吉首大學(xué)《嵌入式系統(tǒng)原理實(shí)驗(yàn)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)吉首大學(xué)《嵌入式系統(tǒng)原理實(shí)驗(yàn)》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題1分，共15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)的存儲(chǔ)管理中，虛擬內(nèi)存機(jī)制的應(yīng)用需要謹(jǐn)慎考慮。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備的內(nèi)存資源有限。以下關(guān)于虛擬內(nèi)存在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.虛擬內(nèi)存可以使嵌入式系統(tǒng)運(yùn)行大于物理內(nèi)存的程序，但會(huì)增加系統(tǒng)的復(fù)雜性B.對(duì)于實(shí)時(shí)性要求高的嵌入式系統(tǒng)，使用虛擬內(nèi)存可能導(dǎo)致不可預(yù)測(cè)的響應(yīng)時(shí)間C.如果嵌入式設(shè)備的存儲(chǔ)介質(zhì)讀寫速度快，可以廣泛使用虛擬內(nèi)存來(lái)擴(kuò)展內(nèi)存空間D.在資源受限的嵌入式系統(tǒng)中，通常優(yōu)先考慮優(yōu)化物理內(nèi)存的使用，而不是依賴虛擬內(nèi)存2、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?、在一個(gè)嵌入式工業(yè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，如化工廠的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，需要對(duì)多種環(huán)境參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警。為了提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，以下哪種容錯(cuò)和故障診斷技術(shù)可能會(huì)被應(yīng)用？（）A.傳感器冗余B.自診斷算法C.故障預(yù)警機(jī)制D.以上都是4、嵌入式系統(tǒng)中的中斷向量表用于存儲(chǔ)中斷處理程序的入口地址。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)中有多個(gè)中斷源，以下關(guān)于中斷向量表的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.中斷向量表通常位于固定的內(nèi)存地址B.當(dāng)中斷發(fā)生時(shí)，處理器根據(jù)中斷號(hào)查找中斷向量表獲取相應(yīng)的中斷處理程序入口地址C.中斷向量表的內(nèi)容可以在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)修改D.中斷向量表的大小取決于系統(tǒng)支持的中斷源數(shù)量5、在嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全方面，加密算法起著重要的作用。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要在網(wǎng)絡(luò)通信中保護(hù)數(shù)據(jù)的機(jī)密性和完整性，以下關(guān)于加密算法的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.AES是一種常用的對(duì)稱加密算法，加密和解密使用相同的密鑰B.RSA是一種非對(duì)稱加密算法，適用于數(shù)字簽名和密鑰交換C.加密算法的強(qiáng)度越高，加密和解密的速度就越慢D.嵌入式系統(tǒng)中只能使用對(duì)稱加密算法，不能使用非對(duì)稱加密算法6、在嵌入式系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求較高的情況下，中斷處理是一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。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，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.系統(tǒng)會(huì)立即暫停當(dāng)前任務(wù)，轉(zhuǎn)去處理中斷B.中斷處理程序應(yīng)該盡可能短小精悍，以減少中斷響應(yīng)時(shí)間C.中斷處理完成后，系統(tǒng)會(huì)回到被中斷的任務(wù)繼續(xù)執(zhí)行D.中斷處理程序可以進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算和數(shù)據(jù)處理，以充分利用中斷時(shí)間7、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(lái)的負(fù)載，提前進(jìn)行DVFS調(diào)整8、在一個(gè)嵌入式醫(yī)療成像設(shè)備中，如便攜式超聲設(shè)備，需要對(duì)圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)處理和優(yōu)化。以下哪種圖像處理算法和技術(shù)可能會(huì)被應(yīng)用？（）A.圖像增強(qiáng)B.圖像壓縮C.圖像分割D.以上都是9、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10、在嵌入式操作系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)性是一個(gè)關(guān)鍵特性。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)用于控制工業(yè)生產(chǎn)線上的機(jī)器人，要求對(duì)外部事件的響應(yīng)在嚴(yán)格的時(shí)間限制內(nèi)。