華東師范大學《嵌入式系統(tǒng)原理與實踐》2021-2022學年第一學期期末試卷

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《嵌入式系統(tǒng)原理與實踐》2021-2022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30個小題，每小題1分，共30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(guān)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(guān)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(jié)果可以為系統(tǒng)的優(yōu)化和改進提供依據(jù)2、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.VxWorks3、在嵌入式操作系統(tǒng)中，內(nèi)存管理是一個關(guān)鍵部分。假設一個嵌入式系統(tǒng)的內(nèi)存有限，需要運行多個任務，并且這些任務對內(nèi)存的需求各不相同。以下哪種內(nèi)存管理技術(shù)在這種情況下可能不太適用？（）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4、嵌入式操作系統(tǒng)中的定時器是常用的功能模塊。假設一個嵌入式系統(tǒng)需要實現(xiàn)精確的定時功能。以下關(guān)于定時器的描述，正確的是：（）A.可以通過軟件定時器實現(xiàn)較精確的定時，但會占用較多的CPU資源B.硬件定時器具有更高的精度和可靠性，不受CPU負載影響C.可以通過調(diào)整定時器的時鐘源和分頻系數(shù)來設置定時時間D.以上描述都是關(guān)于嵌入式操作系統(tǒng)中定時器的正確特點5、在嵌入式系統(tǒng)的存儲擴展中，SD卡是一種常見的存儲設備。假設一個嵌入式設備需要使用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6、嵌入式操作系統(tǒng)中的中斷處理機制對于系統(tǒng)的及時響應和穩(wěn)定性起著關(guān)鍵作用。假設一個嵌入式系統(tǒng)正在執(zhí)行一個關(guān)鍵任務，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，正確的是：（）A.系統(tǒng)立即暫停當前任務，轉(zhuǎn)去處理中斷，中斷處理完成后返回原任務繼續(xù)執(zhí)行B.系統(tǒng)先完成當前任務，再處理中斷，以保證任務的連續(xù)性C.系統(tǒng)根據(jù)中斷的優(yōu)先級決定是否暫停當前任務，如果優(yōu)先級低則忽略中斷D.系統(tǒng)拒絕所有中斷，直到當前任務完成，以防止任務被中斷干擾7、當為一個低功耗的嵌入式設備選擇處理器時，需要綜合考慮性能、功耗和成本等因素。假設設備對計算能力要求不高，但對電池續(xù)航有嚴格要求。以下哪種處理器類型最為適合？（）A.高性能的通用處理器B.低功耗的微控制器C.專用的數(shù)字信號處理器D.多核處理器8、在嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡通信中，協(xié)議的選擇需要考慮帶寬、實時性和資源消耗等因素。假設一個低帶寬、對實時性要求較高的嵌入式網(wǎng)絡。以下關(guān)于網(wǎng)絡協(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.使用復雜的高層網(wǎng)絡協(xié)議，以提供豐富的功能D.不考慮網(wǎng)絡協(xié)議，直接進行原始數(shù)據(jù)傳輸9、當設計一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的網(wǎng)絡通信模塊時，需要考慮網(wǎng)絡協(xié)議的選擇和優(yōu)化。假設該設備需要在不穩(wěn)定的網(wǎng)絡環(huán)境中進行可靠的數(shù)據(jù)傳輸，并且對帶寬的利用要求較高。以下哪種網(wǎng)絡協(xié)議和技術(shù)的組合最為合適？（）A.TCP/IP協(xié)議，不進行任何優(yōu)化B.UDP協(xié)議，結(jié)合數(shù)據(jù)重傳機制C.HTTP協(xié)議，采用壓縮傳輸D.自定義協(xié)議，根據(jù)具體需求優(yōu)化10、在一個嵌入式語音識別系統(tǒng)中，如智能語音助手，需要在有限的計算資源下實現(xiàn)高效的語音識別功能。為了降低計算復雜度，以下哪種語音特征提取方法可能會被采用？（）A.梅爾頻率倒譜系數(shù)B.線性預測編碼C.感知線性預測D.