武漢學(xué)院《嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)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25個小題，每小題1分，共25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(guān)鍵特性。假設(shè)一個嵌入式系統(tǒng)用于控制醫(yī)療設(shè)備，對響應(yīng)時間有嚴格要求。以下關(guān)于實時操作系統(tǒng)（RTOS）在這種場景下的特點描述，正確的是：（）A.RTOS能夠保證任務(wù)在規(guī)定的時間內(nèi)完成響應(yīng)，具有確定性B.RTOS采用復(fù)雜的調(diào)度算法，導(dǎo)致系統(tǒng)資源開銷較大，但能確保實時性C.RTOS不支持多任務(wù)處理，以專注于關(guān)鍵任務(wù)的實時響應(yīng)D.RTOS對硬件資源要求較低，適用于資源受限的嵌入式設(shè)備2、當設(shè)計一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信模塊時，需要考慮網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的選擇和優(yōu)化。假設(shè)該設(shè)備需要在不穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)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(luò)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3、在嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)中，設(shè)備驅(qū)動程序的編寫是重要的一環(huán)。假設(shè)需要為一個新的傳感器編寫驅(qū)動程序。以下關(guān)于設(shè)備驅(qū)動的描述，哪一項是不正確的？（）A.設(shè)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(yīng)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(shè)備驅(qū)動程序應(yīng)該盡量減少與操作系統(tǒng)內(nèi)核的交互D.不同類型的設(shè)備驅(qū)動程序結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)方式完全相同，可以復(fù)用代碼4、嵌入式操作系統(tǒng)中的中斷向量表用于處理各種中斷。假設(shè)一個嵌入式系統(tǒng)中添加了新的外部中斷源，以下關(guān)于中斷向量表配置的描述，正確的是：（）A.需要在中斷向量表中為新的中斷源分配相應(yīng)的中斷處理函數(shù)入口地址B.中斷向量表的配置在系統(tǒng)啟動時完成，運行過程中不能修改C.可以將多個中斷源映射到同一個中斷處理函數(shù)，以減少代碼量D.中斷向量表的大小是固定的，不能添加新的中斷源5、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核裁剪是為了適應(yīng)特定的硬件資源和應(yīng)用需求。假設(shè)一個資源受限的嵌入式系統(tǒng)。以下關(guān)于內(nèi)核裁剪的描述，正確的是：（）A.保留操作系統(tǒng)的所有功能，不進行裁剪，以應(yīng)對未來可能的功能擴展B.只裁剪不常用的功能模塊，而保留核心功能模塊的完整C.隨意裁剪內(nèi)核功能，不考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性D.內(nèi)核裁剪對系統(tǒng)性能沒有影響，無需謹慎操作6、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)7、嵌入式操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)對于數(shù)據(jù)的存儲和管理至關(guān)重要。假設(shè)有一個嵌入式設(shè)備，需要頻繁地讀寫小文件，并且對存儲介質(zhì)的空間利用率要求較高。以下哪種文件系統(tǒng)可能是最適合的選擇？（）A.FAT32B.NTFSC.ext4D.JFFS28、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核裁剪是為了滿足特定系統(tǒng)的需求。假設(shè)一個嵌入式系統(tǒng)只需要支持基本的任務(wù)調(diào)度和內(nèi)存管理功能，以下關(guān)于內(nèi)核裁剪的描述，哪一項是不準確的？（）A.可以去除不必要的內(nèi)核模塊和功能，減小內(nèi)核體積B.內(nèi)核裁剪需要對操作系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有深入的了解C.裁剪后的內(nèi)核性能一定比完整內(nèi)核更高D.內(nèi)核裁剪需要在滿足系統(tǒng)需求的前提下進行，避免影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性9、在嵌入式系統(tǒng)的電源管理中，動態(tài)電壓頻率調(diào)整（DVFS）技術(shù)可以根據(jù)系統(tǒng)負載調(diào)整處理器的電壓和頻率。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備的負載變化頻繁。以下關(guān)于DVFS的描述，哪一項是不正確的？（）A.DVFS可以有效降低系統(tǒng)的功耗，尤其是在輕負載情況下B.