上海工商外國語職業(yè)學(xué)院《嵌入式系統(tǒng)技術(shù)及應(yīng)用》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個小題，每小題2分，共40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、嵌入式操作系統(tǒng)中的任務(wù)間通信機(jī)制有多種，如信號量、消息隊列和共享內(nèi)存。假設(shè)一個嵌入式系統(tǒng)中有多個任務(wù)需要協(xié)同工作。以下關(guān)于任務(wù)間通信的描述，哪一項是不正確的？（）A.信號量用于實現(xiàn)任務(wù)之間的同步和互斥B.消息隊列可以傳遞較大的數(shù)據(jù)量，但通信效率相對較低C.共享內(nèi)存可以提供快速的數(shù)據(jù)交換，但需要注意數(shù)據(jù)的一致性D.任務(wù)間通信機(jī)制的選擇只取決于任務(wù)的數(shù)量，與數(shù)據(jù)量和通信頻率無關(guān)2、假設(shè)在一個嵌入式工業(yè)自動化設(shè)備中，需要與多個不同廠家的傳感器和執(zhí)行器進(jìn)行通信和集成。為了解決設(shè)備之間的兼容性和互操作性問題，以下哪種通信協(xié)議和接口標(biāo)準(zhǔn)可能會被廣泛采用？（）A.ModbusB.CAN總線C.SPID.以上都是3、在嵌入式操作系統(tǒng)中，實時性是一個關(guān)鍵的特性。假設(shè)一個醫(yī)療設(shè)備的嵌入式系統(tǒng)需要在嚴(yán)格的時間限制內(nèi)處理傳感器數(shù)據(jù)并做出響應(yīng)，以確?；颊叩陌踩?。以下關(guān)于實時性的描述，哪一項是正確的？（）A.硬實時系統(tǒng)允許偶爾的任務(wù)超時，只要不頻繁發(fā)生B.軟實時系統(tǒng)對任務(wù)的響應(yīng)時間有嚴(yán)格的要求，必須在規(guī)定時間內(nèi)完成C.硬實時系統(tǒng)必須保證所有任務(wù)都能在規(guī)定的截止時間之前完成D.實時性只與操作系統(tǒng)的調(diào)度算法有關(guān)，與硬件性能無關(guān)4、在嵌入式操作系統(tǒng)中，任務(wù)的優(yōu)先級反轉(zhuǎn)是一個可能出現(xiàn)的問題。假設(shè)一個高優(yōu)先級任務(wù)需要等待一個被低優(yōu)先級任務(wù)占用的資源，導(dǎo)致高優(yōu)先級任務(wù)被阻塞。以下哪種方法能夠有效地避免或解決任務(wù)優(yōu)先級反轉(zhuǎn)的問題？（）A.提升低優(yōu)先級任務(wù)的優(yōu)先級，使其盡快釋放資源B.禁止低優(yōu)先級任務(wù)占用關(guān)鍵資源C.使用優(yōu)先級繼承機(jī)制，暫時提高占用資源的低優(yōu)先級任務(wù)的優(yōu)先級D.不處理優(yōu)先級反轉(zhuǎn)問題，依靠任務(wù)調(diào)度算法自動解決5、嵌入式操作系統(tǒng)的安全機(jī)制對于保護(hù)系統(tǒng)和用戶數(shù)據(jù)至關(guān)重要。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備存儲了敏感信息，需要防止未經(jīng)授權(quán)的訪問和數(shù)據(jù)泄露。以下哪種安全措施最為有效？（）A.加密存儲數(shù)據(jù)B.設(shè)置訪問密碼C.安裝防火墻D.以上措施綜合使用6、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。假設(shè)一個簡單的溫度監(jiān)測嵌入式系統(tǒng)，不需要復(fù)雜的功能。以下關(guān)于內(nèi)核裁剪的描述，哪一項是不正確的？（）A.只保留與溫度監(jiān)測相關(guān)的功能模塊，去除不必要的組件B.內(nèi)核裁剪可能會影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可擴(kuò)展性C.可以隨意裁剪內(nèi)核，不會對系統(tǒng)性能產(chǎn)生負(fù)面影響D.裁剪后的內(nèi)核需要進(jìn)行充分的測試，確保其正常運行7、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核通常需要進(jìn)行定制和配置。假設(shè)一個嵌入式系統(tǒng)對安全性要求較高，需要增強內(nèi)核的安全特性。以下哪些內(nèi)核配置選項可能有助于提高安全性？（）A.啟用內(nèi)存保護(hù)機(jī)制，防止非法訪問內(nèi)存B.關(guān)閉不必要的系統(tǒng)服務(wù)和端口，減少攻擊面C.