湖州師范學(xué)院《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理及應(yīng)用》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁湖州師范學(xué)院《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理及應(yīng)用》

2023-2024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15個(gè)小題，每小題2分，共30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)的任務(wù)調(diào)度算法直接影響系統(tǒng)的性能和響應(yīng)能力。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)中有多個(gè)任務(wù)，包括實(shí)時(shí)任務(wù)和非實(shí)時(shí)任務(wù)。以下哪種調(diào)度算法可能最適合這種情況？（）A.先來先服務(wù)調(diào)度算法，按照任務(wù)到達(dá)的先后順序執(zhí)行B.時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法，為每個(gè)任務(wù)分配固定的時(shí)間片輪流執(zhí)行C.優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法，根據(jù)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)決定執(zhí)行順序，高優(yōu)先級(jí)任務(wù)優(yōu)先執(zhí)行D.隨機(jī)調(diào)度算法，隨機(jī)選擇任務(wù)執(zhí)行，以平衡任務(wù)的執(zhí)行機(jī)會(huì)2、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3、在嵌入式操作系統(tǒng)中，進(jìn)程間通信機(jī)制的選擇需要根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)景來決定。假設(shè)兩個(gè)進(jìn)程需要頻繁地交換大量數(shù)據(jù)，對(duì)通信效率要求很高。以下哪種進(jìn)程間通信方式最為合適？（）A.管道B.消息隊(duì)列C.共享內(nèi)存D.套接字4、嵌入式系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）用于提供準(zhǔn)確的時(shí)間信息。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要在斷電后仍然保持時(shí)間的準(zhǔn)確性，以下關(guān)于實(shí)時(shí)時(shí)鐘的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.實(shí)時(shí)時(shí)鐘通常由電池供電，以保證在系統(tǒng)斷電時(shí)仍能運(yùn)行B.實(shí)時(shí)時(shí)鐘可以通過外部信號(hào)進(jìn)行校準(zhǔn)，提高時(shí)間的準(zhǔn)確性C.嵌入式操作系統(tǒng)可以通過讀取實(shí)時(shí)時(shí)鐘的值來獲取當(dāng)前時(shí)間D.實(shí)時(shí)時(shí)鐘的精度不受溫度和電壓等環(huán)境因素的影響5、嵌入式操作系統(tǒng)常常需要在低功耗的情況下保持系統(tǒng)的運(yùn)行。假設(shè)一個(gè)基于電池供電的嵌入式設(shè)備，在系統(tǒng)空閑時(shí)需要降低功耗以延長(zhǎng)電池壽命。以下哪種技術(shù)可以有效地實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)？（）A.動(dòng)態(tài)電壓頻率調(diào)整B.關(guān)閉部分不必要的硬件設(shè)備C.進(jìn)入睡眠模式D.以上都是6、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(cè)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(chǎng)景中進(jìn)行，以獲得準(zhǔn)確的結(jié)果7、在嵌入式操作系統(tǒng)中，文件系統(tǒng)的選擇需要考慮設(shè)備的存儲(chǔ)特性和應(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)，需要一個(gè)可靠且高效的文件系統(tǒng)。以下哪種文件系統(tǒng)可能是合適的選擇？（）A.FAT文件系統(tǒng)，廣泛兼容但不適合閃存的頻繁寫入B.NTFS文件系統(tǒng)，功能強(qiáng)大但對(duì)資源要求較高C.EXT文件系統(tǒng)，常用于Linux系統(tǒng)但對(duì)嵌入式設(shè)備不太優(yōu)化D.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)8、在嵌入式系統(tǒng)的電源管理中，動(dòng)態(tài)電壓頻率調(diào)整（DVFS）技術(shù)可以根據(jù)系統(tǒng)負(fù)載調(diào)整處理器的電壓和頻率。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備的負(fù)載變化頻繁。以下關(guān)于DVFS的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.DVFS可以有效降低系統(tǒng)的功耗，尤其是在輕負(fù)載情況下B.實(shí)現(xiàn)DVFS需要硬件支持和相應(yīng)的軟件算法C.頻繁的電壓和頻率切換不會(huì)對(duì)系統(tǒng)性能產(chǎn)生負(fù)面影響D.可以根據(jù)系統(tǒng)的歷史負(fù)載情況預(yù)測(cè)未來的負(fù)載，提前進(jìn)行DVFS調(diào)整9、對(duì)于一個(gè)基于嵌入式操作系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，例如工業(yè)自動(dòng)化中的機(jī)器人手臂控制，系統(tǒng)需要對(duì)外部輸入的信號(hào)做出快速且準(zhǔn)確的響應(yīng)，響應(yīng)時(shí)間要求在毫秒級(jí)別。同時(shí)，系統(tǒng)還需要保證任務(wù)執(zhí)行的確定性和可預(yù)測(cè)性。