四川警察學院《嵌入式軟件開發(fā)》2023-2024學年第一學期期末試卷

自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁四川警察學院

《嵌入式軟件開發(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批閱人一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20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)開發(fā)中，內(nèi)存管理是一個重要的環(huán)節(jié)。假設一個嵌入式設備需要同時運行多個應用程序，且內(nèi)存資源有限。以下關于內(nèi)存管理策略的描述，哪一項是錯誤的？（）A.固定分區(qū)內(nèi)存管理將內(nèi)存劃分為固定大小的分區(qū)，每個應用程序分配一個分區(qū)，易于實現(xiàn)但會產(chǎn)生內(nèi)部碎片B.動態(tài)分區(qū)內(nèi)存管理根據(jù)應用程序的需求動態(tài)分配內(nèi)存，提高了內(nèi)存利用率，但可能產(chǎn)生外部碎片C.分頁式內(nèi)存管理將內(nèi)存劃分為固定大小的頁，通過頁表進行映射，便于內(nèi)存共享和保護D.無論采用哪種內(nèi)存管理策略，都能完全避免內(nèi)存碎片的產(chǎn)生，保證內(nèi)存的高效利用2、在一個嵌入式醫(yī)療成像設備中，如便攜式超聲設備，需要對圖像進行實時處理和優(yōu)化。以下哪種圖像處理算法和技術可能會被應用？（）A.圖像增強B.圖像壓縮C.圖像分割D.以上都是3、在嵌入式系統(tǒng)的軟件開發(fā)中，代碼優(yōu)化是提高系統(tǒng)性能的重要手段。假設一個嵌入式應用程序的運行效率較低，需要進行優(yōu)化。以下關于代碼優(yōu)化的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以通過算法改進、數(shù)據(jù)結構優(yōu)化等方式提高代碼的執(zhí)行效率B.優(yōu)化代碼時只需要考慮時間復雜度，不需要考慮空間復雜度C.對于關鍵代碼段，可以使用匯編語言編寫以提高執(zhí)行速度D.代碼優(yōu)化需要在不影響功能正確性的前提下進行4、嵌入式操作系統(tǒng)中的任務優(yōu)先級反轉是一個需要解決的問題。假設一個高優(yōu)先級任務因為等待一個被低優(yōu)先級任務占用的資源而被阻塞。以下關于解決任務優(yōu)先級反轉的方法，正確的是：（）A.使用優(yōu)先級繼承機制，暫時提高占用資源的低優(yōu)先級任務的優(yōu)先級B.始終保持高優(yōu)先級任務的優(yōu)先級不變，讓低優(yōu)先級任務等待C.降低高優(yōu)先級任務的優(yōu)先級，避免出現(xiàn)優(yōu)先級反轉D.直接終止低優(yōu)先級任務，釋放資源給高優(yōu)先級任務5、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核移植是將操作系統(tǒng)適配到特定硬件平臺的過程。假設要將一個嵌入式操作系統(tǒng)移植到新的處理器架構上。以下關于內(nèi)核移植的要點，正確的是：（）A.只需修改少量代碼，就能完成移植B.深入了解硬件特性和操作系統(tǒng)架構，修改相關的驅動和底層代碼C.內(nèi)核移植是簡單的過程，不需要專業(yè)知識D.可以忽略硬件差異，直接進行操作系統(tǒng)的安裝6、嵌入式操作系統(tǒng)在汽車電子領域有廣泛應用。假設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、低延遲響應和符合汽車行業(yè)標準是關鍵要求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7、假設在一個嵌入式醫(yī)療設備中，操作系統(tǒng)需要支持長時間穩(wěn)定運行，并且對功耗有嚴格的限制。在這種情況下，對于設備中的各種外部設備，如傳感器、顯示屏和通信模塊，以下哪種電源管理策略能夠在保證設備正常工作的同時最大程度地降低功耗？（）A.動態(tài)電壓頻率調(diào)整B.定時關閉未使用設備C.深度睡眠模式D.以上都是8、嵌入式操作系統(tǒng)的電源管理對于延長設備的電池壽命至關重要。