皖南醫(yī)學(xué)院《嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用技術(shù)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

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《嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用技術(shù)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)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、嵌入式操作系統(tǒng)常常需要支持多線程編程。假設(shè)一個嵌入式應(yīng)用程序需要同時執(zhí)行多個并發(fā)任務(wù)，以下關(guān)于多線程編程的描述，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.多線程可以提高系統(tǒng)的并發(fā)性和響應(yīng)性B.線程之間可以通過共享內(nèi)存進行數(shù)據(jù)交換C.多線程編程比多進程編程更節(jié)省系統(tǒng)資源D.線程之間的同步和互斥可以通過信號量和互斥鎖來實現(xiàn)，不需要考慮其他因素2、在一個嵌入式網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中，如智能路由器，需要處理大量的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包，并進行快速的路由決策。為了提高網(wǎng)絡(luò)性能和數(shù)據(jù)包處理速度，以下哪種技術(shù)可能會被應(yīng)用？（）A.硬件加速B.軟件優(yōu)化C.負載均衡D.以上都是3、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核同步機制用于保證多任務(wù)環(huán)境下數(shù)據(jù)的一致性和正確性。假設(shè)多個任務(wù)同時訪問共享資源。以下關(guān)于內(nèi)核同步機制的描述，哪一項是錯誤的？（）A.信號量可以用于實現(xiàn)任務(wù)之間的互斥和同步B.互斥鎖可以保證在同一時刻只有一個任務(wù)訪問共享資源C.條件變量用于任務(wù)之間的等待和通知，通常與互斥鎖配合使用D.內(nèi)核同步機制會增加系統(tǒng)的開銷，因此在實際應(yīng)用中應(yīng)該盡量避免使用4、在嵌入式系統(tǒng)中，設(shè)備驅(qū)動程序起著關(guān)鍵的作用。假設(shè)一個嵌入式汽車控制系統(tǒng)需要與多種傳感器和執(zhí)行器進行通信。對于設(shè)備驅(qū)動程序的開發(fā)，以下哪項是最為關(guān)鍵的？（）A.追求高性能，盡可能減少設(shè)備操作的響應(yīng)時間B.簡化代碼，降低驅(qū)動程序的復(fù)雜性C.確保驅(qū)動程序的可移植性，能夠在不同的硬件平臺上運行D.優(yōu)先考慮節(jié)省系統(tǒng)資源，降低驅(qū)動程序的內(nèi)存占用5、在嵌入式操作系統(tǒng)中，設(shè)備驅(qū)動程序起著重要的作用。假設(shè)要為一個新型的傳感器開發(fā)設(shè)備驅(qū)動程序，該傳感器具有獨特的接口和通信協(xié)議。為了確保驅(qū)動程序的高效性、穩(wěn)定性和可移植性，以下哪種開發(fā)方法和技術(shù)是最為關(guān)鍵的？（）A.直接在操作系統(tǒng)內(nèi)核中編寫驅(qū)動代碼B.使用操作系統(tǒng)提供的驅(qū)動框架和接口C.參考類似傳感器的驅(qū)動程序進行修改D.自行設(shè)計全新的驅(qū)動架構(gòu)6、在嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用開發(fā)中，多任務(wù)調(diào)度是常見的需求。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備需要同時運行多個實時任務(wù)和非實時任務(wù)。以下關(guān)于任務(wù)調(diào)度的描述，哪一項是不正確的？（）A.實時任務(wù)通常具有更高的優(yōu)先級，以保證其在規(guī)定時間內(nèi)得到執(zhí)行B.非實時任務(wù)可以在實時任務(wù)空閑時獲得處理器資源C.任務(wù)調(diào)度算法只考慮任務(wù)的優(yōu)先級，不考慮任務(wù)的執(zhí)行時間和資源需求D.可以采用搶占式調(diào)度或非搶占式調(diào)度策略，根據(jù)系統(tǒng)需求進行選擇7、嵌入式操作系統(tǒng)需要處理各種異常情況。假設(shè)一個工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的嵌入式設(shè)備在運行過程中遇到硬件故障。