宜春幼兒師范高等專(zhuān)科學(xué)?！肚度胧交A(chǔ)與應(yīng)用》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)宜春幼兒師范高等專(zhuān)科學(xué)校

《嵌入式基礎(chǔ)與應(yīng)用》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20個(gè)小題，每小題1分，共20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，實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）是一個(gè)重要的組件。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要精確的時(shí)間記錄和定時(shí)功能。以下關(guān)于實(shí)時(shí)時(shí)鐘的描述，正確的是：（）A.實(shí)時(shí)時(shí)鐘由電池供電，即使設(shè)備斷電也能保持時(shí)間B.實(shí)時(shí)時(shí)鐘的精度主要取決于晶振的頻率，頻率越高精度越高C.可以通過(guò)軟件編程設(shè)置實(shí)時(shí)時(shí)鐘的初始時(shí)間和鬧鐘功能D.以上描述都是關(guān)于嵌入式系統(tǒng)中實(shí)時(shí)時(shí)鐘的正確特點(diǎn)2、在嵌入式操作系統(tǒng)中，進(jìn)程間通信是實(shí)現(xiàn)多任務(wù)協(xié)同工作的重要手段。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)中有多個(gè)任務(wù)，分別負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集、處理和傳輸，它們需要頻繁地交換數(shù)據(jù)和同步執(zhí)行。以下哪種進(jìn)程間通信方式在這種情況下具有較高的效率和實(shí)時(shí)性？（）A.消息隊(duì)列B.共享內(nèi)存C.信號(hào)量D.套接字3、嵌入式操作系統(tǒng)需要處理各種異常情況。假設(shè)一個(gè)工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的嵌入式設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中遇到硬件故障。以下關(guān)于異常處理的策略，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.系統(tǒng)應(yīng)該能夠檢測(cè)到硬件故障，并采取相應(yīng)的恢復(fù)措施B.可以忽略一些不嚴(yán)重的硬件故障，繼續(xù)運(yùn)行系統(tǒng)C.異常處理程序應(yīng)該簡(jiǎn)潔高效，避免影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行D.一旦發(fā)生異常，系統(tǒng)應(yīng)該立即停止運(yùn)行，以避免造成更大的損失4、在一個(gè)嵌入式實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中，如機(jī)器人控制系統(tǒng)，需要對(duì)多個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行精確同步控制。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，以下哪種同步機(jī)制可能會(huì)被應(yīng)用？（）A.硬件定時(shí)器B.軟件定時(shí)器C.中斷同步D.以上都是5、在嵌入式系統(tǒng)中，異常處理機(jī)制對(duì)于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性非常重要。假設(shè)系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中遇到硬件故障或非法操作，為了能夠及時(shí)采取恢復(fù)措施，以下哪種異常處理策略最為有效？（）A.忽略異常，繼續(xù)運(yùn)行B.記錄異常信息，然后重啟系統(tǒng)C.嘗試自動(dòng)修復(fù)異常D.立即停止系統(tǒng)運(yùn)行6、嵌入式操作系統(tǒng)中的看門(mén)狗（Watchdog）機(jī)制用于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)死機(jī)或程序跑飛的情況，以下關(guān)于看門(mén)狗的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.看門(mén)狗需要定期被系統(tǒng)軟件“喂狗”，否則會(huì)觸發(fā)復(fù)位操作B.看門(mén)狗可以在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)自動(dòng)重啟系統(tǒng)，恢復(fù)正常運(yùn)行C.看門(mén)狗的超時(shí)時(shí)間可以根據(jù)系統(tǒng)的需求進(jìn)行設(shè)置D.一旦看門(mén)狗觸發(fā)復(fù)位操作，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息不會(huì)丟失7、假設(shè)在一個(gè)嵌入式醫(yī)療設(shè)備中，操作系統(tǒng)需要支持長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，并且對(duì)功耗有嚴(yán)格的限制。在這種情況下，對(duì)于設(shè)備中的各種外部設(shè)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(shè)備正常工作的同時(shí)最大程度地降低功耗？（）A.動(dòng)態(tài)電壓頻率調(diào)整B.