假設一個便攜式嵌入式設備需要在不同的工作模式下優(yōu)化電源消耗。以下關于電源管理策略的描述，哪一項是錯誤的？（）A.可以通過動態(tài)調(diào)整CPU頻率和電壓來降低功耗，在性能需求低時降低頻率和電壓B.設備在空閑狀態(tài)時可以進入低功耗模式，關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設備的當前工作狀態(tài)，無需預測未來的工作需求D.可以根據(jù)用戶的操作習慣和設備的使用場景，自適應地調(diào)整電源管理策略9、在嵌入式操作系統(tǒng)中，內(nèi)核的實時性擴展是提高系統(tǒng)響應能力的重要手段。假設一個嵌入式系統(tǒng)需要處理對時間要求極為嚴格的任務，如工業(yè)控制中的實時閉環(huán)控制。以下哪種實時性擴展技術能夠更好地滿足這種硬實時需求？（）A.在內(nèi)核中增加搶占點，提高任務切換的及時性B.采用微內(nèi)核架構，減小內(nèi)核的體積和復雜性C.優(yōu)化內(nèi)核的調(diào)度算法，提高任務調(diào)度的效率D.不進行實時性擴展，依靠默認的內(nèi)核配置10、對于一個運行嵌入式操作系統(tǒng)的智能家居網(wǎng)關，需要同時連接多種不同類型的智能設備，如智能燈泡、智能插座和智能門鎖等，并實現(xiàn)它們之間的互聯(lián)互通和協(xié)同工作。以下哪種通信協(xié)議和技術更適合構建這樣的智能家居網(wǎng)絡？（）A.Zigbee協(xié)議，低功耗、短距離通信B.Wi-Fi協(xié)議，高速、長距離通信C.Bluetooth協(xié)議，適用于個人設備連接D.以太網(wǎng)協(xié)議，傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡通信11、當設計一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的網(wǎng)絡通信模塊時，需要考慮網(wǎng)絡協(xié)議的選擇和優(yōu)化。假設該設備需要在不穩(wěn)定的網(wǎng)絡環(huán)境中進行可靠的數(shù)據(jù)傳輸，并且對帶寬的利用要求較高。以下哪種網(wǎng)絡協(xié)議和技術的組合最為合適？（）A.TCP/IP協(xié)議，不進行任何優(yōu)化B.UDP協(xié)議，結合數(shù)據(jù)重傳機制C.HTTP協(xié)議，采用壓縮傳輸D.自定義協(xié)議，根據(jù)具體需求優(yōu)化12、在一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的智能倉儲系統(tǒng)中，需要對大量的貨物信息進行實時采集和處理。為了提高數(shù)據(jù)采集的效率和準確性，以下哪種數(shù)據(jù)采集技術可能會被使用？（）A.條碼掃描B.RFIDC.圖像識別D.以上都是13、對于一個運行嵌入式操作系統(tǒng)的無人機飛行控制系統(tǒng)，需要對飛機的姿態(tài)、速度和位置等信息進行實時采集和處理，并根據(jù)控制算法生成控制指令。在這種高動態(tài)和實時性要求的場景下，以下哪種傳感器融合技術能夠提供更準確和可靠的狀態(tài)估計？（）A.簡單的加權平均融合B.基于卡爾曼濾波的融合C.不進行傳感器融合，單獨使用單個傳感器數(shù)據(jù)D.隨機選擇傳感器數(shù)據(jù)進行融合14、在嵌入式系統(tǒng)的音頻處理中，數(shù)字信號處理（DSP）技術常常被應用。假設一個嵌入式設備需要實現(xiàn)音頻的編碼和解碼。以下關于音頻DSP的描述，哪一項是錯誤的？（）A.DSP算法可以有效地對音頻信號進行壓縮和濾波等處理B.音頻DSP的計算復雜度較高，需要合理優(yōu)化以滿足實時性要求C.可以使用專用的DSP芯片或在通用處理器上通過軟件實現(xiàn)音頻處理功能D.音頻DSP只關注音頻的質(zhì)量，對系統(tǒng)的資源消耗無需考慮15、嵌入式操作系統(tǒng)的啟動過程是系統(tǒng)運行的關鍵步驟。假設一個智能家電的嵌入式系統(tǒng)在啟動時需要初始化各種硬件設備和加載系統(tǒng)配置。以下關于啟動過程的描述，哪一項是不正確的？（）A.啟動過程應該盡可能快速，減少用戶等待時間B.可以在啟動過程中進行全面的硬件自檢，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性C.