加強用戶認(rèn)證和授權(quán)機(jī)制，限制對系統(tǒng)資源的訪問D.以上選項都可以增強嵌入式操作系統(tǒng)內(nèi)核的安全性8、嵌入式操作系統(tǒng)在汽車電子領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。假設(shè)一個汽車的電子控制單元（ECU）需要運行實時操作系統(tǒng)。以下關(guān)于汽車電子中操作系統(tǒng)的要求，正確的是：（）A.高可靠性、低延遲響應(yīng)和符合汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是關(guān)鍵要求B.可以使用通用的桌面操作系統(tǒng)，無需特殊定制C.對操作系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性要求不高，重點在于功能實現(xiàn)D.汽車電子中的操作系統(tǒng)與其他嵌入式系統(tǒng)沒有區(qū)別9、嵌入式操作系統(tǒng)在資源受限的環(huán)境中運行，內(nèi)存管理至關(guān)重要。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備的內(nèi)存資源有限，需要運行多個任務(wù)。以下關(guān)于嵌入式內(nèi)存管理的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以采用靜態(tài)內(nèi)存分配，在編譯時確定每個任務(wù)所需的內(nèi)存大小B.動態(tài)內(nèi)存分配可以更靈活地使用內(nèi)存，但可能會導(dǎo)致內(nèi)存碎片問題C.內(nèi)存映射文件技術(shù)可以在一定程度上節(jié)省內(nèi)存空間，但會增加系統(tǒng)的復(fù)雜性D.為了提高內(nèi)存使用效率，應(yīng)該盡量減少內(nèi)存的緩存和預(yù)取機(jī)制10、在一個嵌入式操作系統(tǒng)中，電源管理模塊需要根據(jù)系統(tǒng)的工作狀態(tài)動態(tài)調(diào)整電源策略。假設(shè)系統(tǒng)在不同的工作模式下，如全速運行、待機(jī)和休眠，對電源的需求差異很大。以下哪種電源管理策略能夠在滿足性能需求的同時最大程度地降低功耗？（）A.固定電源供應(yīng)，不進(jìn)行動態(tài)調(diào)整B.根據(jù)系統(tǒng)負(fù)載實時調(diào)整處理器電壓和頻率C.僅在待機(jī)和休眠模式下降低電源供應(yīng)D.始終保持最高電源供應(yīng)以保證性能11、嵌入式操作系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性對于系統(tǒng)的正常運行至關(guān)重要。假設(shè)一個嵌入式系統(tǒng)運行在惡劣的環(huán)境中，可能會受到電磁干擾和溫度變化的影響。為了提高系統(tǒng)的可靠性，以下哪種措施可能是有效的？（）A.增加硬件冗余，如備用電源和存儲設(shè)備B.采用容錯算法，能夠在出現(xiàn)錯誤時自動恢復(fù)C.進(jìn)行嚴(yán)格的軟件測試和驗證，確保代碼的質(zhì)量D.以上措施都可以提高系統(tǒng)在惡劣環(huán)境下的可靠性12、嵌入式操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)在選擇時需要考慮多種因素。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備需要頻繁進(jìn)行文件的讀寫操作，并且對文件的完整性要求較高。以下哪種文件系統(tǒng)可能更適合？（）A.exFAT文件系統(tǒng)，支持大容量存儲和快速讀寫B(tài).ext4文件系統(tǒng)，具有較好的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)完整性C.FAT32文件系統(tǒng)，兼容性好但性能一般D.NTFS文件系統(tǒng)，適合復(fù)雜的文件管理需求13、在一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的汽車電子系統(tǒng)中，需要處理來自多個傳感器的實時數(shù)據(jù)，并進(jìn)行快速的數(shù)據(jù)分析和決策。例如，在自動駕駛場景中，需要對攝像頭、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14、嵌入式系統(tǒng)通常需要與各種外部設(shè)備進(jìn)行通信。