式操作系統(tǒng)中任務調(diào)度的方式有哪些？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)的任務刪除和創(chuàng)建程序。2、（本題5分）設計一個程序，在嵌入式系統(tǒng)中使用電導率傳感器檢測電導率。3、（本題5分）設計一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的任務饑餓處理程序。4、（本題5分）創(chuàng)建一個任務，通過嵌入式操作系統(tǒng)控制一個苯傳感器檢測苯濃度。5、（本題5分）設