西安航空學(xué)院《嵌入式操作系統(tǒng)》2022-2023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)西安航空學(xué)院《嵌入式操作系統(tǒng)》

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、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(kāi)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2、嵌入式操作系統(tǒng)在工業(yè)控制領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。假設(shè)一個(gè)工業(yè)控制系統(tǒng)需要高穩(wěn)定性和確定性的操作。以下關(guān)于工業(yè)控制中操作系統(tǒng)的特點(diǎn)，正確的是：（）A.具備硬實(shí)時(shí)性、高可靠性和可預(yù)測(cè)的性能B.可以容忍一定程度的延遲和不確定性C.對(duì)操作系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能要求不高，功能實(shí)現(xiàn)為主D.工業(yè)控制中的操作系統(tǒng)與一般嵌入式系統(tǒng)相同3、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4、當(dāng)一個(gè)嵌入式操作系統(tǒng)需要支持遠(yuǎn)程更新和升級(jí)功能，例如智能電表的軟件更新，以下哪種技術(shù)和策略能夠確保更新過(guò)程的安全性和可靠性？（）A.使用加密的更新包，并進(jìn)行完整性驗(yàn)證B.直接通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸未加密的更新文件C.不支持遠(yuǎn)程更新，采用人工現(xiàn)場(chǎng)更新的方式D.隨機(jī)選擇更新的時(shí)機(jī)和版本，不進(jìn)行版本控制5、在嵌入式系統(tǒng)中，系統(tǒng)的更新和升級(jí)需要考慮多種因素。假設(shè)一個(gè)已經(jīng)部署的嵌入式設(shè)備需要進(jìn)行軟件升級(jí)，要確保升級(jí)過(guò)程的安全性和可靠性，同時(shí)盡量減少對(duì)用戶使用的影響。以下哪種升級(jí)方式最為合適？（）A.在線升級(jí)，自動(dòng)完成B.用戶手動(dòng)下載更新包進(jìn)行升級(jí)C.召回設(shè)備，在工廠進(jìn)行升級(jí)D.不進(jìn)行升級(jí)，保持初始版本6、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核架構(gòu)有多種選擇，如微內(nèi)核和宏內(nèi)核。假設(shè)一個(gè)對(duì)安全性和可靠性要求極高的嵌入式系統(tǒng)。以下關(guān)于內(nèi)核架構(gòu)的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.微內(nèi)核架構(gòu)將核心功能放在內(nèi)核中，其他功能作為服務(wù)運(yùn)行在用戶空間，提高了系統(tǒng)的安全性B.宏內(nèi)核架構(gòu)將更多的功能集成在內(nèi)核中，具有較高的性能和效率C.微內(nèi)核架構(gòu)由于功能分離，通信開(kāi)銷較大，不適合對(duì)性能要求苛刻的系統(tǒng)D.宏內(nèi)核架構(gòu)的可擴(kuò)展性優(yōu)于微內(nèi)核架構(gòu)，更容易添加新的功能7、在嵌入式操作系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度中，優(yōu)先級(jí)調(diào)度是一種常見(jiàn)的策略?？紤]一個(gè)包含多個(gè)實(shí)時(shí)任務(wù)和非實(shí)時(shí)任務(wù)的嵌入式系統(tǒng)，實(shí)時(shí)任務(wù)具有較高的優(yōu)先級(jí)。如果一個(gè)非實(shí)時(shí)任務(wù)正在執(zhí)行，此時(shí)一個(gè)高優(yōu)先級(jí)的實(shí)時(shí)任務(wù)就緒，會(huì)發(fā)生什么情況？（）A.立即切換到實(shí)時(shí)任務(wù)執(zhí)行B.等待非實(shí)時(shí)任務(wù)完成后再切換C.按照一定的時(shí)間片輪轉(zhuǎn)切換D.由用戶決定是否切換8、嵌入式操作系統(tǒng)的調(diào)試工具對(duì)于開(kāi)發(fā)和排錯(cuò)非常重要。假設(shè)一個(gè)智能門(mén)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9、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核移植是一項(xiàng)復(fù)雜的工作。假設(shè)要將一個(gè)現(xiàn)有的內(nèi)核移植到一個(gè)新的硬件平臺(tái)上，需要修改內(nèi)核的多個(gè)部分。以下哪個(gè)方面的修改通常是最為關(guān)鍵和困難的？（）A.驅(qū)動(dòng)程序的適配B.內(nèi)存管理的調(diào)整C.進(jìn)程調(diào)度的優(yōu)化D.中斷處理的修改10、在嵌入式系統(tǒng)的圖形界面開(kāi)發(fā)中，資源的有效利用很關(guān)鍵。假設(shè)一個(gè)車載導(dǎo)航系統(tǒng)的嵌入式設(shè)備，其屏幕分辨率有限。以下關(guān)于圖形界面設(shè)計(jì)的考慮，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.使用簡(jiǎn)潔的圖形元素和圖標(biāo)，減少資源占用B.優(yōu)化圖形的繪制算法，提高界面的刷新速度C.可以使用高分辨率的圖片，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行縮放適配D.考慮用戶的操作習(xí)慣，設(shè)計(jì)直觀易用的界面布局11、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核同步機(jī)制用于保證多任務(wù)環(huán)境下數(shù)據(jù)的一致性和正確性。假設(shè)多個(gè)任務(wù)同時(shí)訪問(wèn)共享資源。以下關(guān)于內(nèi)核同步機(jī)制的描述，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.信號(hào)量可以用于實(shí)現(xiàn)任務(wù)之間的互斥和同步B.互斥鎖可以保證在同一時(shí)刻只有一個(gè)任務(wù)訪問(wèn)共享資源C.條件變量用于任務(wù)之間的等待和通知，通常與互斥鎖配合使用D.內(nèi)核同步機(jī)制會(huì)增加系統(tǒng)的開(kāi)銷，因此在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)該盡量避免使用12、在嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，調(diào)試工具和技術(shù)起著重要作用。假設(shè)一個(gè)復(fù)雜的嵌入式系統(tǒng)出現(xiàn)了運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤。