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(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁無錫科技職業(yè)學院

《嵌入式系統(tǒng)實驗》2023-2024學年第二學期期末試卷題號一二三四總分得分一、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)的能耗優(yōu)化中，除了硬件設(shè)計，操作系統(tǒng)也能發(fā)揮作用。假設(shè)一個電池供電的嵌入式設(shè)備需要延長工作時間。以下關(guān)于操作系統(tǒng)層面能耗優(yōu)化的描述，正確的是：（）A.動態(tài)調(diào)整處理器電壓和頻率，根據(jù)任務(wù)負載降低能耗B.關(guān)閉所有節(jié)能功能，以保證系統(tǒng)性能不受影響C.能耗優(yōu)化主要由硬件完成，操作系統(tǒng)作用有限D(zhuǎn).操作系統(tǒng)的能耗優(yōu)化措施對電池壽命沒有顯著影響2、嵌入式操作系統(tǒng)常常需要進行任務(wù)調(diào)度。假設(shè)一個智能手表的嵌入式系統(tǒng)，其中有顯示更新任務(wù)、傳感器數(shù)據(jù)采集任務(wù)和通信任務(wù)等。在這種情況下，以下哪種任務(wù)調(diào)度算法可能最適合？（）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.優(yōu)先級調(diào)度算法，根據(jù)任務(wù)的重要性和緊急程度分配優(yōu)先級C.時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法，每個任務(wù)輪流獲得固定的執(zhí)行時間D.隨機調(diào)度算法，隨機選擇任務(wù)執(zhí)行，以實現(xiàn)公平性3、在嵌入式系統(tǒng)的電源管理中，動態(tài)電壓頻率調(diào)整（DVFS）技術(shù)可以根據(jù)系統(tǒng)負載調(diào)整處理器的電壓和頻率。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備的負載變化頻繁。以下關(guān)于DVFS的描述，哪一項是不正確的？（）A.DVFS可以有效降低系統(tǒng)的功耗，尤其是在輕負載情況下B.實現(xiàn)DVFS需要硬件支持和相應(yīng)的軟件算法C.頻繁的電壓和頻率切換不會對系統(tǒng)性能產(chǎn)生負面影響D.可以根據(jù)系統(tǒng)的歷史負載情況預測未來的負載，提前進行DVFS調(diào)整4、在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中，電源管理是一個重要的考慮因素。假設(shè)一個便攜式嵌入式設(shè)備需要在電池供電下長時間運行。以下關(guān)于電源管理策略的描述，正確的是：（）A.讓設(shè)備始終以最高性能運行，不考慮電源消耗B.根據(jù)設(shè)備的工作狀態(tài)動態(tài)調(diào)整處理器頻率和設(shè)備功耗，在性能和電源消耗之間取得平衡C.關(guān)閉所有不必要的硬件設(shè)備，以最大限度延長電池壽命，即使這可能影響系統(tǒng)功能D.電源管理由硬件自動完成，操作系統(tǒng)無需干預5、在嵌入式系統(tǒng)的存儲擴展中，外部存儲卡的使用很常見。假設(shè)一個數(shù)碼相機的嵌入式系統(tǒng)需要使用SD卡擴展存儲容量。以下關(guān)于SD卡的使用，哪一項是不正確的？（）A.可以在運行時動態(tài)插拔SD卡，系統(tǒng)會自動識別B.需要考慮SD卡的讀寫速度和容量，以滿足系統(tǒng)需求C.對SD卡的操作需要進行錯誤處理，防止數(shù)據(jù)丟失D.不同類型的SD卡（如SDHC和SDXC）在嵌入式系統(tǒng)中可以通用6、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，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7、嵌入式操作系統(tǒng)中的電源管理策略需要根據(jù)系統(tǒng)的工作狀態(tài)進行動態(tài)調(diào)整。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備在待機模式和工作模式下的功耗差異較大，以下關(guān)于電源管理策略的描述，哪一項是不準確的？（）A.在待機模式下，可以降低處理器的工作頻率、關(guān)閉部分外設(shè)等，以降低功耗B.在工作模式下，需要根據(jù)系統(tǒng)的負載情況動態(tài)調(diào)整電源供應(yīng)，以保證性能和功耗的平衡C.電源管理策略只需要考慮硬件的功耗特性，不需要考慮軟件的運行情況D.可以通過監(jiān)測系統(tǒng)的工作狀態(tài)和用戶操作，來自動切換不同的電源管理模式8、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核架構(gòu)對于系統(tǒng)性能和資源利用有著重要影響。假設(shè)一個資源受限的嵌入式設(shè)備，需要高效地運行多個任務(wù)。以下關(guān)于內(nèi)核架構(gòu)的描述，哪一項是不準確的？（）A.微內(nèi)核架構(gòu)將核心功能精簡，只保留最基本的部分，其他功能作為服務(wù)運行在用戶空間，提高了系統(tǒng)的可擴展性B.宏內(nèi)核架構(gòu)將系統(tǒng)的主要功能都集成在內(nèi)核中，減少了內(nèi)核與用戶空間的切換開銷，提高了系統(tǒng)的性能C.混合內(nèi)核架構(gòu)結(jié)合了微內(nèi)核和宏內(nèi)核的優(yōu)點，在保證性能的同時具備一定的可擴展性D.