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《嵌入式智能系統(tǒng)》2023-2024學年第一學期期末試卷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、嵌入式操作系統(tǒng)在汽車電子領域有廣泛應用。假設一個汽車的電子控制單元（ECU）使用嵌入式操作系統(tǒng)。以下關于汽車電子中嵌入式操作系統(tǒng)的描述，哪一項是不準確的？（）A.需要滿足汽車行業(yè)的嚴格可靠性和安全性標準B.實時性要求極高，以確保對車輛的精確控制C.由于汽車環(huán)境的復雜性，對操作系統(tǒng)的抗干擾能力要求較低D.可以支持多種通信協(xié)議，與其他汽車電子模塊進行數(shù)據(jù)交互2、在嵌入式系統(tǒng)的安全設計中，數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)的傳輸和存儲。以下關于數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)字簽名和密鑰交換C.哈希函數(shù)可以用于數(shù)據(jù)完整性驗證，但不能用于加密數(shù)據(jù)D.只要對數(shù)據(jù)進行了加密，就無需進行認證操作，因為加密已經(jīng)保證了數(shù)據(jù)的安全性3、在嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程中，調(diào)試工具和技術的選擇對開發(fā)效率有重要影響。假設要對一個運行在特定硬件平臺上的嵌入式軟件進行調(diào)試，需要能夠?qū)崟r查看變量值、跟蹤程序執(zhí)行流程和分析系統(tǒng)性能。以下哪種調(diào)試工具和方法的組合最為有效？（）A.使用硬件調(diào)試器，如JTAGB.借助軟件模擬器進行調(diào)試C.通過打印輸出進行調(diào)試D.不進行調(diào)試，直接發(fā)布產(chǎn)品4、在嵌入式系統(tǒng)的應用開發(fā)中，多任務調(diào)度是常見的需求。假設一個嵌入式設備需要同時運行多個實時任務和非實時任務。以下關于任務調(diào)度的描述，哪一項是不正確的？（）A.實時任務通常具有更高的優(yōu)先級，以保證其在規(guī)定時間內(nèi)得到執(zhí)行B.非實時任務可以在實時任務空閑時獲得處理器資源C.任務調(diào)度算法只考慮任務的優(yōu)先級，不考慮任務的執(zhí)行時間和資源需求D.可以采用搶占式調(diào)度或非搶占式調(diào)度策略，根據(jù)系統(tǒng)需求進行選擇5、嵌入式操作系統(tǒng)的可靠性設計對于關鍵應用至關重要。假設一個用于醫(yī)療設備的嵌入式系統(tǒng)。以下關于可靠性保障的描述，正確的是：（）A.不進行任何額外的可靠性設計，依靠操作系統(tǒng)的默認機制B.采用冗余設計、錯誤檢測和恢復機制，確保系統(tǒng)在故障情況下仍能正常運行C.只關注功能實現(xiàn)，忽略可靠性方面的考慮D.可靠性設計會增加系統(tǒng)成本和復雜性，應盡量避免6、嵌入式操作系統(tǒng)的任務調(diào)度算法直接影響系統(tǒng)的性能和實時性。假設一個有多個實時任務和非實時任務的系統(tǒng)。以下關于任務調(diào)度算法選擇的描述，正確的是：（）A.采用先來先服務（FCFS）調(diào)度算法，保證任務的公平性B.選擇基于優(yōu)先級的調(diào)度算法，優(yōu)先執(zhí)行實時任務C.使用時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法，平均分配CPU時間給所有任務D.任務調(diào)度算法對系統(tǒng)性能影響不大，可以隨意選擇7、在嵌入式系統(tǒng)的實時時鐘（RTC）管理中，需要確保時間的準確性和可靠性。假設一個嵌入式設備對時間精度有較高要求。以下關于RTC管理的描述，正確的是：（）A.依賴外部網(wǎng)絡獲取時間，不使用本地RTCB.定期校準RTC，并在系統(tǒng)重啟時保持時間的連續(xù)性C.RTC對系統(tǒng)功能沒有重要影響，無需特別管理D.嵌入式系統(tǒng)不支持RTC功能8、當開發(fā)一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的智能家電產(chǎn)品，如智能冰箱，需要實現(xiàn)與用戶的友好交互和遠程控制功能。以下哪種用戶界面技術可能會被應用？（）A.觸摸屏B.語音識別C.手機APPD.