武漢生物工程學(xué)院《嵌入式技術(shù)》2021-2022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)武漢生物工程學(xué)院

《嵌入式技術(shù)》2021-2022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)一二三四總分得分批閱人一、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)嵌入式設(shè)備需要同時(shí)運(yùn)行多個(gè)任務(wù)，且這些任務(wù)對(duì)內(nèi)存的需求各不相同。有的任務(wù)需要較大的連續(xù)內(nèi)存空間來(lái)處理大量數(shù)據(jù)，有的任務(wù)則只需要較小的內(nèi)存塊進(jìn)行頻繁的讀寫操作。在這種情況下，以下哪種內(nèi)存管理策略更適合？（）A.固定分區(qū)分配，將內(nèi)存預(yù)先劃分為固定大小的分區(qū)B.動(dòng)態(tài)分區(qū)分配，根據(jù)任務(wù)需求實(shí)時(shí)分配內(nèi)存C.分頁(yè)式內(nèi)存管理，將內(nèi)存劃分為固定大小的頁(yè)D.分段式內(nèi)存管理，根據(jù)程序的邏輯分段分配內(nèi)存2、嵌入式操作系統(tǒng)的中斷處理機(jī)制直接影響系統(tǒng)的響應(yīng)性能。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)響應(yīng)外部中斷事件。以下關(guān)于中斷處理的描述，正確的是：（）A.中斷處理程序應(yīng)盡量短小精悍，快速完成關(guān)鍵處理，將復(fù)雜操作放入后臺(tái)任務(wù)B.中斷處理程序可以執(zhí)行長(zhǎng)時(shí)間的復(fù)雜計(jì)算，以一次性完成所有相關(guān)處理C.忽略中斷優(yōu)先級(jí)，按照接收順序依次處理中斷D.中斷處理完全由硬件負(fù)責(zé)，操作系統(tǒng)不參與3、當(dāng)對(duì)嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行性能測(cè)試時(shí)，需要評(píng)估多個(gè)方面的指標(biāo)。假設(shè)要測(cè)試一個(gè)嵌入式設(shè)備在處理不同負(fù)載情況下的響應(yīng)時(shí)間、資源利用率和功耗等。以下哪種測(cè)試工具和方法的組合最為有效？（）A.使用性能分析工具，如ProfilerB.進(jìn)行壓力測(cè)試和基準(zhǔn)測(cè)試C.人工觀察和記錄系統(tǒng)性能D.只測(cè)試部分功能，忽略整體性能4、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5、嵌入式操作系統(tǒng)的移植是將其應(yīng)用于不同硬件平臺(tái)的過(guò)程。假設(shè)需要將一個(gè)嵌入式操作系統(tǒng)移植到新的處理器架構(gòu)上。以下關(guān)于移植的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.需要修改操作系統(tǒng)與硬件相關(guān)的部分，如驅(qū)動(dòng)程序和中斷處理B.不同的處理器架構(gòu)可能需要重新編譯操作系統(tǒng)的內(nèi)核C.移植過(guò)程中只需要關(guān)注硬件的差異，操作系統(tǒng)的功能和接口不需要改變D.充分的測(cè)試和驗(yàn)證是確保移植成功的關(guān)鍵步驟6、在嵌入式系統(tǒng)的存儲(chǔ)保護(hù)方面，需要防止非法訪問(wèn)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(wèn)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(wèn)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7、嵌入式操作系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性對(duì)于系統(tǒng)的正常運(yùn)行至關(guān)重要。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)運(yùn)行在惡劣的環(huán)境中，可能會(huì)受到電磁干擾和溫度變化的影響。為了提高系統(tǒng)的可靠性，以下哪種措施可能是有效的？（）A.增加硬件冗余，如備用電源和存儲(chǔ)設(shè)備B.采用容錯(cuò)算法，能夠在出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)自動(dòng)恢復(fù)C.進(jìn)行嚴(yán)格的軟件測(cè)試和驗(yàn)證，確保代碼的質(zhì)量D.以上措施都可以提高系統(tǒng)在惡劣環(huán)境下的可靠性8、在嵌入式系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）的應(yīng)用非常廣泛。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要根據(jù)精確的時(shí)間進(jìn)行定時(shí)操作和事件觸發(fā)。為了保證時(shí)間的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，以下哪種實(shí)現(xiàn)方式最為合適？（）A.使用內(nèi)置的RTC模塊B.通過(guò)網(wǎng)絡(luò)獲取時(shí)間C.依靠軟件模擬RTC功能D.不使用實(shí)時(shí)時(shí)鐘，根據(jù)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間計(jì)算9、在嵌入式操作系統(tǒng)中，以下哪種內(nèi)存分配方式速度較快但容易產(chǎn)生內(nèi)存碎片？（）A.動(dòng)態(tài)分配B.靜態(tài)分配C.堆分配D.棧分配10、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，專為低帶寬和不穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)11、在一個(gè)嵌入式實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中，如機(jī)器人控制系統(tǒng)，需要對(duì)多個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行精確同步控制。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，以下哪種同步機(jī)制可能會(huì)被應(yīng)用？（）A.硬件定時(shí)器B.軟件定時(shí)器C.