湖北師范大學(xué)文理學(xué)院《嵌入式系統(tǒng)》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)湖北師范大學(xué)文理學(xué)院《嵌入式系統(tǒng)》

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、嵌入式操作系統(tǒng)的啟動(dòng)過(guò)程是系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵步驟。假設(shè)一個(gè)智能家電的嵌入式系統(tǒng)在啟動(dòng)時(shí)需要初始化各種硬件設(shè)備和加載系統(tǒng)配置。以下關(guān)于啟動(dòng)過(guò)程的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.啟動(dòng)過(guò)程應(yīng)該盡可能快速，減少用戶等待時(shí)間B.可以在啟動(dòng)過(guò)程中進(jìn)行全面的硬件自檢，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性C.啟動(dòng)過(guò)程中不需要考慮低功耗模式，因?yàn)橄到y(tǒng)已經(jīng)啟動(dòng)D.系統(tǒng)配置可以存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器中，以便快速加載2、在嵌入式系統(tǒng)中，中斷處理是響應(yīng)外部事件的重要機(jī)制。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要實(shí)時(shí)響應(yīng)外部傳感器的中斷信號(hào)。以下關(guān)于中斷處理的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.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B.可以設(shè)置中斷優(yōu)先級(jí)，高優(yōu)先級(jí)中斷可以打斷低優(yōu)先級(jí)中斷的處理C.中斷處理完成后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)返回到被中斷的任務(wù)繼續(xù)執(zhí)行D.為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，應(yīng)該盡量減少中斷的使用，采用輪詢方式獲取外部事件3、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核裁剪是為了適應(yīng)特定的硬件資源和應(yīng)用需求。假設(shè)一個(gè)資源受限的嵌入式系統(tǒng)。以下關(guān)于內(nèi)核裁剪的描述，正確的是：（）A.保留操作系統(tǒng)的所有功能，不進(jìn)行裁剪，以應(yīng)對(duì)未來(lái)可能的功能擴(kuò)展B.只裁剪不常用的功能模塊，而保留核心功能模塊的完整C.隨意裁剪內(nèi)核功能，不考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性D.內(nèi)核裁剪對(duì)系統(tǒng)性能沒(méi)有影響，無(wú)需謹(jǐn)慎操作4、在嵌入式操作系統(tǒng)中，任務(wù)的優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)是一個(gè)可能出現(xiàn)的問(wèn)題。假設(shè)一個(gè)高優(yōu)先級(jí)任務(wù)需要等待一個(gè)被低優(yōu)先級(jí)任務(wù)占用的資源，導(dǎo)致高優(yōu)先級(jí)任務(wù)被阻塞。以下哪種方法能夠有效地避免或解決任務(wù)優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)的問(wèn)題？（）A.提升低優(yōu)先級(jí)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，使其盡快釋放資源B.禁止低優(yōu)先級(jí)任務(wù)占用關(guān)鍵資源C.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)D.不處理優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)問(wèn)題，依靠任務(wù)調(diào)度算法自動(dòng)解決5、在嵌入式系統(tǒng)中，異常處理機(jī)制對(duì)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(yùn)行過(guò)程中遇到硬件故障或非法操作，為了能夠及時(shí)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(yùn)行B.記錄異常信息，然后重啟系統(tǒng)C.嘗試自動(dòng)修復(fù)異常D.立即停止系統(tǒng)運(yùn)行6、在嵌入式系統(tǒng)的軟件開發(fā)中，代碼的可維護(hù)性和可讀性很重要。假設(shè)一個(gè)團(tuán)隊(duì)正在開發(fā)一個(gè)復(fù)雜的嵌入式系統(tǒng)，多名開發(fā)人員參與。以下關(guān)于代碼規(guī)范的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.制定統(tǒng)一的代碼規(guī)范，包括命名規(guī)則、縮進(jìn)風(fēng)格等B.代碼規(guī)范會(huì)限制開發(fā)人員的創(chuàng)造力，降低開發(fā)效率C.良好的代碼規(guī)范有助于提高代碼的可維護(hù)性和可讀性D.定期對(duì)代碼進(jìn)行審查，確保符合代碼規(guī)范7、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8、嵌入式操作系統(tǒng)的引導(dǎo)加載程序（Bootloader）負(fù)責(zé)系統(tǒng)的初始化和啟動(dòng)引導(dǎo)。