太原師范學(xué)院《嵌入式系統(tǒng)與接口技術(shù)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁太原師范學(xué)院《嵌入式系統(tǒng)與接口技術(shù)》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25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)中，實時時鐘（RTC）的應(yīng)用非常廣泛。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備需要根據(jù)精確的時間進行定時操作和事件觸發(fā)。為了保證時間的準確性和穩(wěn)定性，以下哪種實現(xiàn)方式最為合適？（）A.使用內(nèi)置的RTC模塊B.通過網(wǎng)絡(luò)獲取時間C.依靠軟件模擬RTC功能D.不使用實時時鐘，根據(jù)系統(tǒng)啟動時間計算2、在嵌入式操作系統(tǒng)中，內(nèi)存管理是一個關(guān)鍵部分。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備需要同時運行多個任務(wù)，且這些任務(wù)對內(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.動態(tài)分區(qū)分配，根據(jù)任務(wù)需求實時分配內(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3、在嵌入式系統(tǒng)的資源受限環(huán)境下，代碼優(yōu)化至關(guān)重要。假設(shè)一個對性能和代碼大小有嚴格要求的嵌入式應(yīng)用。以下關(guān)于代碼優(yōu)化的描述，正確的是：（）A.只關(guān)注算法優(yōu)化，忽略代碼可讀性B.在不影響功能的前提下，對代碼進行算法、內(nèi)存使用和指令級的優(yōu)化C.代碼優(yōu)化效果不明顯，不值得花費精力D.嵌入式系統(tǒng)的代碼無需優(yōu)化，能運行即可4、在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中，電源管理的策略需要根據(jù)系統(tǒng)的工作模式進行調(diào)整。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備有正常工作模式和低功耗模式。以下關(guān)于電源管理模式切換的描述，正確的是：（）A.根據(jù)系統(tǒng)的負載和任務(wù)需求，自動在不同模式之間切換B.由用戶手動選擇電源管理模式，以適應(yīng)不同的使用場景C.系統(tǒng)始終保持在正常工作模式，以保證性能不受影響D.低功耗模式只在電池電量低于一定閾值時啟用5、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(shè)一個嵌入式音頻處理系統(tǒng)，需要實時處理大量的音頻數(shù)據(jù)。以下關(guān)于代碼優(yōu)化的方法，哪一項是不正確的？（）A.減少函數(shù)調(diào)用的層次，提高代碼執(zhí)行效率B.使用復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來提高代碼的可讀性，而不考慮性能C.優(yōu)化算法，減少不必要的計算和重復(fù)操作D.利用硬件特性，如特定的指令集和寄存器，進行優(yōu)化6、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核同步機制用于保證多任務(wù)環(huán)境下數(shù)據(jù)的一致性和正確性。假設(shè)多個任務(wù)同時訪問共享資源。以下關(guān)于內(nèi)核同步機制的描述，哪一項是錯誤的？（）A.信號量可以用于實現(xiàn)任務(wù)之間的互斥和同步B.互斥鎖可以保證在同一時刻只有一個任務(wù)訪問共享資源C.條件變量用于任務(wù)之間的等待和通知，通常與互斥鎖配合使用D.內(nèi)核同步機制會增加系統(tǒng)的開銷，因此在實際應(yīng)用中應(yīng)該盡量避免使用7、在一個嵌入式操作系統(tǒng)中，文件系統(tǒng)的選擇對系統(tǒng)性能和存儲資源的利用有重要影響。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備需要存儲大量的小文件，且這些文件需要頻繁地進行讀寫操作。同時，設(shè)備的存儲空間有限，對文件系統(tǒng)的空間利用率要求較高。以下哪種文件系統(tǒng)更適合這種需求？（）A.FAT文件系統(tǒng)，簡單易用但空間利用率較低B.NTFS文件系統(tǒng)，功能強大但開銷較大C.EXT文件系統(tǒng)，常用于Linux系統(tǒng)但不太適合嵌入式環(huán)境D.JFFS2文件系統(tǒng)，專為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計，對小文件支持較好8、在嵌入式系統(tǒng)的可靠性設(shè)計中，錯誤檢測和恢復(fù)機制是重要的組成部分。假設(shè)一個關(guān)鍵的嵌入式系統(tǒng)需要在出現(xiàn)故障時能夠自動恢復(fù)。以下關(guān)于錯誤檢測和恢復(fù)的描述，哪一項是錯誤的？（）A.可以通過硬件看門狗定時器來檢測系統(tǒng)是否死機，并進行復(fù)位操作B.