北京电影学院《嵌入式系统原理与设计》2023-2024学年第一学期期末试卷

装订线装订线PAGE2第1页，共3页北京电影学院《嵌入式系统原理与设计》

2023-2024学年第一学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______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、嵌入式操作系统在航空航天领域有着严格的要求。假设一个航空电子设备需要运行嵌入式操作系统。以下关于航空航天应用中操作系统的特性，正确的是：（）A.高可靠性、容错性和符合航空标准是必备的B.可以使用普通的嵌入式操作系统，无需特殊考量C.对操作系统的性能和功能要求不高，重点在于成本控制D.航空航天领域的嵌入式操作系统与其他领域没有差异2、嵌入式操作系统的图形用户界面（GUI）设计需要考虑资源限制和用户体验。假设一个嵌入式设备具有小尺寸的显示屏和有限的处理能力。以下关于嵌入式GUI设计的描述，哪一项是错误的？（）A.应该选择轻量级的GUI框架，以减少系统资源消耗B.图形元素的设计应该简洁明了，避免过于复杂的动画和特效C.触摸屏支持可以提高用户交互的便利性，但会增加系统的复杂性和成本D.由于资源限制，嵌入式GUI无法实现与桌面操作系统相同水平的用户体验，因此无需关注用户需求3、当设计一个基于嵌入式操作系统的可穿戴健康监测设备时，需要考虑到设备的舒适性和佩戴方式。对于传感器的选择和布局，以下哪种方案可能是最优的？（）A.集成式传感器B.分布式传感器C.柔性传感器D.以上都有可能4、在嵌入式系统开发中，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在运行时存在性能瓶颈，需要进行优化。以下哪种优化方法可能最为有效？（）A.算法优化，选择更高效的算法来实现功能B.代码精简，去除不必要的代码和注释C.编译器优化选项的设置，让编译器自动优化代码D.以上方法结合使用，根据具体情况选择合适的优化策略5、当开发一个基于嵌入式操作系统的实时控制系统时，对任务的调度要求非常严格。假设系统中有多个关键任务和非关键任务，关键任务需要在规定的时间内完成执行，以确保系统的正常运行。在这种情况下，以下哪种任务调度算法能够最好地满足实时性要求？（）A.先来先服务调度算法B.优先级调度算法C.时间片轮转调度算法D.最短作业优先调度算法6、对于一个运行嵌入式操作系统的医疗设备，例如便携式心电图监测仪，数据的安全性和可靠性至关重要。设备需要在掉电或系统故障的情况下，仍然能够保证关键数据不丢失。以下哪种技术或方法能够更好地实现数据的保护和恢复？（）A.定期将数据备份到外部存储设备B.使用电池支持的缓存来保存关键数据C.采用具有掉电保护功能的存储芯片D.在软件中实现数据的实时加密7、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8、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9、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可能会出现死机或程序跑飞的情况，以下关于看门狗的描述，哪一项是不准确的？（）A.看门狗需要定期被系统软件“喂狗”，否则会触发复位操作B.看门狗可以在系统出现故障时自动重启系统，恢复正常运行C.看门狗的超时时间可以根据系统的需求进行设置D.一旦看门狗触发复位操作，系统的数据和状态信息不会丢失10、嵌入式操作系统在工业控制领域有着广泛应用。假设一个工业控制系统需要高稳定性和确定性的操作。以下关于工业控制中操作系统的特点，正确的是：（）A.具备硬实时性、高可靠性和可预测的性能B.可以容忍一定程度的延迟和不确定性C.对操作系统的稳定性和性能要求不高，功能实现为主D.工业控制中的操作系统与一般嵌入式系统相同11、在嵌入式操作系统中，实时性是一个关键特性。假设一个嵌入式系统用于控制医疗设备，对响应时间有严格要求。以下关于实时操作系统（RTOS）在这种场景下的特点描述，正确的是：（）A.RTOS能够保证任务在规定的时间内完成响应，具有确定性B.RTOS采用复杂的调度算法，导致系统资源开销较大，但能确保实时性C.RTOS不支持多任务处理，以专注于关键任务的实时响应D.RTOS对硬件资源要求较低，适用于资源受限的嵌入式设备12、在嵌入式系统的网络安全方面，加密算法起着重要的作用。