重庆师范大学《嵌入式系统建模与规范》2024-2025学年第一学期期末试卷.doc

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重庆师范大学《嵌入式系统建模与规范》2024-2025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

2、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。以下关于电源管理策略的描述，正确的是：（ ）
A. 让设备始终以最高性能运行，不考虑电源消耗
B. 根据设备的工作状态动态调整处理器频率和设备功耗，在性能和电源消耗之间取得平衡
C. 关闭所有不必要的硬件设备，以最大限度延长电池寿命，即使这可能影响系统功能
D. 电源管理由硬件自动完成，操作系统无需干预

3、在嵌入式系统的可靠性测试中，压力测试是一种常用的方法。假设一个嵌入式设备需要在高负载和恶劣环境下长时间稳定运行，以下关于压力测试的描述，哪一项是不正确的？（ ）
A. 压力测试可以模拟系统在极端情况下的工作状态，检测潜在的故障
B. 压力测试需要对系统的硬件、软件和环境进行综合考虑
C. 压力测试只需要关注系统的性能指标，不需要考虑功能的正确性
D. 压力测试的结果可以为系统的优化和改进提供依据

4、嵌入式操作系统常常需要在不同的硬件平台上移植。假设一个嵌入式游戏系统需要从一种处理器架构移植到另一种架构。在移植过程中，以下哪项是最关键的？（ ）
A. 只需修改操作系统的内核代码，应用程序无需改动
B. 重新编译操作系统和应用程序，并修改与硬件相关的代码
C. 可以直接将原系统的二进制文件在新平台上运行，无需任何修改
D. 移植过程主要取决于新平台的性能，与原系统的架构无关

5、嵌入式操作系统的安全机制对于保护系统和用户数据至关重要。假设一个嵌入式设备存储了敏感信息，需要防止未经授权的访问和数据泄露。以下哪种安全措施最为有效？（ ）
A. 加密存储数据
B. 设置访问密码
C. 安装防火墙
D. 以上措施综合使用

6、在嵌入式系统的可靠性设计中，容错技术是一个重要的方面。假设一个嵌入式系统在运行过程中可能会受到外界干扰导致数据错误，以下哪种容错技术可以有效地检测和纠正这些错误？（ ）
A. 奇偶校验
B. 循环冗余校验
C. 纠错编码
D. 以上都是

7、在嵌入式操作系统中，系统的启动过程需要高效和可靠。假设一个嵌入式设备在启动时需要初始化各种硬件设备、加载内核和应用程序。以下哪种启动方式能够更快地完成系统启动，并减少启动过程中的错误？（ ）
A. 从本地存储设备顺序读取并加载
B. 通过网络下载启动所需的文件
C. 先加载部分关键模块，其他模块在运行时按需加载
D. 随机加载启动所需的模块和文件

8、在嵌入式系统的实时性要求较高的情况下，中断处理是一个关键环节。假设一个嵌入式系统正在执行一个关键任务，此时发生了一个高优先级的中断。以下关于中断处理的描述，哪一项是不准确的？（ ）
A. 系统会立即暂停当前任务，转去处理中断
B. 中断处理程序应该尽可能短小精悍，以减少中断响应时间
C. 中断处理完成后，系统会回到被中断的任务继续执行
D. 中断处理程序可以进行复杂的计算和数据处理，以充分利用中断时间

9、嵌入式操作系统需要处理各种异常情况。假设一个工业自动化控制系统的嵌入式设备在运行过程中遇到硬件故障。以下关于异常处理的策略，哪一项是不正确的？（ ）
A. 系统应该能够检测到硬件故障，并采取相应的恢复措施
B. 可以忽略一些不严重的硬件故障，继续运行系统
C. 异常处理程序应该简洁高效，避免影响系统的正常运行
D. 一旦发生异常，系统应该立即停止运行，以避免造成更大的损失

10、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。以下关于GUI设计的描述，哪一项是不正确的？（ ）
A. 应采用简洁直观的界面布局，避免过多的元素和复杂的操作
B. 选择轻量级的GUI库可以减少系统资源的占用
C. 图形界面的响应速度不重要，只要功能齐全即可
D. 考虑用户的操作习惯和视觉感受，提高界面的易用性

