山東旅游職業(yè)學(xué)院《嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用》2023-2024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)山東旅游職業(yè)學(xué)院

《嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用》2023-2024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25個(gè)小題，每小題1分，共25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、嵌入式操作系統(tǒng)需要處理各種異常情況。假設(shè)一個(gè)工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的嵌入式設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中遇到硬件故障。以下關(guān)于異常處理的策略，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.系統(tǒng)應(yīng)該能夠檢測(cè)到硬件故障，并采取相應(yīng)的恢復(fù)措施B.可以忽略一些不嚴(yán)重的硬件故障，繼續(xù)運(yùn)行系統(tǒng)C.異常處理程序應(yīng)該簡(jiǎn)潔高效，避免影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行D.一旦發(fā)生異常，系統(tǒng)應(yīng)該立即停止運(yùn)行，以避免造成更大的損失2、在嵌入式操作系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)性是一個(gè)關(guān)鍵特性。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)用于控制醫(yī)療設(shè)備，對(duì)響應(yīng)時(shí)間有嚴(yán)格要求。以下關(guān)于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）在這種場(chǎng)景下的特點(diǎn)描述，正確的是：（）A.RTOS能夠保證任務(wù)在規(guī)定的時(shí)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(kāi)銷(xiāo)較大，但能確保實(shí)時(shí)性C.RTOS不支持多任務(wù)處理，以專(zhuān)注于關(guān)鍵任務(wù)的實(shí)時(shí)響應(yīng)D.RTOS對(duì)硬件資源要求較低，適用于資源受限的嵌入式設(shè)備3、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核同步機(jī)制用于保證多任務(wù)環(huán)境下數(shù)據(jù)的一致性和正確性。假設(shè)多個(gè)任務(wù)同時(shí)訪問(wèn)共享資源。以下關(guān)于內(nèi)核同步機(jī)制的描述，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.信號(hào)量可以用于實(shí)現(xiàn)任務(wù)之間的互斥和同步B.互斥鎖可以保證在同一時(shí)刻只有一個(gè)任務(wù)訪問(wèn)共享資源C.條件變量用于任務(wù)之間的等待和通知，通常與互斥鎖配合使用D.內(nèi)核同步機(jī)制會(huì)增加系統(tǒng)的開(kāi)銷(xiāo)，因此在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)該盡量避免使用4、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核通常需要進(jìn)行定制和配置。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)對(duì)安全性要求較高，需要增強(qiáng)內(nèi)核的安全特性。以下哪些內(nèi)核配置選項(xiàng)可能有助于提高安全性？（）A.啟用內(nèi)存保護(hù)機(jī)制，防止非法訪問(wèn)內(nèi)存B.關(guān)閉不必要的系統(tǒng)服務(wù)和端口，減少攻擊面C.加強(qiáng)用戶認(rèn)證和授權(quán)機(jī)制，限制對(duì)系統(tǒng)資源的訪問(wèn)D.以上選項(xiàng)都可以增強(qiáng)嵌入式操作系統(tǒng)內(nèi)核的安全性5、在嵌入式系統(tǒng)的傳感器數(shù)據(jù)采集過(guò)程中，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)濾波和校準(zhǔn)。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備采集的傳感器數(shù)據(jù)存在噪聲和偏差。以下關(guān)于數(shù)據(jù)處理的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以采用均值濾波、中值濾波等方法去除數(shù)據(jù)中的噪聲B.通過(guò)校準(zhǔn)可以修正傳感器的測(cè)量偏差，提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性C.數(shù)據(jù)濾波和校準(zhǔn)會(huì)增加系統(tǒng)的計(jì)算負(fù)擔(dān)，應(yīng)盡量避免使用D.