武漢學(xué)院《嵌入式系統(tǒng)與設(shè)計(jì)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁武漢學(xué)院

《嵌入式系統(tǒng)與設(shè)計(jì)》2022-2023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)定性和安全性沒有影響2、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.可以通過測量任務(wù)切換時(shí)間、中斷響應(yīng)時(shí)間等指標(biāo)來評(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)用場景中進(jìn)行，以獲得準(zhǔn)確的結(jié)果3、在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中，調(diào)試信息的輸出對(duì)于問題排查非常重要。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)故障，但沒有明顯的錯(cuò)誤提示。以下關(guān)于調(diào)試信息輸出的方式，有效的是：（）A.將關(guān)鍵變量和狀態(tài)信息通過串口輸出到上位機(jī)進(jìn)行分析B.將調(diào)試信息存儲(chǔ)在內(nèi)部閃存中，事后讀取分析C.在系統(tǒng)的顯示屏上直接顯示詳細(xì)的調(diào)試信息D.不輸出調(diào)試信息，通過猜測和經(jīng)驗(yàn)來定位問題4、在嵌入式操作系統(tǒng)中，系統(tǒng)的可移植性是一個(gè)重要的考慮因素。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)需要從一種硬件平臺(tái)移植到另一種具有不同架構(gòu)和特性的平臺(tái)。以下哪種方法能夠最大程度地減少移植的工作量和風(fēng)險(xiǎn)？（）A.使用與硬件平臺(tái)緊密耦合的代碼B.采用跨平臺(tái)的開發(fā)框架和庫C.針對(duì)每個(gè)平臺(tái)重新編寫全部代碼D.忽略可移植性，只在原平臺(tái)上運(yùn)行5、在嵌入式操作系統(tǒng)中，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序起著重要的作用。假設(shè)要為一個(gè)新型的傳感器開發(fā)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，該傳感器具有獨(dú)特的接口和通信協(xié)議。為了確保驅(qū)動(dòng)程序的高效性、穩(wěn)定性和可移植性，以下哪種開發(fā)方法和技術(shù)是最為關(guān)鍵的？（）A.直接在操作系統(tǒng)內(nèi)核中編寫驅(qū)動(dòng)代碼B.使用操作系統(tǒng)提供的驅(qū)動(dòng)框架和接口C.參考類似傳感器的驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行修改D.自行設(shè)計(jì)全新的驅(qū)動(dòng)架構(gòu)6、在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中，內(nèi)存管理是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要同時(shí)運(yùn)行多個(gè)應(yīng)用程序，且內(nèi)存資源有限。以下關(guān)于內(nèi)存管理策略的描述，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.固定分區(qū)內(nèi)存管理將內(nèi)存劃分為固定大小的分區(qū)，每個(gè)應(yīng)用程序分配一個(gè)分區(qū)，易于實(shí)現(xiàn)但會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部碎片B.動(dòng)態(tài)分區(qū)內(nèi)存管理根據(jù)應(yīng)用程序的需求動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存，提高了內(nèi)存利用率，但可能產(chǎn)生外部碎片C.分頁式內(nèi)存管理將內(nèi)存劃分為固定大小的頁，通過頁表進(jìn)行映射，便于內(nèi)存共享和保護(hù)D.無論采用哪種內(nèi)存管理策略，都能完全避免內(nèi)存碎片的產(chǎn)生，保證內(nèi)存的高效利用7、假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)需要運(yùn)行一個(gè)復(fù)雜的圖形用戶界面（GUI），例如智能手表的操作界面，對(duì)界面的響應(yīng)速度和資源占用有嚴(yán)格要求。以下哪種GUI框架和技術(shù)更適合這種嵌入式應(yīng)用？（）A.Qt框架，功能強(qiáng)大但資源消耗較大B.MiniGUI框架，輕量級(jí)且適合嵌入式環(huán)境C.自行開發(fā)基于底層圖形庫的GUID.不使用GUI，采用命令行界面8、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核架構(gòu)對(duì)于系統(tǒng)性能和資源利用有著重要影響。