昆明理工大學(xué)《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》2021-2022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)昆明理工大學(xué)《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》

2021-2022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)的調(diào)試工具對(duì)于開發(fā)和排錯(cuò)非常重要。假設(shè)一個(gè)智能門鎖的嵌入式系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，需要進(jìn)行調(diào)試。以下關(guān)于調(diào)試工具的選擇和使用，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以使用在線調(diào)試器，實(shí)時(shí)查看系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和變量值B.打印輸出調(diào)試信息是一種簡(jiǎn)單但有效的調(diào)試方法C.不需要對(duì)調(diào)試代碼進(jìn)行優(yōu)化，以免影響系統(tǒng)性能D.調(diào)試工具的使用應(yīng)該盡量減少對(duì)系統(tǒng)正常運(yùn)行的影響2、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(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3、在嵌入式系統(tǒng)的存儲(chǔ)保護(hù)方面，需要防止非法訪問和數(shù)據(jù)破壞。假設(shè)一個(gè)多任務(wù)的嵌入式系統(tǒng)。以下關(guān)于存儲(chǔ)保護(hù)機(jī)制的描述，正確的是：（）A.不設(shè)置存儲(chǔ)保護(hù)，讓任務(wù)自由訪問系統(tǒng)內(nèi)存B.利用內(nèi)存管理單元（MMU）實(shí)現(xiàn)地址空間隔離和訪問權(quán)限控制C.存儲(chǔ)保護(hù)會(huì)增加系統(tǒng)開銷，應(yīng)盡量避免使用D.嵌入式系統(tǒng)不需要存儲(chǔ)保護(hù)機(jī)制4、嵌入式操作系統(tǒng)的圖形用戶界面（GUI）設(shè)計(jì)需要考慮資源限制和用戶體驗(yàn)。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備具有小尺寸的顯示屏和有限的處理能力。以下關(guān)于嵌入式GUI設(shè)計(jì)的描述，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.應(yīng)該選擇輕量級(jí)的GUI框架，以減少系統(tǒng)資源消耗B.圖形元素的設(shè)計(jì)應(yīng)該簡(jiǎn)潔明了，避免過于復(fù)雜的動(dòng)畫和特效C.觸摸屏支持可以提高用戶交互的便利性，但會(huì)增加系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本D.由于資源限制，嵌入式GUI無法實(shí)現(xiàn)與桌面操作系統(tǒng)相同水平的用戶體驗(yàn)，因此無需關(guān)注用戶需求5、嵌入式操作系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性能評(píng)估需要綜合考慮多個(gè)指標(biāo)。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)用于實(shí)時(shí)控制應(yīng)用。以下關(guān)于實(shí)時(shí)性能評(píng)估指標(biāo)的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.任務(wù)響應(yīng)時(shí)間是指從任務(wù)請(qǐng)求到任務(wù)開始執(zhí)行的時(shí)間間隔B.任務(wù)切換時(shí)間是指從一個(gè)任務(wù)切換到另一個(gè)任務(wù)所需的時(shí)間C.系統(tǒng)吞吐量是指單位時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)完成的任務(wù)數(shù)量，是評(píng)估實(shí)時(shí)性能的唯一重要指標(biāo)D.資源利用率包括CPU利用率、內(nèi)存利用率等，也能反映系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性能6、在嵌入式系統(tǒng)中，存儲(chǔ)設(shè)備的選擇需要綜合考慮性能、成本和可靠性等因素。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要頻繁讀寫數(shù)據(jù)，對(duì)存儲(chǔ)速度有較高要求，但成本預(yù)算有限。以下哪種存儲(chǔ)設(shè)備最為適合？（）A.機(jī)械硬盤B.固態(tài)硬盤C.閃存D.光盤7、在嵌入式系統(tǒng)中，文件系統(tǒng)的選擇需要考慮存儲(chǔ)介質(zhì)和系統(tǒng)需求。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備使用閃存作為存儲(chǔ)介質(zhì)。以下關(guān)于文件系統(tǒng)選擇的描述，正確的是：（）A.