啟動過程中不需要考慮低功耗模式，因為系統(tǒng)已經(jīng)啟動D.系統(tǒng)配置可以存儲在非易失性存儲器中，以便快速加載16、在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中，電源管理是一個重要的考慮因素。假設一個便攜式嵌入式設備需要在電池供電下長時間運行，并盡可能延長電池壽命。以下關于電源管理策略的描述，正確的是：（）A.設備在空閑時進入低功耗模式，減少不必要的能耗B.始終保持設備在高性能模式，以快速完成任務，縮短工作時間來節(jié)能C.關閉所有不使用的硬件設備，即使可能會影響響應速度D.不進行電源管理，依靠大容量電池來滿足長時間運行需求17、當開發(fā)一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的實時控制系統(tǒng)時，對任務的調(diào)度要求非常嚴格。假設系統(tǒng)中有多個關鍵任務和非關鍵任務，關鍵任務需要在規(guī)定的時間內(nèi)完成執(zhí)行，以確保系統(tǒng)的正常運行。在這種情況下，以下哪種任務調(diào)度算法能夠最好地滿足實時性要求？（）A.先來先服務調(diào)度算法B.優(yōu)先級調(diào)度算法C.時間片輪轉調(diào)度算法D.最短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法18、在嵌入式系統(tǒng)的硬件選型中，需要綜合考慮多種因素。假設一個智能手表的嵌入式系統(tǒng)，需要低功耗、高性能的處理器。以下關于硬件選型的描述，哪一項是不正確的？（）A.只關注處理器的性能，忽略功耗和成本B.考慮處理器的集成度，如是否集成了藍牙、Wi-Fi等功能模塊C.參考其他類似產(chǎn)品的硬件選型方案，借鑒經(jīng)驗D.進行硬件的性能測試和評估，確保滿足系統(tǒng)需求19、嵌入式操作系統(tǒng)中的看門狗（Watchdog）機制用于監(jiān)測系統(tǒng)的運行狀態(tài)。假設一個嵌入式系統(tǒng)在運行過程中可能會出現(xiàn)死機或程序跑飛的情況，以下關于看門狗的描述，哪一項是不準確的？（）A.看門狗需要定期被系統(tǒng)軟件“喂狗”，否則會觸發(fā)復位操作B.看門狗可以在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時自動重啟系統(tǒng)，恢復正常運行C.看門狗的超時時間可以根據(jù)系統(tǒng)的需求進行設置D.一旦看門狗觸發(fā)復位操作，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息不會丟失20、在嵌入式系統(tǒng)中，文件系統(tǒng)的選擇需要考慮存儲介質(zhì)和系統(tǒng)需求。假設一個嵌入式設備使用閃存作為存儲介質(zhì)。以下關于文件系統(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)方式存儲和訪問文件D.任何文件系統(tǒng)都可以在閃存上正常工作，無需特別選擇二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）解釋內(nèi)存分區(qū)管理和內(nèi)存分頁管理的原理。2、（本題5分）簡述ESD對嵌入式系統(tǒng)的影響和防護措施。3、（本題5分）簡述緩存一致性的問題和解決方法。4、（本題5分）簡述如何在嵌入式系統(tǒng)中進行高效的數(shù)據(jù)庫操作？5、（本題5分）什么是嵌入式系統(tǒng)的根文件系統(tǒng)？三、編程題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在嵌入式操作系統(tǒng)中，實現(xiàn)一個GPS定位數(shù)據(jù)讀取程序。2、（本題5分）編寫代碼，實現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)的硬度波動傳感器驅動程序。3、（本題5分）設計一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的任務阻塞和喚醒程序。4、（本題5分）實現(xiàn)一個嵌入式程序，使用應力差傳感器測量應力差。5、（本題5分）在嵌入式操作系統(tǒng)中，實現(xiàn)一個SPI通信程序，與外部SPI設備進行數(shù)據(jù)交互。