上海工商外国语职业学院《嵌入式系统技术及应用》2023-2024学年第一学期期末试卷

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2023-2024学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共20个小题，每小题2分，共40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、嵌入式操作系统中的任务间通信机制有多种，如信号量、消息队列和共享内存。假设一个嵌入式系统中有多个任务需要协同工作。以下关于任务间通信的描述，哪一项是不正确的？（）A.信号量用于实现任务之间的同步和互斥B.消息队列可以传递较大的数据量，但通信效率相对较低C.共享内存可以提供快速的数据交换，但需要注意数据的一致性D.任务间通信机制的选择只取决于任务的数量，与数据量和通信频率无关2、假设在一个嵌入式工业自动化设备中，需要与多个不同厂家的传感器和执行器进行通信和集成。为了解决设备之间的兼容性和互操作性问题，以下哪种通信协议和接口标准可能会被广泛采用？（）A.ModbusB.CAN总线C.SPID.以上都是3、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、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6、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7、嵌入式操作系统的内核通常需要进行定制和配置。假设一个嵌入式系统对安全性要求较高，需要增强内核的安全特性。以下哪些内核配置选项可能有助于提高安全性？（）A.启用内存保护机制，防止非法访问内存B.关闭不必要的系统服务和端口，减少攻击面C.加强用户认证和授权机制，限制对系统资源的访问D.以上选项都可以增强嵌入式操作系统内核的安全性8、嵌入式操作系统在汽车电子领域有广泛应用。假设一个汽车的电子控制单元（ECU）需要运行实时操作系统。以下关于汽车电子中操作系统的要求，正确的是：（）A.高可靠性、低延迟响应和符合汽车行业标准是关键要求B.可以使用通用的桌面操作系统，无需特殊定制C.对操作系统的性能和稳定性要求不高，重点在于功能实现D.汽车电子中的操作系统与其他嵌入式系统没有区别9、嵌入式操作系统在资源受限的环境中运行，内存管理至关重要。假设一个嵌入式设备的内存资源有限，需要运行多个任务。以下关于嵌入式内存管理的描述，哪一项是不正确的？（）A.可以采用静态内存分配，在编译时确定每个任务所需的内存大小B.动态内存分配可以更灵活地使用内存，但可能会导致内存碎片问题C.内存映射文件技术可以在一定程度上节省内存空间，但会增加系统的复杂性D.为了提高内存使用效率，应该尽量减少内存的缓存和预取机制10、在一个嵌入式操作系统中，电源管理模块需要根据系统的工作状态动态调整电源策略。假设系统在不同的工作模式下，如全速运行、待机和休眠，对电源的需求差异很大。以下哪种电源管理策略能够在满足性能需求的同时最大程度地降低功耗？（）A.固定电源供应，不进行动态调整B.根据系统负载实时调整处理器电压和频率C.仅在待机和休眠模式下降低电源供应D.始终保持最高电源供应以保证性能11、嵌入式操作系统的可靠性和稳定性对于系统的正常运行至关重要。假设一个嵌入式系统运行在恶劣的环境中，可能会受到电磁干扰和温度变化的影响。为了提高系统的可靠性，以下哪种措施可能是有效的？（）A.增加硬件冗余，如备用电源和存储设备B.采用容错算法，能够在出现错误时自动恢复C.进行严格的软件测试和验证，确保代码的质量D.以上措施都可以提高系统在恶劣环境下的可靠性12、嵌入式操作系统的文件系统在选择时需要考虑多种因素。假设一个嵌入式设备需要频繁进行文件的读写操作，并且对文件的完整性要求较高。以下哪种文件系统可能更适合？（）A.exFAT文件系统，支持大容量存储和快速读写B.ext4文件系统，具有较好的稳定性和数据完整性C.FAT32文件系统，兼容性好但性能一般D.NTFS文件系统，适合复杂的文件管理需求13、在一个基于嵌入式操作系统的汽车电子系统中，需要处理来自多个传感器的实时数据，并进行快速的数据分析和决策。例如，在自动驾驶场景中，需要对摄像头、雷达和激光雷达的数据进行融合和处理。为了实现高效的数据处理和传输，以下哪种通信机制可能是最优选择？（）A.串行通信B.并行通信C.蓝牙通信D.以太网通信14、嵌入式系统通常需要与各种外部设备进行通信。假设有一个嵌入式设备，需要实时采集温度传感器的数据，并将其传输到主机进行处理。在这种情况下，以下哪种通信方式可能是最优选择？（）A.串行通信B.并行通信C.USB通信D.蓝牙通信15、在嵌入式系统的网络通信中，TCP/IP协议栈得到了广泛的应用。假设一个嵌入式设备需要通过网络与远程服务器进行数据传输，并且对数据的可靠性要求较高。以下关于TCP/IP协议栈的描述，哪一项是不正确的？（）A.TCP提供可靠的面向连接的数据传输服务B.IP负责将数据包从源地址发送到目的地址C.UDP提供不可靠的无连接的数据传输服务，适用于对实时性要求高但对可靠性要求低的应用D.在嵌入式系统中，通常只需要实现TCP/IP协议栈的部分功能，而不需要完整实现所有协议16、嵌入式系统的软件开发通常采用交叉编译的方式。假设要在一台x86架构的主机上为一个ARM架构的嵌入式设备编译代码，以下哪个步骤是交叉编译过程中必不可少的？（）A.安装目标平台的编译器B.直接使用主机的编译器C.忽略架构差异，进行通用编译D.不进行编译，直接下载现成的二进制文件17、当为一个嵌入式设备开发图形用户界面（GUI）时，需要考虑界面的简洁性、响应速度和资源消耗。假设该设备的屏幕尺寸较小，处理能力有限。以下哪种GUI框架和技术最为合适？（）A.QtB.GTK+C.MicroWindowsD.自行开发简单的图形库18、在嵌入式操作系统中，以下哪种同步机制可以用于实现多个线程对共享资源的互斥访问？（）A.互斥锁B.条件变量C.自旋锁D.以上都是19、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20、在一个基于嵌入式操作系统的智能家居系统中，需要同时控制多个家电设备，并保证各个设备之间的协调工作。以下哪种技术可以有效地实现设备之间的通信和协同？（）A.消息队列B.共享内存C.信号量D.以上都可以二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）解释测试用例生成和测试框架的选择。2、（本题5分）嵌入式操作系统中的实时性能监测指标有哪些？3、（本题5分）解释如何在嵌入式系统中进行代码优化。三、编程题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个程序，在嵌入式系统中使用流量传感器测量液体流量。2、（本题5分）设计一个程序，在嵌入式系统中使用无线射频模块进行短距离通信。3、（本题5分）编写嵌入式代码，实现UART串口通信，发送和接收数据。4、（本题5分）利用嵌入式操作系统实现一个RTC闹钟暂