河北正定師范高等?？茖W(xué)?！肚度胧娇刂葡到y(tǒng)課程設(shè)計(jì)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁河北正定師范高等?？茖W(xué)校《嵌入式控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題2分，共40分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在一個(gè)基于嵌入式操作系統(tǒng)的無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)中，需要對(duì)飛行器的姿態(tài)、位置和速度進(jìn)行精確的控制和監(jiān)測(cè)。為了實(shí)現(xiàn)高效的控制算法和快速的響應(yīng)，以下哪種編程語言可能會(huì)被優(yōu)先使用？（）A.C語言B.Python語言C.Java語言D.JavaScript語言2、在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中，電源管理是一個(gè)重要的考慮因素。假設(shè)有一個(gè)基于電池供電的移動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備，需要長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行并盡可能延長(zhǎng)電池壽命。以下關(guān)于電源管理的方法，哪一項(xiàng)是最有效的？（）A.始終讓系統(tǒng)以最高性能運(yùn)行，快速完成任務(wù)以節(jié)省時(shí)間B.根據(jù)系統(tǒng)負(fù)載動(dòng)態(tài)調(diào)整處理器的頻率和電壓C.關(guān)閉所有不使用的硬件設(shè)備，無論當(dāng)前是否需要D.忽略電源管理，依靠大容量電池解決續(xù)航問題3、嵌入式操作系統(tǒng)需要與各種硬件設(shè)備進(jìn)行交互。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)需要連接不同廠家生產(chǎn)的傳感器和執(zhí)行器。以下關(guān)于硬件接口的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.標(biāo)準(zhǔn)化的接口如SPI、I2C等可以提高硬件的兼容性和可擴(kuò)展性B.不同廠家的設(shè)備可能需要不同的驅(qū)動(dòng)程序和配置方法C.硬件接口的速度和帶寬不會(huì)影響系統(tǒng)的整體性能D.在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)充分考慮硬件接口的電氣特性和信號(hào)完整性4、對(duì)于一個(gè)運(yùn)行嵌入式操作系統(tǒng)的智能交通系統(tǒng)設(shè)備，例如車載導(dǎo)航儀，需要快速處理大量的地理信息和實(shí)時(shí)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(shí)現(xiàn)快速的插入和查找C.鏈表，方便數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)添加和刪除D.數(shù)組，簡(jiǎn)單直觀但查找效率較低5、嵌入式操作系統(tǒng)中的定時(shí)器是常用的功能模塊。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)精確的定時(shí)功能。以下關(guān)于定時(shí)器的描述，正確的是：（）A.可以通過軟件定時(shí)器實(shí)現(xiàn)較精確的定時(shí)，但會(huì)占用較多的CPU資源B.硬件定時(shí)器具有更高的精度和可靠性，不受CPU負(fù)載影響C.可以通過調(diào)整定時(shí)器的時(shí)鐘源和分頻系數(shù)來設(shè)置定時(shí)時(shí)間D.以上描述都是關(guān)于嵌入式操作系統(tǒng)中定時(shí)器的正確特點(diǎn)6、嵌入式操作系統(tǒng)通常需要在資源受限的環(huán)境中運(yùn)行。假設(shè)一個(gè)智能家居控制器的嵌入式系統(tǒng)，其內(nèi)存和處理能力有限。在這種情況下，對(duì)于系統(tǒng)的內(nèi)存管理，以下哪種策略是最為重要的？（）A.使用動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配，以靈活滿足不同任務(wù)的需求B.采用靜態(tài)內(nèi)存分配，避免內(nèi)存碎片和分配開銷C.依賴虛擬內(nèi)存機(jī)制，擴(kuò)展系統(tǒng)的可用內(nèi)存D.不進(jìn)行內(nèi)存管理，讓應(yīng)用程序自行處理內(nèi)存7、當(dāng)為一個(gè)嵌入式設(shè)備選擇操作系統(tǒng)時(shí)，需要考慮其應(yīng)用領(lǐng)域和需求特點(diǎn)。假設(shè)一個(gè)設(shè)備需要支持實(shí)時(shí)性、低功耗和小型化，同時(shí)開發(fā)難度要相對(duì)較低。以下哪種嵌入式操作系統(tǒng)最為適合？（）A.FreeRTOSB.LinuxC.WindowsCED.VxWorks8、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核移植是將操作系統(tǒng)適配到特定硬件平臺(tái)的過程。假設(shè)要將一個(gè)嵌入式操作系統(tǒng)移植到新的處理器架構(gòu)上。以下關(guān)于內(nèi)核移植的要點(diǎn)，正確的是：（）A.只需修改少量代碼，就能完成移植B.