學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁北京舞蹈學院《嵌入式應用開發(fā)》

2023-2024學年第二學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20個小題，每小題2分，共40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)的可靠性設計中，錯誤檢測和恢復機制是重要的組成部分。假設一個關鍵的嵌入式系統(tǒng)需要在出現(xiàn)故障時能夠自動恢復。以下關于錯誤檢測和恢復的描述，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，并進行復位操作B.軟件可以通過定期檢查關鍵數(shù)據(jù)和狀態(tài)來發(fā)現(xiàn)潛在的錯誤C.錯誤恢復機制應該能夠將系統(tǒng)恢復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，在一些非關鍵的嵌入式系統(tǒng)中可以忽略錯誤檢測和恢復機制2、在一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的智能家居系統(tǒng)中，需要同時處理多種類型的任務，包括環(huán)境監(jiān)測、設備控制和用戶交互?？紤]到系統(tǒng)資源有限和不同任務的優(yōu)先級差異，為了有效地管理內存資源，以下哪種內存管理技術可能最為合適？（）A.固定分區(qū)內存管理B.動態(tài)分區(qū)內存管理C.分頁式內存管理D.分段式內存管理3、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)的工作模式進行調整。假設一個嵌入式設備有正常工作模式和低功耗模式。以下關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4、在嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡應用中，網(wǎng)絡協(xié)議棧的選擇很重要。假設一個遠程監(jiān)控的嵌入式設備需要通過網(wǎng)絡傳輸數(shù)據(jù)。以下關于網(wǎng)絡協(xié)議棧的考慮，哪一項是不正確的？（）A.選擇輕量級的網(wǎng)絡協(xié)議棧，以減少系統(tǒng)資源的占用B.考慮協(xié)議棧的安全性，如支持加密傳輸C.網(wǎng)絡協(xié)議棧的性能主要取決于其支持的最高網(wǎng)絡速度D.協(xié)議棧的可擴展性，以便適應未來可能的功能升級5、在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中，對于實時性要求極高的任務，通常采用硬實時的處理方式。假設一個嵌入式控制系統(tǒng)需要在特定的時間內完成對關鍵設備的控制操作。以下關于硬實時任務的描述，正確的是：（）A.硬實時任務必須在規(guī)定的截止時間之前完成，否則會導致嚴重后果B.即使系統(tǒng)資源緊張，硬實時任務也能優(yōu)先獲得所需的資源C.硬實時任務的執(zhí)行時間可以有一定的彈性，只要在大致范圍內完成即可D.硬實時任務可以被其他高優(yōu)先級的非實時任務中斷6、在嵌入式系統(tǒng)中，設備驅動程序的開發(fā)是重要的工作之一。假設需要為一個新的傳感器開發(fā)驅動程序，以下關于驅動程序開發(fā)的描述，正確的是：（）A.驅動程序需要實現(xiàn)與硬件的底層通信，并向上層提供統(tǒng)一的接口B.驅動程序只需要關注硬件的功能實現(xiàn)，不需要考慮操作系統(tǒng)的接口規(guī)范C.為了提高效率，驅動程序可以直接訪問硬件的物理地址，繞過操作系統(tǒng)的保護機制D.驅動程序的開發(fā)與具體的操作系統(tǒng)無關，可以在不同的嵌入式操作系統(tǒng)中通用7、嵌入式操作系統(tǒng)的內核通常需要進行定制和配置。假設一個嵌入式系統(tǒng)對安全性要求較高，需要增強內核的安全特性。以下哪些內核配置選項可能有助于提高安全性？（）A.啟用內存保護機制，防止非法訪問內存B.關閉不必要的系統(tǒng)服務和端口，減少攻擊面C.加強用戶認證和授權機制，限制對系統(tǒng)資源的訪問D.以上選項都可以增強嵌入式操作系統(tǒng)內核的安全性8、嵌入式操作系統(tǒng)的任務調度算法直接影響系統(tǒng)的性能和響應能力。假設一個嵌入式系統(tǒng)中有多個任務，包括實時任務和非實時任務。以下哪種調度算法可能最適合這種情況？（）A.先來先服務調度算法，按照任務到達的先后順序執(zhí)行B.時間片輪轉調度算法，為每個任務分配固定的時間片輪流執(zhí)行C.優(yōu)先級調度算法，根據(jù)任務的優(yōu)先級決定執(zhí)行順序，高優(yōu)先級任務優(yōu)先執(zhí)行D.隨機調度算法，隨機選擇任務執(zhí)行，以平衡任務的執(zhí)行機會9、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。假設一個正在運行的嵌入式設備需要進行軟件升級。以下關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10、在一個嵌入式操作系統(tǒng)中，系統(tǒng)的安全性是至關重要的。假設一個嵌入式設備需要處理敏感信息，如金融交易數(shù)據(jù)或個人身份信息。