九江學(xué)院《嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》2021-2022學(xué)年第一學(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(yè)，共3頁(yè)九江學(xué)院《嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》

2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題1分，共20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、在嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中，內(nèi)存管理是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要同時(shí)運(yùn)行多個(gè)應(yīng)用程序，且內(nèi)存資源有限。以下關(guān)于內(nèi)存管理策略的描述，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.固定分區(qū)內(nèi)存管理將內(nèi)存劃分為固定大小的分區(qū)，每個(gè)應(yīng)用程序分配一個(gè)分區(qū)，易于實(shí)現(xiàn)但會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部碎片B.動(dòng)態(tài)分區(qū)內(nèi)存管理根據(jù)應(yīng)用程序的需求動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存，提高了內(nèi)存利用率，但可能產(chǎn)生外部碎片C.分頁(yè)式內(nèi)存管理將內(nèi)存劃分為固定大小的頁(yè)，通過(guò)頁(yè)表進(jìn)行映射，便于內(nèi)存共享和保護(hù)D.無(wú)論采用哪種內(nèi)存管理策略，都能完全避免內(nèi)存碎片的產(chǎn)生，保證內(nèi)存的高效利用2、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(mǎn)足這種實(shí)時(shí)性和確定性的要求？（）A.先來(lái)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3、在一個(gè)嵌入式醫(yī)療成像設(shè)備中，如便攜式超聲設(shè)備，需要對(duì)圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)處理和優(yōu)化。以下哪種圖像處理算法和技術(shù)可能會(huì)被應(yīng)用？（）A.圖像增強(qiáng)B.圖像壓縮C.圖像分割D.以上都是4、在一個(gè)嵌入式操作系統(tǒng)中，電源管理模塊需要根據(jù)系統(tǒng)的工作狀態(tài)動(dòng)態(tài)調(diào)整電源策略。假設(shè)系統(tǒng)在不同的工作模式下，如全速運(yùn)行、待機(jī)和休眠，對(duì)電源的需求差異很大。以下哪種電源管理策略能夠在滿(mǎn)足性能需求的同時(shí)最大程度地降低功耗？（）A.固定電源供應(yīng)，不進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整B.根據(jù)系統(tǒng)負(fù)載實(shí)時(shí)調(diào)整處理器電壓和頻率C.僅在待機(jī)和休眠模式下降低電源供應(yīng)D.始終保持最高電源供應(yīng)以保證性能5、在嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中，電源管理的策略需要根據(jù)系統(tǒng)的工作模式進(jìn)行調(diào)整。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備有正常工作模式和低功耗模式。以下關(guān)于電源管理模式切換的描述，正確的是：（）A.根據(jù)系統(tǒng)的負(fù)載和任務(wù)需求，自動(dòng)在不同模式之間切換B.由用戶(hù)手動(dòng)選擇電源管理模式，以適應(yīng)不同的使用場(chǎng)景C.系統(tǒng)始終保持在正常工作模式，以保證性能不受影響D.低功耗模式只在電池電量低于一定閾值時(shí)啟用6、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核裁剪是為了滿(mǎn)足特定應(yīng)用的需求和資源限制。假設(shè)一個(gè)簡(jiǎn)單的嵌入式傳感器設(shè)備，只需要基本的任務(wù)調(diào)度和通信功能。在進(jìn)行內(nèi)核裁剪時(shí)，以下哪些部分可能會(huì)被去除？（）A.復(fù)雜的內(nèi)存管理模塊，因?yàn)樵O(shè)備內(nèi)存需求簡(jiǎn)單B.完整的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，因?yàn)樵O(shè)備不需要聯(lián)網(wǎng)C.高級(jí)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)支持，因?yàn)閭鞲衅髟O(shè)備驅(qū)動(dòng)相對(duì)簡(jiǎn)單D.以上選項(xiàng)都有可能被裁剪以減小內(nèi)核體積7、在一個(gè)嵌入式操作系統(tǒng)中，文件系統(tǒng)的選擇對(duì)系統(tǒng)性能和存儲(chǔ)資源的利用有重要影響。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要存儲(chǔ)大量的小文件，且這些文件需要頻繁地進(jìn)行讀寫(xiě)操作。同時(shí)，設(shè)備的存儲(chǔ)空間有限，對(duì)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(jiǎn)單易用但空間利用率較低B.NTFS文件系統(tǒng)，功能強(qiáng)大但開(kāi)銷(xiāo)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(zhuān)為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)，對(duì)小文件支持較好8、嵌入式操作系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景非常廣泛，從消費(fèi)電子到工業(yè)控制等領(lǐng)域都有應(yīng)用。