深入了解硬件特性和操作系統(tǒng)架構(gòu)，修改相關(guān)的驅(qū)動(dòng)和底層代碼C.內(nèi)核移植是簡(jiǎn)單的過程，不需要專業(yè)知識(shí)D.可以忽略硬件差異，直接進(jìn)行操作系統(tǒng)的安裝9、在嵌入式系統(tǒng)中，文件系統(tǒng)的選擇會(huì)影響系統(tǒng)的性能和存儲(chǔ)效率。假設(shè)一個(gè)手持式數(shù)據(jù)采集設(shè)備需要存儲(chǔ)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(shè)備B.NTFS文件系統(tǒng)，具有高級(jí)的安全和權(quán)限管理功能C.EXT4文件系統(tǒng)，適合大容量存儲(chǔ)和高性能需求D.JFFS2文件系統(tǒng)，專為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)，擅長(zhǎng)處理小文件10、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核裁剪是為了適應(yīng)特定的硬件資源和應(yīng)用需求。假設(shè)一個(gè)資源受限的嵌入式系統(tǒng)。以下關(guān)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(jìn)行裁剪，以應(yīng)對(duì)未來可能的功能擴(kuò)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(duì)系統(tǒng)性能沒有影響，無需謹(jǐn)慎操作11、嵌入式操作系統(tǒng)常常需要與外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸大量數(shù)據(jù)。以下關(guān)于網(wǎng)絡(luò)通信的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以采用TCP/IP協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)傳輸，但協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)會(huì)占用一定的系統(tǒng)資源B.無線網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)強(qiáng)度和穩(wěn)定性會(huì)影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量，需要進(jìn)行相應(yīng)的錯(cuò)誤處理和重傳機(jī)制C.為了降低功耗，在不需要通信時(shí)應(yīng)關(guān)閉網(wǎng)絡(luò)接口，而不是保持連接狀態(tài)D.網(wǎng)絡(luò)通信的安全性只需要在應(yīng)用層進(jìn)行考慮，底層協(xié)議不需要關(guān)注12、在嵌入式系統(tǒng)的通信機(jī)制中，消息隊(duì)列是常用的一種方式。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)中有多個(gè)任務(wù)需要相互通信和協(xié)作。以下關(guān)于消息隊(duì)列的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.消息隊(duì)列可以實(shí)現(xiàn)任務(wù)之間的異步通信，發(fā)送方無需等待接收方的響應(yīng)B.消息隊(duì)列可以存儲(chǔ)一定數(shù)量的消息，當(dāng)隊(duì)列滿時(shí)，新的消息可以等待或被丟棄C.消息隊(duì)列中的消息可以具有不同的優(yōu)先級(jí)，高優(yōu)先級(jí)消息先被處理D.消息隊(duì)列只能在同一進(jìn)程內(nèi)的任務(wù)之間使用，不能用于不同進(jìn)程之間的通信13、在一個(gè)嵌入式音頻處理系統(tǒng)中，如數(shù)字音頻播放器，需要對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行高質(zhì)量的處理和輸出。為了實(shí)現(xiàn)低失真和高保真的音頻效果，以下哪種音頻處理技術(shù)可能會(huì)被使用？（）A.數(shù)字信號(hào)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14、當(dāng)設(shè)計(jì)一個(gè)基于嵌入式操作系統(tǒng)的可穿戴健康監(jiān)測(cè)設(shè)備時(shí)，需要考慮到設(shè)備的舒適性和佩戴方式。對(duì)于傳感器的選擇和布局，以下哪種方案可能是最優(yōu)的？（）A.集成式傳感器B.分布式傳感器C.柔性傳感器D.以上都有可能15、在一個(gè)嵌入式操作系統(tǒng)中，為了提高系統(tǒng)的可靠性和容錯(cuò)能力，對(duì)于關(guān)鍵任務(wù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和恢復(fù)，以下哪種技術(shù)或方法可能會(huì)被采用？（）A.定期數(shù)據(jù)備份B.數(shù)據(jù)冗余存儲(chǔ)C.錯(cuò)誤檢測(cè)和糾正碼D.以上都是16、對(duì)于一個(gè)基于嵌入式操作系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，例如工業(yè)自動(dòng)化中的機(jī)器人手臂控制，系統(tǒng)需要對(duì)外部輸入的信號(hào)做出快速且準(zhǔn)確的響應(yīng)，響應(yīng)時(shí)間要求在毫秒級(jí)別。同時(shí)，系統(tǒng)還需要保證任務(wù)執(zhí)行的確定性和可預(yù)測(cè)性。