假設(shè)有一個嵌入式設(shè)備，需要實時采集溫度傳感器的數(shù)據(jù)，并將其傳輸?shù)街鳈C(jī)進(jìn)行處理。在這種情況下，以下哪種通信方式可能是最優(yōu)選擇？（）A.串行通信B.并行通信C.USB通信D.藍(lán)牙通信15、在嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信中，TCP/IP協(xié)議棧得到了廣泛的應(yīng)用。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備需要通過網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，并且對數(shù)據(jù)的可靠性要求較高。以下關(guān)于TCP/IP協(xié)議棧的描述，哪一項是不正確的？（）A.TCP提供可靠的面向連接的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)B.IP負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)包從源地址發(fā)送到目的地址C.UDP提供不可靠的無連接的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，適用于對實時性要求高但對可靠性要求低的應(yīng)用D.在嵌入式系統(tǒng)中，通常只需要實現(xiàn)TCP/IP協(xié)議棧的部分功能，而不需要完整實現(xiàn)所有協(xié)議16、嵌入式系統(tǒng)的軟件開發(fā)通常采用交叉編譯的方式。假設(shè)要在一臺x86架構(gòu)的主機(jī)上為一個ARM架構(gòu)的嵌入式設(shè)備編譯代碼，以下哪個步驟是交叉編譯過程中必不可少的？（）A.安裝目標(biāo)平臺的編譯器B.直接使用主機(jī)的編譯器C.忽略架構(gòu)差異，進(jìn)行通用編譯D.不進(jìn)行編譯，直接下載現(xiàn)成的二進(jìn)制文件17、當(dāng)為一個嵌入式設(shè)備開發(fā)圖形用戶界面（GUI）時，需要考慮界面的簡潔性、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.自行開發(fā)簡單的圖形庫18、在嵌入式操作系統(tǒng)中，以下哪種同步機(jī)制可以用于實現(xiàn)多個線程對共享資源的互斥訪問？（）A.互斥鎖B.條件變量C.自旋鎖D.以上都是19、在嵌入式系統(tǒng)中，中斷處理是響應(yīng)外部事件的重要機(jī)制。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備需要實時響應(yīng)外部傳感器的中斷信號。以下關(guān)于中斷處理的描述，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.中斷處理程序應(yīng)該盡可能短小精悍，以減少中斷響應(yīng)時間B.可以設(shè)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(wù)繼續(xù)執(zhí)行D.為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，應(yīng)該盡量減少中斷的使用，采用輪詢方式獲取外部事件20、在一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的智能家居系統(tǒng)中，需要同時控制多個家電設(shè)備，并保證各個設(shè)備之間的協(xié)調(diào)工作。以下哪種技術(shù)可以有效地實現(xiàn)設(shè)備之間的通信和協(xié)同？（）A.消息隊列B.共享內(nèi)存C.信號量D.以上都可以二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）解釋測試用例生成和測試框架的選擇。2、（本題5分）嵌入式操作系統(tǒng)中的實時性能監(jiān)測指標(biāo)有哪些？3、（本題5分）解釋如何在嵌入式系統(tǒng)中進(jìn)行代碼優(yōu)化。三、編程題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計一個程序，在嵌入式系統(tǒng)中使用流量傳感器測量液體流量。2、（本題5分）設(shè)計一個程序，在嵌入式系統(tǒng)中使用無線射頻模塊進(jìn)行短距離通信。3、（本題5分）編寫嵌入式代碼，實現(xiàn)UART串口通信，發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。4、（本題5分）利用嵌入式操作系統(tǒng)實現(xiàn)一個RTC鬧鐘暫