以上都是9、嵌入式操作系統(tǒng)中的進程間通信（IPC）機制用于不同進程之間的數(shù)據(jù)交換和協(xié)調(diào)工作。假設一個嵌入式系統(tǒng)中有多個進程需要協(xié)同完成一項任務，以下關于進程間通信的描述，哪一項是不準確的？（）A.管道是一種簡單的進程間通信方式，數(shù)據(jù)只能單向流動B.消息隊列可以實現(xiàn)進程間的異步通信，消息可以按照一定的優(yōu)先級進行處理C.共享內(nèi)存可以提供高效的進程間數(shù)據(jù)共享，但需要注意同步和互斥問題D.進程間通信只適用于同一種操作系統(tǒng)中的進程，不同操作系統(tǒng)之間的進程無法進行通信10、當為一個嵌入式設備開發(fā)圖形用戶界面（GUI）時，需要考慮界面的簡潔性、響應速度和資源消耗。假設該設備的屏幕尺寸較小，處理能力有限。以下哪種GUI框架和技術最為合適？（）A.QtB.GTK+C.MicroWindowsD.自行開發(fā)簡單的圖形庫11、嵌入式操作系統(tǒng)的調(diào)試工具對于開發(fā)和排錯非常重要。假設一個智能門鎖的嵌入式系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，需要進行調(diào)試。以下關于調(diào)試工具的選擇和使用，哪一項是不正確的？（）A.可以使用在線調(diào)試器，實時查看系統(tǒng)的運行狀態(tài)和變量值B.打印輸出調(diào)試信息是一種簡單但有效的調(diào)試方法C.不需要對調(diào)試代碼進行優(yōu)化，以免影響系統(tǒng)性能D.調(diào)試工具的使用應該盡量減少對系統(tǒng)正常運行的影響12、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13、在嵌入式操作系統(tǒng)中，以下哪種同步機制可以用于實現(xiàn)多個線程對共享資源的互斥訪問？（）A.互斥鎖B.條件變量C.自旋鎖D.以上都是14、嵌入式操作系統(tǒng)的中斷處理機制對于系統(tǒng)的響應性能至關重要。假設一個安防監(jiān)控嵌入式系統(tǒng)，需要及時響應外部傳感器的中斷信號。以下關于中斷處理的描述，哪一項是正確的？（）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.可以在中斷處理程序中執(zhí)行復雜的計算和數(shù)據(jù)處理C.中斷優(yōu)先級越高，響應時間越慢D.中斷處理與系統(tǒng)的任務調(diào)度無關15、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16、在嵌入式系統(tǒng)的軟件開發(fā)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(fā)的軟件移植到另一個不同架構(gòu)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17、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)存管理對于系統(tǒng)性能和資源利用至關重要。假設一個嵌入式設備內(nèi)存資源有限，但需要運行多個任務。以下關于內(nèi)存管理策略的描述，正確的是：（）A.采用動態(tài)內(nèi)存分配，讓任務根據(jù)需要隨時申請和釋放內(nèi)存，以提高靈活性B.使用靜態(tài)內(nèi)存分配，預先為每個任務分配固定的內(nèi)存空間，避免內(nèi)存碎片和分配開銷C.不進行內(nèi)存管理，讓任務自行競爭內(nèi)存資源D.只依賴硬件的內(nèi)存管理機制，操作系統(tǒng)不參與內(nèi)存分配18、在嵌入式系統(tǒng)的圖形顯示中，F(xiàn)ramebuffer是一種常用的機制。假設一個嵌入式設備需要在屏幕上顯示圖像和文字，以下關于Framebuffer的描述，哪一項是不正確的？（）A.Framebuffer是一塊內(nèi)存區(qū)域，用于存儲屏幕的圖像數(shù)據(jù)B.應用程序可以直接對Framebuffer進行讀寫操作，實現(xiàn)圖形顯示C.Framebuffer的大小和顏色深度由硬件決定，不可更改D.通過對Framebuffer的操作，可以實現(xiàn)各種圖形效果和動畫19、在嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡通信中，協(xié)議的選擇需要考慮帶寬、實時性和資源消耗等因素。假設一個低帶寬、對實時性要求較高的嵌入式網(wǎng)絡。以下關于網(wǎng)絡協(xié)議選擇的描述，正確的是：（）A.