對于資源受限的嵌入式設(shè)備，宏內(nèi)核架構(gòu)總是比微內(nèi)核架構(gòu)更適合，因為其性能更高9、嵌入式操作系統(tǒng)的可靠性設(shè)計對于關(guān)鍵應(yīng)用至關(guān)重要。假設(shè)一個用于醫(yī)療設(shè)備的嵌入式系統(tǒng)。以下關(guān)于可靠性保障的描述，正確的是：（）A.不進行任何額外的可靠性設(shè)計，依靠操作系統(tǒng)的默認機制B.采用冗余設(shè)計、錯誤檢測和恢復機制，確保系統(tǒng)在故障情況下仍能正常運行C.只關(guān)注功能實現(xiàn)，忽略可靠性方面的考慮D.可靠性設(shè)計會增加系統(tǒng)成本和復雜性，應(yīng)盡量避免10、嵌入式操作系統(tǒng)需要處理各種異常情況。假設(shè)一個工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的嵌入式設(shè)備在運行過程中遇到硬件故障。以下關(guān)于異常處理的策略，哪一項是不正確的？（）A.系統(tǒng)應(yīng)該能夠檢測到硬件故障，并采取相應(yīng)的恢復措施B.可以忽略一些不嚴重的硬件故障，繼續(xù)運行系統(tǒng)C.異常處理程序應(yīng)該簡潔高效，避免影響系統(tǒng)的正常運行D.一旦發(fā)生異常，系統(tǒng)應(yīng)該立即停止運行，以避免造成更大的損失11、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12、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13、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)14、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15、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16、在嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)中，調(diào)試工具和技術(shù)起著重要的作用。假設(shè)一個復雜的嵌入式系統(tǒng)在調(diào)試過程中遇到困難。以下關(guān)于調(diào)試的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以使用在線仿真器（ICE）進行硬件級的調(diào)試，獲取詳細的系統(tǒng)狀態(tài)信息B.軟件調(diào)試工具如GDB可以幫助開發(fā)者設(shè)置斷點、單步調(diào)試和查看變量值C.打印調(diào)試信息是一種簡單但有效的調(diào)試方法，但會增加系統(tǒng)的開銷D.一旦系統(tǒng)開發(fā)完成，就不再需要調(diào)試工具，因為系統(tǒng)已經(jīng)穩(wěn)定運行17、在嵌入式操作系統(tǒng)中，進程間通信機制的選擇需要根據(jù)具體應(yīng)用場景來決定。假設(shè)兩個進程需要頻繁地交換大量數(shù)據(jù)，對通信效率要求很高。以下哪種進程間通信方式最為合適？（）A.管道B.消息隊列C.共享內(nèi)存D.套接字18、假設(shè)在一個嵌入式物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中，需要實現(xiàn)遠程固件升級功能，以方便設(shè)備的維護和功能擴展。為了確保升級過程的安全性和可靠性，以下哪種機制可能會被采用？（）A.數(shù)字證書驗證B.版本回滾機制C.斷點續(xù)傳D.以上都是19、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)在運行過程中出現(xiàn)死機。以下關(guān)于看門狗的描述，哪一項是不正確的？（）A.看門狗定時器在規(guī)定時間內(nèi)未被刷新，系統(tǒng)會自動復位B.可以通過軟件編程設(shè)置看門狗的超時時間和復位策略C.看門狗機制只能用于檢測軟件故障，對硬件故障無效D.合理使用看門狗可以提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性20、在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中，對于資源受限的設(shè)備，代碼尺寸的優(yōu)化至關(guān)重要。假設(shè)一個嵌入式應(yīng)用程序的代碼尺寸過大。以下關(guān)于代碼優(yōu)化的方法，正確的是：（）A.使用更高效的算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，減少代碼量B.去除未使用的函數(shù)和變量，精簡代碼C.選擇合適的編譯器優(yōu)化選項，對代碼進行優(yōu)化D.以上方法都可以有效地減小嵌入式應(yīng)用程序的代碼尺寸二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）簡述緩存一致性的問題和解決方法。2、（本題5分）解釋在嵌入式系統(tǒng)中如何實現(xiàn)虛擬化的資源隔離。3、（本題5分）什么是嵌入式系統(tǒng)的實時時鐘（RTC）？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Zigbee協(xié)調(diào)器程序，管理Zigbee網(wǎng)絡(luò)。2、（本題5分）創(chuàng)建一個任務(wù)，通過嵌入式操作系統(tǒng)讀取濕度傳感器的數(shù)據(jù)，并進行顯示。3、（本題5分）用嵌入式操作系統(tǒng)編寫一個多傳感器融合驅(qū)動程序。4、（本題5分）利用嵌入式操作系統(tǒng)實現(xiàn)一個RTC時鐘的鬧鐘優(yōu)