上海濟光職業(yè)技術(shù)學(xué)院《嵌入式系統(tǒng)原理與設(shè)計》2023-2024學(xué)年第二學(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頁上海濟光職業(yè)技術(shù)學(xué)院

《嵌入式系統(tǒng)原理與設(shè)計》2023-2024學(xué)年第二學(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、在嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用開發(fā)中，多任務(wù)調(diào)度是常見的需求。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備需要同時運行多個實時任務(wù)和非實時任務(wù)。以下關(guān)于任務(wù)調(diào)度的描述，哪一項是不正確的？（）A.實時任務(wù)通常具有更高的優(yōu)先級，以保證其在規(guī)定時間內(nèi)得到執(zhí)行B.非實時任務(wù)可以在實時任務(wù)空閑時獲得處理器資源C.任務(wù)調(diào)度算法只考慮任務(wù)的優(yōu)先級，不考慮任務(wù)的執(zhí)行時間和資源需求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)需求進行選擇2、嵌入式操作系統(tǒng)需要與各種通信接口進行交互。假設(shè)一個物聯(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，哪一項是不正確的？（）A.為每種通信接口編寫?yīng)毩⒌尿?qū)動程序，以確保互不干擾B.可以使用統(tǒng)一的通信框架來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3、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)用于控制工業(yè)生產(chǎn)線上的機器人，要求對外部事件的響應(yīng)在規(guī)定的時間內(nèi)完成。以下關(guān)于實時性的描述，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.硬實時系統(tǒng)對響應(yīng)時間的要求極為嚴(yán)格，錯過時限可能導(dǎo)致嚴(yán)重后果B.軟實時系統(tǒng)允許一定程度的超時，但仍需盡量滿足時間要求C.實時性只與操作系統(tǒng)的內(nèi)核調(diào)度算法有關(guān)，與硬件性能無關(guān)D.為了保證實時性，可能需要對系統(tǒng)資源進行嚴(yán)格的分配和管理4、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5、在一個嵌入式圖像識別系統(tǒng)中，如人臉識別門禁系統(tǒng)，需要快速準(zhǔn)確地識別圖像中的目標(biāo)。為了提高識別速度和準(zhǔn)確率，以下哪種硬件加速模塊可能會被集成？（）A.GPUB.FPGAC.DSPD.以上都是6、在嵌入式系統(tǒng)中，異常處理機制對于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性非常重要。假設(shè)系統(tǒng)在運行過程中遇到硬件故障或非法操作，為了能夠及時采取恢復(fù)措施，以下哪種異常處理策略最為有效？（）A.忽略異常，繼續(xù)運行B.記錄異常信息，然后重啟系統(tǒng)C.嘗試自動修復(fù)異常D.立即停止系統(tǒng)運行7、嵌入式操作系統(tǒng)中的看門狗（Watchdog）機制用于監(jiān)測系統(tǒng)的運行狀態(tài)。假設(shè)一個嵌入式系統(tǒng)在運行過程中出現(xiàn)死機。以下關(guān)于看門狗的描述，哪一項是不正確的？（）A.看門狗定時器在規(guī)定時間內(nèi)未被刷新，系統(tǒng)會自動復(fù)位B.可以通過軟件編程設(shè)置看門狗的超時時間和復(fù)位策略C.看門狗機制只能用于檢測軟件故障，對硬件故障無效D.合理使用看門狗可以提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性8、當(dāng)設(shè)計一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的工業(yè)控制網(wǎng)關(guān)時，需要實現(xiàn)不同工業(yè)協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)融合。以下哪種軟件架構(gòu)和開發(fā)工具可能會被使用？（）A.分層架構(gòu)B.微服務(wù)架構(gòu)C.開源開發(fā)框架D.以上都是9、在嵌入式系統(tǒng)的圖形顯示中，F(xiàn)ramebuffer是一種常用的機制。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備需要在屏幕上顯示圖像和文字，以下關(guān)于Framebuffer的描述，哪一項是不正確的？（）A.Framebuffer是一塊內(nèi)存區(qū)域，用于存儲屏幕的圖像數(shù)據(jù)B.應(yīng)用程序可以直接對Framebuffer進行讀寫操作，實現(xiàn)圖形顯示C.Framebuffer的大小和顏色深度由硬件決定，不可更改D.通過對Framebuffer的操作，可以實現(xiàn)各種圖形效果和動畫10、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11、在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中，對于資源受限的設(shè)備，代碼尺寸的優(yōu)化至關(guān)重要。