湖北师范大学文理学院《嵌入式系统》2023-2024学年第一学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页湖北师范大学文理学院《嵌入式系统》

2023-2024学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共20个小题，每小题1分，共20分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、嵌入式操作系统的启动过程是系统运行的关键步骤。假设一个智能家电的嵌入式系统在启动时需要初始化各种硬件设备和加载系统配置。以下关于启动过程的描述，哪一项是不正确的？（）A.启动过程应该尽可能快速，减少用户等待时间B.可以在启动过程中进行全面的硬件自检，确保系统的稳定性C.启动过程中不需要考虑低功耗模式，因为系统已经启动D.系统配置可以存储在非易失性存储器中，以便快速加载2、在嵌入式系统中，中断处理是响应外部事件的重要机制。假设一个嵌入式设备需要实时响应外部传感器的中断信号。以下关于中断处理的描述，哪一项是不准确的？（）A.中断处理程序应该尽可能短小精悍，以减少中断响应时间B.可以设置中断优先级，高优先级中断可以打断低优先级中断的处理C.中断处理完成后，系统会自动返回到被中断的任务继续执行D.为了提高系统的稳定性，应该尽量减少中断的使用，采用轮询方式获取外部事件3、嵌入式操作系统的内核裁剪是为了适应特定的硬件资源和应用需求。假设一个资源受限的嵌入式系统。以下关于内核裁剪的描述，正确的是：（）A.保留操作系统的所有功能，不进行裁剪，以应对未来可能的功能扩展B.只裁剪不常用的功能模块，而保留核心功能模块的完整C.随意裁剪内核功能，不考虑系统的稳定性和可靠性D.内核裁剪对系统性能没有影响，无需谨慎操作4、在嵌入式操作系统中，任务的优先级反转是一个可能出现的问题。假设一个高优先级任务需要等待一个被低优先级任务占用的资源，导致高优先级任务被阻塞。以下哪种方法能够有效地避免或解决任务优先级反转的问题？（）A.提升低优先级任务的优先级，使其尽快释放资源B.禁止低优先级任务占用关键资源C.使用优先级继承机制，暂时提高占用资源的低优先级任务的优先级D.不处理优先级反转问题，依靠任务调度算法自动解决5、在嵌入式系统中，异常处理机制对于提高系统的稳定性和可靠性非常重要。假设系统在运行过程中遇到硬件故障或非法操作，为了能够及时采取恢复措施，以下哪种异常处理策略最为有效？（）A.忽略异常，继续运行B.记录异常信息，然后重启系统C.尝试自动修复异常D.立即停止系统运行6、在嵌入式系统的软件开发中，代码的可维护性和可读性很重要。假设一个团队正在开发一个复杂的嵌入式系统，多名开发人员参与。以下关于代码规范的描述，哪一项是不正确的？（）A.制定统一的代码规范，包括命名规则、缩进风格等B.代码规范会限制开发人员的创造力，降低开发效率C.良好的代码规范有助于提高代码的可维护性和可读性D.定期对代码进行审查，确保符合代码规范7、嵌入式操作系统的内核通常支持抢占式调度。假设一个低优先级任务正在执行，此时一个高优先级任务就绪。以下关于抢占式调度的描述，正确的是：（）A.操作系统会立即暂停低优先级任务，切换到高优先级任务执行B.低优先级任务会继续执行完当前的时间片，然后再切换到高优先级任务C.操作系统会根据任务的重要性决定是否抢占，而不是仅仅基于优先级D.抢占式调度会导致系统不稳定，因此应尽量避免使用8、嵌入式操作系统的引导加载程序（Bootloader）负责系统的初始化和启动引导。假设一个嵌入式设备的Bootloader需要支持从多种存储介质启动。以下关于Bootloader功能的描述，正确的是：（）A.Bootloader能够检测存储介质的类型，并选择合适的启动镜像加载B.Bootloader只负责从固定的存储介质启动，不能切换C.Bootloader在启动过程中不进行任何硬件初始化操作D.Bootloader的功能单一，不能进行系统升级等操作9、嵌入式操作系统常常需要支持多线程编程。假设一个嵌入式应用程序需要同时执行多个并发任务，以下关于多线程编程的描述，哪一项是不准确的？（）A.多线程可以提高系统的并发性和响应性B.线程之间可以通过共享内存进行数据交换C.多线程编程比多进程编程更节省系统资源D.线程之间的同步和互斥可以通过信号量和互斥锁来实现，不需要考虑其他因素10、嵌入式操作系统的安全机制对于保护系统和用户数据至关重要。假设一个嵌入式设备存储了敏感信息，需要防止未经授权的访问和数据泄露。以下哪种安全措施最为有效？（）A.加密存储数据B.设置访问密码C.安装防火墙D.以上措施综合使用11、在嵌入式系统的电源管理中，睡眠模式和待机模式的使用可以降低功耗。假设一个便携式医疗设备在不使用时需要进入低功耗模式。以下关于睡眠模式和待机模式的描述，哪一项是不正确的？（）A.睡眠模式下，系统会保存当前状态并关闭大部分硬件，功耗较低B.