青岛科技大学《嵌入式系统》2020-2021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页青岛科技大学《嵌入式系统》

2020-2021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30个小题，每小题1分，共30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、在嵌入式操作系统中，实时性是一个关键的特性。假设一个医疗设备的嵌入式系统需要在严格的时间限制内处理传感器数据并做出响应，以确保患者的安全。以下关于实时性的描述，哪一项是正确的？（）A.硬实时系统允许偶尔的任务超时，只要不频繁发生B.软实时系统对任务的响应时间有严格的要求，必须在规定时间内完成C.硬实时系统必须保证所有任务都能在规定的截止时间之前完成D.实时性只与操作系统的调度算法有关，与硬件性能无关2、在嵌入式操作系统的开发中，代码优化是提高系统性能的重要环节。假设一个嵌入式系统的某个关键函数执行效率较低，需要进行优化。以下哪种优化方法在不影响功能的前提下能够最大程度地提高性能？（）A.减少函数的参数数量B.使用更高效的算法重新实现函数C.减少函数内部的条件判断D.增加函数的代码注释以提高可读性3、在嵌入式操作系统中，实时任务的截止时间是一个重要的约束条件。假设一个实时任务必须在规定的时间内完成计算和输出，否则会导致系统故障。以下哪种调度算法能够更好地保证实时任务按时完成？（）A.最早截止时间优先（EDF）调度算法B.最短剩余时间优先（SRTF）调度算法C.最高响应比优先（HRRN）调度算法D.轮询调度算法4、在一个嵌入式工业监测系统中，如化工厂的环境监测系统，需要对多种环境参数进行实时监测和预警。为了提高系统的可靠性和稳定性，以下哪种容错和故障诊断技术可能会被应用？（）A.传感器冗余B.自诊断算法C.故障预警机制D.以上都是5、在嵌入式操作系统中，以下哪种内存分配方式速度较快但容易产生内存碎片？（）A.动态分配B.静态分配C.堆分配D.栈分配6、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7、在嵌入式系统开发中，电源管理是一个重要的考虑因素。假设一个便携式嵌入式设备需要在电池供电下长时间运行。以下关于电源管理策略的描述，正确的是：（）A.让设备始终以最高性能运行，不考虑电源消耗B.根据设备的工作状态动态调整处理器频率和设备功耗，在性能和电源消耗之间取得平衡C.关闭所有不必要的硬件设备，以最大限度延长电池寿命，即使这可能影响系统功能D.电源管理由硬件自动完成，操作系统无需干预8、在一个基于嵌入式操作系统的智能农业系统中，需要在野外环境中长时间稳定运行，并且能够适应温度、湿度等环境因素的变化。为了确保系统的稳定性和可靠性，以下哪种硬件防护措施可能会被采取？（）A.防水防尘设计B.宽温工作设计C.电磁屏蔽设计D.以上都是9、当一个嵌入式操作系统需要与外部网络进行通信，例如物联网设备上传数据到云服务器，在网络连接不稳定或带宽有限的情况下，以下哪种数据传输协议和技术更适合保证数据的可靠传输？（）A.TCP协议，提供可靠的面向连接的传输B.UDP协议，快速但不可靠的传输C.HTTP协议，基于请求-响应模式D.MQTT协议，专为低带宽和不稳定网络设计10、在嵌入式系统中，设备驱动程序负责与硬件设备进行通信。假设一个嵌入式设备需要与多种外部设备交互，如传感器、显示器等。以下关于设备驱动程序的描述，哪一项是不准确的？（）A.设备驱动程序需要提供与硬件设备通信的接口，将硬件操作抽象为软件可调用的函数B.设备驱动程序可以分为字符设备驱动、块设备驱动和网络设备驱动等不同类型C.为了提高系统的可移植性，设备驱动程序应该与具体的硬件平台紧密耦合，以充分发挥硬件性能D.好的设备驱动程序应该具备错误处理和资源管理的能力，以保证系统的稳定性和可靠性11、在嵌入式系统的安全机制方面，需要防止未经授权的访问和数据泄露。假设一个涉及敏感信息的嵌入式设备。