以下哪種調(diào)度算法更能滿足這種實(shí)時(shí)性和確定性的要求？（）A.先來先服務(wù)調(diào)度算法B.優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法，根據(jù)任務(wù)的緊急程度分配優(yōu)先級(jí)C.最短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法D.時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法17、嵌入式操作系統(tǒng)的實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度需要考慮任務(wù)的優(yōu)先級(jí)和截止時(shí)間。假設(shè)一個(gè)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的嵌入式設(shè)備，其中有剎車控制任務(wù)、轉(zhuǎn)向控制任務(wù)和導(dǎo)航計(jì)算任務(wù)等。以下關(guān)于任務(wù)調(diào)度的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.剎車控制任務(wù)的優(yōu)先級(jí)應(yīng)該最高，以確保安全B.導(dǎo)航計(jì)算任務(wù)可以有較長(zhǎng)的截止時(shí)間，因?yàn)槠鋵?duì)實(shí)時(shí)性要求不高C.任務(wù)的優(yōu)先級(jí)一旦設(shè)定，就不能更改D.可以根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行情況動(dòng)態(tài)調(diào)整任務(wù)的優(yōu)先級(jí)和截止時(shí)間18、在嵌入式系統(tǒng)中，文件系統(tǒng)的選擇需要考慮多種因素。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要存儲(chǔ)大量的小文件。以下關(guān)于文件系統(tǒng)的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.FAT文件系統(tǒng)簡(jiǎn)單易用，但不支持大容量存儲(chǔ)和高級(jí)的文件屬性B.ext4文件系統(tǒng)具有較好的性能和可靠性，但對(duì)于資源受限的嵌入式系統(tǒng)可能過于復(fù)雜C.JFFS2文件系統(tǒng)專門為閃存設(shè)計(jì)，適合存儲(chǔ)頻繁更新的小文件D.文件系統(tǒng)的選擇只取決于存儲(chǔ)介質(zhì)的類型，與系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景無關(guān)19、嵌入式操作系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性能評(píng)估需要綜合考慮多個(gè)指標(biāo)。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)用于實(shí)時(shí)控制應(yīng)用。以下關(guān)于實(shí)時(shí)性能評(píng)估指標(biāo)的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.任務(wù)響應(yīng)時(shí)間是指從任務(wù)請(qǐng)求到任務(wù)開始執(zhí)行的時(shí)間間隔B.任務(wù)切換時(shí)間是指從一個(gè)任務(wù)切換到另一個(gè)任務(wù)所需的時(shí)間C.系統(tǒng)吞吐量是指單位時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)完成的任務(wù)數(shù)量，是評(píng)估實(shí)時(shí)性能的唯一重要指標(biāo)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(shí)時(shí)性能20、在嵌入式操作系統(tǒng)中，內(nèi)核的搶占式和非搶占式調(diào)度方式各有特點(diǎn)。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)中有多個(gè)實(shí)時(shí)任務(wù)和非實(shí)時(shí)任務(wù)，為了在保證實(shí)時(shí)任務(wù)響應(yīng)的同時(shí)提高系統(tǒng)的整體效率，以下哪種調(diào)度方式更為合適？（）A.搶占式調(diào)度B.非搶占式調(diào)度C.混合搶占式和非搶占式調(diào)度D.隨機(jī)選擇調(diào)度方式二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）解釋在嵌入式系統(tǒng)中如何優(yōu)化中斷嵌套的性能。2、（本題5分）解釋中斷嵌套的實(shí)現(xiàn)和注意事項(xiàng)。3、（本題5分）解釋如何通過壓力測(cè)試評(píng)估嵌入式系統(tǒng)的穩(wěn)定性。三、編程題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）利用嵌入式操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)一個(gè)RTC日歷功能，顯示年月日。2、（本題5分）編寫代碼，實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)的USB設(shè)備通信。3、（本題5分）用嵌入式操作系統(tǒng)編寫一個(gè)高精度傳感器驅(qū)動(dòng)程序。4、（本題5分）實(shí)現(xiàn)一個(gè)嵌入式程序，使用光澤度波動(dòng)傳感器檢