裝訂線裝訂線PAGE2第1頁，共3頁新疆農業大學《嵌入式系統實驗》

2023-2024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、在嵌入式系統的圖形界面開發中，需要考慮資源受限和用戶體驗。假設一個小型嵌入式設備需要顯示簡單的圖形界面。以下關于圖形界面選擇的描述，正確的是：（）A.使用復雜的圖形庫，提供豐富的圖形效果B.選擇輕量級的圖形庫，如MiniGUI，滿足基本需求并節省資源C.不使用圖形界面，通過命令行與用戶交互D.圖形界面的選擇對系統性能沒有影響2、在嵌入式操作系統中，對于實時性要求極高的工業控制系統，如自動化生產線的控制，需要確保任務的響應時間和確定性。假設系統中存在多個關鍵任務，如傳感器數據采集、控制算法執行和設備驅動控制，以下哪種調度算法最能滿足這種嚴格的實時性需求？（）A.先來先服務調度B.優先級調度C.時間片輪轉調度D.最短作業優先調度3、在嵌入式系統中，網絡通信功能的實現需要考慮資源和性能的平衡。假設一個嵌入式設備需要與遠程服務器進行少量數據的周期性傳輸。以下哪種網絡協議可能最為適合？（）A.TCP協議，提供可靠的連接和數據傳輸B.UDP協議，傳輸效率高但不可靠C.HTTP協議，常用于網頁訪問，適用于嵌入式系統D.SMTP協議，用于電子郵件傳輸，可用于數據交換4、在嵌入式系統開發中，調試信息的輸出對于問題排查非常重要。假設一個嵌入式系統在運行時出現故障，但沒有明顯的錯誤提示。以下關于調試信息輸出的方式，有效的是：（）A.將關鍵變量和狀態信息通過串口輸出到上位機進行分析B.將調試信息存儲在內部閃存中，事后讀取分析C.在系統的顯示屏上直接顯示詳細的調試信息D.不輸出調試信息，通過猜測和經驗來定位問題5、在嵌入式系統的安全機制方面，需要防止未經授權的訪問和數據泄露。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開銷，影響性能，應盡量減少使用D.嵌入式系統不存在安全風險，無需關注6、在嵌入式系統開發中，電源管理是一個重要的考慮因素。假設一個便攜式嵌入式設備需要在電池供電下長時間運行，并盡可能延長電池壽命。以下關于電源管理策略的描述，正確的是：（）A.設備在空閑時進入低功耗模式，減少不必要的能耗B.始終保持設備在高性能模式，以快速完成任務，縮短工作時間來節能C.關閉所有不使用的硬件設備，即使可能會影響響應速度D.不進行電源管理，依靠大容量電池來滿足長時間運行需求7、在嵌入式操作系統中，內核的實時性擴展是提高系統響應能力的重要手段。假設一個嵌入式系統需要處理對時間要求極為嚴格的任務，如工業控制中的實時閉環控制。以下哪種實時性擴展技術能夠更好地滿足這種硬實時需求？（）A.在內核中增加搶占點，提高任務切換的及時性B.采用微內核架構，減小內核的體積和復雜性C.優化內核的調度算法，提高任務調度的效率D.不進行實時性擴展，依靠默認的內核配置8、嵌入式系統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設備驅動程序，以下關于設備驅動程序開發的步驟，哪一項是不正確的？（）A.了解傳感器的硬件接口和通信協議B.編寫初始化代碼、數據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行文件，在系統運行時動態加載D.設備驅動程序不需要考慮操作系統的內存管理和任務調度機制9、嵌入式操作系統的應用場景非常廣泛，從消費電子到工業控制等領域都有應用。假設一個智能家居系統的嵌入式設備，需要實現多種智能控制功能。以下關于系統設計的描述，哪一項是不正確的？（）A.充分考慮用戶的需求和使用習慣，設計友好的用戶界面B.可以不考慮系統的擴展性，因為功能需求是固定的C.優化系統的能耗，以降低家庭用電成本D.確保系統的穩定性和可靠性，避免出現故障影響正常使用10、嵌入式操作系統的可靠性和穩定性對于系統的正常運行至關重要。假設一個嵌入式系統在惡劣的環境中工作。以下關于可靠性的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以采用冗余設計，如硬件冗余和軟件冗余，提高系統的可靠性B.進行嚴格的測試和驗證，包括單元測試、集成測試和系統測試，有助于發現潛在的問題C.系統的可靠性只取決于硬件的質量，與軟件的設計和實現無關D.定期進行系統維護和更新，修復已知的漏洞和錯誤，可以增強系統的穩定性11、當開發一個基于嵌入式操作系統的智能門鎖系統時，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12、在嵌入式系統中，以下哪種電源管理技術可以根據負載動態調整電壓？（）A.動態電源管理B.智能電源管理C.以上都是D.以上都不是13、在嵌入式系統的安全設計中，數據加密和認證是常見的手段。假設一個嵌入式設備需要保護敏感數據的傳輸和存儲。以下關于數據加密和認證的描述，哪一項是不準確的？（）A.可以使用對稱加密算法如AES對數據進行加密，加密和解密使用相同的密鑰B.非對稱加密算法如RSA常用于數字簽名和密鑰交換C.哈希函數可以用于數據完整性驗證，但不能用于加密數據D.只要對數據進行了加密，就無需進行認證操作，因為加密已經保證了數據的安全性14、嵌入式系統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存地址B.當中斷發生時，處理器根據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.