裝訂線裝訂線PAGE2第1頁，共3頁平?jīng)雎殬I(yè)技術(shù)學(xué)院《嵌入式系統(tǒng)及應(yīng)用》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題1分，共20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、嵌入式操作系統(tǒng)的實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度需要考慮任務(wù)的優(yōu)先級和截止時(shí)間。假設(shè)一個(gè)自動駕駛系統(tǒng)的嵌入式設(shè)備，其中有剎車控制任務(wù)、轉(zhuǎn)向控制任務(wù)和導(dǎo)航計(jì)算任務(wù)等。以下關(guān)于任務(wù)調(diào)度的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.剎車控制任務(wù)的優(yōu)先級應(yīng)該最高，以確保安全B.導(dǎo)航計(jì)算任務(wù)可以有較長的截止時(shí)間，因?yàn)槠鋵?shí)時(shí)性要求不高C.任務(wù)的優(yōu)先級一旦設(shè)定，就不能更改D.可以根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行情況動態(tài)調(diào)整任務(wù)的優(yōu)先級和截止時(shí)間2、嵌入式操作系統(tǒng)的啟動過程需要高效和可靠。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備在啟動時(shí)需要初始化硬件設(shè)備、加載內(nèi)核和應(yīng)用程序。為了縮短啟動時(shí)間，同時(shí)保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，以下哪種啟動優(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)啟動流程3、在嵌入式系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)中，數(shù)據(jù)加密和認(rèn)證是常見的手段。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要保護(hù)敏感數(shù)據(jù)的傳輸和存儲。以下關(guān)于數(shù)據(jù)加密和認(rèn)證的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.可以使用對稱加密算法如AES對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，加密和解密使用相同的密鑰B.非對稱加密算法如RSA常用于數(shù)字簽名和密鑰交換C.哈希函數(shù)可以用于數(shù)據(jù)完整性驗(yàn)證，但不能用于加密數(shù)據(jù)D.只要對數(shù)據(jù)進(jìn)行了加密，就無需進(jìn)行認(rèn)證操作，因?yàn)榧用芤呀?jīng)保證了數(shù)據(jù)的安全性4、當(dāng)一個(gè)嵌入式操作系統(tǒng)需要與外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，例如物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備上傳數(shù)據(jù)到云服務(wù)器，在網(wǎng)絡(luò)連接不穩(wěn)定或帶寬有限的情況下，以下哪種數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議和技術(shù)更適合保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸？（）A.TCP協(xié)議，提供可靠的面向連接的傳輸B.UDP協(xié)議，快速但不可靠的傳輸C.HTTP協(xié)議，基于請求-響應(yīng)模式D.MQTT協(xié)議，專為低帶寬和不穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)5、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6、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核裁剪是為了滿足特定應(yīng)用的需求和資源限制。假設(shè)一個(gè)簡單的嵌入式傳感器設(shè)備，只需要基本的任務(wù)調(diào)度和通信功能。在進(jìn)行內(nèi)核裁剪時(shí)，以下哪些部分可能會被去除？（）A.復(fù)雜的內(nèi)存管理模塊，因?yàn)樵O(shè)備內(nèi)存需求簡單B.完整的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，因?yàn)樵O(shè)備不需要聯(lián)網(wǎng)C.高級的設(shè)備驅(qū)動支持，因?yàn)閭鞲衅髟O(shè)備驅(qū)動相對簡單D.以上選項(xiàng)都有可能被裁剪以減小內(nèi)核體積7、在嵌入式系統(tǒng)的可靠性測試中，壓力測試是一種常用的方法。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要在高負(fù)載和惡劣環(huán)境下長時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，以下關(guān)于壓力測試的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.