站名：站名：年級專業(yè)：姓名：學號：凡年級專業(yè)、姓名、學號錯寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記?！堋狻€…………第1頁，共2頁湖北醫(yī)藥學院《嵌入式系統及應用實驗》2024-2025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、在嵌入式操作系統中，實時性是一個關鍵特性。假設一個嵌入式系統用于控制工業(yè)生產線上的機器人，要求對外部事件的響應在嚴格的時間限制內。以下關于實時操作系統的分類，哪一項是不正確的？（）A.硬實時操作系統對任務的響應時間有極其嚴格的要求，錯過時限會導致嚴重后果B.軟實時操作系統允許任務在一定程度上錯過時限，但仍能保證系統的整體性能C.準實時操作系統的實時性要求介于硬實時和軟實時之間，適用于大多數一般性應用D.所有的嵌入式操作系統都可以嚴格地分為硬實時、軟實時和準實時這三類，不存在其他情況2、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(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的并發(fā)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(jié)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3、嵌入式操作系統的存儲管理需要考慮閃存的特性。假設一個嵌入式系統使用閃存作為主要存儲設備。以下關于閃存管理的描述，哪一項是不正確的？（）A.閃存具有有限的寫入次數，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硬盤快，但價格相對較高C.可以使用閃存轉換層（FTL）來模擬傳統的塊設備接口，方便操作系統使用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4、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5、在嵌入式系統的軟件開發(fā)中，代碼優(yōu)化是提高性能的重要手段。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，哪一項是不正確的？（）A.可以通過算法改進和數據結構優(yōu)化來提高程序的效率B.減少函數調用的開銷和循環(huán)的次數可以提升性能C.代碼優(yōu)化只需要關注時間復雜度，空間復雜度不重要D.針對特定的硬件平臺進行指令級優(yōu)化可以獲得顯著的性能提升6、當設計一個基于嵌入式操作系統的可穿戴健康監(jiān)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(yōu)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7、嵌入式操作系統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）需要運行實時操作系統。以下關于汽車電子中操作系統的要求，正確的是：（）A.高可靠性、低延遲響應和符合汽車行業(yè)標準是關鍵要求B.可以使用通用的桌面操作系統，無需特殊定制C.對操作系統的性能和穩(wěn)定性要求不高，重點在于功能實現D.汽車電子中的操作系統與其他嵌入式系統沒有區(qū)別8、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(xù)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9、嵌入式操作系統的內核裁剪是為了適應特定的應用需求。假設一個簡單的溫度監(jiān)測嵌入式系統，不需要復雜的功能。以下關于內核裁剪的描述，哪一項是不正確的？（）A.只保留與溫度監(jiān)測相關的功能模塊，去除不必要的組件B.內核裁剪可能會影響系統的穩(wěn)定性和可擴展性C.可以隨意裁剪內核，不會對系統性能產生負面影響D.裁剪后的內核需要進行充分的測試，確保其正常運行10、在一個嵌入式語音識別系統中，如智能語音助手，需要在有限的計算資源下實現高效的語音識別功能。為了降低計算復雜度，以下哪種語音特征提取方法可能會被采用？（）A.梅爾頻率倒譜系數B.線性預測編碼C.感知線性預測D.以上都是11、嵌入式操作系統的文件系統對于數據的存儲和管理至關重要。假設有一個嵌入式設備，需要頻繁地讀寫小文件，并且對存儲介質的空間利用率要求較高。