常州大學《嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應用》2022-2023學年第一學期期末試卷

站名：站名：年級專業(yè)：姓名：學號：凡年級專業(yè)、姓名、學號錯寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記?！堋狻€…………第1頁，共1頁常州大學《嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應用》

2022-2023學年第一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、在嵌入式操作系統(tǒng)中，實時性是一個關鍵的特性。假設一個醫(yī)療設備的嵌入式系統(tǒng)需要在嚴格的時間限制內處理傳感器數(shù)據并做出響應，以確?；颊叩陌踩?。以下關于實時性的描述，哪一項是正確的？（）A.硬實時系統(tǒng)允許偶爾的任務超時，只要不頻繁發(fā)生B.軟實時系統(tǒng)對任務的響應時間有嚴格的要求，必須在規(guī)定時間內完成C.硬實時系統(tǒng)必須保證所有任務都能在規(guī)定的截止時間之前完成D.實時性只與操作系統(tǒng)的調度算法有關，與硬件性能無關2、在嵌入式系統(tǒng)的軟件開發(fā)中，交叉編譯是一個重要的環(huán)節(jié)。假設需要為一個特定的嵌入式處理器開發(fā)應用程序，以下關于交叉編譯的描述，哪一項是不正確的？（）A.交叉編譯是在一種體系結構的計算機上編譯生成另一種體系結構的可執(zhí)行代碼B.交叉編譯需要特定的交叉編譯工具鏈，包括編譯器、鏈接器等C.交叉編譯生成的代碼可以直接在開發(fā)主機上運行和調試D.交叉編譯的過程需要考慮目標嵌入式系統(tǒng)的硬件特性和資源限制3、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。以下哪種數(shù)據結構和算法更適合提高數(shù)據處理的效率？（）A.二叉搜索樹，用于快速查找數(shù)據B.哈希表，實現(xiàn)快速的插入和查找C.鏈表，方便數(shù)據的動態(tài)添加和刪除D.數(shù)組，簡單直觀但查找效率較低4、嵌入式操作系統(tǒng)的任務通信方式多種多樣。假設一個嵌入式系統(tǒng)中有多個任務需要頻繁交換數(shù)據。以下關于任務通信方式選擇的描述，正確的是：（）A.使用全局變量進行任務間通信，簡單直接B.采用消息隊列、管道等機制，實現(xiàn)任務間的異步通信C.任務通信方式對系統(tǒng)性能和可靠性沒有影響，隨意選擇D.避免使用任何任務通信方式，減少系統(tǒng)復雜性5、在一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的智能倉儲系統(tǒng)中，需要對大量的貨物信息進行實時采集和處理。為了提高數(shù)據采集的效率和準確性，以下哪種數(shù)據采集技術可能會被使用？（）A.條碼掃描B.RFIDC.圖像識別D.以上都是6、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動程序，以確保互不干擾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7、在嵌入式系統(tǒng)中，設備驅動程序的開發(fā)是重要的工作之一。假設需要為一個新的傳感器開發(fā)驅動程序，以下關于驅動程序開發(fā)的描述，正確的是：（）A.驅動程序需要實現(xiàn)與硬件的底層通信，并向上層提供統(tǒng)一的接口B.驅動程序只需要關注硬件的功能實現(xiàn)，不需要考慮操作系統(tǒng)的接口規(guī)范C.為了提高效率，驅動程序可以直接訪問硬件的物理地址，繞過操作系統(tǒng)的保護機制D.驅動程序的開發(fā)與具體的操作系統(tǒng)無關，可以在不同的嵌入式操作系統(tǒng)中通用8、當開發(fā)一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的智能手表應用時，需要考慮到系統(tǒng)的存儲容量有限和性能要求。對于應用程序的代碼和數(shù)據存儲，以下哪種存儲介質可能是最合適的？（）A.NORFlashB.NANDFlashC.eMMCD.SD卡9、嵌入式操作系統(tǒng)的內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度和通信功能。在進行內核裁剪時，以下哪些部分可能會被去除？（）A.復雜的內存管理模塊，因為設備內存需求簡單B.完整的網絡協(xié)議棧，因為設備不需要聯(lián)網C.高級的設備驅動支持，因為傳感器設備驅動相對簡單D.以上選項都有可能被裁剪以減小內核體積10、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11、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只關注音頻的質量，對系統(tǒng)的資源消耗無需考慮12、嵌入式操作系統(tǒng)的啟動過程是系統(tǒng)運行的關鍵步驟。