可以根據(jù)傳感器的特性和應(yīng)用需求選擇合適的數(shù)據(jù)處理方法6、在嵌入式系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求較高的情況下，中斷處理是一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)正在執(zhí)行一個(gè)關(guān)鍵任務(wù)，此時(shí)發(fā)生了一個(gè)高優(yōu)先級(jí)的中斷。以下關(guān)于中斷處理的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.系統(tǒng)會(huì)立即暫停當(dāng)前任務(wù)，轉(zhuǎn)去處理中斷B.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(shí)間C.中斷處理完成后，系統(tǒng)會(huì)回到被中斷的任務(wù)繼續(xù)執(zhí)行D.中斷處理程序可以進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算和數(shù)據(jù)處理，以充分利用中斷時(shí)間7、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8、在嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信中，TCP/IP協(xié)議棧得到了廣泛的應(yīng)用。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，并且對(duì)數(shù)據(jù)的可靠性要求較高。以下關(guān)于TCP/IP協(xié)議棧的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.TCP提供可靠的面向連接的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)B.IP負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)包從源地址發(fā)送到目的地址C.UDP提供不可靠的無(wú)連接的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，適用于對(duì)實(shí)時(shí)性要求高但對(duì)可靠性要求低的應(yīng)用D.在嵌入式系統(tǒng)中，通常只需要實(shí)現(xiàn)TCP/IP協(xié)議棧的部分功能，而不需要完整實(shí)現(xiàn)所有協(xié)議9、在嵌入式系統(tǒng)中，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序起著關(guān)鍵的作用。假設(shè)一個(gè)嵌入式汽車(chē)控制系統(tǒng)需要與多種傳感器和執(zhí)行器進(jìn)行通信。對(duì)于設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的開(kāi)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(shí)間B.簡(jiǎn)化代碼，降低驅(qū)動(dòng)程序的復(fù)雜性C.確保驅(qū)動(dòng)程序的可移植性，能夠在不同的硬件平臺(tái)上運(yùn)行D.優(yōu)先考慮節(jié)省系統(tǒng)資源，降低驅(qū)動(dòng)程序的內(nèi)存占用10、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(gè)工業(yè)控制系統(tǒng)需要高精度的控制和實(shí)時(shí)響應(yīng)。以下關(guān)于工業(yè)控制應(yīng)用的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以采用PID控制算法實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的精確控制B.實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)能夠保證控制任務(wù)的按時(shí)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(yuǎn)程監(jiān)控功能D.系統(tǒng)的可靠性和容錯(cuò)性對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)的連續(xù)性至關(guān)重要11、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核通常支持搶占式調(diào)度。假設(shè)一個(gè)低優(yōu)先級(jí)任務(wù)正在執(zhí)行，此時(shí)一個(gè)高優(yōu)先級(jí)任務(wù)就緒。以下關(guān)于搶占式調(diào)度的描述，正確的是：（）A.操作系統(tǒng)會(huì)立即暫停低優(yōu)先級(jí)任務(wù)，切換到高優(yōu)先級(jí)任務(wù)執(zhí)行B.低優(yōu)先級(jí)任務(wù)會(huì)繼續(xù)執(zhí)行完當(dāng)前的時(shí)間片，然后再切換到高優(yōu)先級(jí)任務(wù)C.操作系統(tǒng)會(huì)根據(jù)任務(wù)的重要性決定是否搶占，而不是僅僅基于優(yōu)先級(jí)D.