桐城師范高等專(zhuān)科學(xué)?！肚度胧较到y(tǒng)及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密封線第1頁(yè)，共3頁(yè)桐城師范高等專(zhuān)科學(xué)校

《嵌入式系統(tǒng)及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分一、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)的軟件更新方面，需要考慮系統(tǒng)的可用性和安全性。假設(shè)一個(gè)正在運(yùn)行的嵌入式設(shè)備需要進(jìn)行軟件升級(jí)。以下關(guān)于軟件更新方式的描述，正確的是：（）A.直接在運(yùn)行時(shí)進(jìn)行在線更新，不考慮更新失敗的風(fēng)險(xiǎn)B.采用離線更新方式，將設(shè)備停機(jī)后進(jìn)行更新，確保更新的可靠性C.忽略軟件更新，使用初始版本直至設(shè)備退役D.軟件更新方式對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性沒(méi)有影響2、嵌入式操作系統(tǒng)在工業(yè)控制領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。假設(shè)一個(gè)工業(yè)控制系統(tǒng)需要高穩(wěn)定性和確定性的操作。以下關(guān)于工業(yè)控制中操作系統(tǒng)的特點(diǎn)，正確的是：（）A.具備硬實(shí)時(shí)性、高可靠性和可預(yù)測(cè)的性能B.可以容忍一定程度的延遲和不確定性C.對(duì)操作系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能要求不高，功能實(shí)現(xiàn)為主D.工業(yè)控制中的操作系統(tǒng)與一般嵌入式系統(tǒng)相同3、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核裁剪是根據(jù)具體應(yīng)用需求精簡(jiǎn)內(nèi)核功能。假設(shè)一個(gè)簡(jiǎn)單的嵌入式設(shè)備只需要基本的任務(wù)調(diào)度和中斷處理功能。以下關(guān)于內(nèi)核裁剪的描述，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.內(nèi)核裁剪可以減少系統(tǒng)的資源占用，提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率B.在裁剪內(nèi)核時(shí)，需要仔細(xì)評(píng)估每個(gè)功能模塊的必要性，避免影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性C.一旦完成內(nèi)核裁剪，就不能再根據(jù)后續(xù)需求添加新的功能模塊D.內(nèi)核裁剪需要對(duì)操作系統(tǒng)的源代碼有深入的理解和修改能力4、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核裁剪是為了滿足特定應(yīng)用的需求和資源限制。假設(shè)一個(gè)簡(jiǎn)單的嵌入式傳感器設(shè)備，只需要基本的任務(wù)調(diào)度和通信功能。在進(jìn)行內(nèi)核裁剪時(shí)，以下哪些部分可能會(huì)被去除？（）A.復(fù)雜的內(nèi)存管理模塊，因?yàn)樵O(shè)備內(nèi)存需求簡(jiǎn)單B.完整的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，因?yàn)樵O(shè)備不需要聯(lián)網(wǎng)C.高級(jí)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)支持，因?yàn)閭鞲衅髟O(shè)備驅(qū)動(dòng)相對(duì)簡(jiǎn)單D.以上選項(xiàng)都有可能被裁剪以減小內(nèi)核體積5、當(dāng)開(kāi)發(fā)一個(gè)基于嵌入式操作系統(tǒng)的智能家電產(chǎn)品，如智能冰箱，需要實(shí)現(xiàn)與用戶的友好交互和遠(yuǎn)程控制功能。以下哪種用戶界面技術(shù)可能會(huì)被應(yīng)用？（）A.觸摸屏B.語(yǔ)音識(shí)別C.手機(jī)APPD.以上都是6、嵌入式操作系統(tǒng)中的任務(wù)優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)是一個(gè)需要解決的問(wèn)題。假設(shè)一個(gè)高優(yōu)先級(jí)任務(wù)因?yàn)榈却粋€(gè)被低優(yōu)先級(jí)任務(wù)占用的資源而被阻塞。以下關(guān)于解決任務(wù)優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)的方法，正確的是：（）A.使用優(yōu)先級(jí)繼承機(jī)制，暫時(shí)提高占用資源的低優(yōu)先級(jí)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)B.始終保持高優(yōu)先級(jí)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)不變，讓低優(yōu)先級(jí)任務(wù)等待C.降低高優(yōu)先級(jí)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，避免出現(xiàn)優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)D.