徐州工程學(xué)院《嵌入式系統(tǒng)及應(yīng)用》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁徐州工程學(xué)院《嵌入式系統(tǒng)及應(yīng)用》

2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個小題，每小題2分，共40分．在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、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)一個嵌入式系統(tǒng)需要在多個任務(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)制來保證數(shù)據(jù)的一致性B.多個任務(wù)可以同時訪問共享內(nèi)存區(qū)域，提高了數(shù)據(jù)訪問的效率C.共享內(nèi)存的分配和釋放由操作系統(tǒng)自動管理，任務(wù)無需關(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)競爭等問題2、嵌入式操作系統(tǒng)常常需要在不同的硬件平臺上移植。假設(shè)一個嵌入式游戲系統(tǒng)需要從一種處理器架構(gòu)移植到另一種架構(gòu)。在移植過程中，以下哪項(xiàng)是最關(guān)鍵的？（）A.只需修改操作系統(tǒng)的內(nèi)核代碼，應(yīng)用程序無需改動B.重新編譯操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序，并修改與硬件相關(guān)的代碼C.可以直接將原系統(tǒng)的二進(jìn)制文件在新平臺上運(yùn)行，無需任何修改D.移植過程主要取決于新平臺的性能，與原系統(tǒng)的架構(gòu)無關(guān)3、當(dāng)一個嵌入式操作系統(tǒng)需要與外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，例如物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備上傳數(shù)據(jù)到云服務(wù)器，在網(wǎng)絡(luò)連接不穩(wěn)定或帶寬有限的情況下，以下哪種數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議和技術(shù)更適合保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸？（）A.TCP協(xié)議，提供可靠的面向連接的傳輸B.UDP協(xié)議，快速但不可靠的傳輸C.HTTP協(xié)議，基于請求-響應(yīng)模式D.MQTT協(xié)議，專為低帶寬和不穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)設(shè)計4、嵌入式操作系統(tǒng)在航空航天領(lǐng)域有著嚴(yán)格的要求。假設(shè)一個航空電子設(shè)備需要運(yùn)行嵌入式操作系統(tǒng)。以下關(guān)于航空航天應(yīng)用中操作系統(tǒng)的特性，正確的是：（）A.高可靠性、容錯性和符合航空標(biāo)準(zhǔn)是必備的B.可以使用普通的嵌入式操作系統(tǒng)，無需特殊考量C.對操作系統(tǒng)的性能和功能要求不高，重點(diǎn)在于成本控制D.航空航天領(lǐng)域的嵌入式操作系統(tǒng)與其他領(lǐng)域沒有差異5、在嵌入式系統(tǒng)的內(nèi)存保護(hù)機(jī)制中，虛擬內(nèi)存通常不是必需的。假設(shè)一個簡單的電子秤的嵌入式系統(tǒng)，內(nèi)存資源有限。以下關(guān)于內(nèi)存保護(hù)的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以使用硬件機(jī)制來實(shí)現(xiàn)內(nèi)存訪問的權(quán)限控制B.不需要復(fù)雜的內(nèi)存保護(hù)機(jī)制，因?yàn)橄到y(tǒng)功能簡單C.內(nèi)存保護(hù)會增加系統(tǒng)的開銷，在簡單系統(tǒng)中可以忽略D.即使是簡單系統(tǒng)，也應(yīng)該采用虛擬內(nèi)存來提高內(nèi)存管理的靈活性6、在嵌入式系統(tǒng)中，設(shè)備驅(qū)動程序起著關(guān)鍵的作用。假設(shè)一個嵌入式汽車控制系統(tǒng)需要與多種傳感器和執(zhí)行器進(jìn)行通信。對于設(shè)備驅(qū)動程序的開發(fā)，以下哪項(xiàng)是最為關(guān)鍵的？（）A.追求高性能，盡可能減少設(shè)備操作的響應(yīng)時間B.簡化代碼，降低驅(qū)動程序的復(fù)雜性C.確保驅(qū)動程序的可移植性，能夠在不同的硬件平臺上運(yùn)行D.