重慶交通大學《嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》2023-2024學年第一學期期末試卷

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《嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》2023-2024學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題2分，共30分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、在嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)中，設備驅(qū)動程序的編寫是重要的一環(huán)。假設需要為一個新的傳感器編寫驅(qū)動程序。以下關于設備驅(qū)動的描述，哪一項是不正確的？（）A.設備驅(qū)動程序負責將硬件的操作抽象為軟件接口，供上層應用使用B.驅(qū)動程序需要處理硬件的中斷和異常情況，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性C.為了提高性能，設備驅(qū)動程序應該盡量減少與操作系統(tǒng)內(nèi)核的交互D.不同類型的設備驅(qū)動程序結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)方式完全相同，可以復用代碼2、假設在一個嵌入式安防監(jiān)控系統(tǒng)中，需要同時處理多個攝像頭的視頻流，并進行實時的圖像分析和存儲。對于視頻數(shù)據(jù)的壓縮和編碼，以下哪種標準可能會被采用？（）A.H.264B.H.265C.MPEG-4D.MJPEG3、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核同步機制用于保證多任務環(huán)境下數(shù)據(jù)的一致性和正確性。假設多個任務同時訪問共享資源。以下關于內(nèi)核同步機制的描述，哪一項是錯誤的？（）A.信號量可以用于實現(xiàn)任務之間的互斥和同步B.互斥鎖可以保證在同一時刻只有一個任務訪問共享資源C.條件變量用于任務之間的等待和通知，通常與互斥鎖配合使用D.內(nèi)核同步機制會增加系統(tǒng)的開銷，因此在實際應用中應該盡量避免使用4、當開發(fā)一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的智能手表應用時，需要考慮到系統(tǒng)的存儲容量有限和性能要求。對于應用程序的代碼和數(shù)據(jù)存儲，以下哪種存儲介質(zhì)可能是最合適的？（）A.NORFlashB.NANDFlashC.eMMCD.SD卡5、對于一個運行嵌入式操作系統(tǒng)的智能醫(yī)療設備，例如血糖儀，需要與其他醫(yī)療設備或醫(yī)院信息系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互和集成。以下哪種數(shù)據(jù)接口和標準更適合這種醫(yī)療領域的應用？（）A.USB接口，通用的數(shù)據(jù)傳輸接口B.藍牙低能耗（BLE）接口，低功耗短距離通信C.HL7標準，醫(yī)療領域的信息交換標準D.自定義的私有接口和數(shù)據(jù)格式6、在一個嵌入式音頻處理系統(tǒng)中，如數(shù)字音頻播放器，需要對音頻信號進行高質(zhì)量的處理和輸出。為了實現(xiàn)低失真和高保真的音頻效果，以下哪種音頻處理技術可能會被使用？（）A.數(shù)字信號處理算法B.音頻編碼和解碼C.音頻均衡和濾波D.以上都是7、在嵌入式系統(tǒng)中，中斷處理是響應外部事件的重要機制。假設一個嵌入式設備需要實時響應外部傳感器的中斷信號。以下關于中斷處理的描述，哪一項是不準確的？（）A.中斷處理程序應該盡可能短小精悍，以減少中斷響應時間B.可以設置中斷優(yōu)先級，高優(yōu)先級中斷可以打斷低優(yōu)先級中斷的處理C.中斷處理完成后，系統(tǒng)會自動返回到被中斷的任務繼續(xù)執(zhí)行D.為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，應該盡量減少中斷的使用，采用輪詢方式獲取外部事件8、假設一個嵌入式系統(tǒng)需要運行一個復雜的圖形用戶界面（GUI），例如智能手表的操作界面，對界面的響應速度和資源占用有嚴格要求。以下哪種GUI框架和技術更適合這種嵌入式應用？（）A.Qt框架，功能強大但資源消耗較大B.MiniGUI框架，輕量級且適合嵌入式環(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9、在嵌入式操作系統(tǒng)中，文件系統(tǒng)的選擇會影響系統(tǒng)的性能和存儲效率。假設一個嵌入式設備需要存儲大量的小文件，并且對文件的讀寫速度有較高要求。以下哪種文件系統(tǒng)更適合這種應用場景？