以下哪種調(diào)度算法更能滿足這種實(shí)時(shí)性和確定性的要求？（）A.先來先服務(wù)調(diào)度算法B.優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法，根據(jù)任務(wù)的緊急程度分配優(yōu)先級(jí)C.最短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法D.時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法10、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11、在嵌入式系統(tǒng)的安全機(jī)制方面，需要防止未經(jīng)授權(quán)的訪問和數(shù)據(jù)泄露。假設(shè)一個(gè)涉及敏感信息的嵌入式設(shè)備。以下關(guān)于安全機(jī)制的描述，正確的是：（）A.不采取任何安全措施，依賴設(shè)備的物理保護(hù)B.實(shí)施身份認(rèn)證、加密和訪問控制等安全策略C.安全機(jī)制會(huì)增加系統(tǒng)開銷，影響性能，應(yīng)盡量減少使用D.嵌入式系統(tǒng)不存在安全風(fēng)險(xiǎn)，無需關(guān)注12、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13、嵌入式操作系統(tǒng)中的任務(wù)調(diào)度算法決定了任務(wù)執(zhí)行的順序和時(shí)機(jī)。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)中有多個(gè)任務(wù)，它們具有不同的優(yōu)先級(jí)和截止時(shí)間。以下關(guān)于任務(wù)調(diào)度算法的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法根據(jù)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)來決定執(zhí)行順序，高優(yōu)先級(jí)任務(wù)優(yōu)先執(zhí)行B.最早截止時(shí)間優(yōu)先調(diào)度算法選擇截止時(shí)間最早的任務(wù)執(zhí)行，以滿足任務(wù)的實(shí)時(shí)性要求C.輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法將CPU時(shí)間平均分配給各個(gè)任務(wù)，適用于任務(wù)執(zhí)行時(shí)間相近的情況D.一旦任務(wù)的調(diào)度算法確定，就不能根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，以保證穩(wěn)定性14、在嵌入式系統(tǒng)的遠(yuǎn)程管理和監(jiān)控方面，網(wǎng)絡(luò)通信起著關(guān)鍵作用。假設(shè)一個(gè)分布式的嵌入式設(shè)備網(wǎng)絡(luò)需要進(jìn)行遠(yuǎn)程管理。以下關(guān)于遠(yuǎn)程管理實(shí)現(xiàn)的描述，正確的是：（）A.建立專用的通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)高效的遠(yuǎn)程控制和數(shù)據(jù)采集B.直接使用通用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，不進(jìn)行任何定制C.遠(yuǎn)程管理會(huì)增加系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)盡量避免D.嵌入式系統(tǒng)不支持遠(yuǎn)程管理功能15、在嵌入式系統(tǒng)的存儲(chǔ)擴(kuò)展中，SD卡是一種常見的存儲(chǔ)設(shè)備。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要使用SD卡來存儲(chǔ)大量的數(shù)據(jù)，以下關(guān)于SD卡的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.SD卡具有體積小、容量大、讀寫速度快等優(yōu)點(diǎn)B.SD卡分為SDHC和SDXC等不同的規(guī)格，其性能和容量有所差異C.嵌入式操作系統(tǒng)需要提供相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序來支持SD卡的讀寫操作D.SD卡的數(shù)據(jù)讀寫是通過串行接口進(jìn)行的，速度較慢，不適合大數(shù)據(jù)量的傳輸二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）簡(jiǎn)述可移植性測(cè)試的步驟和關(guān)注點(diǎn)。2、（本題5分）解釋嵌入式操作系統(tǒng)與通用操作系統(tǒng)的區(qū)別。3、（本題5分）簡(jiǎn)述互斥鎖、條件變量和事件的使用方法。三、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）探討嵌入式操作系統(tǒng)在智能農(nóng)業(yè)中的作用。智能農(nóng)業(yè)需要精確的環(huán)境監(jiān)測(cè)和控制，嵌入式操作系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)高效的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理？包括傳感器數(shù)據(jù)處理、灌溉控制等方面。2、（本題5分）探討嵌入式操作系統(tǒng)中的中斷處理的快速性。解釋中斷處理快速性的重要性，分析如何在嵌入式系統(tǒng)中提高中斷處理的速度。3、（本題5分）以一款無人機(jī)控制系統(tǒng)為例，分析嵌入式操作系統(tǒng)在其中的應(yīng)用，包括飛行控制、圖像傳輸、任務(wù)規(guī)劃等方面，討論其對(duì)無人機(jī)性能的提升。4、（本題5分）結(jié)合實(shí)際案例，分析嵌入式操作系統(tǒng)在智能家居安全防護(hù)與應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)中的應(yīng)用。討論其在安全監(jiān)測(cè)、報(bào)警處理、應(yīng)急聯(lián)動(dòng)等方面的功能和優(yōu)勢(shì)。5、（本題5分）分析嵌入式操作系統(tǒng)在智能倉儲(chǔ)