寧夏財(cái)經(jīng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)C（實(shí)驗(yàn)）》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)C（實(shí)驗(yàn)）》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______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.分頁式內(nèi)存管理，將內(nèi)存劃分為固定大小的頁D.分段式內(nèi)存管理，根據(jù)程序的邏輯分段分配內(nèi)存2、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，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3、在一個(gè)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(dòng)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(yùn)行、待機(jī)和休眠，對(duì)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(shí)最大程度地降低功耗？（）A.固定電源供應(yīng)，不進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整B.根據(jù)系統(tǒng)負(fù)載實(shí)時(shí)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4、在嵌入式系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的上下文切換時(shí)間對(duì)系統(tǒng)性能有影響。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)需要頻繁進(jìn)行任務(wù)切換。以下關(guān)于減少上下文切換時(shí)間的方法，正確的是：（）A.優(yōu)化任務(wù)的保存和恢復(fù)操作，減少數(shù)據(jù)的保存和恢復(fù)量B.增加任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間，減少任務(wù)切換的頻率C.簡化任務(wù)的上下文信息，只保存關(guān)鍵的狀態(tài)數(shù)據(jù)D.以上方法都可以有效地減少實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的上下文切換時(shí)間5、在嵌入式系統(tǒng)的軟件開發(fā)中，代碼的可移植性是一個(gè)重要的考慮因素。假設(shè)要將一個(gè)在一種嵌入式平臺(tái)上開發(fā)的軟件移植到另一個(gè)不同架構(gòu)的平臺(tái)上，為了減少移植的工作量，以下哪種方法最為有效？（）A.使用跨平臺(tái)的編程語言和庫B.針對(duì)新平臺(tái)重新編寫全部代碼C.盡量使用平臺(tái)相關(guān)的特性D.不考慮可移植性，只在原平臺(tái)上運(yùn)行6、在嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程中，調(diào)試工具和技術(shù)的選擇對(duì)開發(fā)效率有重要影響。假設(shè)要對(duì)一個(gè)運(yùn)行在特定硬件平臺(tái)上的嵌入式軟件進(jìn)行調(diào)試，需要能夠?qū)崟r(shí)查看變量值、跟蹤程序執(zhí)行流程和分析系統(tǒng)性能。以下哪種調(diào)試工具和方法的組合最為有效？（）A.使用硬件調(diào)試器，如JTAGB.借助軟件模擬器進(jìn)行調(diào)試C.通過打印輸出進(jìn)行調(diào)試D.不進(jìn)行調(diào)試，直接發(fā)布產(chǎn)品7、在嵌入式操作系統(tǒng)中，任務(wù)的優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)是一個(gè)可能出現(xiàn)的問題。假設(shè)一個(gè)高優(yōu)先級(jí)任務(wù)需要等待一個(gè)被低優(yōu)先級(jí)任務(wù)占用的資源，導(dǎo)致高優(yōu)先級(jí)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(jí)反轉(zhuǎn)的問題？（）A.提升低優(yōu)先級(jí)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，使其盡快釋放資源B.禁止低優(yōu)先級(jí)任務(wù)占用關(guān)鍵資源C.使用優(yōu)先級(jí)繼承機(jī)制，暫時(shí)提高占用資源的低優(yōu)先級(jí)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)D.不處理優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)問題，依靠任務(wù)調(diào)度算法自動(dòng)解決8、嵌入式操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)掛載和卸載需要謹(jǐn)慎處理。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備在運(yùn)行過程中需要?jiǎng)討B(tài)掛載和卸載文件系統(tǒng)。