（）A.FAT文件系統(tǒng)B.NTFS文件系統(tǒng)C.EXT文件系統(tǒng)D.JFFS2文件系統(tǒng)10、嵌入式操作系統(tǒng)中的中斷處理機制對于系統(tǒng)的及時響應和穩(wěn)定性起著關鍵作用。假設一個嵌入式系統(tǒng)正在執(zhí)行一個關鍵任務，此時發(fā)生了一個高優(yōu)先級的中斷。以下關于中斷處理的描述，正確的是：（）A.系統(tǒng)立即暫停當前任務，轉(zhuǎn)去處理中斷，中斷處理完成后返回原任務繼續(xù)執(zhí)行B.系統(tǒng)先完成當前任務，再處理中斷，以保證任務的連續(xù)性C.系統(tǒng)根據(jù)中斷的優(yōu)先級決定是否暫停當前任務，如果優(yōu)先級低則忽略中斷D.系統(tǒng)拒絕所有中斷，直到當前任務完成，以防止任務被中斷干擾11、當設計一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的便攜式醫(yī)療設備時，需要考慮到設備的尺寸、重量和電池壽命。對于操作系統(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性？（）A.FreeRTOSB.LinuxC.WindowsEmbeddedD.VxWorks12、在一個嵌入式操作系統(tǒng)中，為了提高系統(tǒng)的可靠性和容錯能力，對于關鍵任務的數(shù)據(jù)存儲和恢復，以下哪種技術或方法可能會被采用？（）A.定期數(shù)據(jù)備份B.數(shù)據(jù)冗余存儲C.錯誤檢測和糾正碼D.以上都是13、在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中，對于資源受限的設備，代碼尺寸的優(yōu)化至關重要。假設一個嵌入式應用程序的代碼尺寸過大。以下關于代碼優(yōu)化的方法，正確的是：（）A.使用更高效的算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，減少代碼量B.去除未使用的函數(shù)和變量，精簡代碼C.選擇合適的編譯器優(yōu)化選項，對代碼進行優(yōu)化D.以上方法都可以有效地減小嵌入式應用程序的代碼尺寸14、在嵌入式系統(tǒng)中，實時操作系統(tǒng)的上下文切換時間對系統(tǒng)性能有影響。假設一個嵌入式系統(tǒng)需要頻繁進行任務切換。以下關于減少上下文切換時間的方法，正確的是：（）A.優(yōu)化任務的保存和恢復操作，減少數(shù)據(jù)的保存和恢復量B.增加任務的執(zhí)行時間，減少任務切換的頻率C.簡化任務的上下文信息，只保存關鍵的狀態(tài)數(shù)據(jù)D.以上方法都可以有效地減少實時操作系統(tǒng)的上下文切換時間15、在嵌入式操作系統(tǒng)中，對于實時性要求極高的工業(yè)控制系統(tǒng)，如自動化生產(chǎn)線的控制，需要確保任務的響應時間和確定性。假設系統(tǒng)中存在多個關鍵任務，如傳感器數(shù)據(jù)采集、控制算法執(zhí)行和設備驅(qū)動控制，以下哪種調(diào)度算法最能滿足這種嚴格的實時性需求？（）A.先來先服務調(diào)度B.優(yōu)先級調(diào)度C.時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度D.最短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）簡述可移植性測試的步驟和關注點。2、（本題5分）解釋如何驗證嵌入式系統(tǒng)接口的功能和性能。3、（本題5分）解釋消息隊列、信號量和共享內(nèi)存的工作原理。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）闡述嵌入式操作系統(tǒng)在智能能源領域的應用。分析嵌入式操作系統(tǒng)如何實現(xiàn)智能能源設備的控制、監(jiān)測和通信，以及在智能能源系統(tǒng)中的優(yōu)勢和面臨的挑戰(zhàn)。2、（本題5分）探討嵌入式操作系統(tǒng)中的中斷處理機制。說明中斷的作用和分類，分析中斷處理過程中可能出現(xiàn)的問題及解決方法。3、（本題5分）分析嵌入式操作系統(tǒng)在智能交通電子收費系統(tǒng)中的地位。論述其在車輛識別、收費計算和數(shù)據(jù)傳輸中的作用，以及面臨的挑戰(zhàn)，如實時性和數(shù)據(jù)安全要求。4、（本題5分）以智能環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)為例，綜合分析嵌入式操作系統(tǒng)的重要性。包括對空氣質(zhì)量、水質(zhì)、噪聲等參數(shù)的監(jiān)測，以及如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時傳輸和處理。5、（本題5分）分析嵌入式操作系統(tǒng)在智能電網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)中的應用。討論其在電力參數(shù)監(jiān)測、故障診斷、數(shù)據(jù)分析等方面的作用，以及如何提高