九江学院《嵌入式系统结构》2021-2022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页九江学院《嵌入式系统结构》

2021-2022学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分一、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、在嵌入式系统开发中，内存管理是一个重要的环节。假设一个嵌入式设备需要同时运行多个应用程序，且内存资源有限。以下关于内存管理策略的描述，哪一项是错误的？（）A.固定分区内存管理将内存划分为固定大小的分区，每个应用程序分配一个分区，易于实现但会产生内部碎片B.动态分区内存管理根据应用程序的需求动态分配内存，提高了内存利用率，但可能产生外部碎片C.分页式内存管理将内存划分为固定大小的页，通过页表进行映射，便于内存共享和保护D.无论采用哪种内存管理策略，都能完全避免内存碎片的产生，保证内存的高效利用2、对于一个基于嵌入式操作系统的实时控制系统，例如工业自动化中的机器人手臂控制，系统需要对外部输入的信号做出快速且准确的响应，响应时间要求在毫秒级别。同时，系统还需要保证任务执行的确定性和可预测性。以下哪种调度算法更能满足这种实时性和确定性的要求？（）A.先来先服务调度算法B.优先级调度算法，根据任务的紧急程度分配优先级C.最短作业优先调度算法D.时间片轮转调度算法3、在一个嵌入式医疗成像设备中，如便携式超声设备，需要对图像进行实时处理和优化。以下哪种图像处理算法和技术可能会被应用？（）A.图像增强B.图像压缩C.图像分割D.以上都是4、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5、在嵌入式系统开发中，电源管理的策略需要根据系统的工作模式进行调整。假设一个嵌入式设备有正常工作模式和低功耗模式。以下关于电源管理模式切换的描述，正确的是：（）A.根据系统的负载和任务需求，自动在不同模式之间切换B.由用户手动选择电源管理模式，以适应不同的使用场景C.系统始终保持在正常工作模式，以保证性能不受影响D.低功耗模式只在电池电量低于一定阈值时启用6、嵌入式操作系统的内核裁剪是为了满足特定应用的需求和资源限制。假设一个简单的嵌入式传感器设备，只需要基本的任务调度和通信功能。在进行内核裁剪时，以下哪些部分可能会被去除？（）A.复杂的内存管理模块，因为设备内存需求简单B.完整的网络协议栈，因为设备不需要联网C.高级的设备驱动支持，因为传感器设备驱动相对简单D.以上选项都有可能被裁剪以减小内核体积7、在一个嵌入式操作系统中，文件系统的选择对系统性能和存储资源的利用有重要影响。假设一个嵌入式设备需要存储大量的小文件，且这些文件需要频繁地进行读写操作。同时，设备的存储空间有限，对文件系统的空间利用率要求较高。以下哪种文件系统更适合这种需求？（）A.FAT文件系统，简单易用但空间利用率较低B.NTFS文件系统，功能强大但开销较大C.EXT文件系统，常用于Linux系统但不太适合嵌入式环境D.JFFS2文件系统，专为嵌入式系统设计，对小文件支持较好8、嵌入式操作系统的应用场景非常广泛，从消费电子到工业控制等领域都有应用。假设一个智能家居系统的嵌入式设备，需要实现多种智能控制功能。以下关于系统设计的描述，哪一项是不正确的？（）A.充分考虑用户的需求和使用习惯，设计友好的用户界面B.可以不考虑系统的扩展性，因为功能需求是固定的C.优化系统的能耗，以降低家庭用电成本D.确保系统的稳定性和可靠性，避免出现故障影响正常使用9、嵌入式操作系统中的定时器是常用的功能模块。假设一个嵌入式系统需要实现精确的定时功能。以下关于定时器的描述，正确的是：（）A.可以通过软件定时器实现较精确的定时，但会占用较多的CPU资源B.硬件定时器具有更高的精度和可靠性，不受CPU负载影响C.可以通过调整定时器的时钟源和分频系数来设置定时时间D.以上描述都是关于嵌入式操作系统中定时器的正确特点10、在嵌入式系统的实时时钟（RTC）管理中，需要确保时间的准确性和可靠性。假设一个嵌入式设备对时间精度有较高要求。以下关于RTC管理的描述，正确的是：（）A.依赖外部网络获取时间，不使用本地RTCB.定期校准RTC，并在系统重启时保持时间的连续性C.RTC对系统功能没有重要影响，无需特别管理D.嵌入式系统不支持RTC功能11、在嵌入式系统的存储扩展中，外部存储器如SD卡和eMMC可以提供额外的存储空间。假设一个嵌入式设备需要扩展存储容量。以下关于存储扩展的描述，哪一项是不正确的？（）A.选择存储设备时需要考虑容量、速度、接口类型和功耗等因素B.可以通过文件系统将外部存储器与内部存储器统一管理C.