選擇傳統(tǒng)的FAT文件系統(tǒng)，因其廣泛支持且簡(jiǎn)單易用B.使用專門為閃存優(yōu)化的文件系統(tǒng)，如JFFS2或UBIFS，以提高閃存的使用壽命和性能C.不使用文件系統(tǒng)，直接以原始數(shù)據(jù)方式存儲(chǔ)和訪問文件D.任何文件系統(tǒng)都可以在閃存上正常工作，無需特別選擇8、在嵌入式操作系統(tǒng)中，代碼的優(yōu)化對(duì)于提高系統(tǒng)性能至關(guān)重要。假設(shè)一個(gè)關(guān)鍵函數(shù)需要在有限的時(shí)間內(nèi)完成大量計(jì)算，為了提高其執(zhí)行效率，以下哪種優(yōu)化方法最為有效？（）A.算法改進(jìn)B.代碼向量化C.減少函數(shù)調(diào)用D.以上方法綜合運(yùn)用9、在嵌入式系統(tǒng)的存儲(chǔ)管理中，虛擬內(nèi)存機(jī)制的應(yīng)用需要謹(jǐn)慎考慮。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備的內(nèi)存資源有限。以下關(guān)于虛擬內(nèi)存在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.虛擬內(nèi)存可以使嵌入式系統(tǒng)運(yùn)行大于物理內(nèi)存的程序，但會(huì)增加系統(tǒng)的復(fù)雜性B.對(duì)于實(shí)時(shí)性要求高的嵌入式系統(tǒng)，使用虛擬內(nèi)存可能導(dǎo)致不可預(yù)測(cè)的響應(yīng)時(shí)間C.如果嵌入式設(shè)備的存儲(chǔ)介質(zhì)讀寫速度快，可以廣泛使用虛擬內(nèi)存來擴(kuò)展內(nèi)存空間D.在資源受限的嵌入式系統(tǒng)中，通常優(yōu)先考慮優(yōu)化物理內(nèi)存的使用，而不是依賴虛擬內(nèi)存10、嵌入式操作系統(tǒng)中的進(jìn)程間通信（IPC）機(jī)制用于不同進(jìn)程之間的數(shù)據(jù)交換和協(xié)調(diào)工作。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)中有多個(gè)進(jìn)程需要協(xié)同完成一項(xiàng)任務(wù)，以下關(guān)于進(jìn)程間通信的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.管道是一種簡(jiǎn)單的進(jìn)程間通信方式，數(shù)據(jù)只能單向流動(dòng)B.消息隊(duì)列可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間的異步通信，消息可以按照一定的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行處理C.共享內(nèi)存可以提供高效的進(jìn)程間數(shù)據(jù)共享，但需要注意同步和互斥問題D.進(jìn)程間通信只適用于同一種操作系統(tǒng)中的進(jìn)程，不同操作系統(tǒng)之間的進(jìn)程無法進(jìn)行通信11、在嵌入式系統(tǒng)中，文件系統(tǒng)的選擇會(huì)影響系統(tǒng)的性能和存儲(chǔ)效率。假設(shè)一個(gè)手持式數(shù)據(jù)采集設(shè)備需要存儲(chǔ)大量的小文件。以下哪種文件系統(tǒng)可能是最合適的？（）A.FAT32文件系統(tǒng)，兼容性好，廣泛支持各種設(shè)備B.NTFS文件系統(tǒng)，具有高級(jí)的安全和權(quán)限管理功能C.EXT4文件系統(tǒng)，適合大容量存儲(chǔ)和高性能需求D.JFFS2文件系統(tǒng)，專為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)，擅長(zhǎng)處理小文件12、嵌入式系統(tǒng)的引導(dǎo)加載程序（Bootloader）的主要功能不包括（）A.初始化硬件B.加載內(nèi)核C.運(yùn)行應(yīng)用程序D.提供交互界面13、嵌入式操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)需要適應(yīng)不同的存儲(chǔ)設(shè)備和應(yīng)用需求。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備使用閃存作為存儲(chǔ)介質(zhì)。以下關(guān)于文件系統(tǒng)選擇的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.FAT文件系統(tǒng)簡(jiǎn)單易用，但在閃存上的磨損均衡處理不夠好，可能影響閃存壽命B.EXT文件系統(tǒng)功能強(qiáng)大，適用于大容量存儲(chǔ)設(shè)備，但對(duì)于資源受限的嵌入式設(shè)備可能過于復(fù)雜C.JFFS2文件系統(tǒng)專門為閃存設(shè)計(jì)，具有較好的磨損均衡和掉電保護(hù)機(jī)制D.任何一種文件系統(tǒng)都可以在所有類型的嵌入式存儲(chǔ)設(shè)備上使用，無需考慮其特點(diǎn)和限制14、嵌入式操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)對(duì)于數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理至關(guān)重要。假設(shè)有一個(gè)嵌入式設(shè)備，需要頻繁地讀寫小文件，并且對(duì)存儲(chǔ)介質(zhì)的空間利用率要求較高。