假設(shè)一個(gè)智能家居系統(tǒng)的嵌入式設(shè)備，需要實(shí)現(xiàn)多種智能控制功能。以下關(guān)于系統(tǒng)設(shè)計(jì)的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.充分考慮用戶(hù)的需求和使用習(xí)慣，設(shè)計(jì)友好的用戶(hù)界面B.可以不考慮系統(tǒng)的擴(kuò)展性，因?yàn)楣δ苄枨笫枪潭ǖ腃.優(yōu)化系統(tǒng)的能耗，以降低家庭用電成本D.確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，避免出現(xiàn)故障影響正常使用9、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(guò)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(guò)調(diào)整定時(shí)器的時(shí)鐘源和分頻系數(shù)來(lái)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)10、在嵌入式系統(tǒng)的實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）管理中，需要確保時(shí)間的準(zhǔn)確性和可靠性。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備對(duì)時(shí)間精度有較高要求。以下關(guān)于RTC管理的描述，正確的是：（）A.依賴(lài)外部網(wǎng)絡(luò)獲取時(shí)間，不使用本地RTCB.定期校準(zhǔn)RTC，并在系統(tǒng)重啟時(shí)保持時(shí)間的連續(xù)性C.RTC對(duì)系統(tǒng)功能沒(méi)有重要影響，無(wú)需特別管理D.嵌入式系統(tǒng)不支持RTC功能11、在嵌入式系統(tǒng)的存儲(chǔ)擴(kuò)展中，外部存儲(chǔ)器如SD卡和eMMC可以提供額外的存儲(chǔ)空間。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要擴(kuò)展存儲(chǔ)容量。以下關(guān)于存儲(chǔ)擴(kuò)展的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.選擇存儲(chǔ)設(shè)備時(shí)需要考慮容量、速度、接口類(lèi)型和功耗等因素B.可以通過(guò)文件系統(tǒng)將外部存儲(chǔ)器與內(nèi)部存儲(chǔ)器統(tǒng)一管理C.存儲(chǔ)擴(kuò)展不會(huì)對(duì)系統(tǒng)的啟動(dòng)時(shí)間和運(yùn)行性能產(chǎn)生影響D.在使用外部存儲(chǔ)器時(shí)，需要注意數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)權(quán)限和訪問(wèn)控制12、在嵌入式系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)中，代碼優(yōu)化是提高系統(tǒng)性能的重要手段。假設(shè)一個(gè)嵌入式音頻處理系統(tǒng)，需要實(shí)時(shí)處理大量的音頻數(shù)據(jù)。以下關(guān)于代碼優(yōu)化的方法，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.減少函數(shù)調(diào)用的層次，提高代碼執(zhí)行效率B.使用復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)提高代碼的可讀性，而不考慮性能C.優(yōu)化算法，減少不必要的計(jì)算和重復(fù)操作D.利用硬件特性，如特定的指令集和寄存器，進(jìn)行優(yōu)化13、嵌入式操作系統(tǒng)的任務(wù)間通信機(jī)制除了消息隊(duì)列，還有共享內(nèi)存等方式。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)需要在多個(gè)任務(wù)之間高效地共享大量數(shù)據(jù)。以下關(guān)于共享內(nèi)存的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.共享內(nèi)存可以提供快速的數(shù)據(jù)交換，但需要同步機(jī)制來(lái)保證數(shù)據(jù)的一致性B.多個(gè)任務(wù)可以同時(shí)訪問(wèn)共享內(nèi)存區(qū)域，提高了數(shù)據(jù)訪問(wèn)的效率C.共享內(nèi)存的分配和釋放由操作系統(tǒng)自動(dòng)管理，任務(wù)無(wú)需關(guān)心D.共享內(nèi)存的使用需要謹(jǐn)慎，避免出現(xiàn)內(nèi)存泄漏和數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)等問(wèn)題14、在嵌入式系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的上下文切換時(shí)間對(duì)系統(tǒng)性能有影響。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)需要頻繁進(jìn)行任務(wù)切換。以下關(guān)于減少上下文切換時(shí)間的方法，正確的是：（）A.優(yōu)化任務(wù)的保存和恢復(fù)操作，減少數(shù)據(jù)的保存和恢復(fù)量B.增加任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間，減少任務(wù)切換的頻率C.簡(jiǎn)化任務(wù)的上下文信息，只保存關(guān)鍵的狀態(tài)數(shù)據(jù)D.以上方法都可以有效地減少實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的上下文切換時(shí)間15、嵌入式操作系統(tǒng)的電源管理對(duì)于延長(zhǎng)設(shè)備的電池壽命至關(guān)重要。