宜賓學院《嵌入式操作系統(tǒng)》2021-2022學年第一學期期末試卷

站名：站名：年級專業(yè)：姓名：學號：凡年級專業(yè)、姓名、學號錯寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記?！堋狻€…………第1頁，共1頁宜賓學院《嵌入式操作系統(tǒng)》

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20個小題，每小題2分，共40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、嵌入式操作系統(tǒng)常常需要在不同的硬件平臺上移植。假設一個嵌入式游戲系統(tǒng)需要從一種處理器架構移植到另一種架構。在移植過程中，以下哪項是最關鍵的？（）A.只需修改操作系統(tǒng)的內核代碼，應用程序無需改動B.重新編譯操作系統(tǒng)和應用程序，并修改與硬件相關的代碼C.可以直接將原系統(tǒng)的二進制文件在新平臺上運行，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)的架構無關2、對于一個運行嵌入式操作系統(tǒng)的智能交通系統(tǒng)設備，例如車載導航儀，需要快速處理大量的地理信息和實時交通數(shù)據(jù)。以下哪種數(shù)據(jù)結構和算法更適合提高數(shù)據(jù)處理的效率？（）A.二叉搜索樹，用于快速查找數(shù)據(jù)B.哈希表，實現(xiàn)快速的插入和查找C.鏈表，方便數(shù)據(jù)的動態(tài)添加和刪除D.數(shù)組，簡單直觀但查找效率較低3、在嵌入式系統(tǒng)中，中斷處理是響應外部事件的重要機制。假設一個嵌入式設備需要實時響應外部傳感器的中斷信號。以下關于中斷處理的描述，哪一項是不準確的？（）A.中斷處理程序應該盡可能短小精悍，以減少中斷響應時間B.可以設置中斷優(yōu)先級，高優(yōu)先級中斷可以打斷低優(yōu)先級中斷的處理C.中斷處理完成后，系統(tǒng)會自動返回到被中斷的任務繼續(xù)執(zhí)行D.為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，應該盡量減少中斷的使用，采用輪詢方式獲取外部事件4、當設計一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的工業(yè)控制網(wǎng)關時，需要實現(xiàn)不同工業(yè)協(xié)議之間的轉換和數(shù)據(jù)融合。以下哪種軟件架構和開發(fā)工具可能會被使用？（）A.分層架構B.微服務架構C.開源開發(fā)框架D.以上都是5、對于一個資源受限的嵌入式系統(tǒng)，電源管理至關重要。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6、假設一個嵌入式系統(tǒng)需要運行一個復雜的圖形用戶界面（GUI），例如智能手表的操作界面，對界面的響應速度和資源占用有嚴格要求。以下哪種GUI框架和技術更適合這種嵌入式應用？（）A.Qt框架，功能強大但資源消耗較大B.MiniGUI框架，輕量級且適合嵌入式環(huán)境C.自行開發(fā)基于底層圖形庫的GUID.不使用GUI，采用命令行界面7、在嵌入式系統(tǒng)的電源管理中，動態(tài)電壓頻率調整（DVFS）技術可以根據(jù)系統(tǒng)負載調整處理器的電壓和頻率。假設一個嵌入式設備的負載變化頻繁。以下關于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)性能產生負面影響D.可以根據(jù)系統(tǒng)的歷史負載情況預測未來的負載，提前進行DVFS調整8、在嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程中，調試工具和技術的選擇對開發(fā)效率有重要影響。假設要對一個運行在特定硬件平臺上的嵌入式軟件進行調試，需要能夠實時查看變量值、跟蹤程序執(zhí)行流程和分析系統(tǒng)性能。以下哪種調試工具和方法的組合最為有效？（）A.使用硬件調試器，如JTAGB.借助軟件模擬器進行調試C.通過打印輸出進行調試D.不進行調試，直接發(fā)布產品9、在嵌入式系統(tǒng)的啟動過程中，引導程序（Bootloader）起著重要作用。假設一個嵌入式設備需要從不同的存儲介質啟動。以下關于Bootloader功能的描述，正確的是：（）A.Bootloader只負責加載操作系統(tǒng)內核，不進行任何硬件初始化B.完成硬件初始化、選擇啟動設備、加載并啟動操作系統(tǒng)等一系列任務C.Bootloader的功能是固定的，不能根據(jù)需求進行定制D.Bootloader對系統(tǒng)的啟動性能沒有影響10、嵌入式操作系統(tǒng)的內存管理對于系統(tǒng)性能和資源利用至關重要。假設一個嵌入式設備內存資源有限，但需要運行多個任務。以下關于內存管理策略的描述，正確的是：（）A.采用動態(tài)內存分配，讓任務根據(jù)需要隨時申請和釋放內存，以提高靈活性B.使用靜態(tài)內存分配，預先為每個任務分配固定的內存空間，避免內存碎片和分配開銷C.不進行內存管理，讓任務自行競爭內存資源D.只依賴硬件的內存管理機制，操作系統(tǒng)不參與內存分配11、在嵌入式系統(tǒng)的內存保護機制中，虛擬內存通常不是必需的。假設一個簡單的電子秤的嵌入式系統(tǒng)，內存資源有限。以下關于內存保護的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以使用硬件機制來實現(xiàn)內存訪問的權限控制B.