裝訂線裝訂線PAGE2第1頁，共3頁平涼職業技術學院《嵌入式系統及應用》

2023-2024學年第二學期期末試卷院(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20個小題，每小題1分，共20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、嵌入式操作系統的實時任務調度需要考慮任務的優先級和截止時間。假設一個自動駕駛系統的嵌入式設備，其中有剎車控制任務、轉向控制任務和導航計算任務等。以下關于任務調度的描述，哪一項是不正確的？（）A.剎車控制任務的優先級應該最高，以確保安全B.導航計算任務可以有較長的截止時間，因為其對實時性要求不高C.任務的優先級一旦設定，就不能更改D.可以根據系統的運行情況動態調整任務的優先級和截止時間2、嵌入式操作系統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、加載內核和應用程序。為了縮短啟動時間，同時保證系統的穩定性，以下哪種啟動優化方法最為有效？（）A.減少初始化步驟B.壓縮內核和應用程序C.并行化啟動過程中的部分任務D.不進行任何優化，保持默認啟動流程3、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4、當一個嵌入式操作系統需要與外部網絡進行通信，例如物聯網設備上傳數據到云服務器，在網絡連接不穩定或帶寬有限的情況下，以下哪種數據傳輸協議和技術更適合保證數據的可靠傳輸？（）A.TCP協議，提供可靠的面向連接的傳輸B.UDP協議，快速但不可靠的傳輸C.HTTP協議，基于請求-響應模式D.MQTT協議，專為低帶寬和不穩定網絡設計5、在嵌入式系統中，實時操作系統的上下文切換時間對系統性能有影響。假設一個嵌入式系統需要頻繁進行任務切換。以下關于減少上下文切換時間的方法，正確的是：（）A.優化任務的保存和恢復操作，減少數據的保存和恢復量B.增加任務的執行時間，減少任務切換的頻率C.簡化任務的上下文信息，只保存關鍵的狀態數據D.以上方法都可以有效地減少實時操作系統的上下文切換時間6、嵌入式操作系統的內核裁剪是為了滿足特定應用的需求和資源限制。假設一個簡單的嵌入式傳感器設備，只需要基本的任務調度和通信功能。在進行內核裁剪時，以下哪些部分可能會被去除？（）A.復雜的內存管理模塊，因為設備內存需求簡單B.完整的網絡協議棧，因為設備不需要聯網C.高級的設備驅動支持，因為傳感器設備驅動相對簡單D.以上選項都有可能被裁剪以減小內核體積7、在嵌入式系統的可靠性測試中，壓力測試是一種常用的方法。假設一個嵌入式設備需要在高負載和惡劣環境下長時間穩定運行，以下關于壓力測試的描述，哪一項是不正確的？（）A.壓力測試可以模擬系統在極端情況下的工作狀態，檢測潛在的故障B.壓力測試需要對系統的硬件、軟件和環境進行綜合考慮C.壓力測試只需要關注系統的性能指標，不需要考慮功能的正確性D.壓力測試的結果可以為系統的優化和改進提供依據8、當設計一個基于嵌入式操作系統的可穿戴健康監測設備時，需要考慮到設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、在嵌入式系統的電源管理中，動態電壓頻率調整（DVFS）技術可以根據系統負載動態調整電壓和頻率。假設一個嵌入式設備的工作負載變化較大。以下關于DVFS的描述，哪一項是不準確的？（）A.DVFS可以在系統負載低時降低電壓和頻率，以節省功耗B.調整電壓和頻率的過程需要一定的時間，可能會影響系統的實時性能C.DVFS技術需要硬件支持，同時操作系統需要相應的驅動和管理策略D.為了最大限度地節省功耗，應該始終將電壓和頻率調整到最低值10、在嵌入式操作系統中，實時任務的截止時間是一個重要的約束條件。假設一個實時任務必須在規定的時間內完成計算和輸出，否則會導致系統故障。以下哪種調度算法能夠更好地保證實時任務按時完成？（）A.最早截止時間優先（EDF）調度算法B.最短剩余時間優先（SRTF）調度算法C.最高響應比優先（HRRN）調度算法D.輪詢調度算法11、嵌入式操作系統中的中斷處理機制對于系統的及時響應和穩定性起著關鍵作用。假設一個嵌入式系統正在執行一個關鍵任務，此時發生了一個高優先級的中斷。以下關于中斷處理的描述，正確的是：（）A.