假設(shè)一個嵌入式應(yīng)用程序的代碼尺寸過大。以下關(guān)于代碼優(yōu)化的方法，正確的是：（）A.使用更高效的算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，減少代碼量B.去除未使用的函數(shù)和變量，精簡代碼C.選擇合適的編譯器優(yōu)化選項，對代碼進行優(yōu)化D.以上方法都可以有效地減小嵌入式應(yīng)用程序的代碼尺寸12、在嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)中，代碼的版本控制和管理是必不可少的。假設(shè)一個團隊在開發(fā)一個復(fù)雜的嵌入式項目，需要多人協(xié)作，并且要跟蹤代碼的變更歷史。以下哪種版本控制系統(tǒng)和工作流程最為合適？（）A.使用Git，采用分支管理策略B.使用SVN，集中式管理代碼C.不使用版本控制，通過郵件交流代碼D.自行開發(fā)簡單的版本控制工具13、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14、嵌入式操作系統(tǒng)通常需要在資源受限的環(huán)境中運行。假設(shè)一個智能家居控制器的嵌入式系統(tǒng)，其內(nèi)存和處理能力有限。在這種情況下，對于系統(tǒng)的內(nèi)存管理，以下哪種策略是最為重要的？（）A.使用動態(tài)內(nèi)存分配，以靈活滿足不同任務(wù)的需求B.采用靜態(tài)內(nèi)存分配，避免內(nèi)存碎片和分配開銷C.依賴虛擬內(nèi)存機制，擴展系統(tǒng)的可用內(nèi)存D.不進行內(nèi)存管理，讓應(yīng)用程序自行處理內(nèi)存15、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(zhǔn)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16、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核同步機制用于保證多任務(wù)環(huán)境下的數(shù)據(jù)一致性。假設(shè)多個任務(wù)需要同時訪問共享資源。以下關(guān)于內(nèi)核同步方法的描述，正確的是：（）A.不使用任何同步機制，讓任務(wù)自由競爭共享資源B.采用信號量、互斥鎖等同步機制，確保任務(wù)對共享資源的正確訪問C.同步機制會降低系統(tǒng)性能，應(yīng)盡量少用D.內(nèi)核同步機制對系統(tǒng)的穩(wěn)定性沒有影響17、假設(shè)在一個嵌入式安防監(jiān)控系統(tǒng)中，需要同時處理多個攝像頭的視頻流，并進行實時的圖像分析和存儲。對于視頻數(shù)據(jù)的壓縮和編碼，以下哪種標(biāo)準(zhǔn)可能會被采用？（）A.H.264B.H.265C.MPEG-4D.MJPEG18、當(dāng)開發(fā)一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的實時控制系統(tǒng)時，對任務(wù)的調(diào)度要求非常嚴(yán)格。假設(shè)系統(tǒng)中有多個關(guān)鍵任務(wù)和非關(guān)鍵任務(wù)，關(guān)鍵任務(wù)需要在規(guī)定的時間內(nèi)完成執(zhí)行，以確保系統(tǒng)的正常運行。在這種情況下，以下哪種任務(wù)調(diào)度算法能夠最好地滿足實時性要求？（）A.先來先服務(wù)調(diào)度算法B.優(yōu)先級調(diào)度算法C.時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法D.最短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法19、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核移植是一項復(fù)雜的工作。假設(shè)要將一個現(xiàn)有的內(nèi)核移植到一個新的硬件平臺上，需要修改內(nèi)核的多個部分。以下哪個方面的修改通常是最為關(guān)鍵和困難的？（）A.驅(qū)動程序的適配B.內(nèi)存管理的調(diào)整C.進程調(diào)度的優(yōu)化D.中斷處理的修改20、在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中，代碼優(yōu)化是提高系統(tǒng)性能的重要手段。假設(shè)一個嵌入式應(yīng)用程序在運行時存在性能瓶頸，需要進行優(yōu)化。以下哪種優(yōu)化方法可能最為有效？（）A.算法優(yōu)化，選擇更高效的算法來實現(xiàn)功能B.代碼精簡，去除不必要的代碼和注釋C.編譯器優(yōu)化選項的設(shè)置，讓編譯器自動優(yōu)化代碼D.以上方法結(jié)合使用，根據(jù)具體情況選擇合適的優(yōu)化策略二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）簡述看門狗復(fù)位的工作原理和配置方法。2、（本題5分）簡述在嵌入式系統(tǒng)中如何進行電源效率的動態(tài)監(jiān)測和調(diào)整。3、（本題5分）解釋性能瓶頸的分析和解決策略。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RTC鬧鐘暫停和重新啟動程序。2、（本題5分）在嵌入式系統(tǒng)中，實現(xiàn)一個AVL樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并進行平衡調(diào)整操作。3、（本題5分）實現(xiàn)一個嵌入式程序，使用光澤度傳感器檢測物體的光澤度。4、（本題5分）在嵌入式操作系統(tǒng)中，實現(xiàn)一個LoRa