以下關(guān)于這一操作的描述，正確的是：（）A.可以隨意進(jìn)行文件系統(tǒng)的掛載和卸載，不會(huì)影響系統(tǒng)穩(wěn)定性B.在掛載和卸載時(shí)，需要處理好文件系統(tǒng)的一致性和數(shù)據(jù)完整性C.文件系統(tǒng)的掛載和卸載對(duì)系統(tǒng)性能沒有影響，無需特別關(guān)注D.嵌入式系統(tǒng)不支持動(dòng)態(tài)文件系統(tǒng)掛載和卸載9、在嵌入式系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）是常用的模塊。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要精確的時(shí)間記錄。以下關(guān)于實(shí)時(shí)時(shí)鐘的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.實(shí)時(shí)時(shí)鐘可以在系統(tǒng)斷電時(shí)依靠電池保持時(shí)間的準(zhǔn)確性B.可以通過編程設(shè)置實(shí)時(shí)時(shí)鐘的鬧鐘功能，實(shí)現(xiàn)定時(shí)喚醒系統(tǒng)C.實(shí)時(shí)時(shí)鐘的精度只取決于時(shí)鐘芯片的質(zhì)量，與軟件配置無關(guān)D.實(shí)時(shí)時(shí)鐘通常與操作系統(tǒng)的時(shí)間管理模塊進(jìn)行交互，提供統(tǒng)一的時(shí)間服務(wù)10、嵌入式操作系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)支持對(duì)于實(shí)現(xiàn)設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)功能至關(guān)重要。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要接入無線網(wǎng)絡(luò)。以下關(guān)于嵌入式網(wǎng)絡(luò)支持的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.可以使用輕量級(jí)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，如lwIP，來減少資源占用B.無線網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)程序需要適配不同的無線芯片和通信標(biāo)準(zhǔn)C.嵌入式操作系統(tǒng)需要提供網(wǎng)絡(luò)配置和管理的接口，方便用戶設(shè)置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)D.所有的嵌入式操作系統(tǒng)都具備完善的網(wǎng)絡(luò)功能，無需額外的開發(fā)和配置11、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(gè)簡單的溫度監(jiān)測(cè)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(xiàng)是不正確的？（）A.只保留與溫度監(jiān)測(cè)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(huì)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(huì)對(duì)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(cè)試，確保其正常運(yùn)行12、嵌入式操作系統(tǒng)常常需要與外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸大量數(shù)據(jù)。以下關(guān)于網(wǎng)絡(luò)通信的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以采用TCP/IP協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)傳輸，但協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)會(huì)占用一定的系統(tǒng)資源B.無線網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)強(qiáng)度和穩(wěn)定性會(huì)影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量，需要進(jìn)行相應(yīng)的錯(cuò)誤處理和重傳機(jī)制C.為了降低功耗，在不需要通信時(shí)應(yīng)關(guān)閉網(wǎng)絡(luò)接口，而不是保持連接狀態(tài)D.網(wǎng)絡(luò)通信的安全性只需要在應(yīng)用層進(jìn)行考慮，底層協(xié)議不需要關(guān)注13、嵌入式操作系統(tǒng)中的內(nèi)核調(diào)試通常比應(yīng)用程序調(diào)試更困難。假設(shè)需要調(diào)試嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核。