存储扩展不会对系统的启动时间和运行性能产生影响D.在使用外部存储器时，需要注意数据的读写权限和访问控制12、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13、嵌入式操作系统的任务间通信机制除了消息队列，还有共享内存等方式。假设一个嵌入式系统需要在多个任务之间高效地共享大量数据。以下关于共享内存的描述，哪一项是不正确的？（）A.共享内存可以提供快速的数据交换，但需要同步机制来保证数据的一致性B.多个任务可以同时访问共享内存区域，提高了数据访问的效率C.共享内存的分配和释放由操作系统自动管理，任务无需关心D.共享内存的使用需要谨慎，避免出现内存泄漏和数据竞争等问题14、在嵌入式系统中，实时操作系统的上下文切换时间对系统性能有影响。假设一个嵌入式系统需要频繁进行任务切换。以下关于减少上下文切换时间的方法，正确的是：（）A.优化任务的保存和恢复操作，减少数据的保存和恢复量B.增加任务的执行时间，减少任务切换的频率C.简化任务的上下文信息，只保存关键的状态数据D.以上方法都可以有效地减少实时操作系统的上下文切换时间15、嵌入式操作系统的电源管理对于延长设备的电池寿命至关重要。假设一个便携式嵌入式设备需要在不同的工作模式下优化电源消耗。以下关于电源管理策略的描述，哪一项是错误的？（）A.可以通过动态调整CPU频率和电压来降低功耗，在性能需求低时降低频率和电压B.设备在空闲状态时可以进入低功耗模式，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设备的当前工作状态，无需预测未来的工作需求D.可以根据用户的操作习惯和设备的使用场景，自适应地调整电源管理策略16、在一个嵌入式工业监测系统中，如化工厂的环境监测系统，需要对多种环境参数进行实时监测和预警。为了提高系统的可靠性和稳定性，以下哪种容错和故障诊断技术可能会被应用？（）A.传感器冗余B.自诊断算法C.故障预警机制D.以上都是17、嵌入式操作系统中的引导加载程序（Bootloader）负责启动系统。假设一个嵌入式系统的Bootloader出现故障。以下关于Bootloader的描述，哪一项是不正确的？（）A.Bootloader可以从多种存储介质中加载操作系统内核B.可以对Bootloader进行定制，以满足特定的硬件和系统需求C.Bootloader的故障只能通过重新烧写固件来解决，无法通过软件修复D.良好的Bootloader设计应该具有错误恢复和升级功能18、在嵌入式操作系统中，系统的可移植性是一个重要的考虑因素。假设一个嵌入式系统需要从一种硬件平台移植到另一种具有不同架构和特性的平台。以下哪种方法能够最大程度地减少移植的工作量和风险？（）A.使用与硬件平台紧密耦合的代码B.采用跨平台的开发框架和库C.针对每个平台重新编写全部代码D.忽略可移植性，只在原平台上运行19、在嵌入式系统的存储管理中，虚拟内存机制的应用需要谨慎考虑。假设一个嵌入式设备的内存资源有限。以下关于虚拟内存在嵌入式系统中的应用，哪一项是不正确的？（）A.虚拟内存可以使嵌入式系统运行大于物理内存的程序，但会增加系统的复杂性B.对于实时性要求高的嵌入式系统，使用虚拟内存可能导致不可预测的响应时间C.如果嵌入式设备的存储介质读写速度快，可以广泛使用虚拟内存来扩展内存空间D.在资源受限的嵌入式系统中，通常优先考虑优化物理内存的使用，而不是依赖虚拟内存20、当为一个嵌入式设备选择操作系统时，需要考虑其应用领域和需求特点。假设一个设备需要支持实时性、低功耗和小型化，同时开发难度要相对较低。以下哪种嵌入式操作系统最为适合？（）A.FreeRTOSB.LinuxC.WindowsCED.VxWorks二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）什么是嵌入式系统的降级测试？2、（本题5分）解释嵌入式操作系统与通用操作系统的区别。3、（本题5分）简述如何根据应用需求进行内核配置。4、（本题5分）简述常见的根文件系统类型。5、（本题5分）嵌入式操作系统中的实时任务的资源预留机制是怎样的？三、编程题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在嵌入式操作系统中，实现一个Zigbee网关程序，连接多个Zigbee设备。2、（本题5分）实现一个嵌入式程序，使用扭矩异常检测传感器检测扭矩异常。3、（本题5分）实现一个嵌入式程序，使用水质差传感器检测水质参数差。4、（本题5分）用嵌入式操作系统编写一个LCD显示驱动程序，显示文字和图形。5、（本题5分）利用嵌入式操作系统实现一个RTC时钟校准程序。四、分析题（本大题共3个小题，共30分