系統立即暫停當前任務，轉去處理中斷，中斷處理完成后返回原任務繼續執行B.系統先完成當前任務，再處理中斷，以保證任務的連續性C.系統根據中斷的優先級決定是否暫停當前任務，如果優先級低則忽略中斷D.系統拒絕所有中斷，直到當前任務完成，以防止任務被中斷干擾12、在嵌入式系統中，設備的驅動程序需要與硬件緊密配合。假設一個新的硬件設備需要集成到嵌入式系統中，以下關于驅動開發的步驟，正確的是：（）A.了解硬件的規格和接口，編寫驅動代碼，進行測試和調試B.直接使用現有的類似設備驅動程序，無需進行修改C.先進行系統的整體升級，然后再開發新設備的驅動D.忽略硬件特性，只關注驅動程序的功能實現13、在嵌入式系統的存儲保護方面，需要防止非法訪問和數據破壞。假設一個多任務的嵌入式系統。以下關于存儲保護機制的描述，正確的是：（）A.不設置存儲保護，讓任務自由訪問系統內存B.利用內存管理單元（MMU）實現地址空間隔離和訪問權限控制C.存儲保護會增加系統開銷，應盡量避免使用D.嵌入式系統不需要存儲保護機制14、在一個嵌入式操作系統中，系統的安全性是至關重要的。假設一個嵌入式設備需要處理敏感信息，如金融交易數據或個人身份信息。以下哪種安全機制能夠有效地保護這些數據的機密性和完整性？（）A.數據加密技術，如AES加密B.訪問控制列表，限制對數據的訪問權限C.數字簽名技術，驗證數據的來源和完整性D.不采取任何安全措施，依靠設備的物理保護15、當為一個低功耗的嵌入式設備選擇處理器時，需要綜合考慮性能、功耗和成本等因素。假設設備對計算能力要求不高，但對電池續航有嚴格要求。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.專用的數字信號處理器D.多核處理器16、嵌入式操作系統的任務通信方式多種多樣。假設一個嵌入式系統中有多個任務需要頻繁交換數據。以下關于任務通信方式選擇的描述，正確的是：（）A.使用全局變量進行任務間通信，簡單直接B.采用消息隊列、管道等機制，實現任務間的異步通信C.任務通信方式對系統性能和可靠性沒有影響，隨意選擇D.避免使用任何任務通信方式，減少系統復雜性17、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18、嵌入式操作系統中的定時器是常用的功能模塊。假設一個嵌入式系統需要實現精確的定時功能。以下關于定時器的描述，正確的是：（）A.可以通過軟件定時器實現較精確的定時，但會占用較多的CPU資源B.硬件定時器具有更高的精度和可靠性，不受CPU負載影響C.可以通過調整定時器的時鐘源和分頻系數來設置定時時間D.以上描述都是關于嵌入式操作系統中定時器的正確特點19、在嵌入式系統的存儲管理中，閃存（FlashMemory）是一種常用的存儲介質。假設一個嵌入式設備使用閃存來存儲系統數據和應用程序，以下關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，掉電后數據不會丟失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20、在一個嵌入式工業監測系統中，如化工廠的環境監測系統，需要對多種環境參數進行實時監測和預警。為了提高系統的可靠性和穩定性，以下哪種容錯和故障診斷技術可能會被應用？（）A.傳感器冗余B.自診斷算法C.故障預警機制D.以上都是二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）如何進行嵌入式操作系統的版本管理？2、（本題5分）簡述嵌入式操作系統中的存儲保護機制。3、（本題5分）什么是嵌入式系統的可用性測試？4、（本題5分）什么是嵌入式系統的兼容性測試？5、（本題5分）什么是硬實時系統和軟實時系統？三、編程題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個基于嵌入式操作系統的任務資源競爭處理程序。2、（本題5分）編寫代碼，實現嵌入式系統的心率異常檢測程序。3、（本題5分）在嵌入式系統中，實現一個斐波那契堆數據結構，并進行插入和刪除最小元素操作。4、（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。5、（本題5分）設計一個基于嵌入式操作系統的消息隊列程序，實現任務間的通信。四、分析題（本大題共