重庆邮电大学《嵌入式系统设计及应用》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页重庆邮电大学《嵌入式系统设计及应用》

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15个小题，每小题2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、在一个嵌入式实时控制系统中，如机器人控制系统，需要对多个关节的运动进行精确同步控制。为了实现这一目标，以下哪种同步机制可能会被应用？（）A.硬件定时器B.软件定时器C.中断同步D.以上都是2、假设在一个嵌入式医疗设备中，操作系统需要支持长时间稳定运行，并且对功耗有严格的限制。在这种情况下，对于设备中的各种外部设备，如传感器、显示屏和通信模块，以下哪种电源管理策略能够在保证设备正常工作的同时最大程度地降低功耗？（）A.动态电压频率调整B.定时关闭未使用设备C.深度睡眠模式D.以上都是3、在嵌入式操作系统中，设备驱动程序起着重要作用。假设一个嵌入式系统中需要连接一个新型的传感器，该传感器具有独特的通信协议和数据格式。为了使操作系统能够正确地与该传感器进行交互，以下哪种方式开发设备驱动程序更为高效和可靠？（）A.直接在操作系统内核中编写驱动程序，以获得最高的性能和访问权限B.使用用户空间的库函数来模拟驱动程序的功能C.基于现有的类似传感器的驱动程序进行修改和适配D.购买第三方提供的通用驱动程序，不进行任何定制开发4、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在恶劣的环境中工作。以下关于可靠性的描述，哪一项是不正确的？（）A.可以采用冗余设计，如硬件冗余和软件冗余，提高系统的可靠性B.进行严格的测试和验证，包括单元测试、集成测试和系统测试，有助于发现潜在的问题C.系统的可靠性只取决于硬件的质量，与软件的设计和实现无关D.定期进行系统维护和更新，修复已知的漏洞和错误，可以增强系统的稳定性5、当一个嵌入式操作系统需要支持实时多媒体处理，例如在移动设备上进行高清视频播放和录制，对系统的处理能力和实时性有很高的要求。以下哪种硬件架构和技术的组合能够更好地满足这种需求？（）A.单核处理器搭配高速缓存B.多核处理器并采用并行处理技术C.专用的多媒体处理芯片D.降低系统时钟频率以减少功耗6、嵌入式操作系统的内存管理对于系统性能和资源利用至关重要。假设一个嵌入式设备内存资源有限，但需要运行多个任务。以下关于内存管理策略的描述，正确的是：（）A.采用动态内存分配，让任务根据需要随时申请和释放内存，以提高灵活性B.使用静态内存分配，预先为每个任务分配固定的内存空间，避免内存碎片和分配开销C.不进行内存管理，让任务自行竞争内存资源D.只依赖硬件的内存管理机制，操作系统不参与内存分配7、在嵌入式系统中，设备驱动程序起着关键的作用。假设一个嵌入式汽车控制系统需要与多种传感器和执行器进行通信。对于设备驱动程序的开发，以下哪项是最为关键的？（）A.追求高性能，尽可能减少设备操作的响应时间B.简化代码，降低驱动程序的复杂性C.确保驱动程序的可移植性，能够在不同的硬件平台上运行D.优先考虑节省系统资源，降低驱动程序的内存占用8、在嵌入式操作系统中，内核的实时性扩展是提高系统响应能力的重要手段。假设一个嵌入式系统需要处理对时间要求极为严格的任务，如工业控制中的实时闭环控制。以下哪种实时性扩展技术能够更好地满足这种硬实时需求？（）A.在内核中增加抢占点，提高任务切换的及时性B.采用微内核架构，减小内核的体积和复杂性C.优化内核的调度算法，提高任务调度的效率D.不进行实时性扩展，依靠默认的内核配置9、在嵌入式系统的开发中，调试工具和技术起着重要的作用。假设一个复杂的嵌入式系统在调试过程中遇到困难。以下关于调试的描述，哪一项是不正确的？（）A.可以使用在线仿真器（ICE）进行硬件级的调试，获取详细的系统状态信息B.软件调试工具如GDB可以帮助开发者设置断点、单步调试和查看变量值C.打印调试信息是一种简单但有效的调试方法，但会增加系统的开销D.一旦系统开发完成，就不再需要调试工具，因为系统已经稳定运行10、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11、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12、嵌入式操作系统的实时性能评估需要综合考虑多个指标。假设一个嵌入式系统用于实时控制应用。以下关于实时性能评估指标的描述，哪一项是不正确的？（）A.任务响应时间是指从任务请求到任务开始执行的时间间隔B.任务切换时间是指从一个任务切换到另一个任务所需的时间C.系统吞吐量是指单位时间内系统完成的任务数量，是评估实时性能的唯一重要指标D.资源利用率包括CPU利用率、内存利用率等，也能反映系统的实时性能13、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14、在嵌入式系统中，电源管理对于延长设备的电池寿命非常重要。假设一个便携式嵌入式设备需要在不同的工作模式下保持低功耗。以下关于电源管理的描述，哪一项是不准确的？（）A.可以通过动态调整处理器的频率和电压来降低功耗B.设备在待机模式下应关闭不必要的硬件模块以节省电量C.电源管理策略只需要考虑硬件的功耗特性，与软件的运行状态无关D.采用智能电源管理算法可以根据设备的使用情况自动调整电源模式15、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二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）解释常见传感器（如温度、湿度传感器）的接口和数据读取。2、（本题5分）解释如何实现嵌入式设备的网络通信。3、（本题5分）什么是嵌入式系统的内存屏障（MemoryBarrier）？三、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自动化控制系统中的重要性。分析其对温室环境参数监测、控制设备驱动、自动化决策等方面的影响，以及高效性和稳定性要求。2、（本题5分）探讨嵌入式操作系统在机器人导航系统中的应用。分析其在地图构建、路径规划和定位中的作用，以及对实时性和准确性的要求。3、（本题5分）分析嵌入式操作系统中的内存管理的安全性。解释内存管理安全性的重要性，分析如何在嵌入式系统中实现安全的内存管理。4、（本题5分）分析嵌入式操作系统中的中断向量表管理。解释中断向量表的作用和管理方法，分析如何在嵌入式系统中正确设置中断向量表。5、（本