直接終止低優(yōu)先級(jí)任務(wù)，釋放資源給高優(yōu)先級(jí)任務(wù)7、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8、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9、對(duì)于一個(gè)運(yùn)行嵌入式操作系統(tǒng)的智能安防監(jiān)控設(shè)備，需要對(duì)大量的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和檢索。以下哪種存儲(chǔ)技術(shù)和文件系統(tǒng)組合能夠提供高效的視頻存儲(chǔ)和快速的檢索功能？（）A.機(jī)械硬盤(pán)搭配FAT文件系統(tǒng)B.固態(tài)硬盤(pán)搭配N(xiāo)TFS文件系統(tǒng)C.閃存芯片搭配EXT文件系統(tǒng)D.專(zhuān)用的視頻存儲(chǔ)芯片搭配特定的視頻文件系統(tǒng)10、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11、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)用于控制工業(yè)生產(chǎn)線上的機(jī)器人，要求對(duì)外部事件的響應(yīng)在嚴(yán)格的時(shí)間限制內(nèi)。以下關(guān)于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的分類(lèi)，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.硬實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)對(duì)任務(wù)的響應(yīng)時(shí)間有極其嚴(yán)格的要求，錯(cuò)過(guò)時(shí)限會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重后果B.軟實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)允許任務(wù)在一定程度上錯(cuò)過(guò)時(shí)限，但仍能保證系統(tǒng)的整體性能C.準(zhǔn)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求介于硬實(shí)時(shí)和軟實(shí)時(shí)之間，適用于大多數(shù)一般性應(yīng)用D.所有的嵌入式操作系統(tǒng)都可以嚴(yán)格地分為硬實(shí)時(shí)、軟實(shí)時(shí)和準(zhǔn)實(shí)時(shí)這三類(lèi)，不存在其他情況12、嵌入式操作系統(tǒng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)是系統(tǒng)集成的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。假設(shè)要開(kāi)發(fā)一個(gè)新的傳感器驅(qū)動(dòng)。以下關(guān)于驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)的描述，正確的是：（）A.直接使用通用的傳感器驅(qū)動(dòng)代碼，不進(jìn)行任何修改B.深入了解傳感器的工作原理和通信協(xié)議，按照操作系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)框架進(jìn)行開(kāi)發(fā)C.忽略設(shè)備的特性和操作系統(tǒng)的要求，自行設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)接口D.設(shè)備驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)與操作系統(tǒng)內(nèi)核無(wú)關(guān)，可以獨(dú)立完成13、嵌入式操作系統(tǒng)需要與各種通信接口進(jìn)行交互。假設(shè)一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的嵌入式系統(tǒng)需要與藍(lán)牙、Wi-Fi和Zigbee等多種通信技術(shù)進(jìn)行通信。在這種情況下，以下關(guān)于通信接口管理的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.為每種通信接口編寫(xiě)?yīng)毩⒌尿?qū)動(dòng)程序，以確?；ゲ桓蓴_B.可以使用統(tǒng)一的通信框架來(lái)管理不同的通信接口，提高代碼復(fù)用性C.通信接口的選擇只取決于通信距離，與數(shù)據(jù)傳輸速率無(wú)關(guān)D.要考慮不同通信接口的能耗，以優(yōu)化系統(tǒng)的整體功耗14、在嵌入式操作系統(tǒng)中，進(jìn)程間通信是實(shí)現(xiàn)多任務(wù)協(xié)同工作的重要手段。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)中有多個(gè)任務(wù)，分別負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集、處理和傳輸，它們需要頻繁地交換數(shù)據(jù)和同步執(zhí)行。以下哪種進(jìn)程間通信方式在這種情況下具有較高的效率和實(shí)時(shí)性？（）A.消息隊(duì)列B.共享內(nèi)存C.信號(hào)量D.套接字15、當(dāng)一個(gè)嵌入式操作系統(tǒng)需要支持實(shí)時(shí)多媒體處理，例如在移動(dòng)設(shè)備上進(jìn)行高清視頻播放和錄制，對(duì)系統(tǒng)的處理能力和實(shí)時(shí)性有很高的要求。以下哪種硬件架構(gòu)和技術(shù)的組合能夠更好地滿足這種需求？（）A.單核處理器搭配高速緩存B.多核處理器并采用并行處理技術(shù)C.專(zhuān)用的多媒體處理芯片D.降低系統(tǒng)時(shí)鐘頻率以減少功耗16、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17、在嵌入式系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）是一個(gè)重要的組件。