西藏藏醫(yī)藥大學《嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與設計實訓》2023-2024學年第二學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁西藏藏醫(yī)藥大學

《嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與設計實訓》2023-2024學年第二學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15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、嵌入式操作系統(tǒng)的啟動過程包括硬件初始化、內(nèi)核加載和系統(tǒng)配置等步驟。假設一個嵌入式設備在啟動時需要加載特定的設備驅(qū)動和配置文件。以下關于啟動過程的描述，正確的是：（）A.首先進行硬件的基本初始化，然后加載操作系統(tǒng)內(nèi)核，最后加載設備驅(qū)動和配置文件B.同時進行硬件初始化、內(nèi)核加載和設備驅(qū)動加載，以縮短啟動時間C.先加載設備驅(qū)動和配置文件，然后進行硬件初始化和內(nèi)核加載D.隨機執(zhí)行上述步驟，對啟動順序沒有嚴格要求2、在一個嵌入式語音識別系統(tǒng)中，如智能語音助手，需要在有限的計算資源下實現(xiàn)高效的語音識別功能。為了降低計算復雜度，以下哪種語音特征提取方法可能會被采用？（）A.梅爾頻率倒譜系數(shù)B.線性預測編碼C.感知線性預測D.以上都是3、在一個嵌入式操作系統(tǒng)中，為了提高系統(tǒng)的可靠性和容錯能力，對于關鍵任務的數(shù)據(jù)存儲和恢復，以下哪種技術或方法可能會被采用？（）A.定期數(shù)據(jù)備份B.數(shù)據(jù)冗余存儲C.錯誤檢測和糾正碼D.以上都是4、在一個嵌入式工業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)中，如化工廠的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，需要對多種環(huán)境參數(shù)進行實時監(jiān)測和預警。為了提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，以下哪種容錯和故障診斷技術可能會被應用？（）A.傳感器冗余B.自診斷算法C.故障預警機制D.以上都是5、對于一個運行嵌入式操作系統(tǒng)的無人機飛行控制系統(tǒng)，需要對飛機的姿態(tài)、速度和位置等信息進行實時采集和處理，并根據(jù)控制算法生成控制指令。在這種高動態(tài)和實時性要求的場景下，以下哪種傳感器融合技術能夠提供更準確和可靠的狀態(tài)估計？（）A.簡單的加權(quán)平均融合B.基于卡爾曼濾波的融合C.不進行傳感器融合，單獨使用單個傳感器數(shù)據(jù)D.隨機選擇傳感器數(shù)據(jù)進行融合6、在嵌入式操作系統(tǒng)中，設備驅(qū)動程序起著重要作用。假設一個嵌入式系統(tǒng)中需要連接一個新型的傳感器，該傳感器具有獨特的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)格式。為了使操作系統(tǒng)能夠正確地與該傳感器進行交互，以下哪種方式開發(fā)設備驅(qū)動程序更為高效和可靠？（）A.直接在操作系統(tǒng)內(nèi)核中編寫驅(qū)動程序，以獲得最高的性能和訪問權(quán)限B.使用用戶空間的庫函數(shù)來模擬驅(qū)動程序的功能C.基于現(xiàn)有的類似傳感器的驅(qū)動程序進行修改和適配D.購買第三方提供的通用驅(qū)動程序，不進行任何定制開發(fā)7、嵌入式操作系統(tǒng)的可靠性設計對于關鍵應用至關重要。假設一個用于醫(yī)療設備的嵌入式系統(tǒng)。以下關于可靠性保障的描述，正確的是：（）A.不進行任何額外的可靠性設計，依靠操作系統(tǒng)的默認機制B.采用冗余設計、錯誤檢測和恢復機制，確保系統(tǒng)在故障情況下仍能正常運行C.只關注功能實現(xiàn)，忽略可靠性方面的考慮D.可靠性設計會增加系統(tǒng)成本和復雜性，應盡量避免8、嵌入式操作系統(tǒng)中的電源管理策略需要根據(jù)系統(tǒng)的工作狀態(tài)進行動態(tài)調(diào)整。假設一個嵌入式設備在待機模式和工作模式下的功耗差異較大，以下關于電源管理策略的描述，哪一項是不準確的？（）A.在待機模式下，可以降低處理器的工作頻率、關閉部分外設等，以降低功耗B.在工作模式下，需要根據(jù)系統(tǒng)的負載情況動態(tài)調(diào)整電源供應，以保證性能和功耗的平衡C.電源管理策略只需要考慮硬件的功耗特性，不需要考慮軟件的運行情況D.可以通過監(jiān)測系統(tǒng)的工作狀態(tài)和用戶操作，來自動切換不同的電源管理模式9、嵌入式操作系統(tǒng)的移植是將其應用于不同硬件平臺的過程。假設需要將一個嵌入式操作系統(tǒng)移植到新的處理器架構(gòu)上。以下關于移植的描述，哪一項是不正確的？（）A.需要修改操作系統(tǒng)與硬件相關的部分，如驅(qū)動程序和中斷處理B.不同的處理器架構(gòu)可能需要重新編譯操作系統(tǒng)的內(nèi)核C.移植過程中只需要關注硬件的差異，操作系統(tǒng)的功能和接口不需要改變D.