以下关于安全机制的描述，正确的是：（）A.不采取任何安全措施，依赖设备的物理保护B.实施身份认证、加密和访问控制等安全策略C.安全机制会增加系统开销，影响性能，应尽量减少使用D.嵌入式系统不存在安全风险，无需关注12、嵌入式操作系统的内核裁剪是为了适应特定的应用需求。假设一个简单的温度监测嵌入式系统，不需要复杂的功能。以下关于内核裁剪的描述，哪一项是不正确的？（）A.只保留与温度监测相关的功能模块，去除不必要的组件B.内核裁剪可能会影响系统的稳定性和可扩展性C.可以随意裁剪内核，不会对系统性能产生负面影响D.裁剪后的内核需要进行充分的测试，确保其正常运行13、在嵌入式操作系统中，内存管理是一个关键部分。假设一个嵌入式设备需要同时运行多个任务，且这些任务对内存的需求各不相同。有的任务需要较大的连续内存空间来处理大量数据，有的任务则只需要较小的内存块进行频繁的读写操作。在这种情况下，以下哪种内存管理策略更适合？（）A.固定分区分配，将内存预先划分为固定大小的分区B.动态分区分配，根据任务需求实时分配内存C.分页式内存管理，将内存划分为固定大小的页D.分段式内存管理，根据程序的逻辑分段分配内存14、对于一个运行嵌入式操作系统的智能安防监控设备，需要对大量的视频数据进行存储和检索。以下哪种存储技术和文件系统组合能够提供高效的视频存储和快速的检索功能？（）A.机械硬盘搭配FAT文件系统B.固态硬盘搭配NTFS文件系统C.闪存芯片搭配EXT文件系统D.专用的视频存储芯片搭配特定的视频文件系统15、嵌入式操作系统中的看门狗（Watchdog）机制用于监测系统的运行状态。假设一个嵌入式系统在运行过程中出现死机。以下关于看门狗的描述，哪一项是不正确的？（）A.看门狗定时器在规定时间内未被刷新，系统会自动复位B.可以通过软件编程设置看门狗的超时时间和复位策略C.看门狗机制只能用于检测软件故障，对硬件故障无效D.合理使用看门狗可以提高系统的可靠性和稳定性16、嵌入式操作系统的内核裁剪是根据具体应用需求精简内核功能。假设一个简单的嵌入式设备只需要基本的任务调度和中断处理功能。以下关于内核裁剪的描述，哪一项是错误的？（）A.内核裁剪可以减少系统的资源占用，提高系统的运行效率B.在裁剪内核时，需要仔细评估每个功能模块的必要性，避免影响系统的稳定性C.一旦完成内核裁剪，就不能再根据后续需求添加新的功能模块D.内核裁剪需要对操作系统的源代码有深入的理解和修改能力17、在嵌入式系统的软件更新方面，需要考虑系统的可用性和安全性。假设一个正在运行的嵌入式设备需要进行软件升级。以下关于软件更新方式的描述，正确的是：（）A.直接在运行时进行在线更新，不考虑更新失败的风险B.采用离线更新方式，将设备停机后进行更新，确保更新的可靠性C.忽略软件更新，使用初始版本直至设备退役D.软件更新方式对系统的稳定性和安全性没有影响18、当对嵌入式系统进行性能测试时，需要评估多个方面的指标。假设要测试一个嵌入式设备在处理不同负载情况下的响应时间、资源利用率和功耗等。以下哪种测试工具和方法的组合最为有效？（）A.使用性能分析工具，如ProfilerB.进行压力测试和基准测试C.人工观察和记录系统性能D.只测试部分功能，忽略整体性能19、在嵌入式系统的存储管理中，闪存（FlashMemory）是常用的存储介质。假设一个嵌入式导航设备需要频繁读写数据到闪存中。以下关于闪存的使用和管理，哪一项是需要特别注意的？（）A.不需要考虑擦除操作，直接写入数据即可B.闪存的读写速度比传统硬盘快，无需优化读写操作C.由于闪存具有有限的擦写次数，需要采用均衡磨损算法延长其寿命D.闪存的容量很大，可以随意存储大量临时数据20、嵌入式操作系统中的任务通信机制有多种方式。假设一个嵌入式系统中有多个任务需要协同工作，共享数据。以下哪种任务通信方式可能最为高效？（）A.消息队列，任务通过发送和接收消息进行通信B.共享内存，多个任务直接访问同一块内存区域进行数据交换C.信号量，用于任务之间的同步和互斥D.管道，实现任务之间的单向数据传输21、嵌入式操作系统的启动过程需要高效和可靠。