以上都是11、在嵌入式操作系統(tǒng)中，實時性是一個關(guān)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規(guī)定的時間內(nèi)完成。以下關(guān)于實時性的描述，哪一項是不準確的？（）A.硬實時系統(tǒng)對響應時間的要求極為嚴格，錯過時限可能導致嚴重后果B.軟實時系統(tǒng)允許一定程度的超時，但仍需盡量滿足時間要求C.實時性只與操作系統(tǒng)的內(nèi)核調(diào)度算法有關(guān)，與硬件性能無關(guān)D.為了保證實時性，可能需要對系統(tǒng)資源進行嚴格的分配和管理12、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(guān)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(guān)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13、在嵌入式系統(tǒng)中，異常處理機制對于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性非常重要。假設系統(tǒng)在運行過程中遇到硬件故障或非法操作，為了能夠及時采取恢復措施，以下哪種異常處理策略最為有效？（）A.忽略異常，繼續(xù)運行B.記錄異常信息，然后重啟系統(tǒng)C.嘗試自動修復異常D.立即停止系統(tǒng)運行14、在嵌入式操作系統(tǒng)中，實時任務的截止時間是一個重要的約束條件。假設一個實時任務必須在規(guī)定的時間內(nèi)完成計算和輸出，否則會導致系統(tǒng)故障。以下哪種調(diào)度算法能夠更好地保證實時任務按時完成？（）A.最早截止時間優(yōu)先（EDF）調(diào)度算法B.最短剩余時間優(yōu)先（SRTF）調(diào)度算法C.最高響應比優(yōu)先（HRRN）調(diào)度算法D.輪詢調(diào)度算法15、在嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡通信中，TCP/IP協(xié)議棧得到了廣泛的應用。假設一個嵌入式設備需要通過網(wǎng)絡與遠程服務器進行數(shù)據(jù)傳輸，并且對數(shù)據(jù)的可靠性要求較高。以下關(guān)于TCP/IP協(xié)議棧的描述，哪一項是不正確的？（）A.TCP提供可靠的面向連接的數(shù)據(jù)傳輸服務B.IP負責將數(shù)據(jù)包從源地址發(fā)送到目的地址C.UDP提供不可靠的無連接的數(shù)據(jù)傳輸服務，適用于對實時性要求高但對可靠性要求低的應用D.在嵌入式系統(tǒng)中，通常只需要實現(xiàn)TCP/IP協(xié)議棧的部分功能，而不需要完整實現(xiàn)所有協(xié)議16、對于一個資源受限的嵌入式系統(tǒng)，電源管理至關(guān)重要。假設該系統(tǒng)需要在不同的工作模式下（如全速運行、待機、休眠等）切換，以達到節(jié)能的目的。同時，要確保系統(tǒng)能夠快速從低功耗模式恢復到正常工作狀態(tài)。以下哪種電源管理策略最為有效？（）A.動態(tài)電源管理，根據(jù)系統(tǒng)負載調(diào)整電源狀態(tài)B.靜態(tài)電源管理，預設固定的電源模式C.關(guān)閉所有不必要的設備以最大程度節(jié)能D.始終保持系統(tǒng)在全速運行狀態(tài)，不進行電源管理17、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(guān)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(guān)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18、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(guān)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19、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20、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(guān)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21、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核同步機制用于保證多任務環(huán)境下的數(shù)據(jù)一致性。假設多個任務需要同時訪問共享資源。以下關(guān)于內(nèi)核同步方法的描述，正確的是：（）A.不使用任何同步機制，讓任務自由競爭共享資源B.