衢州學(xué)院《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、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，調(diào)試信息的輸出對(duì)于問(wèn)題排查非常重要。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)故障，但沒(méi)有明顯的錯(cuò)誤提示。以下關(guān)于調(diào)試信息輸出的方式，有效的是：（）A.將關(guān)鍵變量和狀態(tài)信息通過(guò)串口輸出到上位機(jī)進(jìn)行分析B.將調(diào)試信息存儲(chǔ)在內(nèi)部閃存中，事后讀取分析C.在系統(tǒng)的顯示屏上直接顯示詳細(xì)的調(diào)試信息D.不輸出調(diào)試信息，通過(guò)猜測(cè)和經(jīng)驗(yàn)來(lái)定位問(wèn)題2、當(dāng)一個(gè)嵌入式操作系統(tǒng)需要在惡劣的環(huán)境條件下工作，如高溫、高濕度和強(qiáng)電磁干擾，以下哪種硬件選型和防護(hù)措施能夠保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行？（）A.選擇工業(yè)級(jí)芯片，并采用屏蔽和濾波技術(shù)B.使用消費(fèi)級(jí)芯片，依靠軟件進(jìn)行錯(cuò)誤檢測(cè)和恢復(fù)C.不考慮環(huán)境因素，選擇普通的硬件組件D.降低系統(tǒng)的工作頻率以適應(yīng)惡劣環(huán)境3、在嵌入式系統(tǒng)的圖形界面開(kāi)發(fā)中，需要考慮資源受限和用戶體驗(yàn)。假設(shè)一個(gè)小型嵌入式設(shè)備需要顯示簡(jiǎn)單的圖形界面。以下關(guān)于圖形界面選擇的描述，正確的是：（）A.使用復(fù)雜的圖形庫(kù)，提供豐富的圖形效果B.選擇輕量級(jí)的圖形庫(kù)，如MiniGUI，滿足基本需求并節(jié)省資源C.不使用圖形界面，通過(guò)命令行與用戶交互D.圖形界面的選擇對(duì)系統(tǒng)性能沒(méi)有影響4、嵌入式操作系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性能評(píng)估需要綜合考慮多個(gè)指標(biāo)。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)用于實(shí)時(shí)控制應(yīng)用。以下關(guān)于實(shí)時(shí)性能評(píng)估指標(biāo)的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.任務(wù)響應(yīng)時(shí)間是指從任務(wù)請(qǐng)求到任務(wù)開(kāi)始執(zhí)行的時(shí)間間隔B.任務(wù)切換時(shí)間是指從一個(gè)任務(wù)切換到另一個(gè)任務(wù)所需的時(shí)間C.系統(tǒng)吞吐量是指單位時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)完成的任務(wù)數(shù)量，是評(píng)估實(shí)時(shí)性能的唯一重要指標(biāo)D.資源利用率包括CPU利用率、內(nèi)存利用率等，也能反映系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性能5、在嵌入式系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)中，容錯(cuò)技術(shù)是一個(gè)重要的方面。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中可能會(huì)受到外界干擾導(dǎo)致數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，以下哪種容錯(cuò)技術(shù)可以有效地檢測(cè)和糾正這些錯(cuò)誤？（）A.奇偶校驗(yàn)B.循環(huán)冗余校驗(yàn)C.糾錯(cuò)編碼D.以上都是6、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)存管理對(duì)于系統(tǒng)性能和資源利用至關(guān)重要。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備的內(nèi)存有限，需要高效地管理內(nèi)存。在這種情況下，以下哪種內(nèi)存管理技術(shù)可能最為適用？（）A.分頁(yè)式內(nèi)存管理，將內(nèi)存劃分為固定大小的頁(yè)面進(jìn)行分配B.分段式內(nèi)存管理，根據(jù)程序的邏輯分段分配內(nèi)存C.動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配，在運(yùn)行時(shí)根據(jù)需求分配和釋放內(nèi)存D.靜態(tài)內(nèi)存分配，在編譯時(shí)確定所有內(nèi)存的使用，避免運(yùn)行時(shí)的分配開(kāi)銷7、嵌入式操作系統(tǒng)中的任務(wù)通信機(jī)制有多種方式。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)中有多個(gè)任務(wù)需要協(xié)同工作，共享數(shù)據(jù)。以下哪種任務(wù)通信方式可能最為高效？（）A.消息隊(duì)列，任務(wù)通過(guò)發(fā)送和接收消息進(jìn)行通信B.共享內(nèi)存，多個(gè)任務(wù)直接訪問(wèn)同一塊內(nèi)存區(qū)域進(jìn)行數(shù)據(jù)交換C.