假設(shè)一個(gè)資源受限的嵌入式設(shè)備，需要高效地運(yùn)行多個(gè)任務(wù)。以下關(guān)于內(nèi)核架構(gòu)的描述，哪一項(xiàng)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(yùn)行在用戶空間，提高了系統(tǒng)的可擴(kuò)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(diǎn)，在保證性能的同時(shí)具備一定的可擴(kuò)展性D.對(duì)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?yàn)槠湫阅芨?、在一個(gè)嵌入式操作系統(tǒng)中，系統(tǒng)的安全性是至關(guān)重要的。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要處理敏感信息，如金融交易數(shù)據(jù)或個(gè)人身份信息。以下哪種安全機(jī)制能夠有效地保護(hù)這些數(shù)據(jù)的機(jī)密性和完整性？（）A.數(shù)據(jù)加密技術(shù)，如AES加密B.訪問控制列表，限制對(duì)數(shù)據(jù)的訪問權(quán)限C.數(shù)字簽名技術(shù)，驗(yàn)證數(shù)據(jù)的來源和完整性D.不采取任何安全措施，依靠設(shè)備的物理保護(hù)10、假設(shè)在一個(gè)嵌入式工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備中，需要與多個(gè)不同廠家的傳感器和執(zhí)行器進(jìn)行通信和集成。為了解決設(shè)備之間的兼容性和互操作性問題，以下哪種通信協(xié)議和接口標(biāo)準(zhǔn)可能會(huì)被廣泛采用？（）A.ModbusB.CAN總線C.SPID.以上都是11、嵌入式系統(tǒng)中的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序負(fù)責(zé)與硬件設(shè)備進(jìn)行交互。假設(shè)需要為一個(gè)新的傳感器開發(fā)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，以下關(guān)于設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)的步驟，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.了解傳感器的硬件接口和通信協(xié)議B.編寫初始化代碼、數(shù)據(jù)讀寫代碼和中斷處理代碼C.將設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序編譯為獨(dú)立的可執(zhí)行文件，在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)加載D.設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序不需要考慮操作系統(tǒng)的內(nèi)存管理和任務(wù)調(diào)度機(jī)制12、嵌入式操作系統(tǒng)的任務(wù)間通信機(jī)制除了消息隊(duì)列，還有共享內(nèi)存等方式。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)需要在多個(gè)任務(wù)之間高效地共享大量數(shù)據(jù)。以下關(guān)于共享內(nèi)存的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.共享內(nèi)存可以提供快速的數(shù)據(jù)交換，但需要同步機(jī)制來保證數(shù)據(jù)的一致性B.多個(gè)任務(wù)可以同時(shí)訪問共享內(nèi)存區(qū)域，提高了數(shù)據(jù)訪問的效率C.共享內(nèi)存的分配和釋放由操作系統(tǒng)自動(dòng)管理，任務(wù)無需關(guān)心D.共享內(nèi)存的使用需要謹(jǐn)慎，避免出現(xiàn)內(nèi)存泄漏和數(shù)據(jù)競爭等問題13、在嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的選擇很重要。假設(shè)一個(gè)遠(yuǎn)程監(jiān)控的嵌入式設(shè)備需要通過網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)。以下關(guān)于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的考慮，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.選擇輕量級(jí)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，以減少系統(tǒng)資源的占用B.考慮協(xié)議棧的安全性，如支持加密傳輸C.網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的性能主要取決于其支持的最高網(wǎng)絡(luò)速度D.