以下關(guān)于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的分類，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.硬實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)對(duì)任務(wù)的響應(yīng)時(shí)間有極其嚴(yán)格的要求，錯(cuò)過(guò)時(shí)限會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重后果B.軟實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)允許任務(wù)在一定程度上錯(cuò)過(guò)時(shí)限，但仍能保證系統(tǒng)的整體性能C.準(zhǔn)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求介于硬實(shí)時(shí)和軟實(shí)時(shí)之間，適用于大多數(shù)一般性應(yīng)用D.所有的嵌入式操作系統(tǒng)都可以嚴(yán)格地分為硬實(shí)時(shí)、軟實(shí)時(shí)和準(zhǔn)實(shí)時(shí)這三類，不存在其他情況11、嵌入式操作系統(tǒng)的啟動(dòng)過(guò)程包括硬件初始化、內(nèi)核加載和系統(tǒng)配置等步驟。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備在啟動(dòng)時(shí)需要加載多個(gè)模塊和配置文件。以下關(guān)于啟動(dòng)過(guò)程的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.硬件初始化包括設(shè)置時(shí)鐘、初始化內(nèi)存控制器和其他外設(shè)B.內(nèi)核可以從只讀存儲(chǔ)器（ROM）、閃存或網(wǎng)絡(luò)等位置加載C.系統(tǒng)配置可以通過(guò)讀取配置文件或使用默認(rèn)設(shè)置來(lái)完成D.嵌入式操作系統(tǒng)的啟動(dòng)過(guò)程是固定不變的，不能根據(jù)具體需求進(jìn)行定制和優(yōu)化12、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。考慮一個(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13、在嵌入式系統(tǒng)的可靠性測(cè)試中，壓力測(cè)試是一種常用的方法。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要在高負(fù)載和惡劣環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，以下關(guān)于壓力測(cè)試的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.壓力測(cè)試可以模擬系統(tǒng)在極端情況下的工作狀態(tài)，檢測(cè)潛在的故障B.壓力測(cè)試需要對(duì)系統(tǒng)的硬件、軟件和環(huán)境進(jìn)行綜合考慮C.壓力測(cè)試只需要關(guān)注系統(tǒng)的性能指標(biāo)，不需要考慮功能的正確性D.壓力測(cè)試的結(jié)果可以為系統(tǒng)的優(yōu)化和改進(jìn)提供依據(jù)14、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(lái)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)15、在嵌入式操作系統(tǒng)中，文件系統(tǒng)的選擇會(huì)影響系統(tǒng)的性能和存儲(chǔ)效率。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要存儲(chǔ)大量的小文件，并且對(duì)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(yīng)用場(chǎng)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)二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）解釋在嵌入式系統(tǒng)中如何通過(guò)PMU實(shí)現(xiàn)不同的電源模式。2、（本題5分）什么是嵌入式系統(tǒng)的緩存一致性（CacheCoherence）？3、（本題5分）簡(jiǎn)述嵌入式操作系統(tǒng)中的傳感器驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)。4、（本題5分）簡(jiǎn)述緩存一致性的問(wèn)題和解決方法。三、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）論述嵌入式操作系統(tǒng)在通信設(shè)備中的重要性。分析其在基站、路由器等設(shè)備中的應(yīng)用，以及對(duì)高可靠性和實(shí)時(shí)性的要求。2、（本題5分）探討嵌入式操作系統(tǒng)在智能手表等可穿戴設(shè)備中的作用。可穿戴設(shè)備體積小、功耗低，嵌入式操作系統(tǒng)如何在有限的資源下實(shí)現(xiàn)豐富的功能？包括傳感器數(shù)據(jù)處理、用戶交互等方面。3、（本題5分）分析嵌入式操作系統(tǒng)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用及挑戰(zhàn)。智能電網(wǎng)需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制電力系統(tǒng)，嵌入式操作系統(tǒng)如何保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性？考慮通信協(xié)議、數(shù)據(jù)處理等方面。4、（本題5分）分析嵌入式操作系統(tǒng)在航空電子電子飛行包中的關(guān)鍵作用。論述其在飛行資料管理、導(dǎo)航計(jì)算和通信功能中的應(yīng)用，以及對(duì)高可靠性和便攜性的要求。5、（本題5分）以智能物流系統(tǒng)為背景，綜合分析嵌入式操作系統(tǒng)的作用。涵蓋貨物跟蹤、倉(cāng)儲(chǔ)管理