搶占式調(diào)度會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定，因此應(yīng)盡量避免使用12、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核移植是一項(xiàng)復(fù)雜的工作。假設(shè)要將一個(gè)現(xiàn)有的內(nèi)核移植到一個(gè)新的硬件平臺(tái)上，需要修改內(nèi)核的多個(gè)部分。以下哪個(gè)方面的修改通常是最為關(guān)鍵和困難的？（）A.驅(qū)動(dòng)程序的適配B.內(nèi)存管理的調(diào)整C.進(jìn)程調(diào)度的優(yōu)化D.中斷處理的修改13、嵌入式系統(tǒng)通常需要與各種外部設(shè)備進(jìn)行通信。假設(shè)有一個(gè)嵌入式設(shè)備，需要實(shí)時(shí)采集溫度傳感器的數(shù)據(jù)，并將其傳輸?shù)街鳈C(jī)進(jìn)行處理。在這種情況下，以下哪種通信方式可能是最優(yōu)選擇？（）A.串行通信B.并行通信C.USB通信D.藍(lán)牙通信14、在嵌入式系統(tǒng)中，內(nèi)存保護(hù)機(jī)制可以防止程序錯(cuò)誤導(dǎo)致的系統(tǒng)崩潰。假設(shè)一個(gè)應(yīng)用程序出現(xiàn)了內(nèi)存訪問(wèn)越界的錯(cuò)誤。以下關(guān)于內(nèi)存保護(hù)機(jī)制的作用，正確的是：（）A.內(nèi)存保護(hù)機(jī)制能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并阻止越界訪問(wèn)，避免影響其他程序的運(yùn)行B.內(nèi)存保護(hù)機(jī)制會(huì)自動(dòng)修復(fù)越界訪問(wèn)造成的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤C.即使有內(nèi)存保護(hù)機(jī)制，越界訪問(wèn)也可能導(dǎo)致系統(tǒng)立即死機(jī)D.內(nèi)存保護(hù)機(jī)制只對(duì)操作系統(tǒng)內(nèi)核有效，對(duì)應(yīng)用程序不起作用15、假設(shè)在一個(gè)嵌入式工業(yè)控制器中，需要同時(shí)運(yùn)行多個(gè)實(shí)時(shí)任務(wù)和非實(shí)時(shí)任務(wù)。為了確保實(shí)時(shí)任務(wù)不受非實(shí)時(shí)任務(wù)的干擾，以下哪種內(nèi)核架構(gòu)可能是最適合的？（）A.單內(nèi)核架構(gòu)B.微內(nèi)核架構(gòu)C.宏內(nèi)核架構(gòu)D.混合內(nèi)核架構(gòu)16、在嵌入式操作系統(tǒng)中，內(nèi)存管理是一個(gè)關(guān)鍵部分。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)的內(nèi)存有限，需要運(yùn)行多個(gè)任務(wù)，并且這些任務(wù)對(duì)內(nèi)存的需求各不相同。以下哪種內(nèi)存管理技術(shù)在這種情況下可能不太適用？（）A.固定分區(qū)分配B.動(dòng)態(tài)分區(qū)分配C.分頁(yè)式存儲(chǔ)管理D.分段式存儲(chǔ)管理17、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18、在嵌入式系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)通信功能的實(shí)現(xiàn)需要考慮資源和性能的平衡。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要與遠(yuǎn)程服務(wù)器進(jìn)行少量數(shù)據(jù)的周期性傳輸。以下哪種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議可能最為適合？（）A.TCP協(xié)議，提供可靠的連接和數(shù)據(jù)傳輸B.UDP協(xié)議，傳輸效率高但不可靠C.HTTP協(xié)議，常用于網(wǎng)頁(yè)訪問(wèn)，適用于嵌入式系統(tǒng)D.SMTP協(xié)議，用于電子郵件傳輸，可用于數(shù)據(jù)交換19、嵌入式系統(tǒng)中的引導(dǎo)加載程序（Bootloader）負(fù)責(zé)系統(tǒng)的初始化和啟動(dòng)。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備的存儲(chǔ)介質(zhì)上有多個(gè)操作系統(tǒng)映像，以下關(guān)于引導(dǎo)加載程序的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.引導(dǎo)加載程序可以選擇加載不同的操作系統(tǒng)映像B.引導(dǎo)加載程序需要對(duì)硬件進(jìn)行初步的初始化，為操作系統(tǒng)的運(yùn)行創(chuàng)造條件C.引導(dǎo)加載程序的代碼通常存儲(chǔ)在只讀存儲(chǔ)器（ROM）中，不可修改D.引導(dǎo)加載程序可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行更新和升級(jí)20、在嵌入式系統(tǒng)的可靠性測(cè)試中，壓力測(cè)試是一種常用的方法。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要在高負(fù)載和惡劣環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，以下關(guān)于壓力測(cè)試的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.