選擇TCP協(xié)議，因其可靠的傳輸機制B.選擇UDP協(xié)議，并在應用層實現(xiàn)必要的可靠性和錯誤處理機制，以滿足實時性要求C.使用復雜的高層網(wǎng)絡協(xié)議，以提供豐富的功能D.不考慮網(wǎng)絡協(xié)議，直接進行原始數(shù)據(jù)傳輸20、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核同步機制用于保證多任務環(huán)境下數(shù)據(jù)的一致性和正確性。假設多個任務同時訪問共享資源。以下關于內(nèi)核同步機制的描述，哪一項是錯誤的？（）A.信號量可以用于實現(xiàn)任務之間的互斥和同步B.互斥鎖可以保證在同一時刻只有一個任務訪問共享資源C.條件變量用于任務之間的等待和通知，通常與互斥鎖配合使用D.內(nèi)核同步機制會增加系統(tǒng)的開銷，因此在實際應用中應該盡量避免使用21、嵌入式操作系統(tǒng)的任務調(diào)度算法直接影響系統(tǒng)的性能和響應能力。假設一個嵌入式系統(tǒng)中有多個任務，包括實時任務和非實時任務。以下哪種調(diào)度算法可能最適合這種情況？（）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.時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法，為每個任務分配固定的時間片輪流執(zhí)行C.優(yōu)先級調(diào)度算法，根據(jù)任務的優(yōu)先級決定執(zhí)行順序，高優(yōu)先級任務優(yōu)先執(zhí)行D.隨機調(diào)度算法，隨機選擇任務執(zhí)行，以平衡任務的執(zhí)行機會22、在嵌入式系統(tǒng)的存儲擴展中，SD卡是一種常見的存儲設備。假設一個嵌入式設備需要使用SD卡來存儲大量的數(shù)據(jù)，以下關于SD卡的描述，哪一項是不正確的？（）A.SD卡具有體積小、容量大、讀寫速度快等優(yōu)點B.SD卡分為SDHC和SDXC等不同的規(guī)格，其性能和容量有所差異C.嵌入式操作系統(tǒng)需要提供相應的驅(qū)動程序來支持SD卡的讀寫操作D.SD卡的數(shù)據(jù)讀寫是通過串行接口進行的，速度較慢，不適合大數(shù)據(jù)量的傳輸23、在嵌入式系統(tǒng)的電源管理中，睡眠模式和待機模式的使用可以降低功耗。假設一個便攜式醫(yī)療設備在不使用時需要進入低功耗模式。以下關于睡眠模式和待機模式的描述，哪一項是不正確的？（）A.睡眠模式下，系統(tǒng)會保存當前狀態(tài)并關閉大部分硬件，功耗較低B.待機模式比睡眠模式功耗更低，但恢復時間更長C.可以根據(jù)設備的使用場景靈活選擇睡眠模式或待機模式D.進入睡眠模式或待機模式后，系統(tǒng)無法被喚醒24、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25、在嵌入式操作系統(tǒng)中，設備驅(qū)動程序起著重要的作用。假設要為一個新型的傳感器開發(fā)設備驅(qū)動程序，該傳感器具有獨特的接口和通信協(xié)議。為了確保驅(qū)動程序的高效性、穩(wěn)定性和可移植性，以下哪種開發(fā)方法和技術是最為關鍵的？（）A.直接在操作系統(tǒng)內(nèi)核中編寫驅(qū)動代碼B.使用操作系統(tǒng)提供的驅(qū)動框架和接口C.參考類似傳感器的驅(qū)動程序進行修改D.自行設計全新的驅(qū)動架構(gòu)二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）簡述邊界值測試的意義和方法。2、（本題5分）什么是嵌入式系統(tǒng)的恢復測試？3、（本題5分）簡述嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核結(jié)構(gòu)。4、（本題5分）簡述恢復測試的目的和場景設計。三、編程題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）實現(xiàn)一個嵌入式程序，使用觸摸屏進行輸入操作。2、（本題5分）編寫代碼，實現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)的電子羅盤驅(qū)動程序。3、（本題5分）實現(xiàn)一個嵌入式程序，使用應力波動傳感器測量應力波動。4、（本題5分）在嵌入式操作系統(tǒng)中，實現(xiàn)一個Wi-Fi熱點密碼管理程序。5、（本題5分）設計一個程序，在嵌入式系統(tǒng)中使用濃度變化率傳