眉山藥科職業(yè)學(xué)院《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》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)眉山藥科職業(yè)學(xué)院《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共25個(gè)小題，每小題1分，共25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)中，文件系統(tǒng)的選擇需要考慮多種因素。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要存儲(chǔ)大量的小文件。以下關(guān)于文件系統(tǒng)的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.FAT文件系統(tǒng)簡(jiǎn)單易用，但不支持大容量存儲(chǔ)和高級(jí)的文件屬性B.ext4文件系統(tǒng)具有較好的性能和可靠性，但對(duì)于資源受限的嵌入式系統(tǒng)可能過(guò)于復(fù)雜C.JFFS2文件系統(tǒng)專門為閃存設(shè)計(jì)，適合存儲(chǔ)頻繁更新的小文件D.文件系統(tǒng)的選擇只取決于存儲(chǔ)介質(zhì)的類型，與系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景無(wú)關(guān)2、在嵌入式系統(tǒng)中，文件系統(tǒng)的選擇需要考慮存儲(chǔ)介質(zhì)和系統(tǒng)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)。以下關(guān)于文件系統(tǒng)選擇的描述，正確的是：（）A.選擇傳統(tǒng)的FAT文件系統(tǒng)，因其廣泛支持且簡(jiǎn)單易用B.使用專門為閃存優(yōu)化的文件系統(tǒng)，如JFFS2或UBIFS，以提高閃存的使用壽命和性能C.不使用文件系統(tǒng)，直接以原始數(shù)據(jù)方式存儲(chǔ)和訪問(wèn)文件D.任何文件系統(tǒng)都可以在閃存上正常工作，無(wú)需特別選擇3、嵌入式操作系統(tǒng)的安全機(jī)制對(duì)于保護(hù)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)至關(guān)重要。假設(shè)一個(gè)金融支付終端的嵌入式系統(tǒng)，需要防止數(shù)據(jù)泄露和惡意攻擊。以下關(guān)于安全機(jī)制的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.采用加密技術(shù)對(duì)敏感數(shù)據(jù)進(jìn)行加密存儲(chǔ)和傳輸B.定期更新系統(tǒng)補(bǔ)丁，修復(fù)可能存在的安全漏洞C.可以完全依賴操作系統(tǒng)的默認(rèn)安全設(shè)置，無(wú)需額外的安全措施D.對(duì)用戶的身份進(jìn)行認(rèn)證和授權(quán)，限制非法訪問(wèn)4、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，對(duì)操作的響應(yīng)時(shí)間有嚴(yán)格要求。以下關(guān)于實(shí)時(shí)性保證的描述，正確的是：（）A.任何嵌入式操作系統(tǒng)都能滿足該系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求，無(wú)需特殊考慮B.只要提高處理器的主頻，就能確保系統(tǒng)的實(shí)時(shí)響應(yīng)C.選擇專門為實(shí)時(shí)應(yīng)用設(shè)計(jì)的嵌入式操作系統(tǒng)，并合理配置任務(wù)優(yōu)先級(jí)和調(diào)度策略，以滿足實(shí)時(shí)性需求D.實(shí)時(shí)性只與硬件相關(guān)，與操作系統(tǒng)的選擇和配置無(wú)關(guān)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)處理多種類型的任務(wù)，包括環(huán)境監(jiān)測(cè)、設(shè)備控制和用戶交互?？紤]到系統(tǒng)資源有限和不同任務(wù)的優(yōu)先級(jí)差異，為了有效地管理內(nèi)存資源，以下哪種內(nèi)存管理技術(shù)可能最為合適？（）A.固定分區(qū)內(nèi)存管理B.動(dòng)態(tài)分區(qū)內(nèi)存管理C.分頁(yè)式內(nèi)存管理D.分段式內(nèi)存管理7、在嵌入式系統(tǒng)中，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)是重要的工作之一。假設(shè)需要為一個(gè)新的傳感器開(kāi)發(fā)驅(qū)動(dòng)程序，以下關(guān)于驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)的描述，正確的是：（）A.驅(qū)動(dòng)程序需要實(shí)現(xiàn)與硬件的底層通信，并向上層提供統(tǒng)一的接口B.驅(qū)動(dòng)程序只需要關(guān)注硬件的功能實(shí)現(xiàn)，不需要考慮操作系統(tǒng)的接口規(guī)范C.為了提高效率，驅(qū)動(dòng)程序可以直接訪問(wèn)硬件的物理地址，繞過(guò)操作系統(tǒng)的保護(hù)機(jī)制D.驅(qū)動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)與具體的操作系統(tǒng)無(wú)關(guān)，可以在不同的嵌入式操作系統(tǒng)中通用8、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9、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核裁剪是為了適應(yīng)特定的應(yīng)用需求和硬件資源。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備的存儲(chǔ)空間非常有限，需要對(duì)內(nèi)核進(jìn)行大幅度的裁剪。在裁剪過(guò)程中，需要權(quán)衡功能的完整性和資源的節(jié)省，以下哪種裁剪策略最為合理？（）A.保留所有可能用到的功能模塊B.只保留核心功能模塊，去除其他非關(guān)鍵模塊C.隨機(jī)選擇模塊進(jìn)行裁剪D.