中斷向量表的內容可以在系統運行時動態修改D.中斷向量表的大小取決于系統支持的中斷源數量15、在嵌入式系統的軟件開發中，代碼的可移植性是一個重要的考慮因素。假設要將一個在一種嵌入式平臺上開發的軟件移植到另一個不同架構的平臺上，為了減少移植的工作量，以下哪種方法最為有效？（）A.使用跨平臺的編程語言和庫B.針對新平臺重新編寫全部代碼C.盡量使用平臺相關的特性D.不考慮可移植性，只在原平臺上運行16、嵌入式操作系統的存儲保護機制用于防止任務訪問非法的內存區域。假設一個多任務嵌入式系統。以下關于存儲保護的描述，哪一項是不正確的？（）A.存儲保護可以通過內存分頁或分段機制來實現B.當任務試圖訪問非法內存時，操作系統會產生異常并進行處理C.存儲保護機制會增加系統的開銷，但可以提高系統的穩定性和安全性D.為了提高系統性能，在一些簡單的嵌入式系統中可以不啟用存儲保護機制17、在嵌入式系統中，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快速響應外部中斷。以下關于中斷處理的描述，哪一項是不正確的？（）A.中斷處理程序應該盡量短小精悍，以減少中斷響應時間B.可以采用中斷嵌套，允許高優先級中斷打斷低優先級中斷的處理C.中斷處理過程中不應該進行耗時的操作，如大量的數據計算和文件操作D.中斷處理的優先級是固定的，不能根據系統的運行狀態進行動態調整18、嵌入式操作系統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行多個并發任務，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的并發性和響應性B.線程之間可以通過共享內存進行數據交換C.多線程編程比多進程編程更節省系統資源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，不需要考慮其他因素19、嵌入式操作系統在啟動過程中需要進行一系列的初始化工作。假設一個嵌入式系統在啟動時需要加載多個硬件設備的驅動程序，并進行系統配置。以下關于啟動過程的描述，哪一項是不準確的？（）A.首先進行硬件的基本初始化，如處理器、內存等B.然后加載和初始化必要的設備驅動程序C.接著啟動用戶應用程序，最后進行系統的優化和調整D.系統啟動過程中的各個步驟可以根據需要進行靈活調整和優化20、當設計一個基于嵌入式操作系統的網絡通信模塊時，需要考慮網絡協議的選擇和優化。假設該設備需要在不穩定的網絡環境中進行可靠的數據傳輸，并且對帶寬的利用要求較高。以下哪種網絡協議和技術的組合最為合適？（）A.TCP/IP協議，不進行任何優化B.UDP協議，結合數據重傳機制C.HTTP協議，采用壓縮傳輸D.自定義協議，根據具體需求優化21、對于一個資源受限的嵌入式系統，電源管理至關重要。假設該系統需要在不同的工作模式下（如全速運行、待機、休眠等）切換，以達到節能的目的。同時，要確保系統能夠快速從低功耗模式恢復到正常工作狀態。以下哪種電源管理策略最為有效？（）A.動態電源管理，根據系統負載調整電源狀態B.靜態電源管理，預設固定的電源模式C.關閉所有不必要的設備以最大程度節能D.始終保持系統在全速運行狀態，不進行電源管理22、在嵌入式系統開發中，電源管理是一個重要的考慮因素。假設一個便攜式嵌入式設備需要在電池供電下長時間運行。以下關于電源管理策略的描述，正確的是：（）A.讓設備始終以最高性能運行，不考慮電源消耗B.根據設備的工作狀態動態調整處理器頻率和設備功耗，在性能和電源消耗之間取得平衡C.關閉所有不必要的硬件設備，以最大限度延長電池壽命，即使這可能影響系統功能D.電源管理由硬件自動完成，操作系統無需干預23、在一個嵌入式醫療成像設備中，如便攜式超聲設備，需要對圖像進行實時處理和優化。以下哪種圖像處理算法和技術可能會被應用？（）A.圖像增強B.圖像壓縮C.圖像分割D.以上都是24、對于一個運行嵌入式操作系統的無人機飛行控制系統，需要對飛機的姿態、速度和位置等信息進行實時采集和處理，并根據控制算法生成控制指令。在這種高動態和實時性要求的場景下，以下哪種傳感器融合技術能夠提供更準確和可靠的狀態估計？（）A.簡單的加權平均融合B.基于卡爾曼濾波的融合C.不進行傳感器融合，單獨使用單個傳感器數據D.隨機選擇傳感器數據進行融合25、在一個基于嵌入式操作系統的智能家居系統中，需要同時處理多種類型的任務，包括環境監測、設備控制和用戶交互。考慮到系統資源有限和不同任務的優先級差異，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.固定分區內存管理B.動態分區內存管理C.分頁式內存管理D.分段式內存管理二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）在嵌入式操作系統中，如何處理外部設備的熱插拔？2、（本題5分）解釋設備識別和資源重新分配。3、（本題5分）解釋視頻流的解碼、緩存和播放控制。4、（本題5分）解釋如何進行嵌入式系統的協議一致性測試。三、編程題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）利用嵌入式操作系統實現一個RTC日歷功能，顯示年月日。2、（本題5分）在嵌入式操作系統中，實現一個以太網通信程序，進行網絡數據的收發。3、（本題5分）設計一個程序，在嵌入式系統中使用濃度差傳感器檢測物質濃度差。4、（本題5分）編寫代碼，實現嵌入式系統的濕度趨勢預測程序。5、（本題5分）在嵌入式系統中，實現一個AVL樹數據結構，并