假設(shè)一個(gè)便攜式嵌入式設(shè)備需要在不同的工作模式下優(yōu)化電源消耗。以下關(guān)于電源管理策略的描述，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.可以通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)整CPU頻率和電壓來(lái)降低功耗，在性能需求低時(shí)降低頻率和電壓B.設(shè)備在空閑狀態(tài)時(shí)可以進(jìn)入低功耗模式，關(guān)閉不必要的硬件模塊以節(jié)省電量C.電源管理策略只需要考慮設(shè)備的當(dāng)前工作狀態(tài)，無(wú)需預(yù)測(cè)未來(lái)的工作需求D.可以根據(jù)用戶(hù)的操作習(xí)慣和設(shè)備的使用場(chǎng)景，自適應(yīng)地調(diào)整電源管理策略16、在一個(gè)嵌入式工業(yè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，如化工廠的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，需要對(duì)多種環(huán)境參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警。為了提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，以下哪種容錯(cuò)和故障診斷技術(shù)可能會(huì)被應(yīng)用？（）A.傳感器冗余B.自診斷算法C.故障預(yù)警機(jī)制D.以上都是17、嵌入式操作系統(tǒng)中的引導(dǎo)加載程序（Bootloader）負(fù)責(zé)啟動(dòng)系統(tǒng)。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)的Bootloader出現(xiàn)故障。以下關(guān)于Bootloader的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.Bootloader可以從多種存儲(chǔ)介質(zhì)中加載操作系統(tǒng)內(nèi)核B.可以對(duì)Bootloader進(jìn)行定制，以滿(mǎn)足特定的硬件和系統(tǒng)需求C.Bootloader的故障只能通過(guò)重新燒寫(xiě)固件來(lái)解決，無(wú)法通過(guò)軟件修復(fù)D.良好的Bootloader設(shè)計(jì)應(yīng)該具有錯(cuò)誤恢復(fù)和升級(jí)功能18、在嵌入式操作系統(tǒng)中，系統(tǒng)的可移植性是一個(gè)重要的考慮因素。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)需要從一種硬件平臺(tái)移植到另一種具有不同架構(gòu)和特性的平臺(tái)。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(xiǎn)？（）A.使用與硬件平臺(tái)緊密耦合的代碼B.采用跨平臺(tái)的開(kāi)發(fā)框架和庫(kù)C.針對(duì)每個(gè)平臺(tái)重新編寫(xiě)全部代碼D.忽略可移植性，只在原平臺(tái)上運(yùn)行19、在嵌入式系統(tǒng)的存儲(chǔ)管理中，虛擬內(nèi)存機(jī)制的應(yīng)用需要謹(jǐn)慎考慮。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備的內(nèi)存資源有限。以下關(guān)于虛擬內(nèi)存在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.虛擬內(nèi)存可以使嵌入式系統(tǒng)運(yùn)行大于物理內(nèi)存的程序，但會(huì)增加系統(tǒng)的復(fù)雜性B.對(duì)于實(shí)時(shí)性要求高的嵌入式系統(tǒng)，使用虛擬內(nèi)存可能導(dǎo)致不可預(yù)測(cè)的響應(yīng)時(shí)間C.如果嵌入式設(shè)備的存儲(chǔ)介質(zhì)讀寫(xiě)速度快，可以廣泛使用虛擬內(nèi)存來(lái)擴(kuò)展內(nèi)存空間D.在資源受限的嵌入式系統(tǒng)中，通常優(yōu)先考慮優(yōu)化物理內(nèi)存的使用，而不是依賴(lài)虛擬內(nèi)存20、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(kāi)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.VxWorks二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）什么是嵌入式系統(tǒng)的降級(jí)測(cè)試？2、（本題5分）解釋嵌入式操作系統(tǒng)與通用操作系統(tǒng)的區(qū)別。3、（本題5分）簡(jiǎn)述如何根據(jù)應(yīng)用需求進(jìn)行內(nèi)核配置。4、（本題5分）簡(jiǎn)述常見(jiàn)的根文件系統(tǒng)類(lèi)型。5、（本題5分）嵌入式操作系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)任務(wù)的資源預(yù)留機(jī)制是怎樣的？三、編程題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在嵌入式操作系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)一個(gè)Zigbee網(wǎng)關(guān)程序，連接多個(gè)Zigbee設(shè)備。2、（本題5分）實(shí)現(xiàn)一個(gè)嵌入式程序，使用扭矩異常檢測(cè)傳感器檢測(cè)扭矩異常。3、（本題5分）實(shí)現(xiàn)一個(gè)嵌入式程序，使用水質(zhì)差傳感器檢測(cè)水質(zhì)參數(shù)差。4、（本題5分）用嵌入式操作系統(tǒng)編寫(xiě)一個(gè)LCD顯示驅(qū)動(dòng)程序，顯示文字和圖形。5、（本題5分）利用嵌入式操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)一個(gè)RTC時(shí)鐘校準(zhǔn)程序。四、分析題（本大題共3個(gè)小題，共30分