以下哪種文件系統可能是最適合的選擇？（）A.FAT32B.NTFSC.ext4D.JFFS212、在嵌入式系統的音頻處理中，數字信號處理（DSP）技術常常被應用。假設一個嵌入式設備需要實現音頻的編碼和解碼。以下關于音頻DSP的描述，哪一項是錯誤的？（）A.DSP算法可以有效地對音頻信號進行壓縮和濾波等處理B.音頻DSP的計算復雜度較高，需要合理優(yōu)化以滿足實時性要求C.可以使用專用的DSP芯片或在通用處理器上通過軟件實現音頻處理功能D.音頻DSP只關注音頻的質量，對系統的資源消耗無需考慮13、嵌入式操作系統的啟動過程包括硬件初始化、引導加載程序和內核啟動等階段。假設一個嵌入式系統在啟動時出現故障。以下關于啟動過程的描述，哪一項是不正確的？（）A.硬件初始化包括設置處理器的工作模式、初始化內存控制器等B.引導加載程序負責將操作系統內核加載到內存中，并將控制權交給內核C.內核啟動后會進行設備驅動的加載和系統配置的初始化D.一旦啟動過程出現故障，只能重新設計硬件來解決問題，無法通過軟件調試14、嵌入式操作系統常常需要在低功耗的情況下保持系統的運行。假設一個基于電池供電的嵌入式設備，在系統空閑時需要降低功耗以延長電池壽命。以下哪種技術可以有效地實現這一目標？（）A.動態(tài)電壓頻率調整B.關閉部分不必要的硬件設備C.進入睡眠模式D.以上都是15、嵌入式操作系統中的任務優(yōu)先級反轉是一個需要解決的問題。假設一個高優(yōu)先級任務因為等待一個被低優(yōu)先級任務占用的資源而被阻塞。以下關于解決任務優(yōu)先級反轉的方法，正確的是：（）A.使用優(yōu)先級繼承機制，暫時提高占用資源的低優(yōu)先級任務的優(yōu)先級B.始終保持高優(yōu)先級任務的優(yōu)先級不變，讓低優(yōu)先級任務等待C.降低高優(yōu)先級任務的優(yōu)先級，避免出現優(yōu)先級反轉D.直接終止低優(yōu)先級任務，釋放資源給高優(yōu)先級任務16、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(yè)控制中的實時閉環(huán)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(yōu)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17、在嵌入式系統的實時時鐘（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.依賴外部網絡獲取時間，不使用本地RTCB.定期校準RTC，并在系統重啟時保持時間的連續(xù)性C.RTC對系統功能沒有重要影響，無需特別管理D.嵌入式系統不支持RTC功能18、假設在一個嵌入式智能家居網關中，需要同時連接多種智能家居設備，并實現統一的控制和管理。對于設備驅動的開發(fā)和集成，以下哪種方法可能會更有效？（）A.自行編寫驅動B.使用開源驅動C.基于驅動框架開發(fā)D.以上都有可能19、在嵌入式系統中，系統的更新和升級需要考慮多種因素。假設一個已經部署的嵌入式設備需要進行軟件升級，要確保升級過程的安全性和可靠性，同時盡量減少對用戶使用的影響。以下哪種升級方式最為合適？（）A.在線升級，自動完成B.用戶手動下載更新包進行升級C.召回設備，在工廠進行升級D.不進行升級，保持初始版本20、當開發(fā)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.以上都是二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）解釋如何在資源受限的環(huán)境中實現高效的GUI。2、（本題5分）解釋最早截止時間優(yōu)先（EDF）和速率單調調度（RMS）算法。3、（本題5分）簡述常見的Bootloader類型。4、（本題5分）解釋內存分區(qū)管理和內存分頁管理的原理。5、（本題5分）解釋常見傳感器（如溫度、濕度傳感器）的接口和數據讀取。三、編程題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）實現一個嵌入式程序，使用應力差傳感器測量應力差。2、（本題5分）設計一個基于嵌入式操作系統的任務異常處理程序。3、（本題5分）利用嵌入式操作系統實現一個RTC時鐘的低功耗模式切換程序。4、（本題5分）用嵌入式操作系統編寫一個壓電式傳感器的驅動程序。5、（本題5分）在嵌入式系統中，實現一個紅黑樹數據結構，并進行插入和刪除操作。四、分析題（本大題共3個小題，共3