優(yōu)先考慮節(jié)省系統(tǒng)資源，降低驅(qū)動程序的內(nèi)存占用7、當(dāng)一個嵌入式操作系統(tǒng)需要支持遠(yuǎn)程更新和升級功能，例如智能電表的軟件更新，以下哪種技術(shù)和策略能夠確保更新過程的安全性和可靠性？（）A.使用加密的更新包，并進(jìn)行完整性驗(yàn)證B.直接通過網(wǎng)絡(luò)傳輸未加密的更新文件C.不支持遠(yuǎn)程更新，采用人工現(xiàn)場更新的方式D.隨機(jī)選擇更新的時機(jī)和版本，不進(jìn)行版本控制8、在嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程中，調(diào)試工具和技術(shù)起著重要作用。假設(shè)一個復(fù)雜的嵌入式系統(tǒng)出現(xiàn)了運(yùn)行時錯誤。以下關(guān)于調(diào)試方法的描述，哪一項(xiàng)是錯誤的？（）A.可以使用硬件調(diào)試器，如JTAG接口，直接訪問和控制處理器的內(nèi)部狀態(tài)B.軟件調(diào)試工具可以在代碼中插入打印語句，輸出關(guān)鍵變量的值來輔助調(diào)試C.在線仿真器可以完全模擬嵌入式系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境，提供最準(zhǔn)確的調(diào)試信息D.一旦系統(tǒng)開發(fā)完成并投入使用，就不再需要調(diào)試工具和技術(shù)，因?yàn)橄到y(tǒng)應(yīng)該是穩(wěn)定可靠的9、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(wù)的數(shù)據(jù)存儲和恢復(fù)，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10、在嵌入式系統(tǒng)的圖形界面開發(fā)中，需要考慮資源受限和用戶體驗(yàn)。假設(shè)一個小型嵌入式設(shè)備需要顯示簡單的圖形界面。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，提供豐富的圖形效果B.選擇輕量級的圖形庫，如MiniGUI，滿足基本需求并節(jié)省資源C.不使用圖形界面，通過命令行與用戶交互D.圖形界面的選擇對系統(tǒng)性能沒有影響11、嵌入式操作系統(tǒng)的啟動過程包括硬件初始化、引導(dǎo)加載程序和內(nèi)核啟動等階段。假設(shè)一個嵌入式系統(tǒng)在啟動時出現(xiàn)故障。以下關(guān)于啟動過程的描述，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)核啟動后會進(jìn)行設(shè)備驅(qū)動的加載和系統(tǒng)配置的初始化D.一旦啟動過程出現(xiàn)故障，只能重新設(shè)計硬件來解決問題，無法通過軟件調(diào)試12、在嵌入式系統(tǒng)的軟件開發(fā)中，代碼的可移植性是一個重要的考慮因素。假設(shè)要將一個在一種嵌入式平臺上開發(fā)的軟件移植到另一個不同架構(gòu)的平臺上，為了減少移植的工作量，以下哪種方法最為有效？（）A.使用跨平臺的編程語言和庫B.針對新平臺重新編寫全部代碼C.盡量使用平臺相關(guān)的特性D.不考慮可移植性，只在原平臺上運(yùn)行13、嵌入式系統(tǒng)中的實(shí)時內(nèi)核通常需要滿足嚴(yán)格的時間約束。假設(shè)一個實(shí)時內(nèi)核需要在規(guī)定的時間內(nèi)完成任務(wù)調(diào)度和中斷處理，以下關(guān)于實(shí)時內(nèi)核性能評估的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.可以通過測量任務(wù)切換時間、中斷響應(yīng)時間等指標(biāo)來評估實(shí)時內(nèi)核的性能B.實(shí)時內(nèi)核的性能只與軟件實(shí)現(xiàn)有關(guān)，與硬件平臺無關(guān)C.最壞情況執(zhí)行時間（WCET）是評估實(shí)時內(nèi)核性能的重要參數(shù)之一D.實(shí)時內(nèi)核的性能評估需要在實(shí)際的應(yīng)用場景中進(jìn)行，以獲得準(zhǔn)確的結(jié)果14、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)存管理對于系統(tǒng)性能和資源利用至關(guān)重要。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備內(nèi)存資源有限，但需要運(yùn)行多個任務(wù)。以下關(guān)于內(nèi)存管理策略的描述，正確的是：（）A.采用動態(tài)內(nèi)存分配，讓任務(wù)根據(jù)需要隨時申請和釋放內(nèi)存，以提高靈活性B.