軟件可以通過定期檢查關(guān)鍵數(shù)據(jù)和狀態(tài)來發(fā)現(xiàn)潛在的錯誤C.錯誤恢復(fù)機制應(yīng)該能夠?qū)⑾到y(tǒng)恢復(fù)到故障前的完全相同的狀態(tài)，保證數(shù)據(jù)的一致性D.為了降低成本，在一些非關(guān)鍵的嵌入式系統(tǒng)中可以忽略錯誤檢測和恢復(fù)機制9、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)與遠程服務(wù)器進行數(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負責將數(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10、對于一個運行嵌入式操作系統(tǒng)的智能安防監(jiān)控設(shè)備，需要對大量的視頻數(shù)據(jù)進行存儲和檢索。以下哪種存儲技術(shù)和文件系統(tǒng)組合能夠提供高效的視頻存儲和快速的檢索功能？（）A.機械硬盤搭配FAT文件系統(tǒng)B.固態(tài)硬盤搭配NTFS文件系統(tǒng)C.閃存芯片搭配EXT文件系統(tǒng)D.專用的視頻存儲芯片搭配特定的視頻文件系統(tǒng)11、在嵌入式系統(tǒng)的軟件更新方面，需要考慮系統(tǒng)的可用性和安全性。假設(shè)一個正在運行的嵌入式設(shè)備需要進行軟件升級。以下關(guān)于軟件更新方式的描述，正確的是：（）A.直接在運行時進行在線更新，不考慮更新失敗的風險B.采用離線更新方式，將設(shè)備停機后進行更新，確保更新的可靠性C.忽略軟件更新，使用初始版本直至設(shè)備退役D.軟件更新方式對系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性沒有影響12、嵌入式操作系統(tǒng)在智能家居領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。假設(shè)一個智能家居控制器需要運行嵌入式操作系統(tǒng)。以下關(guān)于智能家居中操作系統(tǒng)的需求，正確的是：（）A.低功耗、實時響應(yīng)和與多種傳感器的良好兼容性是重要考慮因素B.可以使用通用的商業(yè)操作系統(tǒng)，無需針對智能家居進行優(yōu)化C.對操作系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信能力要求不高，重點在于本地控制D.智能家居中的操作系統(tǒng)與其他嵌入式應(yīng)用沒有區(qū)別13、對于一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的實時控制系統(tǒng)，例如工業(yè)自動化中的機器人手臂控制，系統(tǒng)需要對外部輸入的信號做出快速且準確的響應(yīng)，響應(yīng)時間要求在毫秒級別。同時，系統(tǒng)還需要保證任務(wù)執(zhí)行的確定性和可預(yù)測性。以下哪種調(diào)度算法更能滿足這種實時性和確定性的要求？（）A.先來先服務(wù)調(diào)度算法B.優(yōu)先級調(diào)度算法，根據(jù)任務(wù)的緊急程度分配優(yōu)先級C.最短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法D.時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法14、嵌入式操作系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度算法直接影響系統(tǒng)的性能和實時性。假設(shè)一個有多個實時任務(wù)和非實時任務(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)先級的調(diào)度算法，優(yōu)先執(zhí)行實時任務(wù)C.使用時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法，平均分配CPU時間給所有任務(wù)D.任務(wù)調(diào)度算法對系統(tǒng)性能影響不大，可以隨意選擇15、嵌入式操作系統(tǒng)中的定時器是常用的功能模塊。假設(shè)一個嵌入式系統(tǒng)需要實現(xiàn)精確的定時功能。以下關(guān)于定時器的描述，正確的是：（）A.可以通過軟件定時器實現(xiàn)較精確的定時，但會占用較多的CPU資源B.硬件定時器具有更高的精度和可靠性，不受CPU負載影響C.可以通過調(diào)整定時器的時鐘源和分頻系數(shù)來設(shè)置定時時間D.以上描述都是關(guān)于嵌入式操作系統(tǒng)中定時器的正確特點16、嵌入式操作系統(tǒng)的中斷處理機制對于系統(tǒng)的響應(yīng)性能至關(guān)重要。假設(shè)一個安防監(jiān)控嵌入式系統(tǒng)，需要及時響應(yīng)外部傳感器的中斷信號。以下關(guān)于中斷處理的描述，哪一項是正確的？（）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.可以在中斷處理程序中執(zhí)行復(fù)雜的計算和數(shù)據(jù)處理C.中斷優(yōu)先級越高，響應(yīng)時間越慢D.