充分的測試和驗證是確保移植成功的關鍵步驟10、當一個嵌入式操作系統(tǒng)需要與外部網(wǎng)絡進行通信，例如物聯(lián)網(wǎng)設備上傳數(shù)據(jù)到云服務器，在網(wǎng)絡連接不穩(wěn)定或帶寬有限的情況下，以下哪種數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議和技術更適合保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸？（）A.TCP協(xié)議，提供可靠的面向連接的傳輸B.UDP協(xié)議，快速但不可靠的傳輸C.HTTP協(xié)議，基于請求-響應模式D.MQTT協(xié)議，專為低帶寬和不穩(wěn)定網(wǎng)絡設計11、在嵌入式操作系統(tǒng)中，內(nèi)核的搶占式和非搶占式調(diào)度方式各有特點。假設一個嵌入式系統(tǒng)中有多個實時任務和非實時任務，為了在保證實時任務響應的同時提高系統(tǒng)的整體效率，以下哪種調(diào)度方式更為合適？（）A.搶占式調(diào)度B.非搶占式調(diào)度C.混合搶占式和非搶占式調(diào)度D.隨機選擇調(diào)度方式12、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，包括環(huán)境監(jiān)測、設備控制和用戶交互?？紤]到系統(tǒng)資源有限和不同任務的優(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13、嵌入式操作系統(tǒng)中的任務調(diào)度算法決定了任務執(zhí)行的順序和時機。假設一個嵌入式系統(tǒng)中有多個任務，它們具有不同的優(yōu)先級和截止時間。以下關于任務調(diào)度算法的描述，哪一項是不正確的？（）A.優(yōu)先級調(diào)度算法根據(jù)任務的優(yōu)先級來決定執(zhí)行順序，高優(yōu)先級任務優(yōu)先執(zhí)行B.最早截止時間優(yōu)先調(diào)度算法選擇截止時間最早的任務執(zhí)行，以滿足任務的實時性要求C.輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法將CPU時間平均分配給各個任務，適用于任務執(zhí)行時間相近的情況D.一旦任務的調(diào)度算法確定，就不能根據(jù)系統(tǒng)的運行情況進行動態(tài)調(diào)整，以保證穩(wěn)定性14、在嵌入式系統(tǒng)中，存儲設備的選擇需要綜合考慮性能、成本和可靠性等因素。假設一個嵌入式設備需要頻繁讀寫數(shù)據(jù)，對存儲速度有較高要求，但成本預算有限。以下哪種存儲設備最為適合？（）A.機械硬盤B.固態(tài)硬盤C.閃存D.光盤15、嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核通常支持搶占式調(diào)度。假設一個低優(yōu)先級任務正在執(zhí)行，此時一個高優(yōu)先級任務就緒。以下關于搶占式調(diào)度的描述，正確的是：（）A.操作系統(tǒng)會立即暫停低優(yōu)先級任務，切換到高優(yōu)先級任務執(zhí)行B.低優(yōu)先級任務會繼續(xù)執(zhí)行完當前的時間片，然后再切換到高優(yōu)先級任務C.操作系統(tǒng)會根據(jù)任務的重要性決定是否搶占，而不是僅僅基于優(yōu)先級D.搶占式調(diào)度會導致系統(tǒng)不穩(wěn)定，因此應盡量避免使用二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）什么是嵌入式系統(tǒng)的性能基準測試？2、（本題5分）什么是嵌入式系統(tǒng)的降級測試？3、（本題5分）簡述如何在嵌入式系統(tǒng)中進行高效的數(shù)據(jù)庫操作？4、（本題5分）什么是實時嵌入式操作系統(tǒng)？列舉其應用場景。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）分析嵌入式操作系統(tǒng)在醫(yī)療設備數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中的應用。探討其對醫(yī)療數(shù)據(jù)存儲、查詢、分析等方面的作用，以及數(shù)據(jù)安全需求。2、（本題5分）分析嵌入式操作系統(tǒng)在智能水質(zhì)傳感器中的應用及挑戰(zhàn)。智能水質(zhì)傳感器需要實時監(jiān)測水質(zhì)參數(shù)，嵌入式操作系統(tǒng)如何滿足這些要求？考慮傳感器數(shù)據(jù)采集、通信等方面。3、（本題5分）探討嵌入式操作系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)智能水表中的應用。分析其在水量計量、數(shù)據(jù)傳輸和遠程管理中的作用，以及對準確性和可靠性的要求。4、（本題5分）探討嵌入式操作系統(tǒng)中的設備驅(qū)動程序的性能優(yōu)化。解釋設備驅(qū)動程序性能優(yōu)化的目標和方法，分析如何在嵌入式系統(tǒng)中提高設備驅(qū)動程序的性能。5、（本題5分）分析嵌入式操作系統(tǒng)在智能能源管理優(yōu)化系統(tǒng)中的應用。探討其在能源監(jiān)測、優(yōu)化調(diào)度、節(jié)能控制等方面的表現(xiàn)，以及如何提高系統(tǒng)的效率和