假设一个嵌入式设备需要在网络通信中保护数据的机密性和完整性，以下关于加密算法的描述，哪一项是不正确的？（）A.AES是一种常用的对称加密算法，加密和解密使用相同的密钥B.RSA是一种非对称加密算法，适用于数字签名和密钥交换C.加密算法的强度越高，加密和解密的速度就越慢D.嵌入式系统中只能使用对称加密算法，不能使用非对称加密算法13、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，并尽可能延长电池寿命。以下关于电源管理策略的描述，正确的是：（）A.设备在空闲时进入低功耗模式，减少不必要的能耗B.始终保持设备在高性能模式，以快速完成任务，缩短工作时间来节能C.关闭所有不使用的硬件设备，即使可能会影响响应速度D.不进行电源管理，依靠大容量电池来满足长时间运行需求14、嵌入式系统的可靠性设计是确保系统在各种恶劣环境下正常运行的关键。假设一个嵌入式设备将用于高温、高湿度和强电磁干扰的环境中，为了提高系统的可靠性，以下哪种措施最为重要？（）A.采用冗余设计B.加强电磁屏蔽C.进行严格的测试D.选择高质量的元器件15、当开发一个基于嵌入式操作系统的智能电表时，需要实现高精度的电量计量和数据存储。对于电量计量芯片的选择和接口设计，以下哪种方案可能是最合适的？（）A.专用计量芯片B.通用ADC芯片C.集成在微控制器中的ADCD.以上都有可能16、在嵌入式系统的软件开发中，代码优化是提高系统性能的重要手段。假设一个嵌入式音频处理系统，需要实时处理大量的音频数据。以下关于代码优化的方法，哪一项是不正确的？（）A.减少函数调用的层次，提高代码执行效率B.使用复杂的数据结构来提高代码的可读性，而不考虑性能C.优化算法，减少不必要的计算和重复操作D.利用硬件特性，如特定的指令集和寄存器，进行优化17、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18、当开发一个基于嵌入式操作系统的智能家电产品，如智能冰箱，需要实现与用户的友好交互和远程控制功能。以下哪种用户界面技术可能会被应用？（）A.触摸屏B.语音识别C.手机APPD.以上都是19、嵌入式操作系统的移植是将其适配到不同的硬件平台上。假设要将一个嵌入式操作系统从一种微控制器移植到另一种微控制器。以下关于操作系统移植的描述，哪一项是不准确的？（）A.需要修改与硬件相关的代码，如驱动程序和底层接口B.操作系统的内核部分通常具有较好的可移植性，无需进行大量修改C.不同微控制器的寄存器配置和中断处理方式可能不同，需要相应调整D.只要操作系统的源代码开放，就可以轻松地将其移植到任何硬件平台上，无需考虑兼容性问题20、在嵌入式操作系统中，实时性是一个关键特性。假设一个嵌入式系统用于控制工业生产线上的机器人，要求对外部事件的响应在严格的时间限制内。以下关于实时操作系统的分类，哪一项是不正确的？（）A.硬实时操作系统对任务的响应时间有极其严格的要求，错过时限会导致严重后果B.软实时操作系统允许任务在一定程度上错过时限，但仍能保证系统的整体性能C.准实时操作系统的实时性要求介于硬实时和软实时之间，适用于大多数一般性应用D.所有的嵌入式操作系统都可以严格地分为硬实时、软实时和准实时这三类，不存在其他情况二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）解释如何根据任务的紧急程度和重要性分配优先级。2、（本题5分）解释测试用例生成和测试框架的选择。3、（本题5分）解释如何根据功耗分析结果进行嵌入式系统的低功耗优化。4、（本题5分）解释在嵌入式系统中如何进行内核的编译和链接。5、（本题5分）简述嵌入式操作系统中的电源故障处理策略。三、编程题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）编写代码，实现嵌入式系统的指纹传感器驱动程序。2、（本题5分）创建一个任务，通过嵌入式操作系统控制一个氮氧化物传感器检测氮氧化物浓度。3、（本题5分）实现一个嵌入式程序，使用pH值变化率传感器检测溶液的pH值变化率。4、（本题5分）利用嵌入式操作系统实现一个RTC时钟的时钟可靠性测试程序。5、（本题5分）设计一个程序，在嵌入式系统中使用电导率变化率传感器检测电导率变化