協(xié)議棧的可擴(kuò)展性，以便適應(yīng)未來可能的功能升級(jí)14、假設(shè)在一個(gè)嵌入式智能家居網(wǎng)關(guān)中，需要同時(shí)連接多種智能家居設(shè)備，并實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的控制和管理。對(duì)于設(shè)備驅(qū)動(dòng)的開發(fā)和集成，以下哪種方法可能會(huì)更有效？（）A.自行編寫驅(qū)動(dòng)B.使用開源驅(qū)動(dòng)C.基于驅(qū)動(dòng)框架開發(fā)D.以上都有可能15、嵌入式操作系統(tǒng)的啟動(dòng)過程包括硬件初始化、引導(dǎo)加載程序和內(nèi)核啟動(dòng)等階段。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)在啟動(dòng)時(shí)出現(xiàn)故障。以下關(guān)于啟動(dòng)過程的描述，哪一項(xiàng)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(dòng)后會(huì)進(jìn)行設(shè)備驅(qū)動(dòng)的加載和系統(tǒng)配置的初始化D.一旦啟動(dòng)過程出現(xiàn)故障，只能重新設(shè)計(jì)硬件來解決問題，無法通過軟件調(diào)試16、嵌入式操作系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)對(duì)于關(guān)鍵應(yīng)用至關(guān)重要。假設(shè)一個(gè)用于醫(yī)療設(shè)備的嵌入式系統(tǒng)。以下關(guān)于可靠性保障的描述，正確的是：（）A.不進(jìn)行任何額外的可靠性設(shè)計(jì)，依靠操作系統(tǒng)的默認(rèn)機(jī)制B.采用冗余設(shè)計(jì)、錯(cuò)誤檢測和恢復(fù)機(jī)制，確保系統(tǒng)在故障情況下仍能正常運(yùn)行C.只關(guān)注功能實(shí)現(xiàn)，忽略可靠性方面的考慮D.可靠性設(shè)計(jì)會(huì)增加系統(tǒng)成本和復(fù)雜性，應(yīng)盡量避免17、在嵌入式系統(tǒng)的圖形顯示中，F(xiàn)ramebuffer是一種常用的機(jī)制。假設(shè)一個(gè)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(xiàng)是不正確的？（）A.Framebuffer是一塊內(nèi)存區(qū)域，用于存儲(chǔ)屏幕的圖像數(shù)據(jù)B.應(yīng)用程序可以直接對(duì)Framebuffer進(jìn)行讀寫操作，實(shí)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(duì)Framebuffer的操作，可以實(shí)現(xiàn)各種圖形效果和動(dòng)畫18、在嵌入式系統(tǒng)中，以下哪種電源管理技術(shù)可以根據(jù)負(fù)載動(dòng)態(tài)調(diào)整電壓？（）A.動(dòng)態(tài)電源管理B.智能電源管理C.以上都是D.以上都不是19、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)置訪問密碼C.安裝防火墻D.以上措施綜合使用20、在一個(gè)嵌入式圖像識(shí)別系統(tǒng)中，如人臉識(shí)別門禁系統(tǒng)，需要快速準(zhǔn)確地識(shí)別圖像中的目標(biāo)。為了提高識(shí)別速度和準(zhǔn)確率，以下哪種硬件加速模塊可能會(huì)被集成？（）A.GPUB.FPGAC.DSPD.以上都是二、簡答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）什么是嵌入式系統(tǒng)的冒煙測試？2、（本題5分）簡述兼容性測試的范圍和要點(diǎn)。3、（本題5分）嵌入式操作系統(tǒng)中的安全機(jī)制有哪些？4、（本題5分）解釋錯(cuò)誤檢測、恢復(fù)和冗余機(jī)制。5、（本題5分）嵌入式操作系統(tǒng)中的無線通信模塊（如Wi-Fi）的驅(qū)動(dòng)開發(fā)要點(diǎn)有哪些？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)事件標(biāo)志組，用于任務(wù)間的同步。2、（本題5分）實(shí)現(xiàn)一個(gè)嵌入式程序，使用光澤度傳感器檢測物體的光澤度。3、（本題5分）在嵌入式系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)一個(gè)左高樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行插入和刪除操作。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，在嵌入式系統(tǒng)中使用電導(dǎo)率差傳感器檢測電導(dǎo)率差。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)鐘的精度校準(zhǔn)程序。四、分析題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1