壓力測(cè)試可以模擬系統(tǒng)在極端情況下的工作狀態(tài)，檢測(cè)潛在的故障B.壓力測(cè)試需要對(duì)系統(tǒng)的硬件、軟件和環(huán)境進(jìn)行綜合考慮C.壓力測(cè)試只需要關(guān)注系統(tǒng)的性能指標(biāo)，不需要考慮功能的正確性D.壓力測(cè)試的結(jié)果可以為系統(tǒng)的優(yōu)化和改進(jìn)提供依據(jù)21、在嵌入式系統(tǒng)的音頻處理中，數(shù)字信號(hào)處理（DSP）技術(shù)常常被應(yīng)用。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音識(shí)別功能，以下關(guān)于數(shù)字信號(hào)處理的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.數(shù)字信號(hào)處理可以對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行濾波、變換等操作B.數(shù)字信號(hào)處理算法的復(fù)雜度較高，需要高效的實(shí)現(xiàn)方式C.嵌入式系統(tǒng)中的數(shù)字信號(hào)處理通常使用專(zhuān)用的DSP芯片來(lái)提高處理速度D.數(shù)字信號(hào)處理在音頻處理中的應(yīng)用僅限于語(yǔ)音識(shí)別，不能用于其他音頻功能22、在嵌入式系統(tǒng)的存儲(chǔ)管理中，閃存（FlashMemory）是常用的存儲(chǔ)介質(zhì)。假設(shè)一個(gè)嵌入式導(dǎo)航設(shè)備需要頻繁讀寫(xiě)數(shù)據(jù)到閃存中。以下關(guān)于閃存的使用和管理，哪一項(xiàng)是需要特別注意的？（）A.不需要考慮擦除操作，直接寫(xiě)入數(shù)據(jù)即可B.閃存的讀寫(xiě)速度比傳統(tǒng)硬盤(pán)快，無(wú)需優(yōu)化讀寫(xiě)操作C.由于閃存具有有限的擦寫(xiě)次數(shù)，需要采用均衡磨損算法延長(zhǎng)其壽命D.閃存的容量很大，可以隨意存儲(chǔ)大量臨時(shí)數(shù)據(jù)23、在嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)中，調(diào)試工具和技術(shù)起著重要的作用。假設(shè)一個(gè)復(fù)雜的嵌入式系統(tǒng)在調(diào)試過(guò)程中遇到困難。以下關(guān)于調(diào)試的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以使用在線仿真器（ICE）進(jìn)行硬件級(jí)的調(diào)試，獲取詳細(xì)的系統(tǒng)狀態(tài)信息B.軟件調(diào)試工具如GDB可以幫助開(kāi)發(fā)者設(shè)置斷點(diǎn)、單步調(diào)試和查看變量值C.打印調(diào)試信息是一種簡(jiǎn)單但有效的調(diào)試方法，但會(huì)增加系統(tǒng)的開(kāi)銷(xiāo)D.一旦系統(tǒng)開(kāi)發(fā)完成，就不再需要調(diào)試工具，因?yàn)橄到y(tǒng)已經(jīng)穩(wěn)定運(yùn)行24、在嵌入式系統(tǒng)的資源受限環(huán)境下，代碼優(yōu)化至關(guān)重要。假設(shè)一個(gè)對(duì)性能和代碼大小有嚴(yán)格要求的嵌入式應(yīng)用。以下關(guān)于代碼優(yōu)化的描述，正確的是：（）A.只關(guān)注算法優(yōu)化，忽略代碼可讀性B.在不影響功能的前提下，對(duì)代碼進(jìn)行算法、內(nèi)存使用和指令級(jí)的優(yōu)化C.代碼優(yōu)化效果不明顯，不值得花費(fèi)精力D.嵌入式系統(tǒng)的代碼無(wú)需優(yōu)化，能運(yùn)行即可25、當(dāng)一個(gè)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(qǐng)求-響應(yīng)模式D.MQTT協(xié)議，專(zhuān)為低帶寬和不穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）什么是嵌入式系統(tǒng)的回歸測(cè)試？2、（本題5分）嵌入式操作系統(tǒng)中的視頻處理技術(shù)包括哪些？3、（本題5分）解釋如何確保嵌入式系統(tǒng)在不同配置下的正常運(yùn)行。4、（本題5分）簡(jiǎn)述容錯(cuò)測(cè)試的目的和步驟。三、編程題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）用嵌入式操作系統(tǒng)編寫(xiě)一個(gè)磁傳感器驅(qū)動(dòng)程序，獲取磁場(chǎng)數(shù)據(jù)。2、（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)水質(zhì)檢測(cè)傳感器獲取水質(zhì)數(shù)據(jù)。3、（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)超時(shí)處理程序。4、（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)資源競(jìng)爭(zhēng)處理程序。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，在嵌入式系統(tǒng)中