信號(hào)量，用于任務(wù)之間的同步和互斥D.管道，實(shí)現(xiàn)任務(wù)之間的單向數(shù)據(jù)傳輸8、在嵌入式系統(tǒng)中，以下哪種電源管理技術(shù)可以根據(jù)負(fù)載動(dòng)態(tài)調(diào)整電壓？（）A.動(dòng)態(tài)電源管理B.智能電源管理C.以上都是D.以上都不是9、在嵌入式系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）對(duì)于時(shí)間相關(guān)的操作非常重要。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要精確的時(shí)間記錄和定時(shí)功能。以下關(guān)于實(shí)時(shí)時(shí)鐘的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.實(shí)時(shí)時(shí)鐘可以在系統(tǒng)斷電時(shí)依靠備用電池保持時(shí)間的準(zhǔn)確性B.可以通過(guò)編程設(shè)置實(shí)時(shí)時(shí)鐘的鬧鐘功能，實(shí)現(xiàn)定時(shí)喚醒系統(tǒng)C.實(shí)時(shí)時(shí)鐘的精度只取決于時(shí)鐘芯片的質(zhì)量，與軟件配置無(wú)關(guān)D.操作系統(tǒng)需要提供接口來(lái)讀取和設(shè)置實(shí)時(shí)時(shí)鐘的時(shí)間10、當(dāng)開(kāi)發(fā)一個(gè)基于嵌入式操作系統(tǒng)的汽車電子控制系統(tǒng)時(shí)，例如發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)，系統(tǒng)需要在惡劣的環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行，并且能夠快速響應(yīng)各種故障和異常情況。在這種高可靠性要求的場(chǎng)景下，以下哪種軟件開(kāi)發(fā)方法更合適？（）A.敏捷開(kāi)發(fā)方法，快速迭代和適應(yīng)變化B.瀑布開(kāi)發(fā)模型，嚴(yán)格按照階段順序進(jìn)行開(kāi)發(fā)C.基于模型的開(kāi)發(fā)方法，通過(guò)建模和仿真進(jìn)行驗(yàn)證D.極限編程方法，強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)合作和溝通11、在嵌入式系統(tǒng)的能耗優(yōu)化中，除了硬件設(shè)計(jì)，操作系統(tǒng)也能發(fā)揮作用。假設(shè)一個(gè)電池供電的嵌入式設(shè)備需要延長(zhǎng)工作時(shí)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(dòng)態(tài)調(diào)整處理器電壓和頻率，根據(jù)任務(wù)負(fù)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(duì)電池壽命沒(méi)有顯著影響12、嵌入式操作系統(tǒng)的啟動(dòng)過(guò)程包括硬件初始化、引導(dǎo)加載程序和內(nèi)核啟動(dòng)等階段。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)在啟動(dòng)時(shí)出現(xiàn)故障。以下關(guān)于啟動(dòng)過(guò)程的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.硬件初始化包括設(shè)置處理器的工作模式、初始化內(nèi)存控制器等B.引導(dǎo)加載程序負(fù)責(zé)將操作系統(tǒng)內(nèi)核加載到內(nèi)存中，并將控制權(quán)交給內(nèi)核C.內(nèi)核啟動(dòng)后會(huì)進(jìn)行設(shè)備驅(qū)動(dòng)的加載和系統(tǒng)配置的初始化D.一旦啟動(dòng)過(guò)程出現(xiàn)故障，只能重新設(shè)計(jì)硬件來(lái)解決問(wèn)題，無(wú)法通過(guò)軟件調(diào)試13、嵌入式操作系統(tǒng)的中斷處理機(jī)制直接影響系統(tǒng)的響應(yīng)性能。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)響應(yīng)外部中斷事件。以下關(guān)于中斷處理的描述，正確的是：（）A.中斷處理程序應(yīng)盡量短小精悍，快速完成關(guān)鍵處理，將復(fù)雜操作放入后臺(tái)任務(wù)B.中斷處理程序可以執(zhí)行長(zhǎng)時(shí)間的復(fù)雜計(jì)算，以一次性完成所有相關(guān)處理C.忽略中斷優(yōu)先級(jí)，按照接收順序依次處理中斷D.中斷處理完全由硬件負(fù)責(zé)，操作系統(tǒng)不參與14、當(dāng)設(shè)計(jì)一個(gè)基于嵌入式操作系統(tǒng)的低功耗系統(tǒng)時(shí)，例如用于物聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程傳感器節(jié)點(diǎn)，其電源供應(yīng)有限，需要長(zhǎng)時(shí)間依靠電池工作。在這種情況下，除了硬件層面的節(jié)能設(shè)計(jì)，操作系統(tǒng)層面也需要采取相應(yīng)的策略。以下哪種操作系統(tǒng)層面的節(jié)能策略最為有效？（）A.降低處理器的工作頻率B.動(dòng)態(tài)關(guān)閉暫時(shí)不用的設(shè)備C.減少系統(tǒng)的任務(wù)切換次數(shù)D.