采用信號量、互斥鎖等同步機制，確保任務對共享資源的正確訪問C.同步機制會降低系統(tǒng)性能，應盡量少用D.內(nèi)核同步機制對系統(tǒng)的穩(wěn)定性沒有影響22、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23、嵌入式操作系統(tǒng)的啟動過程包括硬件初始化、內(nèi)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特定的設備驅(qū)動和配置文件。以下關(guān)于啟動過程的描述，正確的是：（）A.首先進行硬件的基本初始化，然后加載操作系統(tǒng)內(nèi)核，最后加載設備驅(qū)動和配置文件B.同時進行硬件初始化、內(nèi)核加載和設備驅(qū)動加載，以縮短啟動時間C.先加載設備驅(qū)動和配置文件，然后進行硬件初始化和內(nèi)核加載D.隨機執(zhí)行上述步驟，對啟動順序沒有嚴格要求24、在一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的智能家居系統(tǒng)中，需要同時處理多種類型的任務，包括環(huán)境監(jiān)測、設備控制和用戶交互。考慮到系統(tǒng)資源有限和不同任務的優(yōu)先級差異，為了有效地管理內(nèi)存資源，以下哪種內(nèi)存管理技術(shù)可能最為合適？（）A.固定分區(qū)內(nèi)存管理B.動態(tài)分區(qū)內(nèi)存管理C.分頁式內(nèi)存管理D.分段式內(nèi)存管理25、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。假設一個嵌入式系統(tǒng)中有多個實時任務和非實時任務，為了在保證實時任務響應的同時提高系統(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.隨機選擇調(diào)度方式26、在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中，系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性是重要的考量因素。假設一個航空航天領域的嵌入式控制系統(tǒng)，一旦出現(xiàn)故障可能會導致嚴重后果。為了提高系統(tǒng)的可靠性，以下哪種方法是最有效的？（）A.采用復雜的算法和功能，以應對各種可能的情況B.進行大量的功能測試，但不進行壓力測試C.采用冗余設計，如硬件冗余和軟件容錯機制D.減少系統(tǒng)的功能，降低復雜性，從而提高可靠性27、嵌入式系統(tǒng)中的引導加載程序（Bootloader）負責系統(tǒng)的初始化和啟動。假設一個嵌入式設備的存儲介質(zhì)上有多個操作系統(tǒng)映像，以下關(guān)于引導加載程序的描述，哪一項是不準確的？（）A.引導加載程序可以選擇加載不同的操作系統(tǒng)映像B.引導加載程序需要對硬件進行初步的初始化，為操作系統(tǒng)的運行創(chuàng)造條件C.引導加載程序的代碼通常存儲在只讀存儲器（ROM）中，不可修改D.引導加載程序可以通過網(wǎng)絡進行更新和升級28、在一個嵌入式實時控制系統(tǒng)中，如機器人控制系統(tǒng)，需要對多個關(guān)節(jié)的運動進行精確同步控制。為了實現(xiàn)這一目標，以下哪種同步機制可能會被應用？（）A.硬件定時器B.軟件定時器C.中斷同步D.以上都是29、嵌入式操作系統(tǒng)在工業(yè)控制領域有廣泛的應用。假設一個工業(yè)控制系統(tǒng)需要高精度的控制和實時響應。以下關(guān)于工業(yè)控制應用的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以采用PID控制算法實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的精確控制B.實時操作系統(tǒng)能夠保證控制任務的按時執(zhí)行，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性C.工業(yè)控制系統(tǒng)不需要考慮網(wǎng)絡通信和遠程監(jiān)控功能D.系統(tǒng)的可靠性和容錯性對于工業(yè)生產(chǎn)的連續(xù)性至關(guān)重要30、在嵌入式系統(tǒng)的可靠性設計中，容錯技術(shù)是一個重要的方面。假設一個嵌入式系統(tǒng)在運行過程中可能會受到外界干擾導致數(shù)據(jù)錯誤，以下哪種容錯技術(shù)可以有效地檢測和糾正這些錯誤？（）A.奇偶校驗B.循環(huán)冗余校驗C.糾錯編碼D.以上都是二、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）探討嵌入式操作系統(tǒng)在智能灌溉系統(tǒng)中的