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頁南京理工大學紫金學院

《嵌入式基礎與應用》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，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.CAN2、在嵌入式系統(tǒng)的安全方面，加密和認證技術(shù)是常用的手段。假設一個嵌入式設備需要保護敏感數(shù)據(jù)的傳輸和存儲。以下關(guān)于安全技術(shù)的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以使用對稱加密算法如AES對數(shù)據(jù)進行加密，保證數(shù)據(jù)的保密性B.非對稱加密算法如RSA常用于數(shù)字簽名和密鑰交換C.加密和認證技術(shù)會增加系統(tǒng)的開銷，但可以通過優(yōu)化算法來降低影響D.只要使用了加密和認證技術(shù)，嵌入式系統(tǒng)就絕對安全，不會受到任何攻擊3、在嵌入式系統(tǒng)中，實時操作系統(tǒng)的上下文切換時間對系統(tǒng)性能有影響。假設一個嵌入式系統(tǒng)需要頻繁進行任務切換。以下關(guān)于減少上下文切換時間的方法，正確的是：（）A.優(yōu)化任務的保存和恢復操作，減少數(shù)據(jù)的保存和恢復量B.增加任務的執(zhí)行時間，減少任務切換的頻率C.簡化任務的上下文信息，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時操作系統(tǒng)的上下文切換時間4、在嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)中，代碼優(yōu)化是提高系統(tǒng)性能的重要手段。假設一個嵌入式應用程序運行速度較慢。以下關(guān)于代碼優(yōu)化的描述，哪一項是不準確的？（）A.可以通過算法改進和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化來提高程序的執(zhí)行效率B.減少函數(shù)調(diào)用的開銷和避免不必要的內(nèi)存分配可以提升性能C.代碼優(yōu)化只需要關(guān)注程序的執(zhí)行速度，無需考慮代碼的可讀性和可維護性D.針對特定的硬件架構(gòu)進行優(yōu)化，如利用指令集的特性，可以顯著提高性能5、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)。假設一個嵌入式設備使用閃存來存儲系統(tǒng)數(shù)據(jù)和應用程序，以下關(guān)于閃存的特點和使用注意事項，哪一項是不正確的？（）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.在對閃存進行寫入操作之前，通常需要先進行擦除操作6、嵌入式操作系統(tǒng)中的內(nèi)核調(diào)試通常比應用程序調(diào)試更困難。假設需要調(diào)試嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核。以下關(guān)于內(nèi)核調(diào)試的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以使用內(nèi)核調(diào)試工具如kgdb來進行遠程調(diào)試B.內(nèi)核調(diào)試需要對操作系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和機制有深入的了解C.在內(nèi)核調(diào)試過程中，可以隨意修改內(nèi)核的數(shù)據(jù)和代碼，不會影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性D.打印內(nèi)核調(diào)試信息需要謹慎，避免輸出過多信息導致系統(tǒng)性能下降7、嵌入式操作系統(tǒng)的啟動過程需要高效和可靠。假設一個嵌入式設備在啟動時需要初始化硬件設備、加載內(nèi)核和應用程序。為了縮短啟動時間，同時保證系統(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)核和應用程序C.并行化啟動過程中的部分任務D.不進行任何優(yōu)化，保持默認啟動流程8、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9、嵌入式系統(tǒng)中的實時時鐘（RTC）用于提供準確的時間信息。假設一個嵌入式設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10、在嵌入式系統(tǒng)的軟件開發(fā)中，交叉編譯是一個重要的環(huán)節(jié)。