中斷處理與系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度無關(guān)17、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(shù)可能會被使用？（）A.條碼掃描B.RFIDC.圖像識別D.以上都是18、嵌入式操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)需要適應(yīng)不同的存儲設(shè)備和應(yīng)用需求。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備使用閃存作為存儲介質(zhì)。以下關(guān)于文件系統(tǒng)選擇的描述，哪一項是不準確的？（）A.FAT文件系統(tǒng)簡單易用，但在閃存上的磨損均衡處理不夠好，可能影響閃存壽命B.EXT文件系統(tǒng)功能強大，適用于大容量存儲設(shè)備，但對于資源受限的嵌入式設(shè)備可能過于復(fù)雜C.JFFS2文件系統(tǒng)專門為閃存設(shè)計，具有較好的磨損均衡和掉電保護機制D.任何一種文件系統(tǒng)都可以在所有類型的嵌入式存儲設(shè)備上使用，無需考慮其特點和限制19、在嵌入式操作系統(tǒng)中，設(shè)備驅(qū)動程序起著重要作用。假設(shè)一個嵌入式系統(tǒng)中需要連接一個新型的傳感器，該傳感器具有獨特的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)格式。為了使操作系統(tǒng)能夠正確地與該傳感器進行交互，以下哪種方式開發(fā)設(shè)備驅(qū)動程序更為高效和可靠？（）A.直接在操作系統(tǒng)內(nèi)核中編寫驅(qū)動程序，以獲得最高的性能和訪問權(quán)限B.使用用戶空間的庫函數(shù)來模擬驅(qū)動程序的功能C.基于現(xiàn)有的類似傳感器的驅(qū)動程序進行修改和適配D.購買第三方提供的通用驅(qū)動程序，不進行任何定制開發(fā)20、在嵌入式操作系統(tǒng)中，以下哪種同步機制可以用于實現(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21、在嵌入式系統(tǒng)的電源管理中，動態(tài)電源管理（DPM）技術(shù)可以有效地降低系統(tǒng)功耗。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備在不同的工作模式下有不同的功耗需求，以下關(guān)于動態(tài)電源管理的描述，哪一項是不正確的？（）A.根據(jù)系統(tǒng)的負載情況動態(tài)調(diào)整處理器的工作頻率和電壓B.關(guān)閉暫時不使用的硬件設(shè)備，以降低功耗C.動態(tài)電源管理可以完全消除系統(tǒng)的功耗，實現(xiàn)零功耗運行D.需要在功耗降低和系統(tǒng)性能之間進行平衡22、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地址不足的問題B.IPv6的包頭結(jié)構(gòu)更簡單，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非常簡單，不需要對軟件和硬件進行任何修改D.IPv6支持更多的安全特性和服務(wù)質(zhì)量（QoS）機制23、當為一個嵌入式設(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24、在嵌入式操作系統(tǒng)中，系統(tǒng)的啟動過程需要高效和可靠。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備在啟動時需要初始化各種硬件設(shè)備、加載內(nèi)核和應(yīng)用程序。以下哪種啟動方式能夠更快地完成系統(tǒng)啟動，并減少啟動過程中的錯誤？（）A.從本地存儲設(shè)備順序讀取并加載B.通過網(wǎng)絡(luò)下載啟動所需的文件C.先加載部分關(guān)鍵模塊，其他模塊在運行時按需加載D.隨機加載啟動所需的模塊和文件25、嵌入式操作系統(tǒng)通常需要在資源受限的環(huán)境中運行。假設(shè)一個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)存機制，擴展系統(tǒng)的可用內(nèi)存D.不進行內(nèi)存管理，讓應(yīng)用程序自行處理內(nèi)存二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）簡述可移植性測試的步驟和關(guān)注點。2、（本題5分）解釋減少初始化步驟和加載優(yōu)化的方法。3、（本題5分）簡述穩(wěn)定性測試的環(huán)境搭建和測試周期。4、（本題5分）簡述錯誤日志分析和調(diào)試工具的使用。三、編程題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）編寫代碼，實現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)的濕度傳感器驅(qū)動程序。2、（本題5分）用嵌入式操作系統(tǒng)編寫一個濕度傳感器的校準程序。3、（本題5分）創(chuàng)建一個任務(wù)，通過嵌入式操作系統(tǒng)控制一個煙霧傳感器檢測煙霧濃度。4、（本題5分）利用嵌入式操作系統(tǒng)實現(xiàn)一個GPIO輸入輸出控制程序，模擬交通信號燈。5、（本題5分）在嵌入式操