以下哪種安全機制能夠有效地保護這些數(shù)據(jù)的機密性和完整性？（）A.數(shù)據(jù)加密技術，如AES加密B.訪問控制列表，限制對數(shù)據(jù)的訪問權限C.數(shù)字簽名技術，驗證數(shù)據(jù)的來源和完整性D.不采取任何安全措施，依靠設備的物理保護11、當一個嵌入式操作系統(tǒng)需要支持多種不同類型的外部存儲設備，如SD卡、U盤和固態(tài)硬盤，以下哪種存儲驅動架構能夠更好地實現(xiàn)對這些設備的統(tǒng)一管理和兼容？（）A.為每種存儲設備單獨編寫驅動程序B.基于通用的存儲驅動框架，為不同設備編寫適配層C.使用操作系統(tǒng)自帶的默認存儲驅動，不進行定制D.只支持一種主流的存儲設備，放棄對其他設備的支持12、嵌入式操作系統(tǒng)的內核裁剪是根據(jù)具體應用需求精簡內核功能。假設一個簡單的嵌入式設備只需要基本的任務調度和中斷處理功能。以下關于內核裁剪的描述，哪一項是錯誤的？（）A.內核裁剪可以減少系統(tǒng)的資源占用，提高系統(tǒng)的運行效率B.在裁剪內核時，需要仔細評估每個功能模塊的必要性，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.內核裁剪需要對操作系統(tǒng)的源代碼有深入的理解和修改能力13、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，自適應地調整電源管理策略14、嵌入式操作系統(tǒng)的任務間通信機制除了消息隊列，還有共享內存等方式。假設一個嵌入式系統(tǒng)需要在多個任務之間高效地共享大量數(shù)據(jù)。以下關于共享內存的描述，哪一項是不正確的？（）A.共享內存可以提供快速的數(shù)據(jù)交換，但需要同步機制來保證數(shù)據(jù)的一致性B.多個任務可以同時訪問共享內存區(qū)域，提高了數(shù)據(jù)訪問的效率C.共享內存的分配和釋放由操作系統(tǒng)自動管理，任務無需關心D.共享內存的使用需要謹慎，避免出現(xiàn)內存泄漏和數(shù)據(jù)競爭等問題15、嵌入式系統(tǒng)中的設備驅動程序負責與硬件設備進行交互。假設需要為一個新的傳感器開發(fā)設備驅動程序，以下關于設備驅動程序開發(fā)的步驟，哪一項是不正確的？（）A.了解傳感器的硬件接口和通信協(xié)議B.編寫初始化代碼、數(shù)據(jù)讀寫代碼和中斷處理代碼C.將設備驅動程序編譯為獨立的可執(zhí)行文件，在系統(tǒng)運行時動態(tài)加載D.設備驅動程序不需要考慮操作系統(tǒng)的內存管理和任務調度機制16、在嵌入式操作系統(tǒng)中，內存管理是一個關鍵部分。假設一個嵌入式系統(tǒng)的內存有限，需要運行多個任務，并且這些任務對內存的需求各不相同。以下哪種內存管理技術在這種情況下可能不太適用？（）A.固定分區(qū)分配B.動態(tài)分區(qū)分配C.分頁式存儲管理D.分段式存儲管理17、在嵌入式系統(tǒng)的安全機制方面，需要防止未經(jīng)授權的訪問和數(shù)據(jù)泄露。假設一個涉及敏感信息的嵌入式設備。以下關于安全機制的描述，正確的是：（）A.不采取任何安全措施，依賴設備的物理保護B.實施身份認證、加密和訪問控制等安全策略C.安全機制會增加系統(tǒng)開銷，影響性能，應盡量減少使用D.嵌入式系統(tǒng)不存在安全風險，無需關注18、嵌入式操作系統(tǒng)的移植是將其應用于不同硬件平臺的過程。假設需要將一個嵌入式操作系統(tǒng)移植到新的處理器架構上。以下關于移植的描述，哪一項是不正確的？（）A.需要修改操作系統(tǒng)與硬件相關的部分，如驅動程序和中斷處理B.不同的處理器架構可能需要重新編譯操作系統(tǒng)的內核C.移植過程中只需要關注硬件的差異，操作系統(tǒng)的功能和接口不需要改變D.充分的測試和驗證是確保移植成功的關鍵步驟19、當為一個嵌入式設備選擇操作系統(tǒng)時，需要考慮其應用領域和需求特點。假設一個設備需要支持實時性、低功耗和小型化，同時開發(fā)難度要相對較低。以下哪種嵌入式操作系統(tǒng)最為適合？（）A.FreeRTOSB.LinuxC.WindowsCED.VxWorks20、嵌入式操作系統(tǒng)通常需要在資源受限的環(huán)境中運行。假設一個智能家居控制器的嵌入式系統(tǒng)，其內存和處理能力有限。在這種情況下，對于系統(tǒng)的內存管理，以下哪種策略是最為重要的？（）A.使用動態(tài)內存分配，以靈活滿足不同任務的需求B.采用靜態(tài)內存分配，避免內存碎片和分配開銷C.依賴虛擬內存機制，擴展系統(tǒng)的可用內存D.不進行內存管理，讓應用程序自行處理內存二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）什么是信號量？如何在嵌入式系統(tǒng)中使用？2、（本題5分）在嵌入式操作系統(tǒng)中，如何進行系統(tǒng)的穩(wěn)定性測試？3、（本題5分）解釋如何評估嵌入式系統(tǒng)的恢復能力。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LoRa網(wǎng)絡覆蓋范圍評估程序。2、（本題5分）編寫代碼，實現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)的濕度變化率傳感器驅動程序。3、（本題5分）實現(xiàn)一個嵌入式程序，使用應力傳感器測量應力值。4、（本題5分）設計一個程序，在嵌入式系統(tǒng)中使用電導率變化率傳