自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁石家莊鐵道大學《嵌入式系統(tǒng)軟件設計A》2024-2025學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15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)的文件系統(tǒng)需要適應不同的存儲設備和應用需求。假設一個嵌入式設備使用閃存作為存儲介質(zhì)。以下關于文件系統(tǒng)選擇的描述，哪一項是不準確的？（）A.FAT文件系統(tǒng)簡單易用，但在閃存上的磨損均衡處理不夠好，可能影響閃存壽命B.EXT文件系統(tǒng)功能強大，適用于大容量存儲設備，但對于資源受限的嵌入式設備可能過于復雜C.JFFS2文件系統(tǒng)專門為閃存設計，具有較好的磨損均衡和掉電保護機制D.任何一種文件系統(tǒng)都可以在所有類型的嵌入式存儲設備上使用，無需考慮其特點和限制2、在嵌入式操作系統(tǒng)中，以下哪種內(nèi)存分配方式速度較快但容易產(chǎn)生內(nèi)存碎片？（）A.動態(tài)分配B.靜態(tài)分配C.堆分配D.棧分配3、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4、嵌入式操作系統(tǒng)中的引導加載程序（Bootloader）負責啟動系統(tǒng)。假設一個嵌入式系統(tǒng)的Bootloader出現(xiàn)故障。以下關于Bootloader的描述，哪一項是不正確的？（）A.Bootloader可以從多種存儲介質(zhì)中加載操作系統(tǒng)內(nèi)核B.可以對Bootloader進行定制，以滿足特定的硬件和系統(tǒng)需求C.Bootloader的故障只能通過重新燒寫固件來解決，無法通過軟件修復D.良好的Bootloader設計應該具有錯誤恢復和升級功能5、在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中，對于資源受限的設備，代碼尺寸的優(yōu)化至關重要。假設一個嵌入式應用程序的代碼尺寸過大。以下關于代碼優(yōu)化的方法，正確的是：（）A.使用更高效的算法和數(shù)據(jù)結構，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用程序的代碼尺寸6、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。假設一個嵌入式設備在待機模式和工作模式下的功耗差異較大，以下關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、關閉部分外設等，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，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7、在一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的智能交通系統(tǒng)中，如電子收費系統(tǒng)，需要保證數(shù)據(jù)的安全性和完整性。以下哪種加密和認證技術可能會被應用？（）A.對稱加密B.非對稱加密C.數(shù)字簽名D.以上都是8、嵌入式系統(tǒng)中的中斷向量表用于存儲中斷處理程序的入口地址。假設一個嵌入式系統(tǒng)中有多個中斷源，以下關于中斷向量表的描述，哪一項是不準確的？（）A.中斷向量表通常位于固定的內(nèi)存地址B.當中斷發(fā)生時，處理器根據(jù)中斷號查找中斷向量表獲取相應的中斷處理程序入口地址C.中斷向量表的內(nèi)容可以在系統(tǒng)運行時動態(tài)修改D.中斷向量表的大小取決于系統(tǒng)支持的中斷源數(shù)量9、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。假設有一個基于電池供電的移動監(jiān)測設備，需要長時間運行并盡可能延長電池壽命。以下關于電源管理的方法，哪一項是最有效的？（）A.始終讓系統(tǒng)以最高性能運行，快速完成任務以節(jié)省時間B.根據(jù)系統(tǒng)負載動態(tài)調(diào)整處理器的頻率和電壓C.關閉所有不使用的硬件設備，無論當前是否需要D.忽略電源管理，依靠大容量電池解決續(xù)航問題10、嵌入式操作系統(tǒng)與外部設備的通信接口通常采用串行通信或并行通信。假設一個工業(yè)控制設備的嵌入式系統(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11、在嵌入式系統(tǒng)的存儲擴展中，外部存儲器如SD卡和eMMC可以提供額外的存儲空間。假設一個嵌入式設備需要擴展存儲容量。以下關于存儲擴展的描述，哪一項是不正確的？（）A.選擇存儲設備時需要考慮容量、速度、接口類型和功耗等因素B.可以通過文件系統(tǒng)將外部存儲器與內(nèi)部存儲器統(tǒng)一管理C.存儲擴展不會對系統(tǒng)的啟動時間和運行性能產(chǎn)生影響D.在使用外部存儲器時，需要注意數(shù)據(jù)的讀寫權限和訪問控制12、嵌入式操作系統(tǒng)常常需要支持多線程編程。假設一個嵌入式應用程序需要同時執(zhí)行多個并發(fā)任務，以下關于多線程編程的描述，哪一項是不準確的？（）A.多線程可以提高系統(tǒng)的并發(fā)性和響應性B.線程之間可以通過共享內(nèi)存進行數(shù)據(jù)交換C.多線程編程比多進程編程更節(jié)省系統(tǒng)資源D.線程之間的同步和互斥可以通過信號量和互斥鎖來實現(xiàn)，不需要考慮其他因素13、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)至關重要。假設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。以下關于安全機制的描述，哪一項是不正確的？（）A.采用加密技術對敏感數(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)的默認安全設置，無需額外的安全措施D.對用戶的身份進行認證和授權，限制非法訪問14、嵌入式操作系統(tǒng)常常需要進行任務調(diào)度。假設一個智能手表的嵌入式系統(tǒng)，其中有顯示更新任務、傳感器數(shù)據(jù)采集任務和通信任務等。在這種情況下，以下哪種任務調(diào)度算法可能最適合？（）A.先來先服務調(diào)度算法，按照任務到達的先后順序執(zhí)行B.優(yōu)先級調(diào)度算法，根據(jù)任務的重要性和緊急程度分配優(yōu)先級C.時間片輪轉調(diào)度算法，每個任務輪流獲得固定的執(zhí)行時間D.隨機調(diào)度算法，隨機選擇任務執(zhí)行，以實現(xiàn)公平性15、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)結構優(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進行優(yōu)化，如利用指令集的特性，可以顯著提高性能二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）解釋在嵌入式系統(tǒng)中如何構建可信執(zhí)行環(huán)境。2、（本題5分）什么是嵌入式系統(tǒng)的啟動加載程序（Bootloader）？3、（本題5分）解釋性能瓶頸的分析和解決策略。4、（本題5分）解釋在嵌入式系統(tǒng)中如何實現(xiàn)安全啟動的密鑰管理。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）論述嵌入式操作系統(tǒng)在智能交通信號優(yōu)先系統(tǒng)中的作用。分析其對公交車、救護車等特殊車輛的信號優(yōu)先控制，以及對交通流量的影響。2、（本題5分）論述嵌入式操作系統(tǒng)在智能交通流量預測系統(tǒng)中的作用。分析其對交通流量趨勢分析、擁堵預警、出行建議等方面的貢獻，以及數(shù)據(jù)準確性要求。3、（本題5分）分析嵌入式操作系統(tǒng)在智能物流追蹤系統(tǒng)的貨物狀態(tài)監(jiān)測與預警中的應用，包括溫度、濕度、震動等傳感器數(shù)據(jù)監(jiān)測、異常狀態(tài)預警、應急處理建議等方面，探討其對物流安全的保障。4、（本題5分）探討嵌入式操作系統(tǒng)中的中斷優(yōu)先級反轉問題。解釋中斷優(yōu)先級反轉的現(xiàn)象和危害，分析如何在嵌入式系統(tǒng)中解決中斷優(yōu)先級反轉問題。5、（本題5分）分析嵌入式操作系統(tǒng)在智能門鎖安全系統(tǒng)中的應用。討論其在身份認證、加密通信、異常報警等方面的作用，以及如何保障系統(tǒng)的安