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頁煙臺大學(xué)

《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計B》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、嵌入式操作系統(tǒng)的安全機制對于保護系統(tǒng)和數(shù)據(jù)至關(guān)重要。假設(shè)一個金融支付終端的嵌入式系統(tǒng)，需要防止數(shù)據(jù)泄露和惡意攻擊。以下關(guān)于安全機制的描述，哪一項是不正確的？（）A.采用加密技術(shù)對敏感數(shù)據(jù)進行加密存儲和傳輸B.定期更新系統(tǒng)補丁，修復(fù)可能存在的安全漏洞C.可以完全依賴操作系統(tǒng)的默認安全設(shè)置，無需額外的安全措施D.對用戶的身份進行認證和授權(quán)，限制非法訪問2、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核裁剪是為了適應(yīng)特定的硬件資源和應(yīng)用需求。假設(shè)一個資源受限的嵌入式系統(tǒng)。以下關(guān)于內(nèi)核裁剪的描述，正確的是：（）A.保留操作系統(tǒng)的所有功能，不進行裁剪，以應(yīng)對未來可能的功能擴展B.只裁剪不常用的功能模塊，而保留核心功能模塊的完整C.隨意裁剪內(nèi)核功能，不考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性D.內(nèi)核裁剪對系統(tǒng)性能沒有影響，無需謹慎操作3、嵌入式系統(tǒng)中的引導(dǎo)加載程序（Bootloader）負責(zé)系統(tǒng)的初始化和啟動。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備的存儲介質(zhì)上有多個操作系統(tǒng)映像，以下關(guān)于引導(dǎo)加載程序的描述，哪一項是不準確的？（）A.引導(dǎo)加載程序可以選擇加載不同的操作系統(tǒng)映像B.引導(dǎo)加載程序需要對硬件進行初步的初始化，為操作系統(tǒng)的運行創(chuàng)造條件C.引導(dǎo)加載程序的代碼通常存儲在只讀存儲器（ROM）中，不可修改D.引導(dǎo)加載程序可以通過網(wǎng)絡(luò)進行更新和升級4、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(shè)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(guān)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(fù)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(fù)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(shè)置D.一旦看門狗觸發(fā)復(fù)位操作，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息不會丟失5、嵌入式操作系統(tǒng)的啟動過程是系統(tǒng)運行的關(guān)鍵步驟。假設(shè)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(shè)備和加載系統(tǒng)配置。以下關(guān)于啟動過程的描述，哪一項是不正確的？（）A.啟動過程應(yīng)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6、嵌入式操作系統(tǒng)中的任務(wù)優(yōu)先級反轉(zhuǎn)是一個需要解決的問題。假設(shè)一個高優(yōu)先級任務(wù)因為等待一個被低優(yōu)先級任務(wù)占用的資源而被阻塞。以下關(guān)于解決任務(wù)優(yōu)先級反轉(zhuǎn)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(wù)的優(yōu)先級B.始終保持高優(yōu)先級任務(wù)的優(yōu)先級不變，讓低優(yōu)先級任務(wù)等待C.降低高優(yōu)先級任務(wù)的優(yōu)先級，避免出現(xiàn)優(yōu)先級反轉(zhuǎn)D.直接終止低優(yōu)先級任務(wù)，釋放資源給高優(yōu)先級任務(wù)7、嵌入式操作系統(tǒng)的調(diào)試工具對于開發(fā)和排錯非常重要。假設(shè)一個智能門鎖的嵌入式系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，需要進行調(diào)試。以下關(guān)于調(diào)試工具的選擇和使用，哪一項是不正確的？（）A.可以使用在線調(diào)試器，實時查看系統(tǒng)的運行狀態(tài)和變量值B.