以下關(guān)于異常處理的策略，哪一項是不正確的？（）A.系統(tǒng)應(yīng)該能夠檢測到硬件故障，并采取相應(yīng)的恢復(fù)措施B.可以忽略一些不嚴(yán)重的硬件故障，繼續(xù)運行系統(tǒng)C.異常處理程序應(yīng)該簡潔高效，避免影響系統(tǒng)的正常運行D.一旦發(fā)生異常，系統(tǒng)應(yīng)該立即停止運行，以避免造成更大的損失8、嵌入式操作系統(tǒng)的中斷處理機制對于系統(tǒng)的響應(yīng)性能至關(guān)重要。假設(shè)一個安防監(jiān)控嵌入式系統(tǒng)，需要及時響應(yīng)外部傳感器的中斷信號。以下關(guān)于中斷處理的描述，哪一項是正確的？（）A.中斷處理程序應(yīng)該盡可能短小精悍，以減少中斷響應(yīng)時間B.可以在中斷處理程序中執(zhí)行復(fù)雜的計算和數(shù)據(jù)處理C.中斷優(yōu)先級越高，響應(yīng)時間越慢D.中斷處理與系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度無關(guān)9、在嵌入式操作系統(tǒng)中，系統(tǒng)的可移植性是一個重要的考慮因素。假設(shè)一個嵌入式系統(tǒng)需要從一種硬件平臺移植到另一種具有不同架構(gòu)和特性的平臺。以下哪種方法能夠最大程度地減少移植的工作量和風(fēng)險？（）A.使用與硬件平臺緊密耦合的代碼B.采用跨平臺的開發(fā)框架和庫C.針對每個平臺重新編寫全部代碼D.忽略可移植性，只在原平臺上運行10、在嵌入式系統(tǒng)的存儲擴展中，SD卡是一種常見的存儲設(shè)備。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備需要使用SD卡來存儲大量的數(shù)據(jù)，以下關(guān)于SD卡的描述，哪一項是不正確的？（）A.SD卡具有體積小、容量大、讀寫速度快等優(yōu)點B.SD卡分為SDHC和SDXC等不同的規(guī)格，其性能和容量有所差異C.嵌入式操作系統(tǒng)需要提供相應(yīng)的驅(qū)動程序來支持SD卡的讀寫操作D.SD卡的數(shù)據(jù)讀寫是通過串行接口進行的，速度較慢，不適合大數(shù)據(jù)量的傳輸11、在嵌入式系統(tǒng)的啟動過程中，引導(dǎo)程序（Bootloader）起著重要作用。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備需要從不同的存儲介質(zhì)啟動。以下關(guān)于Bootloader功能的描述，正確的是：（）A.Bootloader只負責(zé)加載操作系統(tǒng)內(nèi)核，不進行任何硬件初始化B.完成硬件初始化、選擇啟動設(shè)備、加載并啟動操作系統(tǒng)等一系列任務(wù)C.Bootloader的功能是固定的，不能根據(jù)需求進行定制D.Bootloader對系統(tǒng)的啟動性能沒有影響12、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)一個嵌入式設(shè)備需要存儲大量的小文件。以下關(guān)于文件系統(tǒng)的描述，哪一項是不正確的？（）A.FAT文件系統(tǒng)簡單易用，但不支持大容量存儲和高級的文件屬性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，適合存儲頻繁更新的小文件D.文件系統(tǒng)的選擇只取決于存儲介質(zhì)的類型，與系統(tǒng)的應(yīng)用場景無關(guān)13、在嵌入式系統(tǒng)的遠程管理和監(jiān)控方面，網(wǎng)絡(luò)通信起著關(guān)鍵作用。假設(shè)一個分布式的嵌入式設(shè)備網(wǎng)絡(luò)需要進行遠程管理。以下關(guān)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(luò)協(xié)議，不進行任何定制C.遠程管理會增加系統(tǒng)風(fēng)險，應(yīng)盡量避免D.嵌入式系統(tǒng)不支持遠程管理功能14、在嵌入式系統(tǒng)的實時性要求較高的情況下，中斷處理是一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。假設(shè)一個嵌入式系統(tǒng)正在執(zhí)行一個關(guān)鍵任務(wù)，此時發(fā)生了一個高優(yōu)先級的中斷。以下關(guān)于中斷處理的描述，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.系統(tǒng)會立即暫停當(dāng)前任務(wù)，轉(zhuǎn)去處理中斷B.中斷處理程序應(yīng)該盡可能短小精悍，以減少中斷響應(yīng)時間C.中斷處理完成后，系統(tǒng)會回到被中斷的任務(wù)繼續(xù)執(zhí)行D.