假设一个嵌入式设备在启动时需要初始化硬件设备、加载内核和应用程序。为了缩短启动时间，同时保证系统的稳定性，以下哪种启动优化方法最为有效？（）A.减少初始化步骤B.压缩内核和应用程序C.并行化启动过程中的部分任务D.不进行任何优化，保持默认启动流程22、嵌入式操作系统的任务调度算法直接影响系统的性能和实时性。假设一个有多个实时任务和非实时任务的系统。以下关于任务调度算法选择的描述，正确的是：（）A.采用先来先服务（FCFS）调度算法，保证任务的公平性B.选择基于优先级的调度算法，优先执行实时任务C.使用时间片轮转调度算法，平均分配CPU时间给所有任务D.任务调度算法对系统性能影响不大，可以随意选择23、嵌入式操作系统中的中断处理机制对于系统的及时响应和稳定性起着关键作用。假设一个嵌入式系统正在执行一个关键任务，此时发生了一个高优先级的中断。以下关于中断处理的描述，正确的是：（）A.系统立即暂停当前任务，转去处理中断，中断处理完成后返回原任务继续执行B.系统先完成当前任务，再处理中断，以保证任务的连续性C.系统根据中断的优先级决定是否暂停当前任务，如果优先级低则忽略中断D.系统拒绝所有中断，直到当前任务完成，以防止任务被中断干扰24、在一个嵌入式图像识别系统中，如人脸识别门禁系统，需要快速准确地识别图像中的目标。为了提高识别速度和准确率，以下哪种硬件加速模块可能会被集成？（）A.GPUB.FPGAC.DSPD.以上都是25、当在嵌入式操作系统中实现多线程编程时，需要考虑线程间的同步和通信机制。假设多个线程需要共享一个有限的资源，为了避免竞争条件和数据不一致性，以下哪种同步方法最为合适？（）A.信号量B.互斥锁C.条件变量D.不进行同步，任由线程竞争26、在嵌入式系统开发中，调试信息的输出对于问题排查非常重要。假设一个嵌入式系统在运行时出现故障，但没有明显的错误提示。以下关于调试信息输出的方式，有效的是：（）A.将关键变量和状态信息通过串口输出到上位机进行分析B.将调试信息存储在内部闪存中，事后读取分析C.在系统的显示屏上直接显示详细的调试信息D.不输出调试信息，通过猜测和经验来定位问题27、嵌入式操作系统的网络支持对于实现设备的联网功能至关重要。假设一个嵌入式设备需要接入无线网络。以下关于嵌入式网络支持的描述，哪一项是不准确的？（）A.可以使用轻量级的网络协议栈，如lwIP，来减少资源占用B.无线网络驱动程序需要适配不同的无线芯片和通信标准C.嵌入式操作系统需要提供网络配置和管理的接口，方便用户设置网络参数D.所有的嵌入式操作系统都具备完善的网络功能，无需额外的开发和配置28、在嵌入式系统的开发中，代码优化是提高系统性能的重要手段。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，哪一项是不准确的？（）A.可以通过算法改进和数据结构优化来提高程序的执行效率B.减少函数调用的开销和避免不必要的内存分配可以提升性能C.代码优化只需要关注程序的执行速度，无需考虑代码的可读性和可维护性D.针对特定的硬件架构进行优化，如利用指令集的特性，可以显著提高性能29、在嵌入式系统的软件开发中，交叉编译是常见的操作。假设在一台x86架构的主机上开发针对ARM架构的嵌入式软件。以下关于交叉编译的描述，哪一项是不正确的？（）A.交叉编译工具链包括编译器、链接器等，用于生成目标架构可执行文件B.在交叉编译过程中，需要根据目标架构的特性进行相应的配置和优化C.交叉编译生成的可执行文件可以直接在开发主机上运行和调试D.不同的嵌入式架构需要不同的交叉编译工具链30、在嵌入式系统开发中，对于资源受限的设备，代码尺寸的优化至关重要。假设一个嵌入式应用程序的代码尺寸过大。以下关于代码优化的方法，正确的是：（）A.使用更高效的算法和数据结构，减少代码量B.去除未使用的函数和变量，精简代码C.选择合适的编译器优化选项，对代码进行优化D.以上方法都可以有效地减小嵌入式应用程序的代码尺寸二、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）阐述嵌入式操作系统在智能农业温室控制领域