以下關(guān)于內(nèi)核調(diào)試的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以使用內(nèi)核調(diào)試工具如kgdb來進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)試B.內(nèi)核調(diào)試需要對(duì)操作系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和機(jī)制有深入的了解C.在內(nèi)核調(diào)試過程中，可以隨意修改內(nèi)核的數(shù)據(jù)和代碼，不會(huì)影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性D.打印內(nèi)核調(diào)試信息需要謹(jǐn)慎，避免輸出過多信息導(dǎo)致系統(tǒng)性能下降14、在嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程中，調(diào)試工具和技術(shù)起著重要作用。假設(shè)一個(gè)復(fù)雜的嵌入式系統(tǒng)出現(xiàn)了運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤。以下關(guān)于調(diào)試方法的描述，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.可以使用硬件調(diào)試器，如JTAG接口，直接訪問和控制處理器的內(nèi)部狀態(tài)B.軟件調(diào)試工具可以在代碼中插入打印語句，輸出關(guān)鍵變量的值來輔助調(diào)試C.在線仿真器可以完全模擬嵌入式系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境，提供最準(zhǔn)確的調(diào)試信息D.一旦系統(tǒng)開發(fā)完成并投入使用，就不再需要調(diào)試工具和技術(shù)，因?yàn)橄到y(tǒng)應(yīng)該是穩(wěn)定可靠的15、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)考勤系統(tǒng)的嵌入式設(shè)備需要準(zhǔn)確記錄時(shí)間。以下關(guān)于實(shí)時(shí)時(shí)鐘的使用，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.實(shí)時(shí)時(shí)鐘可以在系統(tǒng)斷電時(shí)依靠備用電池保持時(shí)間的準(zhǔn)確性B.不需要對(duì)實(shí)時(shí)時(shí)鐘進(jìn)行校準(zhǔn)，其初始設(shè)置就是準(zhǔn)確的C.可以通過軟件編程設(shè)置實(shí)時(shí)時(shí)鐘的時(shí)間和日期D.實(shí)時(shí)時(shí)鐘的精度會(huì)影響系統(tǒng)對(duì)時(shí)間的記錄和處理16、當(dāng)為一個(gè)低功耗的嵌入式設(shè)備選擇處理器時(shí)，需要綜合考慮性能、功耗和成本等因素。假設(shè)設(shè)備對(duì)計(jì)算能力要求不高，但對(duì)電池續(xù)航有嚴(yán)格要求。以下哪種處理器類型最為適合？（）A.高性能的通用處理器B.低功耗的微控制器C.專用的數(shù)字信號(hào)處理器D.多核處理器17、在嵌入式操作系統(tǒng)中，進(jìn)程間通信機(jī)制的選擇需要根據(jù)具體應(yīng)用場景來決定。假設(shè)兩個(gè)進(jìn)程需要頻繁地交換大量數(shù)據(jù)，對(duì)通信效率要求很高。以下哪種進(jìn)程間通信方式最為合適？（）A.管道B.消息隊(duì)列C.共享內(nèi)存D.套接字18、嵌入式操作系統(tǒng)的啟動(dòng)過程需要高效和可靠。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19、嵌入式操作系統(tǒng)中的引導(dǎo)加載程序（Bootloader）負(fù)責(zé)啟動(dòng)系統(tǒng)。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)的Bootloader出現(xiàn)故障。以下關(guān)于Bootloader的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.Bootloader可以從多種存儲(chǔ)介質(zhì)中加載操作系統(tǒng)內(nèi)核B.可以對(duì)Bootloader進(jìn)行定制，以滿足特定的硬件和系統(tǒng)需求C.Bootloader的故障只能通過重新燒寫固件來解決，無法通過軟件修復(fù)D.良好的Bootloader設(shè)計(jì)應(yīng)該具有錯(cuò)誤恢復(fù)和升級(jí)功能20、嵌入式操作系統(tǒng)通常需要在資源受限的環(huán)境中運(yùn)行。假設(shè)一個(gè)智能家居控制器的嵌入式系統(tǒng)，其內(nèi)存和處理能力有限。在這種情況下，對(duì)于系統(tǒng)的內(nèi)存管理，以下哪種策略是最為重要的？（）A.使用動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配，以靈活滿足不同任務(wù)的需求B.采用靜態(tài)內(nèi)存分配，避免內(nèi)存碎片和分配開銷C.依賴虛擬內(nèi)存機(jī)制，擴(kuò)展系統(tǒng)的可用內(nèi)存D.不進(jìn)行內(nèi)存管理，讓應(yīng)用程序自行處理內(nèi)存21、嵌入式系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)內(nèi)核通常需要滿足嚴(yán)格的時(shí)間約束。