采用簡(jiǎn)單的任務(wù)調(diào)度算法，降低調(diào)度開(kāi)銷15、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16、嵌入式操作系統(tǒng)的安全機(jī)制對(duì)于保護(hù)系統(tǒng)和用戶數(shù)據(jù)至關(guān)重要。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備存儲(chǔ)了敏感信息，需要防止未經(jīng)授權(quán)的訪問(wèn)和數(shù)據(jù)泄露。以下哪種安全措施最為有效？（）A.加密存儲(chǔ)數(shù)據(jù)B.設(shè)置訪問(wèn)密碼C.安裝防火墻D.以上措施綜合使用17、在嵌入式操作系統(tǒng)中，代碼的優(yōu)化對(duì)于提高系統(tǒng)性能至關(guān)重要。假設(shè)一個(gè)關(guān)鍵函數(shù)需要在有限的時(shí)間內(nèi)完成大量計(jì)算，為了提高其執(zhí)行效率，以下哪種優(yōu)化方法最為有效？（）A.算法改進(jìn)B.代碼向量化C.減少函數(shù)調(diào)用D.以上方法綜合運(yùn)用18、在一個(gè)基于嵌入式操作系統(tǒng)的汽車電子系統(tǒng)中，需要處理來(lái)自多個(gè)傳感器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行快速的數(shù)據(jù)分析和決策。例如，在自動(dòng)駕駛場(chǎng)景中，需要對(duì)攝像頭、雷達(dá)和激光雷達(dá)的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合和處理。為了實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)處理和傳輸，以下哪種通信機(jī)制可能是最優(yōu)選擇？（）A.串行通信B.并行通信C.藍(lán)牙通信D.以太網(wǎng)通信19、嵌入式操作系統(tǒng)的安全機(jī)制對(duì)于保護(hù)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)至關(guān)重要。假設(shè)一個(gè)金融支付終端的嵌入式系統(tǒng)，需要防止數(shù)據(jù)泄露和惡意攻擊。以下關(guān)于安全機(jī)制的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.采用加密技術(shù)對(duì)敏感數(shù)據(jù)進(jìn)行加密存儲(chǔ)和傳輸B.定期更新系統(tǒng)補(bǔ)丁，修復(fù)可能存在的安全漏洞C.可以完全依賴操作系統(tǒng)的默認(rèn)安全設(shè)置，無(wú)需額外的安全措施D.對(duì)用戶的身份進(jìn)行認(rèn)證和授權(quán)，限制非法訪問(wèn)20、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核裁剪是為了適應(yīng)特定的應(yīng)用需求。假設(shè)一個(gè)簡(jiǎn)單的溫度監(jiān)測(cè)嵌入式系統(tǒng)，不需要復(fù)雜的功能。以下關(guān)于內(nèi)核裁剪的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.只保留與溫度監(jiān)測(cè)相關(guān)的功能模塊，去除不必要的組件B.內(nèi)核裁剪可能會(huì)影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可擴(kuò)展性C.可以隨意裁剪內(nèi)核，不會(huì)對(duì)系統(tǒng)性能產(chǎn)生負(fù)面影響D.裁剪后的內(nèi)核需要進(jìn)行充分的測(cè)試，確保其正常運(yùn)行二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）簡(jiǎn)述在嵌入式系統(tǒng)中如何進(jìn)行電源效率的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和調(diào)整。2、（本題5分）解釋在嵌入式系統(tǒng)中如何優(yōu)化系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間。3、（本題5分）什么是嵌入式系統(tǒng)的電源管理單元（PMU）？4、（本題5分）簡(jiǎn)述無(wú)線通信測(cè)試的參數(shù)和測(cè)試工具。5、（本題5分）解釋如何評(píng)估嵌入式系統(tǒng)的容錯(cuò)能力。三、編程題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）創(chuàng)建一個(gè)任務(wù)，通過(guò)嵌入式操作系統(tǒng)控制一個(gè)土壤濕度傳感器檢測(cè)土壤濕度。2、（本題5分）實(shí)現(xiàn)一個(gè)嵌入式程序，使用水質(zhì)異常檢測(cè)傳感器檢測(cè)水質(zhì)參數(shù)異常。3、（本題5分）實(shí)現(xiàn)一個(gè)嵌入式程序，使用觸摸屏進(jìn)行輸入操作。4、（本題5分）用嵌入式操作系統(tǒng)編寫一個(gè)位移傳感器的驅(qū)動(dòng)程序。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)基于嵌入式操作系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度策略比較程序。四、分析題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10