定時(shí)關(guān)閉未使用設(shè)備C.深度睡眠模式D.以上都是8、嵌入式操作系統(tǒng)在汽車(chē)電子領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。假設(shè)一個(gè)汽車(chē)的電子控制單元（ECU）使用嵌入式操作系統(tǒng)。以下關(guān)于汽車(chē)電子中嵌入式操作系統(tǒng)的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.需要滿(mǎn)足汽車(chē)行業(yè)的嚴(yán)格可靠性和安全性標(biāo)準(zhǔn)B.實(shí)時(shí)性要求極高，以確保對(duì)車(chē)輛的精確控制C.由于汽車(chē)環(huán)境的復(fù)雜性，對(duì)操作系統(tǒng)的抗干擾能力要求較低D.可以支持多種通信協(xié)議，與其他汽車(chē)電子模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交互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(lèi)似設(shè)備的裁剪方案10、在嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中，對(duì)于實(shí)時(shí)性要求極高的任務(wù)，通常采用硬實(shí)時(shí)的處理方式。假設(shè)一個(gè)嵌入式控制系統(tǒng)需要在特定的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)關(guān)鍵設(shè)備的控制操作。以下關(guān)于硬實(shí)時(shí)任務(wù)的描述，正確的是：（）A.硬實(shí)時(shí)任務(wù)必須在規(guī)定的截止時(shí)間之前完成，否則會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重后果B.即使系統(tǒng)資源緊張，硬實(shí)時(shí)任務(wù)也能優(yōu)先獲得所需的資源C.硬實(shí)時(shí)任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間可以有一定的彈性，只要在大致范圍內(nèi)完成即可D.硬實(shí)時(shí)任務(wù)可以被其他高優(yōu)先級(jí)的非實(shí)時(shí)任務(wù)中斷11、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(xiě)是重要的一環(huán)。假設(shè)需要為一個(gè)新的傳感器編寫(xiě)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(lèi)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12、對(duì)于一個(gè)運(yùn)行嵌入式操作系統(tǒng)的無(wú)人機(jī)飛行控制系統(tǒng)，需要對(duì)飛機(jī)的姿態(tài)、速度和位置等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和處理，并根據(jù)控制算法生成控制指令。在這種高動(dòng)態(tài)和實(shí)時(shí)性要求的場(chǎng)景下，以下哪種傳感器融合技術(shù)能夠提供更準(zhǔn)確和可靠的狀態(tài)估計(jì)？（）A.簡(jiǎn)單的加權(quán)平均融合B.基于卡爾曼濾波的融合C.不進(jìn)行傳感器融合，單獨(dú)使用單個(gè)傳感器數(shù)據(jù)D.隨機(jī)選擇傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行融合13、在嵌入式操作系統(tǒng)中，以下哪種同步機(jī)制可以用于實(shí)現(xiàn)多個(gè)線程對(duì)共享資源的互斥訪問(wèn)？（）A.互斥鎖B.條件變量C.自旋鎖D.以上都是14、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)備內(nèi)存資源有限，但需要運(yùn)行多個(gè)任務(wù)。以下關(guān)于內(nèi)存管理策略的描述，正確的是：（）A.采用動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配，讓任務(wù)根據(jù)需要隨時(shí)申請(qǐng)和釋放內(nèi)存，以提高靈活性B.使用靜態(tài)內(nèi)存分配，預(yù)先為每個(gè)任務(wù)分配固定的內(nèi)存空間，避免內(nèi)存碎片和分配開(kāi)銷(xiāo)C.不進(jìn)行內(nèi)存管理，讓任務(wù)自行競(jìng)爭(zhēng)內(nèi)存資源D.只依賴(lài)硬件的內(nèi)存管理機(jī)制，操作系統(tǒng)不參與內(nèi)存分配15、在嵌入式操作系統(tǒng)中，內(nèi)核的實(shí)時(shí)性擴(kuò)展是提高系統(tǒng)響應(yīng)能力的重要手段。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)需要處理對(duì)時(shí)間要求極為嚴(yán)格的任務(wù)，如工業(yè)控制中的實(shí)時(shí)閉環(huán)控制。以下哪種實(shí)時(shí)性擴(kuò)展技術(shù)能夠更好地滿(mǎn)足這種硬實(shí)時(shí)需求？（）A.在內(nèi)核中增加搶占點(diǎn)，提高任務(wù)切換的及時(shí)性B.采用微內(nèi)核架構(gòu)，減小內(nèi)核的體積和復(fù)雜性C.優(yōu)化內(nèi)核的調(diào)度算法，提高任務(wù)調(diào)度的效率D.不進(jìn)行實(shí)時(shí)性擴(kuò)展，依靠默認(rèn)的內(nèi)核配置16、在嵌入式操作系統(tǒng)中，內(nèi)存管理是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。