壓力測試可以模擬系統(tǒng)在極端情況下的工作狀態(tài)，檢測潛在的故障B.壓力測試需要對系統(tǒng)的硬件、軟件和環(huán)境進(jìn)行綜合考慮C.壓力測試只需要關(guān)注系統(tǒng)的性能指標(biāo)，不需要考慮功能的正確性D.壓力測試的結(jié)果可以為系統(tǒng)的優(yōu)化和改進(jìn)提供依據(jù)8、當(dāng)設(shè)計(jì)一個(gè)基于嵌入式操作系統(tǒng)的可穿戴健康監(jiān)測設(shè)備時(shí)，需要考慮到設(shè)備的舒適性和佩戴方式。對于傳感器的選擇和布局，以下哪種方案可能是最優(yōu)的？（）A.集成式傳感器B.分布式傳感器C.柔性傳感器D.以上都有可能9、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(fù)載動態(tài)調(diào)整電壓和頻率。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備的工作負(fù)載變化較大。以下關(guān)于DVFS的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.DVFS可以在系統(tǒng)負(fù)載低時(shí)降低電壓和頻率，以節(jié)省功耗B.調(diào)整電壓和頻率的過程需要一定的時(shí)間，可能會影響系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性能C.DVFS技術(shù)需要硬件支持，同時(shí)操作系統(tǒng)需要相應(yīng)的驅(qū)動和管理策略D.為了最大限度地節(jié)省功耗，應(yīng)該始終將電壓和頻率調(diào)整到最低值10、在嵌入式操作系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)任務(wù)的截止時(shí)間是一個(gè)重要的約束條件。假設(shè)一個(gè)實(shí)時(shí)任務(wù)必須在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成計(jì)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(shí)時(shí)任務(wù)按時(shí)完成？（）A.最早截止時(shí)間優(yōu)先（EDF）調(diào)度算法B.最短剩余時(shí)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11、嵌入式操作系統(tǒng)中的中斷處理機(jī)制對于系統(tǒng)的及時(shí)響應(yīng)和穩(wěn)定性起著關(guān)鍵作用。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)正在執(zhí)行一個(gè)關(guān)鍵任務(wù)，此時(shí)發(fā)生了一個(gè)高優(yōu)先級的中斷。以下關(guān)于中斷處理的描述，正確的是：（）A.系統(tǒng)立即暫停當(dāng)前任務(wù)，轉(zhuǎn)去處理中斷，中斷處理完成后返回原任務(wù)繼續(xù)執(zhí)行B.系統(tǒng)先完成當(dāng)前任務(wù)，再處理中斷，以保證任務(wù)的連續(xù)性C.系統(tǒng)根據(jù)中斷的優(yōu)先級決定是否暫停當(dāng)前任務(wù)，如果優(yōu)先級低則忽略中斷D.系統(tǒng)拒絕所有中斷，直到當(dāng)前任務(wù)完成，以防止任務(wù)被中斷干擾12、在嵌入式系統(tǒng)中，設(shè)備的驅(qū)動程序需要與硬件緊密配合。假設(shè)一個(gè)新的硬件設(shè)備需要集成到嵌入式系統(tǒng)中，以下關(guān)于驅(qū)動開發(fā)的步驟，正確的是：（）A.了解硬件的規(guī)格和接口，編寫驅(qū)動代碼，進(jìn)行測試和調(diào)試B.直接使用現(xiàn)有的類似設(shè)備驅(qū)動程序，無需進(jìn)行修改C.先進(jìn)行系統(tǒng)的整體升級，然后再開發(fā)新設(shè)備的驅(qū)動D.忽略硬件特性，只關(guān)注驅(qū)動程序的功能實(shí)現(xiàn)13、在嵌入式系統(tǒng)的存儲保護(hù)方面，需要防止非法訪問和數(shù)據(jù)破壞。假設(shè)一個(gè)多任務(wù)的嵌入式系統(tǒng)。以下關(guān)于存儲保護(hù)機(jī)制的描述，正確的是：（）A.不設(shè)置存儲保護(hù)，讓任務(wù)自由訪問系統(tǒng)內(nèi)存B.利用內(nèi)存管理單元（MMU）實(shí)現(xiàn)地址空間隔離和訪問權(quán)限控制C.存儲保護(hù)會增加系統(tǒng)開銷，應(yīng)盡量避免使用D.嵌入式系統(tǒng)不需要存儲保護(hù)機(jī)制14、在一個(gè)嵌入式操作系統(tǒng)中，系統(tǒng)的安全性是至關(guān)重要的。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備需要處理敏感信息，如金融交易數(shù)據(jù)或個(gè)人身份信息。以下哪種安全機(jī)制能夠有效地保護(hù)這些數(shù)據(jù)的機(jī)密性和完整性？（）A.數(shù)據(jù)加密技術(shù)，如AES加密B.訪問控制列表，限制對數(shù)據(jù)的訪問權(quán)限C.數(shù)字簽名技術(shù)，驗(yàn)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(shè)備的物理保護(hù)15、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)備對計(jì)算能力要求不高，但對電池續(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)字信號處理器D.