使用靜態(tài)內(nèi)存分配，預(yù)先為每個任務(wù)分配固定的內(nèi)存空間，避免內(nèi)存碎片和分配開銷C.不進(jìn)行內(nèi)存管理，讓任務(wù)自行競爭內(nèi)存資源D.只依賴硬件的內(nèi)存管理機(jī)制，操作系統(tǒng)不參與內(nèi)存分配15、在一個嵌入式操作系統(tǒng)中，系統(tǒng)的安全性是至關(guān)重要的。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備需要處理敏感信息，如金融交易數(shù)據(jù)或個人身份信息。以下哪種安全機(jī)制能夠有效地保護(hù)這些數(shù)據(jù)的機(jī)密性和完整性？（）A.數(shù)據(jù)加密技術(shù)，如AES加密B.訪問控制列表，限制對數(shù)據(jù)的訪問權(quán)限C.數(shù)字簽名技術(shù)，驗(yàn)證數(shù)據(jù)的來源和完整性D.不采取任何安全措施，依靠設(shè)備的物理保護(hù)16、當(dāng)對嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行性能測試時，需要評估多個方面的指標(biāo)。假設(shè)要測試一個嵌入式設(shè)備在處理不同負(fù)載情況下的響應(yīng)時間、資源利用率和功耗等。以下哪種測試工具和方法的組合最為有效？（）A.使用性能分析工具，如ProfilerB.進(jìn)行壓力測試和基準(zhǔn)測試C.人工觀察和記錄系統(tǒng)性能D.只測試部分功能，忽略整體性能17、當(dāng)為一個嵌入式設(shè)備開發(fā)圖形用戶界面（GUI）時，需要考慮界面的簡潔性、響應(yīng)速度和資源消耗。假設(shè)該設(shè)備的屏幕尺寸較小，處理能力有限。以下哪種GUI框架和技術(shù)最為合適？（）A.QtB.GTK+C.MicroWindowsD.自行開發(fā)簡單的圖形庫18、在嵌入式系統(tǒng)的電源管理中，睡眠模式和待機(jī)模式的使用可以降低功耗。假設(shè)一個便攜式醫(yī)療設(shè)備在不使用時需要進(jìn)入低功耗模式。以下關(guān)于睡眠模式和待機(jī)模式的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.睡眠模式下，系統(tǒng)會保存當(dāng)前狀態(tài)并關(guān)閉大部分硬件，功耗較低B.待機(jī)模式比睡眠模式功耗更低，但恢復(fù)時間更長C.可以根據(jù)設(shè)備的使用場景靈活選擇睡眠模式或待機(jī)模式D.進(jìn)入睡眠模式或待機(jī)模式后，系統(tǒng)無法被喚醒19、在嵌入式操作系統(tǒng)中，以下哪種同步機(jī)制可以用于實(shí)現(xiàn)多個線程對共享資源的互斥訪問？（）A.互斥鎖B.條件變量C.自旋鎖D.以上都是20、嵌入式操作系統(tǒng)中的進(jìn)程間通信（IPC）機(jī)制用于不同進(jìn)程之間的數(shù)據(jù)交換和協(xié)調(diào)工作。假設(shè)一個嵌入式系統(tǒng)中有多個進(jìn)程需要協(xié)同完成一項(xiàng)任務(wù)，以下關(guān)于進(jìn)程間通信的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.管道是一種簡單的進(jìn)程間通信方式，數(shù)據(jù)只能單向流動B.消息隊(duì)列可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間的異步通信，消息可以按照一定的優(yōu)先級進(jìn)行處理C.共享內(nèi)存可以提供高效的進(jìn)程間數(shù)據(jù)共享，但需要注意同步和互斥問題D.進(jìn)程間通信只適用于同一種操作系統(tǒng)中的進(jìn)程，不同操作系統(tǒng)之間的進(jìn)程無法進(jìn)行通信二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）簡述互斥鎖、條件變量和事件的使用方法。2、（本題5分）解釋系統(tǒng)調(diào)用的實(shí)現(xiàn)和參數(shù)傳遞。3、（本題5分）解釋在嵌入式系統(tǒng)中如何實(shí)現(xiàn)安全啟動的密鑰管理。三、編程題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計一個程序，在嵌入式系統(tǒng)中使用拉力傳感器測量拉力值。2、（本題5分）利用嵌入式操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)一個RTC時鐘的鬧鐘重復(fù)設(shè)置程序。3、（本題5分）設(shè)計一個程序，在嵌入式系統(tǒng)中使用濃度傳感器檢測物質(zhì)濃度。4、（本題5分）設(shè)計一個程序，在嵌入式系統(tǒng)中使用照度差傳感器檢測光照度差。5、（本題5分）在嵌入式操作系統(tǒng)中