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，正確的是：（）A.實(shí)時(shí)時(shí)鐘由電池供電，即使設(shè)備斷電也能保持時(shí)間B.實(shí)時(shí)時(shí)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(guò)軟件編程設(shè)置實(shí)時(shí)時(shí)鐘的初始時(shí)間和鬧鐘功能D.以上描述都是關(guān)于嵌入式系統(tǒng)中實(shí)時(shí)時(shí)鐘的正確特點(diǎn)18、嵌入式系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)內(nèi)核通常需要滿足嚴(yán)格的時(shí)間約束。假設(shè)一個(gè)實(shí)時(shí)內(nèi)核需要在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)調(diào)度和中斷處理，以下關(guān)于實(shí)時(shí)內(nèi)核性能評(píng)估的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.可以通過(guò)測(cè)量任務(wù)切換時(shí)間、中斷響應(yīng)時(shí)間等指標(biāo)來(lái)評(píng)估實(shí)時(shí)內(nèi)核的性能B.實(shí)時(shí)內(nèi)核的性能只與軟件實(shí)現(xiàn)有關(guān)，與硬件平臺(tái)無(wú)關(guān)C.最壞情況執(zhí)行時(shí)間（WCET）是評(píng)估實(shí)時(shí)內(nèi)核性能的重要參數(shù)之一D.實(shí)時(shí)內(nèi)核的性能評(píng)估需要在實(shí)際的應(yīng)用場(chǎng)景中進(jìn)行，以獲得準(zhǔn)確的結(jié)果19、在嵌入式操作系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)性的保證不僅取決于軟件，還與硬件密切相關(guān)。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)需要處理高速的外部事件，對(duì)響應(yīng)時(shí)間的要求在微秒級(jí)別。為了滿足這種苛刻的實(shí)時(shí)性要求，以下哪種硬件和軟件的配合方式最為關(guān)鍵？（）A.高性能的CPU和簡(jiǎn)單的操作系統(tǒng)B.專(zhuān)用的實(shí)時(shí)硬件和定制的操作系統(tǒng)C.通用的硬件平臺(tái)和復(fù)雜的操作系統(tǒng)D.低功耗的硬件和開(kāi)源的操作系統(tǒng)20、在嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)中，多任務(wù)調(diào)度是常見(jiàn)的需求。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要同時(shí)運(yùn)行多個(gè)實(shí)時(shí)任務(wù)和非實(shí)時(shí)任務(wù)。以下關(guān)于任務(wù)調(diào)度的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.實(shí)時(shí)任務(wù)通常具有更高的優(yōu)先級(jí)，以保證其在規(guī)定時(shí)間內(nèi)得到執(zhí)行B.非實(shí)時(shí)任務(wù)可以在實(shí)時(shí)任務(wù)空閑時(shí)獲得處理器資源C.任務(wù)調(diào)度算法只考慮任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，不考慮任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間和資源需求D.可以采用搶占式調(diào)度或非搶占式調(diào)度策略，根據(jù)系統(tǒng)需求進(jìn)行選擇二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）解釋如何在嵌入式系統(tǒng)中進(jìn)行熱仿真和優(yōu)化。2、（本題5分）解釋消息隊(duì)列在嵌入式操作系統(tǒng)中的作用。3、（本題5分）解釋任務(wù)響應(yīng)時(shí)間、上下文切換時(shí)間和中斷延遲的測(cè)量方法。4、（本題5分）簡(jiǎn)述算法優(yōu)化和代碼精簡(jiǎn)的技巧。5、（本題5分）簡(jiǎn)述壓力測(cè)試和長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行測(cè)試的方法。三、編程題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在嵌入式操作系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)一個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)程序。2、（本題5分）在嵌入式系統(tǒng)中，創(chuàng)建一個(gè)任務(wù)，每隔一定時(shí)間打印一條消息。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，通過(guò)I2C接口讀取傳感器數(shù)據(jù)。4、（本題5分）編寫(xiě)代碼，實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)的位移波動(dòng)傳感器驅(qū)動(dòng)程序。5、（本題5分）利用嵌入式操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)一個(gè)RTC時(shí)鐘校準(zhǔn)程序。四、分析題（本大題共3