中斷處理程序可以進行復(fù)雜的計算和數(shù)據(jù)處理，以充分利用中斷時間15、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(shù)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16、在一個嵌入式操作系統(tǒng)中，文件系統(tǒng)的選擇對系統(tǒng)性能和存儲資源的利用有重要影響。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備需要存儲大量的小文件，且這些文件需要頻繁地進行讀寫操作。同時，設(shè)備的存儲空間有限，對文件系統(tǒng)的空間利用率要求較高。以下哪種文件系統(tǒng)更適合這種需求？（）A.FAT文件系統(tǒng)，簡單易用但空間利用率較低B.NTFS文件系統(tǒng)，功能強大但開銷較大C.EXT文件系統(tǒng)，常用于Linux系統(tǒng)但不太適合嵌入式環(huán)境D.JFFS2文件系統(tǒng)，專為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計，對小文件支持較好17、嵌入式操作系統(tǒng)在工業(yè)控制領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。假設(shè)一個工業(yè)控制系統(tǒng)需要高穩(wěn)定性和確定性的操作。以下關(guān)于工業(yè)控制中操作系統(tǒng)的特點，正確的是：（）A.具備硬實時性、高可靠性和可預(yù)測的性能B.可以容忍一定程度的延遲和不確定性C.對操作系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能要求不高，功能實現(xiàn)為主D.工業(yè)控制中的操作系統(tǒng)與一般嵌入式系統(tǒng)相同18、在嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信中，協(xié)議的選擇需要考慮帶寬、實時性和資源消耗等因素。假設(shè)一個低帶寬、對實時性要求較高的嵌入式網(wǎng)絡(luò)。以下關(guān)于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議選擇的描述，正確的是：（）A.選擇TCP協(xié)議，因其可靠的傳輸機制B.選擇UDP協(xié)議，并在應(yīng)用層實現(xiàn)必要的可靠性和錯誤處理機制，以滿足實時性要求C.使用復(fù)雜的高層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，以提供豐富的功能D.不考慮網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，直接進行原始數(shù)據(jù)傳輸19、嵌入式系統(tǒng)的可靠性設(shè)計是確保系統(tǒng)在各種惡劣環(huán)境下正常運行的關(guān)鍵。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備將用于高溫、高濕度和強電磁干擾的環(huán)境中，為了提高系統(tǒng)的可靠性，以下哪種措施最為重要？（）A.采用冗余設(shè)計B.加強電磁屏蔽C.進行嚴(yán)格的測試D.選擇高質(zhì)量的元器件20、在嵌入式系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)通信功能的實現(xiàn)需要考慮資源和性能的平衡。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備需要與遠程服務(wù)器進行少量數(shù)據(jù)的周期性傳輸。以下哪種網(wǎng)絡(luò)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)交換二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）解釋CPU時間片和內(nèi)存空間的預(yù)留策略。2、（本題5分）簡述如何根據(jù)應(yīng)用需求進行內(nèi)核配置。3、（本題5分）什么是嵌入式系統(tǒng)的中斷嵌套？三、編程題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在嵌入式系統(tǒng)中，實現(xiàn)一個棧數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并進行壓棧和出棧操作。2、（本題5分）在嵌入式操作系統(tǒng)中，創(chuàng)建一個互斥鎖，用于資源的互斥訪問。3、（本題5分）編寫代碼，實現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)的液位變化率傳感器驅(qū)動程序。4、（本題5分