假設需要為一個特定的嵌入式處理器開發(fā)應用程序，以下關(guān)于交叉編譯的描述，哪一項是不正確的？（）A.交叉編譯是在一種體系結(jié)構(gòu)的計算機上編譯生成另一種體系結(jié)構(gòu)的可執(zhí)行代碼B.交叉編譯需要特定的交叉編譯工具鏈，包括編譯器、鏈接器等C.交叉編譯生成的代碼可以直接在開發(fā)主機上運行和調(diào)試D.交叉編譯的過程需要考慮目標嵌入式系統(tǒng)的硬件特性和資源限制11、在嵌入式系統(tǒng)中，實時時鐘（RTC）是一個重要的組件。假設一個考勤系統(tǒng)的嵌入式設備需要準確記錄時間。以下關(guān)于實時時鐘的使用，哪一項是不正確的？（）A.實時時鐘可以在系統(tǒng)斷電時依靠備用電池保持時間的準確性B.不需要對實時時鐘進行校準，其初始設置就是準確的C.可以通過軟件編程設置實時時鐘的時間和日期D.實時時鐘的精度會影響系統(tǒng)對時間的記錄和處理12、當開發(fā)一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的實時控制系統(tǒng)時，對任務的調(diào)度要求非常嚴格。假設系統(tǒng)中有多個關(guān)鍵任務和非關(guān)鍵任務，關(guān)鍵任務需要在規(guī)定的時間內(nèi)完成執(zhí)行，以確保系統(tǒng)的正常運行。在這種情況下，以下哪種任務調(diào)度算法能夠最好地滿足實時性要求？（）A.先來先服務調(diào)度算法B.優(yōu)先級調(diào)度算法C.時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法D.最短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法13、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)具體應用場景來決定。假設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14、當開發(fā)一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的智能門鎖系統(tǒng)時，需要考慮到安全性和便捷性的平衡。以下哪種身份認證方式可能會被采用？（）A.指紋識別B.密碼輸入C.藍牙配對D.以上都是15、在嵌入式系統(tǒng)的圖形界面開發(fā)中，資源的有效利用很關(guān)鍵。假設一個車載導航系統(tǒng)的嵌入式設備，其屏幕分辨率有限。以下關(guān)于圖形界面設計的考慮，哪一項是不正確的？（）A.使用簡潔的圖形元素和圖標，減少資源占用B.優(yōu)化圖形的繪制算法，提高界面的刷新速度C.可以使用高分辨率的圖片，系統(tǒng)會自動進行縮放適配D.考慮用戶的操作習慣，設計直觀易用的界面布局16、嵌入式操作系統(tǒng)的存儲管理需要考慮閃存的特性。假設一個嵌入式系統(tǒng)使用閃存作為主要存儲設備。以下關(guān)于閃存管理的描述，哪一項是不正確的？（）A.閃存具有有限的寫入次數(shù)，需要采用磨損均衡算法延長其使用壽命B.閃存的讀寫速度比傳統(tǒng)硬盤快，但價格相對較高C.可以使用閃存轉(zhuǎn)換層（FTL）來模擬傳統(tǒng)的塊設備接口，方便操作系統(tǒng)使用D.閃存不需要進行垃圾回收和壞塊管理，因為其可靠性很高17、在嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程中，調(diào)試工具和技術(shù)起著重要作用。假設一個嵌入式系統(tǒng)出現(xiàn)了難以復現(xiàn)的故障，需要進行有效的調(diào)試。以下哪種調(diào)試方法可能最為有用？（）A.使用在線仿真器（ICE），可以實時監(jiān)測系統(tǒng)的內(nèi)部狀態(tài)B.通過打印調(diào)試信息到串口，分析輸出結(jié)果來定位問題C.使用邏輯分析儀，捕獲硬件信號進行分析D.以上方法結(jié)合使用，根據(jù)具體情況選擇合適的調(diào)試手段18、對于一個運行嵌入式操作系統(tǒng)的醫(yī)療設備，例如便攜式心電圖監(jiān)測儀，數(shù)據(jù)的安全性和可靠性至關(guān)重要。設備需要在掉電或系統(tǒng)故障的情況下，仍然能夠保證關(guān)鍵數(shù)據(jù)不丟失。以下哪種技術(shù)或方法能夠更好地實現(xiàn)數(shù)據(jù)的保護和恢復？（）A.定期將數(shù)據(jù)備份到外部存儲設備B.使用電池支持的緩存來保存關(guān)鍵數(shù)據(jù)C.采用具有掉電保護功能的存儲芯片D.