實現(xiàn)DVFS需要硬件支持和相應(yīng)的軟件算法C.頻繁的電壓和頻率切換不會對系統(tǒng)性能產(chǎn)生負面影響D.可以根據(jù)系統(tǒng)的歷史負載情況預(yù)測未來的負載，提前進行DVFS調(diào)整10、對于一個運行嵌入式操作系統(tǒng)的智能家居網(wǎng)關(guān)，需要同時連接多種不同類型的智能設(shè)備，如智能燈泡、智能插座和智能門鎖等，并實現(xiàn)它們之間的互聯(lián)互通和協(xié)同工作。以下哪種通信協(xié)議和技術(shù)更適合構(gòu)建這樣的智能家居網(wǎng)絡(luò)？（）A.Zigbee協(xié)議，低功耗、短距離通信B.Wi-Fi協(xié)議，高速、長距離通信C.Bluetooth協(xié)議，適用于個人設(shè)備連接D.以太網(wǎng)協(xié)議，傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)通信11、嵌入式操作系統(tǒng)中的引導(dǎo)加載程序（Bootloader）負責啟動系統(tǒng)。假設(shè)一個嵌入式系統(tǒng)的Bootloader出現(xiàn)故障。以下關(guān)于Bootloader的描述，哪一項是不正確的？（）A.Bootloader可以從多種存儲介質(zhì)中加載操作系統(tǒng)內(nèi)核B.可以對Bootloader進行定制，以滿足特定的硬件和系統(tǒng)需求C.Bootloader的故障只能通過重新燒寫固件來解決，無法通過軟件修復(fù)D.良好的Bootloader設(shè)計應(yīng)該具有錯誤恢復(fù)和升級功能12、在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中，電源管理是一個重要的考慮因素。假設(shè)一個便攜式嵌入式設(shè)備需要在電池供電下長時間運行，并盡可能延長電池壽命。以下關(guān)于電源管理策略的描述，正確的是：（）A.設(shè)備在空閑時進入低功耗模式，減少不必要的能耗B.始終保持設(shè)備在高性能模式，以快速完成任務(wù)，縮短工作時間來節(jié)能C.關(guān)閉所有不使用的硬件設(shè)備，即使可能會影響響應(yīng)速度D.不進行電源管理，依靠大容量電池來滿足長時間運行需求13、在嵌入式操作系統(tǒng)的開發(fā)過程中，調(diào)試工具和技術(shù)的選擇對開發(fā)效率有很大影響。假設(shè)一個嵌入式系統(tǒng)在運行時出現(xiàn)了難以復(fù)現(xiàn)的錯誤，需要進行深入的調(diào)試和分析。以下哪種調(diào)試方法能夠提供更詳細和準確的調(diào)試信息？（）A.基于硬件調(diào)試器，如JTAG調(diào)試B.通過打印輸出進行調(diào)試C.使用軟件仿真工具進行調(diào)試D.依靠經(jīng)驗和猜測進行調(diào)試14、在嵌入式系統(tǒng)的電源管理中，動態(tài)電壓頻率調(diào)整（DVFS）技術(shù)可以根據(jù)系統(tǒng)負載動態(tài)調(diào)整電壓和頻率。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備的工作負載變化較大。以下關(guān)于DVFS的描述，哪一項是不準確的？（）A.DVFS可以在系統(tǒng)負載低時降低電壓和頻率，以節(jié)省功耗B.調(diào)整電壓和頻率的過程需要一定的時間，可能會影響系統(tǒng)的實時性能C.DVFS技術(shù)需要硬件支持，同時操作系統(tǒng)需要相應(yīng)的驅(qū)動和管理策略D.為了最大限度地節(jié)省功耗，應(yīng)該始終將電壓和頻率調(diào)整到最低值15、在嵌入式系統(tǒng)的軟件開發(fā)中，代碼的可維護性和可讀性很重要。假設(shè)一個團隊正在開發(fā)一個復(fù)雜的嵌入式系統(tǒng)，多名開發(fā)人員參與。以下關(guān)于代碼規(guī)范的描述，哪一項是不正確的？（）A.制定統(tǒng)一的代碼規(guī)范，包括命名規(guī)則、縮進風格等B.代碼規(guī)范會限制開發(fā)人員的創(chuàng)造力，降低開發(fā)效率C.良好的代碼規(guī)范有助于提高代碼的可維護性和可讀性D.定期對代碼進行審查，確保符合代碼規(guī)范16、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核架構(gòu)對于系統(tǒng)性能和資源利用有著重要影響。假設(shè)一個資源受限的嵌入式設(shè)備，需要高效地運行多個任務(wù)。以下關(guān)于內(nèi)核架構(gòu)的描述，哪一項是不準確的？（）A.微內(nèi)核架構(gòu)將核心功能精簡，只保留最基本的部分，其他功能作為服務(wù)運行在用戶空間，提高了系統(tǒng)的可擴展性B.宏內(nèi)核架構(gòu)將系統(tǒng)的主要功能都集成在內(nèi)核中，減少了內(nèi)核與用戶空間的切換開銷，提高了系統(tǒng)的性能C.混合內(nèi)核架構(gòu)結(jié)合了微內(nèi)核和宏內(nèi)核的優(yōu)點，在保證性能的同時具備一定的可擴展性D.對于資源受限的嵌入式設(shè)備，宏內(nèi)核架構(gòu)總是比微內(nèi)核架構(gòu)更適合，因為其性能更高17、嵌入式系統(tǒng)的軟件開發(fā)通常采用交叉編譯的方式。假設(shè)要在一臺x86架構(gòu)的主機上為一個ARM架構(gòu)的嵌入式設(shè)備編譯代碼，以下哪個步驟是交叉編譯過程中必不可少的？（）A.安裝目標平臺的編譯器B.直接使用主機的編譯器C.忽略架構(gòu)差異，進行通用編譯D.不進行編譯，直接下載現(xiàn)成的二進制文件18、在嵌入式操作系統(tǒng)中，設(shè)備驅(qū)動程序起著重要作用。