以下關(guān)于調(diào)試方法的描述，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.可以使用硬件調(diào)試器，如JTAG接口，直接訪問(wèn)和控制處理器的內(nèi)部狀態(tài)B.軟件調(diào)試工具可以在代碼中插入打印語(yǔ)句，輸出關(guān)鍵變量的值來(lái)輔助調(diào)試C.在線仿真器可以完全模擬嵌入式系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境，提供最準(zhǔn)確的調(diào)試信息D.一旦系統(tǒng)開(kāi)發(fā)完成并投入使用，就不再需要調(diào)試工具和技術(shù)，因?yàn)橄到y(tǒng)應(yīng)該是穩(wěn)定可靠的13、在一個(gè)基于嵌入式操作系統(tǒng)的工業(yè)控制設(shè)備中，例如數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)，需要對(duì)多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行精確的定時(shí)控制，以保證加工精度和效率。以下哪種定時(shí)機(jī)制在這種情況下能夠提供更高的定時(shí)精度和穩(wěn)定性？（）A.軟件定時(shí)器，通過(guò)操作系統(tǒng)的時(shí)鐘中斷實(shí)現(xiàn)B.硬件定時(shí)器，利用專門(mén)的定時(shí)器芯片C.基于網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議（NTP）的定時(shí)D.不使用定時(shí)機(jī)制，依靠任務(wù)的執(zhí)行順序控制14、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(kāi)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15、在一個(gè)基于嵌入式操作系統(tǒng)的智能家居系統(tǒng)中，需要同時(shí)控制多個(gè)家電設(shè)備，并保證各個(gè)設(shè)備之間的協(xié)調(diào)工作。以下哪種技術(shù)可以有效地實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的通信和協(xié)同？（）A.消息隊(duì)列B.共享內(nèi)存C.信號(hào)量D.以上都可以16、在一個(gè)基于嵌入式操作系統(tǒng)的汽車電子系統(tǒng)中，需要處理來(lái)自多個(gè)傳感器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行快速的數(shù)據(jù)分析和決策。例如，在自動(dòng)駕駛場(chǎng)景中，需要對(duì)攝像頭、雷達(dá)和激光雷達(dá)的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合和處理。為了實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)處理和傳輸，以下哪種通信機(jī)制可能是最優(yōu)選擇？（）A.串行通信B.并行通信C.藍(lán)牙通信D.以太網(wǎng)通信17、在嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中，調(diào)試信息的輸出對(duì)于問(wèn)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(méi)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(guò)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(guò)猜測(cè)和經(jīng)驗(yàn)來(lái)定位問(wèn)題18、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(kāi)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19、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(kāi)發(fā)和集成，以下哪種方法可能會(huì)更有效？（）A.自行編寫(xiě)驅(qū)動(dòng)B.使用開(kāi)源驅(qū)動(dòng)C.基于驅(qū)動(dòng)框架開(kāi)發(fā)D.以上都有可能20、在嵌入式系統(tǒng)的存儲(chǔ)擴(kuò)展中，外部存儲(chǔ)器如SD卡和eMMC可以提供額外的存儲(chǔ)空間。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要擴(kuò)展存儲(chǔ)容量。以下關(guān)于存儲(chǔ)擴(kuò)展的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.選擇存儲(chǔ)設(shè)備時(shí)需要考慮容量、速度、接口類型和功耗等因素B.可以通過(guò)文件系統(tǒng)將外部存儲(chǔ)器與內(nèi)部存儲(chǔ)器統(tǒng)一管理C.存儲(chǔ)擴(kuò)展不會(huì)對(duì)系統(tǒng)的啟動(dòng)時(shí)間和運(yùn)行性能產(chǎn)生影響D.在使用外部存儲(chǔ)器時(shí)，需要注意數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)權(quán)限和訪問(wèn)控制二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）簡(jiǎn)述安裝測(cè)試的要點(diǎn)和常見(jiàn)問(wèn)題。2、（本題5分）解釋如何在嵌入式系統(tǒng)中處理異常和錯(cuò)誤。3、（本題5分）什么是嵌入式系統(tǒng)的設(shè)備樹(shù)（DeviceTree）？4、（本題5分）簡(jiǎn)述設(shè)備樹(shù)的作用和結(jié)構(gòu)。5、（本題5分）簡(jiǎn)述異常類型和相應(yīng)的處理方式。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)優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)處理程序。2、（本題5分）用嵌入式操作系統(tǒng)編寫(xiě)一個(gè)物理傳感器的驅(qū)動(dòng)程序。3、（本題5分）在嵌入式操作系統(tǒng)中，編寫(xiě)一個(gè)串口通信程序，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。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)率變化率傳感器檢測(cè)電導(dǎo)率變化率。5、（本題5分）實(shí)現(xiàn)一個(gè)嵌入式程序，使用風(fēng)速異常檢測(cè)傳感器檢測(cè)風(fēng)速異常。四、分析題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）以一款智能車載娛樂(lè)系統(tǒng)的車載導(dǎo)航與多媒體融合功能為例，分析嵌入式操作系