假設一個智能家電的嵌入式系統(tǒng)在啟動時需要初始化各種硬件設備和加載系統(tǒng)配置。以下關于啟動過程的描述，哪一項是不正確的？（）A.啟動過程應該盡可能快速，減少用戶等待時間B.可以在啟動過程中進行全面的硬件自檢，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性C.啟動過程中不需要考慮低功耗模式，因為系統(tǒng)已經啟動D.系統(tǒng)配置可以存儲在非易失性存儲器中，以便快速加載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14、在嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)中，設備驅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動程序。以下關于設備驅動的描述，哪一項是不正確的？（）A.設備驅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，設備驅動程序應該盡量減少與操作系統(tǒng)內核的交互D.不同類型的設備驅動程序結構和實現(xiàn)方式完全相同，可以復用代碼15、嵌入式操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)需要適應不同的存儲設備和應用需求。假設一個嵌入式設備使用閃存作為存儲介質。以下關于文件系統(tǒng)選擇的描述，哪一項是不準確的？（）A.FAT文件系統(tǒng)簡單易用，但在閃存上的磨損均衡處理不夠好，可能影響閃存壽命B.EXT文件系統(tǒng)功能強大，適用于大容量存儲設備，但對于資源受限的嵌入式設備可能過于復雜C.JFFS2文件系統(tǒng)專門為閃存設計，具有較好的磨損均衡和掉電保護機制D.任何一種文件系統(tǒng)都可以在所有類型的嵌入式存儲設備上使用，無需考慮其特點和限制16、在嵌入式操作系統(tǒng)中，任務的優(yōu)先級反轉是一個可能出現(xiàn)的問題。假設一個高優(yōu)先級任務需要等待一個被低優(yōu)先級任務占用的資源，導致高優(yōu)先級任務被阻塞。以下哪種方法能夠有效地避免或解決任務優(yōu)先級反轉的問題？（）A.提升低優(yōu)先級任務的優(yōu)先級，使其盡快釋放資源B.禁止低優(yōu)先級任務占用關鍵資源C.使用優(yōu)先級繼承機制，暫時提高占用資源的低優(yōu)先級任務的優(yōu)先級D.不處理優(yōu)先級反轉問題，依靠任務調度算法自動解決17、嵌入式操作系統(tǒng)的啟動過程包括硬件初始化、內核加載和系統(tǒng)配置等步驟。假設一個嵌入式設備在啟動時需要加載多個模塊和配置文件。以下關于啟動過程的描述，哪一項是不正確的？（）A.硬件初始化包括設置時鐘、初始化內存控制器和其他外設B.內核可以從只讀存儲器（ROM）、閃存或網絡等位置加載C.系統(tǒng)配置可以通過讀取配置文件或使用默認設置來完成D.嵌入式操作系統(tǒng)的啟動過程是固定不變的，不能根據具體需求進行定制和優(yōu)化18、在嵌入式操作系統(tǒng)中，進程間通信機制的選擇需要根據具體應用場景來決定。假設兩個進程需要頻繁地交換大量數(shù)據，對通信效率要求很高。以下哪種進程間通信方式最為合適？（）A.管道B.消息隊列C.共享內存D.套接字19、假設在一個嵌入式安防監(jiān)控系統(tǒng)中，需要同時處理多個攝像頭的視頻流，并進行實時的圖像分析和存儲。對于視頻數(shù)據的壓縮和編碼，以下哪種標準可能會被采用？（）A.H.264B.H.265C.MPEG-4D.MJPEG20、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二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）解釋內存泄漏和內存越界的檢測和恢復。2、（本題5分）什么是嵌入式系統(tǒng)的虛擬化技術？3、（本題5分）如何在嵌入式操作系統(tǒng)中進行進程間通信？4、（本題5分）什么是嵌入式系統(tǒng)的可裁剪性？5、（本題5分）解釋如何在資源受限的環(huán)境中實現(xiàn)高效的GUI。三、編程題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在嵌入式操作系統(tǒng)中，創(chuàng)建一個任務優(yōu)先級調度機制。2、（本題5分）利用嵌入式操作系統(tǒng)實現(xiàn)一個RTC時鐘的時鐘穩(wěn)定性測試程序。3、（本題5分）創(chuàng)建一個任務，通過嵌入式操作系統(tǒng)控制一個土壤濕度傳感器檢測土壤濕度。4、（本題5分）編寫代碼，在嵌入式系統(tǒng)中使用中斷處理外部事件。5、（本題5分）設計一個程序，在嵌入式系統(tǒng)中使用Wi-Fi模塊進行無線通信。四、分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）分析嵌入式操作系統(tǒng)在智能家