以下哪種文件系統(tǒng)可能是最適合的選擇？（）A.FAT32B.NTFSC.ext4D.JFFS215、對(duì)于一個(gè)運(yùn)行嵌入式操作系統(tǒng)的無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)，需要對(duì)飛機(jī)的姿態(tài)、速度和位置等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和處理，并根據(jù)控制算法生成控制指令。在這種高動(dòng)態(tài)和實(shí)時(shí)性要求的場(chǎng)景下，以下哪種傳感器融合技術(shù)能夠提供更準(zhǔn)確和可靠的狀態(tài)估計(jì)？（）A.簡(jiǎn)單的加權(quán)平均融合B.基于卡爾曼濾波的融合C.不進(jìn)行傳感器融合，單獨(dú)使用單個(gè)傳感器數(shù)據(jù)D.隨機(jī)選擇傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行融合16、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)無法被喚醒17、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)存管理對(duì)于系統(tǒng)性能和資源利用至關(guān)重要。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備的內(nèi)存有限，需要高效地管理內(nèi)存。在這種情況下，以下哪種內(nèi)存管理技術(shù)可能最為適用？（）A.分頁(yè)式內(nèi)存管理，將內(nèi)存劃分為固定大小的頁(yè)面進(jìn)行分配B.分段式內(nèi)存管理，根據(jù)程序的邏輯分段分配內(nèi)存C.動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配，在運(yùn)行時(shí)根據(jù)需求分配和釋放內(nèi)存D.靜態(tài)內(nèi)存分配，在編譯時(shí)確定所有內(nèi)存的使用，避免運(yùn)行時(shí)的分配開銷18、嵌入式操作系統(tǒng)中的引導(dǎo)加載程序（Bootloader）負(fù)責(zé)啟動(dòng)系統(tǒng)。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)的Bootloader出現(xiàn)故障。以下關(guān)于Bootloader的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.Bootloader可以從多種存儲(chǔ)介質(zhì)中加載操作系統(tǒng)內(nèi)核B.可以對(duì)Bootloader進(jìn)行定制，以滿足特定的硬件和系統(tǒng)需求C.Bootloader的故障只能通過重新燒寫固件來解決，無法通過軟件修復(fù)D.良好的Bootloader設(shè)計(jì)應(yīng)該具有錯(cuò)誤恢復(fù)和升級(jí)功能19、嵌入式操作系統(tǒng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)開發(fā)是系統(tǒng)集成的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。假設(shè)要開發(fā)一個(gè)新的傳感器驅(qū)動(dòng)。以下關(guān)于驅(qū)動(dòng)開發(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)開發(fā)與操作系統(tǒng)內(nèi)核無關(guān)，可以獨(dú)立完成20、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.低功耗的硬件和開源的操作系統(tǒng)二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）解釋W(xué)i-Fi協(xié)議棧和連接管理。2、（本題5分）簡(jiǎn)述如何根據(jù)應(yīng)用需求進(jìn)行內(nèi)核配置。3、（本題5分）解釋如何增強(qiáng)嵌入式系統(tǒng)的可移植性。4、（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？5、（本題5分）在嵌入式系統(tǒng)中，如何優(yōu)化系統(tǒng)的啟動(dòng)時(shí)間？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，創(chuàng)建一個(gè)任務(wù)優(yōu)先級(jí)動(dòng)態(tài)調(diào)整機(jī)制。2、（本題5分）實(shí)現(xiàn)一個(gè)嵌入式程序，使用語(yǔ)音識(shí)別模塊進(jìn)行語(yǔ)音控制。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)間數(shù)據(jù)共享程序。4、（本題5分）利用嵌入式操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)一個(gè)RTC時(shí)鐘的時(shí)鐘同步程序。5、（本題5分）編寫代碼，實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)的位移異常檢測(cè)程序。四、分析題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）分析嵌入式操