參考其他類似設(shè)備的裁剪方案10、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)存管理對(duì)于系統(tǒng)性能和資源利用至關(guān)重要。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備的內(nèi)存有限，需要高效地管理內(nèi)存。在這種情況下，以下哪種內(nèi)存管理技術(shù)可能最為適用？（）A.分頁(yè)式內(nèi)存管理，將內(nèi)存劃分為固定大小的頁(yè)面進(jìn)行分配B.分段式內(nèi)存管理，根據(jù)程序的邏輯分段分配內(nèi)存C.動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配，在運(yùn)行時(shí)根據(jù)需求分配和釋放內(nèi)存D.靜態(tài)內(nèi)存分配，在編譯時(shí)確定所有內(nèi)存的使用，避免運(yùn)行時(shí)的分配開(kāi)銷11、在嵌入式系統(tǒng)中，內(nèi)存保護(hù)機(jī)制可以防止程序錯(cuò)誤導(dǎo)致的系統(tǒng)崩潰。假設(shè)一個(gè)應(yīng)用程序出現(xiàn)了內(nèi)存訪問(wèn)越界的錯(cuò)誤。以下關(guān)于內(nèi)存保護(hù)機(jī)制的作用，正確的是：（）A.內(nèi)存保護(hù)機(jī)制能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并阻止越界訪問(wèn)，避免影響其他程序的運(yùn)行B.內(nèi)存保護(hù)機(jī)制會(huì)自動(dòng)修復(fù)越界訪問(wèn)造成的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤C.即使有內(nèi)存保護(hù)機(jī)制，越界訪問(wèn)也可能導(dǎo)致系統(tǒng)立即死機(jī)D.內(nèi)存保護(hù)機(jī)制只對(duì)操作系統(tǒng)內(nèi)核有效，對(duì)應(yīng)用程序不起作用12、在嵌入式系統(tǒng)中，電源管理對(duì)于延長(zhǎng)設(shè)備的電池壽命非常重要。假設(shè)一個(gè)便攜式嵌入式設(shè)備需要在不同的工作模式下保持低功耗。以下關(guān)于電源管理的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.可以通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)整處理器的頻率和電壓來(lái)降低功耗B.設(shè)備在待機(jī)模式下應(yīng)關(guān)閉不必要的硬件模塊以節(jié)省電量C.電源管理策略只需要考慮硬件的功耗特性，與軟件的運(yùn)行狀態(tài)無(wú)關(guān)D.采用智能電源管理算法可以根據(jù)設(shè)備的使用情況自動(dòng)調(diào)整電源模式13、當(dāng)一個(gè)嵌入式操作系統(tǒng)需要在惡劣的環(huán)境條件下工作，如高溫、高濕度和強(qiáng)電磁干擾，以下哪種硬件選型和防護(hù)措施能夠保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行？（）A.選擇工業(yè)級(jí)芯片，并采用屏蔽和濾波技術(shù)B.使用消費(fèi)級(jí)芯片，依靠軟件進(jìn)行錯(cuò)誤檢測(cè)和恢復(fù)C.不考慮環(huán)境因素，選擇普通的硬件組件D.降低系統(tǒng)的工作頻率以適應(yīng)惡劣環(huán)境14、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15、嵌入式操作系統(tǒng)的啟動(dòng)過(guò)程需要高效和可靠。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備在啟動(dòng)時(shí)需要初始化硬件設(shè)備、加載內(nèi)核和應(yīng)用程序。為了縮短啟動(dòng)時(shí)間，同時(shí)保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，以下哪種啟動(dòng)優(yōu)化方法最為有效？（）A.減少初始化步驟B.壓縮內(nèi)核和應(yīng)用程序C.并行化啟動(dòng)過(guò)程中的部分任務(wù)D.不進(jìn)行任何優(yōu)化，保持默認(rèn)啟動(dòng)流程16、嵌入式操作系統(tǒng)常常需要支持多線程編程。假設(shè)一個(gè)嵌入式應(yīng)用程序需要同時(shí)執(zhí)行多個(gè)并發(fā)任務(wù)，以下關(guān)于多線程編程的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.多線程可以提高系統(tǒng)的并發(fā)性和響應(yīng)性B.線程之間可以通過(guò)共享內(nèi)存進(jìn)行數(shù)據(jù)交換C.多線程編程比多進(jìn)程編程更節(jié)省系統(tǒng)資源D.線程之間的同步和互斥可以通過(guò)信號(hào)量和互斥鎖來(lái)實(shí)現(xiàn)，不需要考慮其他因素17、在嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)中，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的編寫是重要的一環(huán)。假設(shè)需要為一個(gè)新的傳感器編寫驅(qū)動(dòng)程序。以下關(guān)于設(shè)備驅(qū)動(dòng)的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序負(fù)責(zé)將硬件的操作抽象為軟件接口，供上層應(yīng)用使用B.驅(qū)動(dòng)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(shè)備驅(qū)動(dòng)程序應(yīng)該盡量減少與操作系統(tǒng)內(nèi)核的交互D.不同類型的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)方式完全相同，可以復(fù)用代碼18、在嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信中，協(xié)議的選擇需要考慮帶寬、實(shí)時(shí)性和資源消耗等因素。假設(shè)一個(gè)低帶寬、對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高的嵌入式網(wǎng)絡(luò)。