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備的Bootloader需要支持從多種存儲(chǔ)介質(zhì)啟動(dòng)。以下關(guān)于Bootloader功能的描述，正確的是：（）A.Bootloader能夠檢測(cè)存儲(chǔ)介質(zhì)的類型，并選擇合適的啟動(dòng)鏡像加載B.Bootloader只負(fù)責(zé)從固定的存儲(chǔ)介質(zhì)啟動(dòng)，不能切換C.Bootloader在啟動(dòng)過(guò)程中不進(jìn)行任何硬件初始化操作D.Bootloader的功能單一，不能進(jìn)行系統(tǒng)升級(jí)等操作9、嵌入式操作系統(tǒng)常常需要支持多線程編程。假設(shè)一個(gè)嵌入式應(yīng)用程序需要同時(shí)執(zhí)行多個(gè)并發(fā)任務(wù)，以下關(guān)于多線程編程的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.多線程可以提高系統(tǒng)的并發(fā)性和響應(yīng)性B.線程之間可以通過(guò)共享內(nèi)存進(jìn)行數(shù)據(jù)交換C.多線程編程比多進(jìn)程編程更節(jié)省系統(tǒng)資源D.線程之間的同步和互斥可以通過(guò)信號(hào)量和互斥鎖來(lái)實(shí)現(xiàn)，不需要考慮其他因素10、嵌入式操作系統(tǒng)的安全機(jī)制對(duì)于保護(hù)系統(tǒng)和用戶數(shù)據(jù)至關(guān)重要。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備存儲(chǔ)了敏感信息，需要防止未經(jīng)授權(quán)的訪問(wèn)和數(shù)據(jù)泄露。以下哪種安全措施最為有效？（）A.加密存儲(chǔ)數(shù)據(jù)B.設(shè)置訪問(wèn)密碼C.安裝防火墻D.以上措施綜合使用11、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(gè)便攜式醫(yī)療設(shè)備在不使用時(shí)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(huì)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(shí)間更長(zhǎng)C.可以根據(jù)設(shè)備的使用場(chǎng)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(wú)法被喚醒12、在嵌入式系統(tǒng)的通信機(jī)制中，消息隊(duì)列是常用的一種方式。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)中有多個(gè)任務(wù)需要相互通信和協(xié)作。以下關(guān)于消息隊(duì)列的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.消息隊(duì)列可以實(shí)現(xiàn)任務(wù)之間的異步通信，發(fā)送方無(wú)需等待接收方的響應(yīng)B.消息隊(duì)列可以存儲(chǔ)一定數(shù)量的消息，當(dāng)隊(duì)列滿時(shí)，新的消息可以等待或被丟棄C.消息隊(duì)列中的消息可以具有不同的優(yōu)先級(jí)，高優(yōu)先級(jí)消息先被處理D.消息隊(duì)列只能在同一進(jìn)程內(nèi)的任務(wù)之間使用，不能用于不同進(jìn)程之間的通信13、對(duì)于一個(gè)基于嵌入式操作系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，例如工業(yè)自動(dòng)化中的機(jī)器人手臂控制，系統(tǒng)需要對(duì)外部輸入的信號(hào)做出快速且準(zhǔn)確的響應(yīng)，響應(yīng)時(shí)間要求在毫秒級(jí)別。同時(shí)，系統(tǒng)還需要保證任務(wù)執(zhí)行的確定性和可預(yù)測(cè)性。以下哪種調(diào)度算法更能滿足這種實(shí)時(shí)性和確定性的要求？（）A.先來(lái)先服務(wù)調(diào)度算法B.優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法，根據(jù)任務(wù)的緊急程度分配優(yōu)先級(jí)C.最短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法D.時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法14、在嵌入式系統(tǒng)的軟件開發(fā)中，代碼優(yōu)化是提高性能的重要手段。假設(shè)一個(gè)嵌入式應(yīng)用程序運(yùn)行速度較慢。以下關(guān)于代碼優(yōu)化的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以通過(guò)算法改進(jìn)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化來(lái)提高程序的效率B.減少函數(shù)調(diào)用的開銷和循環(huán)的次數(shù)可以提升性能C.代碼優(yōu)化只需要關(guān)注時(shí)間復(fù)雜度，空間復(fù)雜度不重要D.針對(duì)特定的硬件平臺(tái)進(jìn)行指令級(jí)優(yōu)化可以獲得顯著的性能提升15、在一個(gè)嵌入式操作系統(tǒng)中，內(nèi)核的裁剪和定制是常見(jiàn)的操作。假設(shè)一個(gè)智能家電的控制系統(tǒng)，其功能相對(duì)簡(jiǎn)單，不需要復(fù)雜的內(nèi)核功能，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)的存儲(chǔ)空間和運(yùn)行效率有較高要求。