西安工商學院《嵌入式系統(tǒng)實踐》2023-2024學年第二學期期末試卷

自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁西安工商學院

《嵌入式系統(tǒng)實踐》2023-2024學年第二學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______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、在嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)中，設備驅(qū)動程序的編寫是重要的一環(huán)。假設需要為一個新的傳感器編寫驅(qū)動程序。以下關于設備驅(qū)動的描述，哪一項是不正確的？（）A.設備驅(qū)動程序負責將硬件的操作抽象為軟件接口，供上層應用使用B.驅(qū)動程序需要處理硬件的中斷和異常情況，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性C.為了提高性能，設備驅(qū)動程序應該盡量減少與操作系統(tǒng)內(nèi)核的交互D.不同類型的設備驅(qū)動程序結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)方式完全相同，可以復用代碼2、在嵌入式系統(tǒng)的電源管理中，動態(tài)電壓頻率調(diào)整（DVFS）技術(shù)可以根據(jù)系統(tǒng)負載調(diào)整處理器的電壓和頻率。假設一個嵌入式設備的負載變化頻繁。以下關于DVFS的描述，哪一項是不正確的？（）A.DVFS可以有效降低系統(tǒng)的功耗，尤其是在輕負載情況下B.實現(xiàn)DVFS需要硬件支持和相應的軟件算法C.頻繁的電壓和頻率切換不會對系統(tǒng)性能產(chǎn)生負面影響D.可以根據(jù)系統(tǒng)的歷史負載情況預測未來的負載，提前進行DVFS調(diào)整3、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4、在嵌入式操作系統(tǒng)的開發(fā)中，代碼優(yōu)化是提高系統(tǒng)性能的重要環(huán)節(jié)。假設一個嵌入式系統(tǒng)的某個關鍵函數(shù)執(zhí)行效率較低，需要進行優(yōu)化。以下哪種優(yōu)化方法在不影響功能的前提下能夠最大程度地提高性能？（）A.減少函數(shù)的參數(shù)數(shù)量B.使用更高效的算法重新實現(xiàn)函數(shù)C.減少函數(shù)內(nèi)部的條件判斷D.增加函數(shù)的代碼注釋以提高可讀性5、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核裁剪是為了滿足特定應用的需求和資源限制。假設一個簡單的嵌入式傳感器設備，只需要基本的任務調(diào)度和通信功能。在進行內(nèi)核裁剪時，以下哪些部分可能會被去除？（）A.復雜的內(nèi)存管理模塊，因為設備內(nèi)存需求簡單B.完整的網(wǎng)絡協(xié)議棧，因為設備不需要聯(lián)網(wǎng)C.高級的設備驅(qū)動支持，因為傳感器設備驅(qū)動相對簡單D.以上選項都有可能被裁剪以減小內(nèi)核體積6、假設在一個嵌入式工業(yè)自動化設備中，需要與多個不同廠家的傳感器和執(zhí)行器進行通信和集成。為了解決設備之間的兼容性和互操作性問題，以下哪種通信協(xié)議和接口標準可能會被廣泛采用？（）A.ModbusB.CAN總線C.SPID.以上都是7、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8、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(gòu)移植到另一種架構(gòu)。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(nèi)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(gòu)無關9、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10、在嵌入式系統(tǒng)的存儲保護方面，需要防止非法訪問和數(shù)據(jù)破壞。假設一個多任務的嵌入式系統(tǒng)。以下關于存儲保護機制的描述，正確的是：（）A.不設置存儲保護，讓任務自由訪問系統(tǒng)內(nèi)存B.利用內(nèi)存管理單元（MMU）實現(xiàn)地址空間隔離和訪問權(quán)限控制C.存儲保護會增加系統(tǒng)開銷，應盡量避免使用D.嵌入式系統(tǒng)不需要存儲保護機制11、嵌入式操作系統(tǒng)常常需要進行任務調(diào)度。假設一個智能手表的嵌入式系統(tǒng)，其中有顯示更新任務、傳感器數(shù)據(jù)采集任務和通信任務等。在這種情況下，以下哪種任務調(diào)度算法可能最適合？（）A.先來先服務調(diào)度算法，按照任務到達的先后順序執(zhí)行B.優(yōu)先級調(diào)度算法，根據(jù)任務的重要性和緊急程度分配優(yōu)先級C.時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法，每個任務輪流獲得固定的執(zhí)行時間D.