海南衛(wèi)生健康職業(yè)學院《嵌入式系統(tǒng)與設(shè)計》2023-2024學年第二學期期末試卷

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《嵌入式系統(tǒng)與設(shè)計》2023-2024學年第二學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個小題，每小題2分，共40分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、在嵌入式操作系統(tǒng)中，以下哪種同步機制可以用于實現(xiàn)多個線程對共享資源的互斥訪問？（）A.互斥鎖B.條件變量C.自旋鎖D.以上都是2、嵌入式系統(tǒng)的軟件開發(fā)通常采用交叉編譯的方式。假設(shè)要在一臺x86架構(gòu)的主機上為一個ARM架構(gòu)的嵌入式設(shè)備編譯代碼，以下哪個步驟是交叉編譯過程中必不可少的？（）A.安裝目標平臺的編譯器B.直接使用主機的編譯器C.忽略架構(gòu)差異，進行通用編譯D.不進行編譯，直接下載現(xiàn)成的二進制文件3、在一個嵌入式圖像識別系統(tǒng)中，如人臉識別門禁系統(tǒng)，需要快速準確地識別圖像中的目標。為了提高識別速度和準確率，以下哪種硬件加速模塊可能會被集成？（）A.GPUB.FPGAC.DSPD.以上都是4、在嵌入式系統(tǒng)的安全方面，加密和認證技術(shù)是常用的手段。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備需要保護敏感數(shù)據(jù)的傳輸和存儲。以下關(guān)于安全技術(shù)的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以使用對稱加密算法如AES對數(shù)據(jù)進行加密，保證數(shù)據(jù)的保密性B.非對稱加密算法如RSA常用于數(shù)字簽名和密鑰交換C.加密和認證技術(shù)會增加系統(tǒng)的開銷，但可以通過優(yōu)化算法來降低影響D.只要使用了加密和認證技術(shù)，嵌入式系統(tǒng)就絕對安全，不會受到任何攻擊5、在嵌入式系統(tǒng)中，系統(tǒng)的更新和升級需要考慮多種因素。假設(shè)一個已經(jīng)部署的嵌入式設(shè)備需要進行軟件升級，要確保升級過程的安全性和可靠性，同時盡量減少對用戶使用的影響。以下哪種升級方式最為合適？（）A.在線升級，自動完成B.用戶手動下載更新包進行升級C.召回設(shè)備，在工廠進行升級D.不進行升級，保持初始版本6、在一個基于嵌入式操作系統(tǒng)的智能家居系統(tǒng)中，需要同時處理多種類型的任務(wù)，包括環(huán)境監(jiān)測、設(shè)備控制和用戶交互。考慮到系統(tǒng)資源有限和不同任務(wù)的優(yōu)先級差異，為了有效地管理內(nèi)存資源，以下哪種內(nèi)存管理技術(shù)可能最為合適？（）A.固定分區(qū)內(nèi)存管理B.動態(tài)分區(qū)內(nèi)存管理C.分頁式內(nèi)存管理D.分段式內(nèi)存管理7、在嵌入式系統(tǒng)的存儲保護方面，需要防止非法訪問和數(shù)據(jù)破壞。假設(shè)一個多任務(wù)的嵌入式系統(tǒng)。以下關(guān)于存儲保護機制的描述，正確的是：（）A.不設(shè)置存儲保護，讓任務(wù)自由訪問系統(tǒng)內(nèi)存B.利用內(nèi)存管理單元（MMU）實現(xiàn)地址空間隔離和訪問權(quán)限控制C.存儲保護會增加系統(tǒng)開銷，應(yīng)盡量避免使用D.嵌入式系統(tǒng)不需要存儲保護機制8、在嵌入式操作系統(tǒng)中，內(nèi)核的實時性擴展是提高系統(tǒng)響應(yīng)能力的重要手段。假設(shè)一個嵌入式系統(tǒng)需要處理對時間要求極為嚴格的任務(wù)，如工業(yè)控制中的實時閉環(huán)控制。以下哪種實時性擴展技術(shù)能夠更好地滿足這種硬實時需求？（）A.在內(nèi)核中增加搶占點，提高任務(wù)切換的及時性B.采用微內(nèi)核架構(gòu)，減小內(nèi)核的體積和復雜性C.優(yōu)化內(nèi)核的調(diào)度算法，提高任務(wù)調(diào)度的效率D.不進行實時性擴展，依靠默認的內(nèi)核配置9、嵌入式系統(tǒng)的引導加載程序（Bootloader）的主要功能不包括（）A.