多核處理器16、嵌入式操作系統(tǒng)的任務(wù)通信方式多種多樣。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)中有多個(gè)任務(wù)需要頻繁交換數(shù)據(jù)。以下關(guān)于任務(wù)通信方式選擇的描述，正確的是：（）A.使用全局變量進(jìn)行任務(wù)間通信，簡單直接B.采用消息隊(duì)列、管道等機(jī)制，實(shí)現(xiàn)任務(wù)間的異步通信C.任務(wù)通信方式對系統(tǒng)性能和可靠性沒有影響，隨意選擇D.避免使用任何任務(wù)通信方式，減少系統(tǒng)復(fù)雜性17、對于一個(gè)運(yùn)行嵌入式操作系統(tǒng)的無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)，需要對飛機(jī)的姿態(tài)、速度和位置等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和處理，并根據(jù)控制算法生成控制指令。在這種高動態(tài)和實(shí)時(shí)性要求的場景下，以下哪種傳感器融合技術(shù)能夠提供更準(zhǔn)確和可靠的狀態(tài)估計(jì)？（）A.簡單的加權(quán)平均融合B.基于卡爾曼濾波的融合C.不進(jìn)行傳感器融合，單獨(dú)使用單個(gè)傳感器數(shù)據(jù)D.隨機(jī)選擇傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行融合18、嵌入式操作系統(tǒng)中的定時(shí)器是常用的功能模塊。假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)精確的定時(shí)功能。以下關(guān)于定時(shí)器的描述，正確的是：（）A.可以通過軟件定時(shí)器實(shí)現(xiàn)較精確的定時(shí)，但會占用較多的CPU資源B.硬件定時(shí)器具有更高的精度和可靠性，不受CPU負(fù)載影響C.可以通過調(diào)整定時(shí)器的時(shí)鐘源和分頻系數(shù)來設(shè)置定時(shí)時(shí)間D.以上描述都是關(guān)于嵌入式操作系統(tǒng)中定時(shí)器的正確特點(diǎn)19、在嵌入式系統(tǒng)的存儲管理中，閃存（FlashMemory）是一種常用的存儲介質(zhì)。假設(shè)一個(gè)嵌入式設(shè)備使用閃存來存儲系統(tǒng)數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序，以下關(guān)于閃存的特點(diǎn)和使用注意事項(xiàng)，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.閃存具有非易失性，掉電后數(shù)據(jù)不會丟失B.閃存的寫入操作通常比讀取操作慢C.閃存可以無限次地擦寫，不會出現(xiàn)磨損D.在對閃存進(jìn)行寫入操作之前，通常需要先進(jìn)行擦除操作20、在一個(gè)嵌入式工業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)中，如化工廠的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，需要對多種環(huán)境參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和預(yù)警。為了提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，以下哪種容錯(cuò)和故障診斷技術(shù)可能會被應(yīng)用？（）A.傳感器冗余B.自診斷算法C.故障預(yù)警機(jī)制D.以上都是二、簡答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）如何進(jìn)行嵌入式操作系統(tǒng)的版本管理？2、（本題5分）簡述嵌入式操作系統(tǒng)中的存儲保護(hù)機(jī)制。3、（本題5分）什么是嵌入式系統(tǒng)的可用性測試？4、（本題5分）什么是嵌入式系統(tǒng)的兼容性測試？5、（本題5分）什么是硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)和軟實(shí)時(shí)系統(tǒng)？三、編程題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)基于嵌入式操作系統(tǒng)的任務(wù)資源競爭處理程序。2、（本題5分）編寫代碼，實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)的心率異常檢測程序。3、（本題5分）在嵌入式系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)一個(gè)斐波那契堆數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行插入和刪除最小元素操作。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，在嵌入式系統(tǒng)中使用濃度差傳感器檢測物質(zhì)濃度差。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)基于嵌入式操作系統(tǒng)的消息隊(duì)列程序，實(shí)現(xiàn)任務(wù)間的通信。四、分析題（本大題共