在軟件中實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時加密19、嵌入式操作系統(tǒng)需要處理各種異常情況。假設一個工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的嵌入式設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)應該能夠檢測到硬件故障，并采取相應的恢復措施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)應該立即停止運行，以避免造成更大的損失20、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(nèi)完成對關(guān)鍵設備的控制操作。以下關(guān)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(nèi)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21、在嵌入式操作系統(tǒng)中，實時性的保證不僅取決于軟件，還與硬件密切相關(guān)。假設一個嵌入式系統(tǒng)需要處理高速的外部事件，對響應時間的要求在微秒級別。為了滿足這種苛刻的實時性要求，以下哪種硬件和軟件的配合方式最為關(guān)鍵？（）A.高性能的CPU和簡單的操作系統(tǒng)B.專用的實時硬件和定制的操作系統(tǒng)C.通用的硬件平臺和復雜的操作系統(tǒng)D.低功耗的硬件和開源的操作系統(tǒng)22、在嵌入式系統(tǒng)中，中斷處理是響應外部事件的重要機制。假設一個嵌入式設備需要實時響應外部傳感器的中斷信號。以下關(guān)于中斷處理的描述，哪一項是不準確的？（）A.中斷處理程序應該盡可能短小精悍，以減少中斷響應時間B.可以設置中斷優(yōu)先級，高優(yōu)先級中斷可以打斷低優(yōu)先級中斷的處理C.中斷處理完成后，系統(tǒng)會自動返回到被中斷的任務繼續(xù)執(zhí)行D.為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，應該盡量減少中斷的使用，采用輪詢方式獲取外部事件23、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。假設一個嵌入式設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)設計，對小文件支持較好24、在嵌入式系統(tǒng)的存儲管理中，虛擬內(nèi)存機制的應用需要謹慎考慮。假設一個嵌入式設備的內(nèi)存資源有限。以下關(guān)于虛擬內(nèi)存在嵌入式系統(tǒng)中的應用，哪一項是不正確的？（）A.虛擬內(nèi)存可以使嵌入式系統(tǒng)運行大于物理內(nèi)存的程序，但會增加系統(tǒng)的復雜性B.對于實時性要求高的嵌入式系統(tǒng)，使用虛擬內(nèi)存可能導致不可預測的響應時間C.如果嵌入式設備的存儲介質(zhì)讀寫速度快，可以廣泛使用虛擬內(nèi)存來擴展內(nèi)存空間D.在資源受限的嵌入式系統(tǒng)中，通常優(yōu)先考慮優(yōu)化物理內(nèi)存的使用，而不是依賴虛擬內(nèi)存25、在嵌入式操作系統(tǒng)中，實時性是一個關(guān)鍵的特性。假設一個醫(yī)療設備的嵌入式系統(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，以確?；颊叩陌踩Ｒ韵玛P(guān)于實時性的描述，哪一項是正確的？（）A.硬實時系統(tǒng)允許偶爾的任務超時，只要不頻繁發(fā)生B.軟實時系統(tǒng)對任務的響應時間有嚴格的要求，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)二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）簡述安裝測試的要點和常見問題。2、（本題5分）解釋錯誤檢測、恢復和冗余機制。3、（本題5分）什么是看門狗定時器？其作用是什么？4、（本題5分）解釋CPU時間片和內(nèi)存空間的預留策略。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，創(chuàng)建一個任務掛起和恢復機制。2、（本題5分）在嵌入式操作系統(tǒng)中，實現(xiàn)一個Wi-Fi6通信程序。3、（本題5分）編寫代碼，實現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)的心率差傳感器驅(qū)動程序。4、（本題5分）在嵌入式操作系統(tǒng)中，創(chuàng)建一個任務阻塞和喚醒機制。5、（本題5分）在嵌入式操作系統(tǒng)中，實現(xiàn)一個LoRa擴頻因子調(diào)