初始化硬件B.加載內(nèi)核C.運行應(yīng)用程序D.提供交互界面10、在嵌入式系統(tǒng)的安全機制方面，需要防止未經(jīng)授權(quán)的訪問和數(shù)據(jù)泄露。假設(shè)一個涉及敏感信息的嵌入式設(shè)備。以下關(guān)于安全機制的描述，正確的是：（）A.不采取任何安全措施，依賴設(shè)備的物理保護B.實施身份認證、加密和訪問控制等安全策略C.安全機制會增加系統(tǒng)開銷，影響性能，應(yīng)盡量減少使用D.嵌入式系統(tǒng)不存在安全風險，無需關(guān)注11、在嵌入式系統(tǒng)中，文件系統(tǒng)的選擇需要考慮多種因素。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備需要存儲大量的小文件。以下關(guān)于文件系統(tǒng)的描述，哪一項是不正確的？（）A.FAT文件系統(tǒng)簡單易用，但不支持大容量存儲和高級的文件屬性B.ext4文件系統(tǒng)具有較好的性能和可靠性，但對于資源受限的嵌入式系統(tǒng)可能過于復雜C.JFFS2文件系統(tǒng)專門為閃存設(shè)計，適合存儲頻繁更新的小文件D.文件系統(tǒng)的選擇只取決于存儲介質(zhì)的類型，與系統(tǒng)的應(yīng)用場景無關(guān)12、在嵌入式系統(tǒng)的存儲管理中，虛擬內(nèi)存機制的應(yīng)用需要謹慎考慮。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備的內(nèi)存資源有限。以下關(guān)于虛擬內(nèi)存在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用，哪一項是不正確的？（）A.虛擬內(nèi)存可以使嵌入式系統(tǒng)運行大于物理內(nèi)存的程序，但會增加系統(tǒng)的復雜性B.對于實時性要求高的嵌入式系統(tǒng)，使用虛擬內(nèi)存可能導致不可預測的響應(yīng)時間C.如果嵌入式設(shè)備的存儲介質(zhì)讀寫速度快，可以廣泛使用虛擬內(nèi)存來擴展內(nèi)存空間D.在資源受限的嵌入式系統(tǒng)中，通常優(yōu)先考慮優(yōu)化物理內(nèi)存的使用，而不是依賴虛擬內(nèi)存13、在嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信中，協(xié)議的選擇需要考慮帶寬、實時性和資源消耗等因素。假設(shè)一個低帶寬、對實時性要求較高的嵌入式網(wǎng)絡(luò)。以下關(guān)于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議選擇的描述，正確的是：（）A.選擇TCP協(xié)議，因其可靠的傳輸機制B.選擇UDP協(xié)議，并在應(yīng)用層實現(xiàn)必要的可靠性和錯誤處理機制，以滿足實時性要求C.使用復雜的高層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，以提供豐富的功能D.不考慮網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，直接進行原始數(shù)據(jù)傳輸14、嵌入式操作系統(tǒng)常常需要支持多線程編程。假設(shè)一個嵌入式應(yīng)用程序需要同時執(zhí)行多個并發(fā)任務(wù)，以下關(guān)于多線程編程的描述，哪一項是不準確的？（）A.多線程可以提高系統(tǒng)的并發(fā)性和響應(yīng)性B.線程之間可以通過共享內(nèi)存進行數(shù)據(jù)交換C.多線程編程比多進程編程更節(jié)省系統(tǒng)資源D.線程之間的同步和互斥可以通過信號量和互斥鎖來實現(xiàn)，不需要考慮其他因素15、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核裁剪是為了適應(yīng)特定的硬件資源和應(yīng)用需求。假設(shè)一個資源受限的嵌入式系統(tǒng)。以下關(guān)于內(nèi)核裁剪的描述，正確的是：（）A.保留操作系統(tǒng)的所有功能，不進行裁剪，以應(yīng)對未來可能的功能擴展B.只裁剪不常用的功能模塊，而保留核心功能模塊的完整C.隨意裁剪內(nèi)核功能，不考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性D.