假設(shè)一個(gè)實(shí)時(shí)內(nèi)核需要在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)調(diào)度和中斷處理，以下關(guān)于實(shí)時(shí)內(nèi)核性能評(píng)估的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.可以通過測(cè)量任務(wù)切換時(shí)間、中斷響應(yīng)時(shí)間等指標(biāo)來評(píng)估實(shí)時(shí)內(nèi)核的性能B.實(shí)時(shí)內(nèi)核的性能只與軟件實(shí)現(xiàn)有關(guān)，與硬件平臺(tái)無關(guān)C.最壞情況執(zhí)行時(shí)間（WCET）是評(píng)估實(shí)時(shí)內(nèi)核性能的重要參數(shù)之一D.實(shí)時(shí)內(nèi)核的性能評(píng)估需要在實(shí)際的應(yīng)用場景中進(jìn)行，以獲得準(zhǔn)確的結(jié)果22、嵌入式操作系統(tǒng)的移植是將其適配到不同的硬件平臺(tái)上。假設(shè)要將一個(gè)嵌入式操作系統(tǒng)從一種微控制器移植到另一種微控制器。以下關(guān)于操作系統(tǒng)移植的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.需要修改與硬件相關(guān)的代碼，如驅(qū)動(dòng)程序和底層接口B.操作系統(tǒng)的內(nèi)核部分通常具有較好的可移植性，無需進(jìn)行大量修改C.不同微控制器的寄存器配置和中斷處理方式可能不同，需要相應(yīng)調(diào)整D.只要操作系統(tǒng)的源代碼開放，就可以輕松地將其移植到任何硬件平臺(tái)上，無需考慮兼容性問題23、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(gè)嵌入式設(shè)備需要快速響應(yīng)外部中斷。以下關(guān)于中斷處理的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.中斷處理程序應(yīng)該盡量短小精悍，以減少中斷響應(yīng)時(shí)間B.可以采用中斷嵌套，允許高優(yōu)先級(jí)中斷打斷低優(yōu)先級(jí)中斷的處理C.中斷處理過程中不應(yīng)該進(jìn)行耗時(shí)的操作，如大量的數(shù)據(jù)計(jì)算和文件操作D.中斷處理的優(yōu)先級(jí)是固定的，不能根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整24、在嵌入式系統(tǒng)開發(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25、嵌入式操作系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性能評(píng)估需要綜合考慮多個(gè)指標(biāo)。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)用于實(shí)時(shí)控制應(yīng)用。以下關(guān)于實(shí)時(shí)性能評(píng)估指標(biāo)的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.任務(wù)響應(yīng)時(shí)間是指從任務(wù)請(qǐng)求到任務(wù)開始執(zhí)行的時(shí)間間隔B.任務(wù)切換時(shí)間是指從一個(gè)任務(wù)切換到另一個(gè)任務(wù)所需的時(shí)間C.系統(tǒng)吞吐量是指單位時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)完成的任務(wù)數(shù)量，是評(píng)估實(shí)時(shí)性能的唯一重要指標(biāo)D.資源利用率包括CPU利用率、內(nèi)存利用率等，也能反映系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性能二、簡答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）簡述在嵌入式系統(tǒng)中如何進(jìn)行中斷延遲的優(yōu)化。2、（本題5分）解釋數(shù)字簽名驗(yàn)證和信任鏈的建立。3、（本題5分）簡述嵌入式操作系統(tǒng)中的任務(wù)切換時(shí)間。4、（本題5分）嵌入式操作系統(tǒng)中的代碼混淆技術(shù)有什么作用？三、編程題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）用嵌入式操作系統(tǒng)編寫一個(gè)物理傳感器的驅(qū)動(dòng)程序。2、（本題5分）實(shí)現(xiàn)一個(gè)嵌入式程序，使用觸摸屏進(jìn)行輸入操作。3、（本題5分）實(shí)現(xiàn)一個(gè)嵌入式程序，使用語音識(shí)別模塊進(jìn)行語音控制。4、（本題5分）編寫嵌入式代碼，實(shí)現(xiàn)UART串口通信，發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。5、（本題5分）利用嵌入式操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)一個(gè)