打印輸出調(diào)試信息是一種簡單但有效的調(diào)試方法C.不需要對調(diào)試代碼進行優(yōu)化，以免影響系統(tǒng)性能D.調(diào)試工具的使用應(yīng)該盡量減少對系統(tǒng)正常運行的影響8、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9、在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中，調(diào)試信息的輸出對于問題排查非常重要。假設(shè)一個嵌入式系統(tǒng)在運行時出現(xiàn)故障，但沒有明顯的錯誤提示。以下關(guān)于調(diào)試信息輸出的方式，有效的是：（）A.將關(guān)鍵變量和狀態(tài)信息通過串口輸出到上位機進行分析B.將調(diào)試信息存儲在內(nèi)部閃存中，事后讀取分析C.在系統(tǒng)的顯示屏上直接顯示詳細的調(diào)試信息D.不輸出調(diào)試信息，通過猜測和經(jīng)驗來定位問題10、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)境下的數(shù)據(jù)一致性。假設(shè)多個任務(wù)需要同時訪問共享資源。以下關(guān)于內(nèi)核同步方法的描述，正確的是：（）A.不使用任何同步機制，讓任務(wù)自由競爭共享資源B.采用信號量、互斥鎖等同步機制，確保任務(wù)對共享資源的正確訪問C.同步機制會降低系統(tǒng)性能，應(yīng)盡量少用D.內(nèi)核同步機制對系統(tǒng)的穩(wěn)定性沒有影響11、嵌入式操作系統(tǒng)與外部設(shè)備的通信接口通常采用串行通信或并行通信。假設(shè)一個工業(yè)控制設(shè)備的嵌入式系統(tǒng)需要與多個傳感器進行高速通信。以下關(guān)于通信接口選擇的描述，哪一項是不正確的？（）A.串行通信速度慢，但線路簡單，適合遠距離傳輸B.并行通信速度快，但線路復(fù)雜，適合短距離傳輸C.只考慮通信速度，選擇最快的通信接口，不考慮其他因素D.根據(jù)實際需求綜合考慮通信速度、距離、成本等因素選擇合適的通信接口12、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.進行嚴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13、在嵌入式操作系統(tǒng)中，實時任務(wù)的截止時間是一個重要的約束條件。假設(shè)一個實時任務(wù)必須在規(guī)定的時間內(nèi)完成計算和輸出，否則會導(dǎo)致系統(tǒng)故障。以下哪種調(diào)度算法能夠更好地保證實時任務(wù)按時完成？（）A.最早截止時間優(yōu)先（EDF）調(diào)度算法B.最短剩余時間優(yōu)先（SRTF）調(diào)度算法C.最高響應(yīng)比優(yōu)先（HRRN）調(diào)度算法D.輪詢調(diào)度算法14、在嵌入式系統(tǒng)的可靠性設(shè)計中，容錯技術(shù)是一個重要的方面。假設(shè)一個嵌入式系統(tǒng)在運行過程中可能會受到外界干擾導(dǎo)致數(shù)據(jù)錯誤，以下哪種容錯技術(shù)可以有效地檢測和糾正這些錯誤？（）A.奇偶校驗B.循環(huán)冗余校驗C.糾錯編碼D.以上都是15、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核架構(gòu)有多種選擇，如單核架構(gòu)和多核架構(gòu)。假設(shè)一個復(fù)雜的工業(yè)控制嵌入式系統(tǒng)，需要同時處理多個高并發(fā)的任務(wù)。在這種情況下，以下關(guān)于內(nèi)核架構(gòu)的選擇，哪一項是最合適的？（）A.單核架構(gòu)，因為其編程模型簡單，易于開發(fā)和調(diào)試B.多核架構(gòu)，能夠更好地應(yīng)對高并發(fā)任務(wù)，提高系統(tǒng)性能C.無論單核還是多核架構(gòu)都可以，對系統(tǒng)性能沒有影響D.選擇架構(gòu)主要取決于開發(fā)團隊的技術(shù)偏好，而不是系統(tǒng)需求16、嵌入式操作系統(tǒng)的移植是將其適配到不同的硬件平臺上。假設(shè)要將一個嵌入式操作系統(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，哪一項是不準確的？（）A.需要修改與硬件相關(guān)的代碼，如驅(qū)動程序和底層接口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上，無需考慮兼容性問題17、當設(shè)計一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的工業(yè)控制網(wǎng)關(guān)時，需要實現(xiàn)不同工業(yè)協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)融合。以下哪種軟件架構(gòu)和開發(fā)工具可能會被使用？