內(nèi)核裁剪對系統(tǒng)性能沒有影響，無需謹慎操作16、對于一個運行嵌入式操作系統(tǒng)的智能醫(yī)療設(shè)備，例如血糖儀，需要與其他醫(yī)療設(shè)備或醫(yī)院信息系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互和集成。以下哪種數(shù)據(jù)接口和標準更適合這種醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用？（）A.USB接口，通用的數(shù)據(jù)傳輸接口B.藍牙低能耗（BLE）接口，低功耗短距離通信C.HL7標準，醫(yī)療領(lǐng)域的信息交換標準D.自定義的私有接口和數(shù)據(jù)格式17、嵌入式操作系統(tǒng)的圖形用戶界面（GUI）設(shè)計需要考慮資源限制和用戶體驗。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備具有小尺寸的顯示屏和有限的處理能力。以下關(guān)于嵌入式GUI設(shè)計的描述，哪一項是錯誤的？（）A.應(yīng)該選擇輕量級的GUI框架，以減少系統(tǒng)資源消耗B.圖形元素的設(shè)計應(yīng)該簡潔明了，避免過于復雜的動畫和特效C.觸摸屏支持可以提高用戶交互的便利性，但會增加系統(tǒng)的復雜性和成本D.由于資源限制，嵌入式GUI無法實現(xiàn)與桌面操作系統(tǒng)相同水平的用戶體驗，因此無需關(guān)注用戶需求18、在嵌入式系統(tǒng)中，實時時鐘（RTC）的應(yīng)用非常廣泛。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備需要根據(jù)精確的時間進行定時操作和事件觸發(fā)。為了保證時間的準確性和穩(wěn)定性，以下哪種實現(xiàn)方式最為合適？（）A.使用內(nèi)置的RTC模塊B.通過網(wǎng)絡(luò)獲取時間C.依靠軟件模擬RTC功能D.不使用實時時鐘，根據(jù)系統(tǒng)啟動時間計算19、嵌入式操作系統(tǒng)中的看門狗（Watchdog）機制用于監(jiān)測系統(tǒng)的運行狀態(tài)。假設(shè)一個嵌入式系統(tǒng)在運行過程中出現(xiàn)死機。以下關(guān)于看門狗的描述，哪一項是不正確的？（）A.看門狗定時器在規(guī)定時間內(nèi)未被刷新，系統(tǒng)會自動復位B.可以通過軟件編程設(shè)置看門狗的超時時間和復位策略C.看門狗機制只能用于檢測軟件故障，對硬件故障無效D.合理使用看門狗可以提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性20、嵌入式操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)在選擇時需要考慮多種因素。假設(shè)一個嵌入式設(shè)備需要頻繁進行文件的讀寫操作，并且對文件的完整性要求較高。以下哪種文件系統(tǒng)可能更適合？（）A.exFAT文件系統(tǒng)，支持大容量存儲和快速讀寫B(tài).ext4文件系統(tǒng)，具有較好的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)完整性C.FAT32文件系統(tǒng)，兼容性好但性能一般D.NTFS文件系統(tǒng)，適合復雜的文件管理需求二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）解釋消息隊列在嵌入式操作系統(tǒng)中的作用。2、（本題5分）簡述如何根據(jù)實時性能監(jiān)測結(jié)果進行系統(tǒng)調(diào)優(yōu)。3、（本題5分）解釋如何在嵌入式系統(tǒng)中實現(xiàn)任務(wù)的動態(tài)創(chuàng)建和刪除。三、編程題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在嵌入式操作系統(tǒng)中，實現(xiàn)一個NFC標簽讀寫程序。2、（本題5分）設(shè)計一個程序，在嵌入式系統(tǒng)中使用電導率傳感器檢測電導率。3、（本題5分）實現(xiàn)一個嵌入式程序，使用光澤度差傳感器檢測物體的光澤度差。4、（本題5分）實現(xiàn)一個嵌入式程序，使用光澤度波動傳感器檢測物體的光澤度波動