不需要復雜的內存保護機制，因為系統(tǒng)功能簡單C.內存保護會增加系統(tǒng)的開銷，在簡單系統(tǒng)中可以忽略D.即使是簡單系統(tǒng)，也應該采用虛擬內存來提高內存管理的靈活性12、嵌入式操作系統(tǒng)的內核移植是一項復雜的工作。假設要將一個現(xiàn)有的內核移植到一個新的硬件平臺上，需要修改內核的多個部分。以下哪個方面的修改通常是最為關鍵和困難的？（）A.驅動程序的適配B.內存管理的調整C.進程調度的優(yōu)化D.中斷處理的修改13、在嵌入式系統(tǒng)中，中斷處理是響應外部事件的重要機制。假設一個嵌入式設備需要快速響應外部中斷。以下關于中斷處理的描述，哪一項是不正確的？（）A.中斷處理程序應該盡量短小精悍，以減少中斷響應時間B.可以采用中斷嵌套，允許高優(yōu)先級中斷打斷低優(yōu)先級中斷的處理C.中斷處理過程中不應該進行耗時的操作，如大量的數(shù)據(jù)計算和文件操作D.中斷處理的優(yōu)先級是固定的，不能根據(jù)系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行動態(tài)調整14、嵌入式操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)在選擇時需要考慮多種因素。假設一個嵌入式設備需要頻繁進行文件的讀寫操作，并且對文件的完整性要求較高。以下哪種文件系統(tǒng)可能更適合？（）A.exFAT文件系統(tǒng)，支持大容量存儲和快速讀寫B(tài).ext4文件系統(tǒng)，具有較好的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)完整性C.FAT32文件系統(tǒng)，兼容性好但性能一般D.NTFS文件系統(tǒng)，適合復雜的文件管理需求15、嵌入式操作系統(tǒng)的內核裁剪是為了滿足特定應用的需求和資源限制。假設一個簡單的嵌入式傳感器設備，只需要基本的任務調度和通信功能。在進行內核裁剪時，以下哪些部分可能會被去除？（）A.復雜的內存管理模塊，因為設備內存需求簡單B.完整的網(wǎng)絡協(xié)議棧，因為設備不需要聯(lián)網(wǎng)C.高級的設備驅動支持，因為傳感器設備驅動相對簡單D.以上選項都有可能被裁剪以減小內核體積16、在嵌入式系統(tǒng)中，實時時鐘（RTC）是一個重要的組件。假設一個嵌入式設備需要精確的時間記錄和定時功能。以下關于實時時鐘的描述，正確的是：（）A.實時時鐘由電池供電，即使設備斷電也能保持時間B.實時時鐘的精度主要取決于晶振的頻率，頻率越高精度越高C.可以通過軟件編程設置實時時鐘的初始時間和鬧鐘功能D.以上描述都是關于嵌入式系統(tǒng)中實時時鐘的正確特點17、嵌入式操作系統(tǒng)的存儲管理需要考慮閃存的特性。假設一個嵌入式系統(tǒng)使用閃存作為主要存儲設備。以下關于閃存管理的描述，哪一項是不正確的？（）A.閃存具有有限的寫入次數(shù)，需要采用磨損均衡算法延長其使用壽命B.閃存的讀寫速度比傳統(tǒng)硬盤快，但價格相對較高C.可以使用閃存轉換層（FTL）來模擬傳統(tǒng)的塊設備接口，方便操作系統(tǒng)使用D.閃存不需要進行垃圾回收和壞塊管理，因為其可靠性很高18、對于一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的實時控制系統(tǒng)，例如工業(yè)自動化中的機器人手臂控制，系統(tǒng)需要對外部輸入的信號做出快速且準確的響應，響應時間要求在毫秒級別。同時，系統(tǒng)還需要保證任務執(zhí)行的確定性和可預測性。以下哪種調度算法更能滿足這種實時性和確定性的要求？（）A.先來先服務調度算法B.優(yōu)先級調度算法，根據(jù)任務的緊急程度分配優(yōu)先級C.最短作業(yè)優(yōu)先調度算法D.時間片輪轉調度算法19、在嵌入式操作系統(tǒng)的任務調度中，優(yōu)先級調度是一種常見的策略?？紤]一個包含多個實時任務和非實時任務的嵌入式系統(tǒng)，實時任務具有較高的優(yōu)先級。如果一個非實時任務正在執(zhí)行，此時一個高優(yōu)先級的實時任務就緒，會發(fā)生什么情況？（）A.立即切換到實時任務執(zhí)行B.等待非實時任務完成后再切換C.按照一定的時間片輪轉切換D.由用戶決定是否切換20、嵌入式操作系統(tǒng)的內核架構有多種選擇，如微內核和宏內核。假設一個對安全性和可靠性要求極高的嵌入式系統(tǒng)。以下關于內核架構的描述，哪一項是不正確的？（）A.微內核架構將核心功能放在內核中，其他功能作為服務運行在用戶空間，提高了系統(tǒng)的安全性B.宏內核架構將更多的功能集成在內核中，具有較高的性能和效率C.微內核架構由于功能分離，通信開銷較大，不適合對性能要求苛刻的系統(tǒng)D.宏內核架構的可擴展性優(yōu)于微內核架構，更容易添加新的功能二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）嵌入式操作系統(tǒng)中的實時任務的可預測性保障措施有哪些？2、（本題5分）解釋網(wǎng)絡協(xié)議優(yōu)化和緩沖區(qū)管理。3、（本題5分）簡述嵌入式系統(tǒng)中的代碼安全加固措施。三、編程題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）實現(xiàn)一個嵌入式程序，使用光澤度波動傳感器檢測物體的光澤度波動。2、（本題5分）利用嵌入式操作系統(tǒng)實現(xiàn)一個RTC時鐘的時鐘精度評估程序。3、（本題5分）實現(xiàn)一個嵌入式程序，使用扭矩變化率傳感器檢測扭矩變化率。4、（本題5分）設計一個程序，在嵌入式系