以下關(guān)于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議選擇的描述，正確的是：（）A.選擇TCP協(xié)議，因其可靠的傳輸機(jī)制B.選擇UDP協(xié)議，并在應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)必要的可靠性和錯(cuò)誤處理機(jī)制，以滿足實(shí)時(shí)性要求C.使用復(fù)雜的高層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，以提供豐富的功能D.不考慮網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，直接進(jìn)行原始數(shù)據(jù)傳輸19、嵌入式操作系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景非常廣泛，從消費(fèi)電子到工業(yè)控制等領(lǐng)域都有應(yīng)用。假設(shè)一個(gè)智能家居系統(tǒng)的嵌入式設(shè)備，需要實(shí)現(xiàn)多種智能控制功能。以下關(guān)于系統(tǒng)設(shè)計(jì)的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.充分考慮用戶的需求和使用習(xí)慣，設(shè)計(jì)友好的用戶界面B.可以不考慮系統(tǒng)的擴(kuò)展性，因?yàn)楣δ苄枨笫枪潭ǖ腃.優(yōu)化系統(tǒng)的能耗，以降低家庭用電成本D.確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，避免出現(xiàn)故障影響正常使用20、當(dāng)為一個(gè)嵌入式設(shè)備開(kāi)發(fā)圖形用戶界面（GUI）時(shí)，需要考慮界面的簡(jiǎn)潔性、響應(yīng)速度和資源消耗。假設(shè)該設(shè)備的屏幕尺寸較小，處理能力有限。以下哪種GUI框架和技術(shù)最為合適？（）A.QtB.GTK+C.MicroWindowsD.自行開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單的圖形庫(kù)21、在嵌入式系統(tǒng)的安全方面，加密和認(rèn)證技術(shù)是常用的手段。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要保護(hù)敏感數(shù)據(jù)的傳輸和存儲(chǔ)。以下關(guān)于安全技術(shù)的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以使用對(duì)稱加密算法如AES對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，保證數(shù)據(jù)的保密性B.非對(duì)稱加密算法如RSA常用于數(shù)字簽名和密鑰交換C.加密和認(rèn)證技術(shù)會(huì)增加系統(tǒng)的開(kāi)銷，但可以通過(guò)優(yōu)化算法來(lái)降低影響D.只要使用了加密和認(rèn)證技術(shù)，嵌入式系統(tǒng)就絕對(duì)安全，不會(huì)受到任何攻擊22、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23、在嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，IPv6協(xié)議逐漸得到廣泛應(yīng)用。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要接入IPv6網(wǎng)絡(luò)。以下關(guān)于IPv6的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.IPv6提供了更大的地址空間，解決了IPv4地址不足的問(wèn)題B.IPv6的包頭結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，提高了數(shù)據(jù)包的處理效率C.嵌入式系統(tǒng)從IPv4遷移到IPv6非常簡(jiǎn)單，不需要對(duì)軟件和硬件進(jìn)行任何修改D.IPv6支持更多的安全特性和服務(wù)質(zhì)量（QoS）機(jī)制24、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)的讀寫權(quán)限和訪問(wèn)控制25、嵌入式操作系統(tǒng)中的文件系統(tǒng)通常需要支持掉電保護(hù)。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備在寫入文件時(shí)突然掉電。以下關(guān)于掉電保護(hù)的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以采用日志文件系統(tǒng)來(lái)記錄文件操作的過(guò)程，以便在掉電后恢復(fù)B.掉電保護(hù)機(jī)制需要硬件提供電源備份或者電容儲(chǔ)能C.文件系統(tǒng)的緩存管理對(duì)于掉電保護(hù)至關(guān)重要，應(yīng)及時(shí)將緩存數(shù)據(jù)寫入存儲(chǔ)介質(zhì)D.一旦發(fā)生掉電，文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)必然會(huì)丟失，無(wú)法恢復(fù)二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）解釋移植過(guò)程中需要考慮的硬件和軟件因素。2、（本題5分）什么是嵌入式系統(tǒng)的電源管理單元（PMU）？3、（本題5分）簡(jiǎn)述嵌入式操作系統(tǒng)中的存儲(chǔ)保護(hù)機(jī)制。4、（本題5分）簡(jiǎn)述如何在嵌入式系統(tǒng)中進(jìn)行高效的圖形渲染。三、編程題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）實(shí)現(xiàn)一個(gè)嵌入式程序，使用氣體傳感器檢測(cè)氣體濃度。2、（本題5分）用嵌入式操作系統(tǒng)編寫一個(gè)化學(xué)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，實(shí)現(xiàn)一個(gè)LoRaWAN通信程序，接入LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)。4、（本題5分）實(shí)現(xiàn)一個(gè)嵌入式程序，使用應(yīng)力差傳感器測(cè)量應(yīng)力差。5、（本題5分