隨機調(diào)度算法，隨機選擇任務執(zhí)行，以實現(xiàn)公平性12、當設計一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的便攜式醫(yī)療設備時，需要考慮到設備的尺寸、重量和電池壽命。對于操作系統(tǒng)的選擇，以下哪種嵌入式操作系統(tǒng)可能具有更好的適應性？（）A.FreeRTOSB.LinuxC.WindowsEmbeddedD.VxWorks13、假設在一個嵌入式工業(yè)控制器中，需要同時運行多個實時任務和非實時任務。為了確保實時任務不受非實時任務的干擾，以下哪種內(nèi)核架構(gòu)可能是最適合的？（）A.單內(nèi)核架構(gòu)B.微內(nèi)核架構(gòu)C.宏內(nèi)核架構(gòu)D.混合內(nèi)核架構(gòu)14、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15、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。以下關于電源管理策略的描述，正確的是：（）A.讓設備始終以最高性能運行，不考慮電源消耗B.根據(jù)設備的工作狀態(tài)動態(tài)調(diào)整處理器頻率和設備功耗，在性能和電源消耗之間取得平衡C.關閉所有不必要的硬件設備，以最大限度延長電池壽命，即使這可能影響系統(tǒng)功能D.電源管理由硬件自動完成，操作系統(tǒng)無需干預16、嵌入式操作系統(tǒng)常常需要在低功耗的情況下保持系統(tǒng)的運行。假設一個基于電池供電的嵌入式設備，在系統(tǒng)空閑時需要降低功耗以延長電池壽命。以下哪種技術(shù)可以有效地實現(xiàn)這一目標？（）A.動態(tài)電壓頻率調(diào)整B.關閉部分不必要的硬件設備C.進入睡眠模式D.以上都是17、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(shù)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18、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，對操作的響應時間有嚴格要求。以下關于實時性保證的描述，正確的是：（）A.任何嵌入式操作系統(tǒng)都能滿足該系統(tǒng)的實時性要求，無需特殊考慮B.只要提高處理器的主頻，就能確保系統(tǒng)的實時響應C.選擇專門為實時應用設計的嵌入式操作系統(tǒng)，并合理配置任務優(yōu)先級和調(diào)度策略，以滿足實時性需求D.實時性只與硬件相關，與操作系統(tǒng)的選擇和配置無關19、嵌入式操作系統(tǒng)的任務調(diào)度算法直接影響系統(tǒng)的性能和響應能力。假設一個嵌入式系統(tǒng)中有多個任務，包括實時任務和非實時任務。以下哪種調(diào)度算法可能最適合這種情況？（）A.先來先服務調(diào)度算法，按照任務到達的先后順序執(zhí)行B.時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法，為每個任務分配固定的時間片輪流執(zhí)行C.優(yōu)先級調(diào)度算法，根據(jù)任務的優(yōu)先級決定執(zhí)行順序，高優(yōu)先級任務優(yōu)先執(zhí)行D.隨機調(diào)度算法，隨機選擇任務執(zhí)行，以平衡任務的執(zhí)行機會20、嵌入式操作系統(tǒng)中的電源管理策略需要根據(jù)系統(tǒng)的工作狀態(tài)進行動態(tài)調(diào)整。假設一個嵌入式設備在待機模式和工作模式下的功耗差異較大，以下關于電源管理策略的描述，哪一項是不準確的？（）A.在待機模式下，可以降低處理器的工作頻率、關閉部分外設等，以降低功耗B.在工作模式下，需要根據(jù)系統(tǒng)的負載情況動態(tài)調(diào)整電源供應，以保證性能和功耗的平衡C.電源管理策略只需要考慮硬件的功耗特性，不需要考慮軟件的運行情況D.可以通過監(jiān)測系統(tǒng)的工作狀態(tài)和用戶操作，來自動切換不同的電源管理模式二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）嵌入式操作系統(tǒng)中的實時調(diào)度算法有哪些？2、（本題5分）解釋多個音頻源的混合和音量控制。3、（本題5分）簡述嵌入式操作系統(tǒng)的圖形用戶界面（GUI）設計原則。三、編程題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）編寫代碼，實現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)的位移差傳感器驅(qū)動程序。2、（本題5分）在嵌入式操作系統(tǒng)中，創(chuàng)建一個任務執(zhí)行時間統(tǒng)計機制。3、（本題5分）在嵌入式操作系統(tǒng)中，實現(xiàn)一個Zigbee網(wǎng)關程序，連接多個Zigbee設備。4、（本題5分）在嵌入式系統(tǒng)中，實現(xiàn)一個字典樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并進行字符串查找操作。5、（本題5分）創(chuàng)建一個任務