以下哪種內(nèi)核裁剪和定制的策略是最合適的？（）A.保留所有內(nèi)核功能，僅優(yōu)化內(nèi)核參數(shù)B.根據(jù)具體需求，刪除不必要的內(nèi)核模塊和功能C.只保留最基本的內(nèi)核功能，其他功能通過(guò)外部庫(kù)實(shí)現(xiàn)D.參考其他類似系統(tǒng)的內(nèi)核裁剪方案，進(jìn)行簡(jiǎn)單修改16、當(dāng)設(shè)計(jì)一個(gè)基于嵌入式操作系統(tǒng)的便攜式醫(yī)療設(shè)備時(shí)，需要考慮到設(shè)備的尺寸、重量和電池壽命。對(duì)于操作系統(tǒng)的選擇，以下哪種嵌入式操作系統(tǒng)可能具有更好的適應(yīng)性？（）A.FreeRTOSB.LinuxC.WindowsEmbeddedD.VxWorks17、嵌入式操作系統(tǒng)常常需要在資源受限的環(huán)境下運(yùn)行。假設(shè)有一個(gè)嵌入式設(shè)備，其內(nèi)存和處理器性能都有限，需要運(yùn)行一個(gè)圖形用戶界面（GUI）應(yīng)用程序。以下哪種GUI框架可能是最適合的選擇？（）A.QtB.GTK+C.MiniGUID.WindowsPresentationFoundation18、在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中，系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性是重要的考量因素。假設(shè)一個(gè)航空航天領(lǐng)域的嵌入式控制系統(tǒng)，一旦出現(xiàn)故障可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重后果。為了提高系統(tǒng)的可靠性，以下哪種方法是最有效的？（）A.采用復(fù)雜的算法和功能，以應(yīng)對(duì)各種可能的情況B.進(jìn)行大量的功能測(cè)試，但不進(jìn)行壓力測(cè)試C.采用冗余設(shè)計(jì)，如硬件冗余和軟件容錯(cuò)機(jī)制D.減少系統(tǒng)的功能，降低復(fù)雜性，從而提高可靠性19、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(gè)簡(jiǎn)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(lái)實(shí)現(xiàn)內(nèi)存訪問(wèn)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(jiǎn)單C.內(nèi)存保護(hù)會(huì)增加系統(tǒng)的開銷，在簡(jiǎn)單系統(tǒng)中可以忽略D.即使是簡(jiǎn)單系統(tǒng)，也應(yīng)該采用虛擬內(nèi)存來(lái)提高內(nèi)存管理的靈活性20、嵌入式操作系統(tǒng)在啟動(dòng)過(guò)程中需要進(jìn)行一系列的初始化工作。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)在啟動(dòng)時(shí)需要加載多個(gè)硬件設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序，并進(jìn)行系統(tǒng)配置。以下關(guān)于啟動(dòng)過(guò)程的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.首先進(jìn)行硬件的基本初始化，如處理器、內(nèi)存等B.然后加載和初始化必要的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序C.接著啟動(dòng)用戶應(yīng)用程序，最后進(jìn)行系統(tǒng)的優(yōu)化和調(diào)整D.系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程中的各個(gè)步驟可以根據(jù)需要進(jìn)行靈活調(diào)整和優(yōu)化二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)存管理機(jī)制有哪些？2、（本題5分）什么是嵌入式系統(tǒng)的傳感器測(cè)試？3、（本題5分）簡(jiǎn)述微內(nèi)核結(jié)構(gòu)和宏內(nèi)核結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。4、（本題5分）簡(jiǎn)述在嵌入式系統(tǒng)中如何進(jìn)行中斷延遲的優(yōu)化。5、（本題5分）什么是嵌入式系統(tǒng)的穩(wěn)定性測(cè)試？三、編程題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）創(chuàng)建一個(gè)任務(wù)，通過(guò)嵌入式操作系統(tǒng)讀取濕度傳感器的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行顯示。2、（本題5分）使用嵌入式操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的LED閃爍控制程序。3、（本題5分）在嵌入式操作系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)一個(gè)LoRaWAN通信程序，接入LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)。4、（本題5分）在嵌入式操作系統(tǒng)中，創(chuàng)建一個(gè)互斥鎖，用于資源的互斥訪問(wèn)。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)基于嵌入式操作系統(tǒng)的線程取消程序。四、分析題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）以一款智能手表的運(yùn)動(dòng)模式識(shí)別