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。為了有效地利用有限的內(nèi)存資源，同時(shí)保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和響應(yīng)性，以下哪種內(nèi)存管理策略最為合適？（）A.固定分區(qū)分配B.動(dòng)態(tài)分區(qū)分配C.分頁(yè)式存儲(chǔ)管理D.分段式存儲(chǔ)管理17、嵌入式操作系統(tǒng)在啟動(dòng)過(guò)程中需要進(jìn)行一系列的初始化工作。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)在啟動(dòng)時(shí)需要加載多個(gè)硬件設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序，并進(jìn)行系統(tǒng)配置。以下關(guān)于啟動(dòng)過(guò)程的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.首先進(jìn)行硬件的基本初始化，如處理器、內(nèi)存等B.然后加載和初始化必要的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序C.接著啟動(dòng)用戶(hù)應(yīng)用程序，最后進(jìn)行系統(tǒng)的優(yōu)化和調(diào)整D.系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程中的各個(gè)步驟可以根據(jù)需要進(jìn)行靈活調(diào)整和優(yōu)化18、嵌入式操作系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度算法直接影響系統(tǒng)的性能和實(shí)時(shí)性。假設(shè)一個(gè)有多個(gè)實(shí)時(shí)任務(wù)和非實(shí)時(shí)任務(wù)的系統(tǒng)。以下關(guān)于任務(wù)調(diào)度算法選擇的描述，正確的是：（）A.采用先來(lái)先服務(wù)（FCFS）調(diào)度算法，保證任務(wù)的公平性B.選擇基于優(yōu)先級(jí)的調(diào)度算法，優(yōu)先執(zhí)行實(shí)時(shí)任務(wù)C.使用時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法，平均分配CPU時(shí)間給所有任務(wù)D.任務(wù)調(diào)度算法對(duì)系統(tǒng)性能影響不大，可以隨意選擇19、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核裁剪是根據(jù)具體應(yīng)用需求精簡(jiǎn)內(nèi)核功能。假設(shè)一個(gè)簡(jiǎn)單的嵌入式設(shè)備只需要基本的任務(wù)調(diào)度和中斷處理功能。以下關(guān)于內(nèi)核裁剪的描述，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.內(nèi)核裁剪可以減少系統(tǒng)的資源占用，提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率B.在裁剪內(nèi)核時(shí)，需要仔細(xì)評(píng)估每個(gè)功能模塊的必要性，避免影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性C.一旦完成內(nèi)核裁剪，就不能再根據(jù)后續(xù)需求添加新的功能模塊D.內(nèi)核裁剪需要對(duì)操作系統(tǒng)的源代碼有深入的理解和修改能力20、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(lèi)，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(lèi)，不存在其他情況二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）簡(jiǎn)述減少系統(tǒng)延遲和提高響應(yīng)速度的策略。2、（本題5分）簡(jiǎn)述多核任務(wù)調(diào)度和緩存一致性管理。3、（本題5分）解釋如何根據(jù)功耗分析結(jié)果進(jìn)行嵌入式系統(tǒng)的低功耗優(yōu)化。4、（本題5分）解釋定點(diǎn)數(shù)運(yùn)算和硬件加速的應(yīng)用。5、（本題5分）簡(jiǎn)述看門(mén)狗復(fù)位的工作原理和配置方法。三、編程題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，在嵌入式系統(tǒng)中使用壓力變化率傳感器測(cè)量壓力變化率。2、（本題5分）在嵌入式系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)一個(gè)棧數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行壓棧和出棧操作。3、（本題5分）編寫(xiě)代碼，實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)的硬度差傳感器驅(qū)動(dòng)程序。4、（本題5分）實(shí)現(xiàn)一個(gè)嵌入式程序，使用風(fēng)速異常檢測(cè)傳感器檢測(cè)風(fēng)速異常。5、（本題5分）編寫(xiě)代碼，實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)的硬度變化率傳感器驅(qū)動(dòng)程序。四、分析題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）