中斷同步D.以上都是12、嵌入式操作系統(tǒng)中的中斷處理機(jī)制對(duì)于系統(tǒng)的及時(shí)響應(yīng)和穩(wěn)定性起著關(guān)鍵作用。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，正確的是：（）A.系統(tǒng)立即暫停當(dāng)前任務(wù)，轉(zhuǎn)去處理中斷，中斷處理完成后返回原任務(wù)繼續(xù)執(zhí)行B.系統(tǒng)先完成當(dāng)前任務(wù)，再處理中斷，以保證任務(wù)的連續(xù)性C.系統(tǒng)根據(jù)中斷的優(yōu)先級(jí)決定是否暫停當(dāng)前任務(wù)，如果優(yōu)先級(jí)低則忽略中斷D.系統(tǒng)拒絕所有中斷，直到當(dāng)前任務(wù)完成，以防止任務(wù)被中斷干擾13、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(gè)嵌入式應(yīng)用程序在運(yùn)行時(shí)存在性能瓶頸，需要進(jìn)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(lái)實(shí)現(xiàn)功能B.代碼精簡(jiǎn)，去除不必要的代碼和注釋C.編譯器優(yōu)化選項(xiàng)的設(shè)置，讓編譯器自動(dòng)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14、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核裁剪是為了滿足特定系統(tǒng)的需求。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)只需要支持基本的任務(wù)調(diào)度和內(nèi)存管理功能，以下關(guān)于內(nèi)核裁剪的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.可以去除不必要的內(nèi)核模塊和功能，減小內(nèi)核體積B.內(nèi)核裁剪需要對(duì)操作系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有深入的了解C.裁剪后的內(nèi)核性能一定比完整內(nèi)核更高D.內(nèi)核裁剪需要在滿足系統(tǒng)需求的前提下進(jìn)行，避免影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性15、在一個(gè)基于嵌入式操作系統(tǒng)的智能交通系統(tǒng)中，如電子收費(fèi)系統(tǒng)，需要保證數(shù)據(jù)的安全性和完整性。以下哪種加密和認(rèn)證技術(shù)可能會(huì)被應(yīng)用？（）A.對(duì)稱加密B.非對(duì)稱加密C.數(shù)字簽名D.以上都是16、在嵌入式系統(tǒng)的安全方面，加密和認(rèn)證技術(shù)是常用的手段。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要保護(hù)敏感數(shù)據(jù)的傳輸和存儲(chǔ)。以下關(guān)于安全技術(shù)的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以使用對(duì)稱加密算法如AES對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，保證數(shù)據(jù)的保密性B.非對(duì)稱加密算法如RSA常用于數(shù)字簽名和密鑰交換C.加密和認(rèn)證技術(shù)會(huì)增加系統(tǒng)的開銷，但可以通過(guò)優(yōu)化算法來(lái)降低影響D.只要使用了加密和認(rèn)證技術(shù)，嵌入式系統(tǒng)就絕對(duì)安全，不會(huì)受到任何攻擊17、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18、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(wèn)文件D.任何文件系統(tǒng)都可以在閃存上正常工作，無(wú)需特別選擇19、嵌入式操作系統(tǒng)的存儲(chǔ)管理需要考慮閃存的特性。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)使用閃存作為主要存儲(chǔ)設(shè)備。以下關(guān)于閃存管理的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.閃存具有有限的寫入次數(shù)，需要采用磨損均衡算法延長(zhǎng)其使用壽命B.閃存的讀寫速度比傳統(tǒng)硬盤快，但價(jià)格相對(duì)較高C.可以使用閃存轉(zhuǎn)換層（FTL）來(lái)模擬傳統(tǒng)的塊設(shè)備接口，方便操作系統(tǒng)使用D.閃存不需要進(jìn)行垃圾回收和壞塊管理，因?yàn)槠淇煽啃院芨?0、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)行的影響二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）簡(jiǎn)述在嵌入式系統(tǒng)中如何進(jìn)行高效的圖像壓縮和解壓縮。2、（本題5分）解釋基于工作負(fù)載和硬件特性的能耗分析。3、（本題5分）簡(jiǎn)述如何在嵌入式系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)高效的中斷服務(wù)程序。4、（本題5分）解釋CPU時(shí)間片和內(nèi)存空間的預(yù)留策略。5、（本題5分）什么是嵌入式系統(tǒng)的接口測(cè)試？三、編程題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（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)調(diào)度資源利用率分析程序。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)電子秤的稱重和數(shù)據(jù)處理。3、（本題5分）在嵌入式操作系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)一個(gè)LoRa擴(kuò)頻因子調(diào)整程序。4、（本題5分）在嵌入式操作系統(tǒng)中，創(chuàng)建一個(gè)死鎖檢測(cè)和處理機(jī)制。5、（本題5分）在嵌入式操作系統(tǒng)中，創(chuàng)建一個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)管理機(jī)制。四、分析題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本