待机模式比睡眠模式功耗更低，但恢复时间更长C.可以根据设备的使用场景灵活选择睡眠模式或待机模式D.进入睡眠模式或待机模式后，系统无法被唤醒12、在嵌入式系统的通信机制中，消息队列是常用的一种方式。假设一个嵌入式系统中有多个任务需要相互通信和协作。以下关于消息队列的描述，哪一项是不正确的？（）A.消息队列可以实现任务之间的异步通信，发送方无需等待接收方的响应B.消息队列可以存储一定数量的消息，当队列满时，新的消息可以等待或被丢弃C.消息队列中的消息可以具有不同的优先级，高优先级消息先被处理D.消息队列只能在同一进程内的任务之间使用，不能用于不同进程之间的通信13、对于一个基于嵌入式操作系统的实时控制系统，例如工业自动化中的机器人手臂控制，系统需要对外部输入的信号做出快速且准确的响应，响应时间要求在毫秒级别。同时，系统还需要保证任务执行的确定性和可预测性。以下哪种调度算法更能满足这种实时性和确定性的要求？（）A.先来先服务调度算法B.优先级调度算法，根据任务的紧急程度分配优先级C.最短作业优先调度算法D.时间片轮转调度算法14、在嵌入式系统的软件开发中，代码优化是提高性能的重要手段。假设一个嵌入式应用程序运行速度较慢。以下关于代码优化的描述，哪一项是不正确的？（）A.可以通过算法改进和数据结构优化来提高程序的效率B.减少函数调用的开销和循环的次数可以提升性能C.代码优化只需要关注时间复杂度，空间复杂度不重要D.针对特定的硬件平台进行指令级优化可以获得显著的性能提升15、在一个嵌入式操作系统中，内核的裁剪和定制是常见的操作。假设一个智能家电的控制系统，其功能相对简单，不需要复杂的内核功能，同时对系统的存储空间和运行效率有较高要求。以下哪种内核裁剪和定制的策略是最合适的？（）A.保留所有内核功能，仅优化内核参数B.根据具体需求，删除不必要的内核模块和功能C.只保留最基本的内核功能，其他功能通过外部库实现D.参考其他类似系统的内核裁剪方案，进行简单修改16、当设计一个基于嵌入式操作系统的便携式医疗设备时，需要考虑到设备的尺寸、重量和电池寿命。对于操作系统的选择，以下哪种嵌入式操作系统可能具有更好的适应性？（）A.FreeRTOSB.LinuxC.WindowsEmbeddedD.VxWorks17、嵌入式操作系统常常需要在资源受限的环境下运行。假设有一个嵌入式设备，其内存和处理器性能都有限，需要运行一个图形用户界面（GUI）应用程序。以下哪种GUI框架可能是最适合的选择？（）A.QtB.GTK+C.MiniGUID.WindowsPresentationFoundation18、在嵌入式系统开发中，系统的可靠性和稳定性是重要的考量因素。假设一个航空航天领域的嵌入式控制系统，一旦出现故障可能会导致严重后果。为了提高系统的可靠性，以下哪种方法是最有效的？（）A.采用复杂的算法和功能，以应对各种可能的情况B.进行大量的功能测试，但不进行压力测试C.采用冗余设计，如硬件冗余和软件容错机制D.减少系统的功能，降低复杂性，从而提高可靠性19、在嵌入式系统的内存保护机制中，虚拟内存通常不是必需的。假设一个简单的电子秤的嵌入式系统，内存资源有限。以下关于内存保护的描述，哪一项是不正确的？（）A.可以使用硬件机制来实现内存访问的权限控制B.不需要复杂的内存保护机制，因为系统功能简单C.内存保护会增加系统的开销，在简单系统中可以忽略D.即使是简单系统，也应该采用虚拟内存来提高内存管理的灵活性20、嵌入式操作系统在启动过程中需要进行一系列的初始化工作。假设一个嵌入式系统在启动时需要加载多个硬件设备的驱动程序，并进行系统配置。以下关于启动过程的描述，哪一项是不准确的？（）A.首先进行硬件的基本初始化，如处理器、内存等B.然后加载和初始化必要的设备驱动程序C.接着启动用户应用程序，最后进行系统的优化和调整D.系统启动过程中的各个步骤可以根据需要进行灵活调整和优化二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）嵌入式操作系统的内存管理机制有哪些？2、（本题5分）什么是嵌入式系统的传感器测试？3、（本题5分）简述微内核结构和宏内核结构的特点。4、（本题5分）简述在嵌入式系统中如何进行中断延迟的优化。5、（本题5分）什么是嵌入式系统的稳定性测试？三、编程题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）创建一个任务，通过嵌入式操作系统读取湿度传感器的数据，并进行显示。2、（本题5分）使用嵌入式操作系统实现一个简单的LED闪烁控制程序。3、（本题5分）在嵌入式操作系统中，实现一个LoRaWAN通信程序，接入LoRaWAN网络。4、（本题5分）在嵌入式操作系统中，创建一个互斥锁，用于资源的互斥访问。5、（本题5分）设计一个基于嵌入式操作系统的线程取消程序。四、分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）以一款智能手表的运动模式识别