（）A.分層架構(gòu)B.微服務(wù)架構(gòu)C.開源開發(fā)框架D.以上都是18、在嵌入式系統(tǒng)中，以下哪種通信方式適用于短距離、高速率的數(shù)據(jù)傳輸？（）A.SPIB.I2CC.UARTD.CAN19、假設(shè)在一個嵌入式工業(yè)控制器中，需要同時運行多個實時任務(wù)和非實時任務(wù)。為了確保實時任務(wù)不受非實時任務(wù)的干擾，以下哪種內(nèi)核架構(gòu)可能是最適合的？（）A.單內(nèi)核架構(gòu)B.微內(nèi)核架構(gòu)C.宏內(nèi)核架構(gòu)D.混合內(nèi)核架構(gòu)20、嵌入式操作系統(tǒng)的引導(dǎo)加載程序（Bootloader）負責(zé)系統(tǒng)的初始化和啟動引導(dǎo)。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備的Bootloader需要支持從多種存儲介質(zhì)啟動。以下關(guān)于Bootloader功能的描述，正確的是：（）A.Bootloader能夠檢測存儲介質(zhì)的類型，并選擇合適的啟動鏡像加載B.Bootloader只負責(zé)從固定的存儲介質(zhì)啟動，不能切換C.Bootloader在啟動過程中不進行任何硬件初始化操作D.Bootloader的功能單一，不能進行系統(tǒng)升級等操作21、嵌入式系統(tǒng)中的實時時鐘（RTC）用于提供準確的時間信息。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備需要在斷電后仍然保持時間的準確性，以下關(guān)于實時時鐘的描述，哪一項是不準確的？（）A.實時時鐘通常由電池供電，以保證在系統(tǒng)斷電時仍能運行B.實時時鐘可以通過外部信號進行校準，提高時間的準確性C.嵌入式操作系統(tǒng)可以通過讀取實時時鐘的值來獲取當前時間D.實時時鐘的精度不受溫度和電壓等環(huán)境因素的影響22、在一個嵌入式操作系統(tǒng)中，為了提高系統(tǒng)的可靠性和容錯能力，對于關(guān)鍵任務(wù)的數(shù)據(jù)存儲和恢復(fù)，以下哪種技術(shù)或方法可能會被采用？（）A.定期數(shù)據(jù)備份B.數(shù)據(jù)冗余存儲C.錯誤檢測和糾正碼D.以上都是23、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)24、嵌入式操作系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度算法直接影響系統(tǒng)的性能和響應(yīng)能力。假設(shè)一個嵌入式系統(tǒng)中有多個任務(wù)，包括實時任務(wù)和非實時任務(wù)。以下哪種調(diào)度算法可能最適合這種情況？（）A.先來先服務(wù)調(diào)度算法，按照任務(wù)到達的先后順序執(zhí)行B.時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法，為每個任務(wù)分配固定的時間片輪流執(zhí)行C.優(yōu)先級調(diào)度算法，根據(jù)任務(wù)的優(yōu)先級決定執(zhí)行順序，高優(yōu)先級任務(wù)優(yōu)先執(zhí)行D.隨機調(diào)度算法，隨機選擇任務(wù)執(zhí)行，以平衡任務(wù)的執(zhí)行機會25、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(shè)要將一個嵌入式操作系統(tǒng)移植到新的處理器架構(gòu)上。以下關(guān)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(gòu)，修改相關(guān)的驅(qū)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)的安裝二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）解釋環(huán)形緩沖區(qū)和數(shù)據(jù)丟棄策略。2、（本題5分）在嵌入式系統(tǒng)中，如何進行系統(tǒng)的升級和更新？3、（本題5分）簡述如何在嵌入式系統(tǒng)中進行高效的圖形渲染。4、（本題5分）嵌入式操作系統(tǒng)的實時時鐘管理是如何實現(xiàn)的？三、編程題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）使用嵌入式操作系統(tǒng)實現(xiàn)一個簡單的LED閃爍控制程序。2、（本題5分）創(chuàng)建一個任務(wù)，通過嵌入式操作系統(tǒng)控制一個舵機的角度。3、（本題5分）用嵌入式操作系統(tǒng)編寫一個電阻式傳感器的驅(qū)動程序。4、（本題5分）設(shè)計一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的任務(wù)饑餓處理程序。5、（本題5