假設(shè)一個嵌入式系統(tǒng)中需要連接一個新型的傳感器，該傳感器具有獨特的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)格式。為了使操作系統(tǒng)能夠正確地與該傳感器進行交互，以下哪種方式開發(fā)設(shè)備驅(qū)動程序更為高效和可靠？（）A.直接在操作系統(tǒng)內(nèi)核中編寫驅(qū)動程序，以獲得最高的性能和訪問權(quán)限B.使用用戶空間的庫函數(shù)來模擬驅(qū)動程序的功能C.基于現(xiàn)有的類似傳感器的驅(qū)動程序進行修改和適配D.購買第三方提供的通用驅(qū)動程序，不進行任何定制開發(fā)19、在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中，調(diào)試信息的輸出對于問題排查非常重要。假設(shè)一個嵌入式系統(tǒng)在運行時出現(xiàn)故障，但沒有明顯的錯誤提示。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)信息通過串口輸出到上位機進行分析B.將調(diào)試信息存儲在內(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的調(diào)試信息D.不輸出調(diào)試信息，通過猜測和經(jīng)驗來定位問題20、嵌入式操作系統(tǒng)在工業(yè)控制領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。假設(shè)一個工業(yè)控制系統(tǒng)需要高精度的控制和實時響應(yīng)。以下關(guān)于工業(yè)控制應(yīng)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(wù)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(luò)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21、在嵌入式系統(tǒng)的存儲管理中，閃存（FlashMemory）是一種常用的存儲介質(zhì)。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備使用閃存來存儲系統(tǒng)數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序，以下關(guān)于閃存的特點和使用注意事項，哪一項是不正確的？（）A.閃存具有非易失性，掉電后數(shù)據(jù)不會丟失B.閃存的寫入操作通常比讀取操作慢C.閃存可以無限次地擦寫，不會出現(xiàn)磨損D.在對閃存進行寫入操作之前，通常需要先進行擦除操作22、在嵌入式操作系統(tǒng)中，實時任務(wù)的截止時間是一個重要的約束條件。假設(shè)一個實時任務(wù)必須在規(guī)定的時間內(nèi)完成計算和輸出，否則會導(dǎo)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(wù)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(yīng)比優(yōu)先（HRRN）調(diào)度算法D.輪詢調(diào)度算法23、在嵌入式系統(tǒng)的音頻處理中，數(shù)字信號處理（DSP）技術(shù)常常被應(yīng)用。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備需要實現(xiàn)音頻的編碼和解碼。以下關(guān)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(fù)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(guān)注音頻的質(zhì)量，對系統(tǒng)的資源消耗無需考慮24、嵌入式操作系統(tǒng)在啟動過程中需要進行一系列的初始化工作。假設(shè)一個嵌入式系統(tǒng)在啟動時需要加載多個硬件設(shè)備的驅(qū)動程序，并進行系統(tǒng)配置。以下關(guān)于啟動過程的描述，哪一項是不準確的？（）A.首先進行硬件的基本初始化，如處理器、內(nèi)存等B.然后加載和初始化必要的設(shè)備驅(qū)動程序C.接著啟動用戶應(yīng)用程序，最后進行系統(tǒng)的優(yōu)化和調(diào)整D.系統(tǒng)啟動過程中的各個步驟可以根據(jù)需要進行靈活調(diào)整和優(yōu)化25、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.進行嚴格的測試D.選擇高質(zhì)量的元器件二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）什么是嵌入式系統(tǒng)的協(xié)議測試？2、（本題5分）簡述錯誤日志分析和調(diào)試工具的使用。3、（本題5分）什么是看門狗定時器？其作用是什么？4、（本題5分）什么是嵌入式系統(tǒng)的非易失性存儲器（NVM）？三、編程題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）利用嵌入式操作系統(tǒng)實現(xiàn)一個傳感器融合程序，綜合多個傳感器的數(shù)據(jù)。2、（本題5分）設(shè)計一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度開銷分析程序。3、（本題5分）實現(xiàn)一個嵌入式程序，使用扭矩波動傳感器檢測扭矩波動。4、（本題5分）在嵌入式操作系統(tǒng)中，創(chuàng)建一個軟件定時器，實現(xiàn)定時功能。5、（本題5分）在嵌入式操作系統(tǒng)中，創(chuàng)