11、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

12、嵌入式操作系统的内核架构有多种选择，如单核架构和多核架构。假设一个复杂的工业控制嵌入式系统，需要同时处理多个高并发的任务。在这种情况下，以下关于内核架构的选择，哪一项是最合适的？（ ）
A. 单核架构，因为其编程模型简单，易于开发和调试
B. 多核架构，能够更好地应对高并发任务，提高系统性能
C. 无论单核还是多核架构都可以，对系统性能没有影响
D. 选择架构主要取决于开发团队的技术偏好，而不是系统需求

13、在一个嵌入式图像识别系统中，如人脸识别门禁系统，需要快速准确地识别图像中的目标。为了提高识别速度和准确率，以下哪种硬件加速模块可能会被集成？（ ）
A. GPU B. FPGA C. DSP D. 以上都是

14、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

15、嵌入式操作系统的中断处理机制对于系统的响应性能至关重要。假设一个安防监控嵌入式系统，需要及时响应外部传感器的中断信号。以下关于中断处理的描述，哪一项是正确的？（ ）
A. 中断处理程序应该尽可能短小精悍，以减少中断响应时间
B. 可以在中断处理程序中执行复杂的计算和数据处理
C. 中断优先级越高，响应时间越慢
D. 中断处理与系统的任务调度无关

16、在嵌入式系统的存储管理中，闪存（Flash Memory）是常用的存储介质。假设一个嵌入式导航设备需要频繁读写数据到闪存中。以下关于闪存的使用和管理，哪一项是需要特别注意的？（ ）
A. 不需要考虑擦除操作，直接写入数据即可
B. 闪存的读写速度比传统硬盘快，无需优化读写操作
C. 由于闪存具有有限的擦写次数，需要采用均衡磨损算法延长其寿命
D. 闪存的容量很大，可以随意存储大量临时数据

17、嵌入式操作系统常常需要与外部网络进行通信。假设一个嵌入式设备需要通过无线网络传输大量数据。以下关于网络通信的描述，哪一项是不正确的？（ ）
A. 可以采用TCP/IP协议栈实现可靠的数据传输，但协议栈的实现会占用一定的系统资源
B. 无线网络的信号强度和稳定性会影响数据传输的质量，需要进行相应的错误处理和重传机制
C. 为了降低功耗，在不需要通信时应关闭网络接口，而不是保持连接状态
D. 网络通信的安全性只需要在应用层进行考虑，底层协议不需要关注

18、对于一个运行嵌入式操作系统的智能医疗设备，例如血糖仪，需要与其他医疗设备或医院信息系统进行数据交互和集成。以下哪种数据接口和标准更适合这种医疗领域的应用？（ ）
A. USB 接口，通用的数据传输接口
B. 蓝牙低能耗（BLE）接口，低功耗短距离通信
C. HL7 标准，医疗领域的信息交换标准
D. 自定义的私有接口和数据格式

19、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

20、在嵌入式系统中，以下哪种通信方式适用于短距离、高速率的数据传输？（ ）
A. SPI B. I2C C. UART D. CAN

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可裁剪性？

2、（本题5分）什么是嵌入式系统的升级测试？

3、（本题5分）简述可用性测试的方法和指标。

4、（本题5分）解释如何通过可用性测试优化嵌入式产品的用户界面。

5、（本题5分）解释在嵌入式系统中如何构建根文件系统。

三、编程题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）利用嵌入式操作系统实现一个 PWM 输出程序，控制 LED 的亮度。

2、（本题5分）创建一个任务，通过嵌入式操作系统控制一个激光测距模块进行距离测量。

3、（本题5分）在嵌入式操作系统中，实现一个 LoRa 网络覆盖范围评估程序。

4、（本题5分）在嵌入式操作系统中，实现一个 LoRa 扩频因子调整程序。

5、（本题5分）利用嵌入式操作系统实现一个 RTC 时钟的精度校准程序。

四、分析题（本大题共3个小题，共30分)
1、（本题10分）阐述嵌入式操作系统在智能安防领域的应用。分析嵌入式操作系统如何实现智能安防设备的控制、监测和通信，以及在智能安防系统中的优势和面临的挑战。

2、（本题10分）分析嵌入式操作系统在医疗设备数据共享中的应用。探讨其对医疗数据在不同医疗机构之间的共享、协作医疗、远程会诊等方面的作用和挑战。

3、（本题10分）论述嵌入式操作系统在智能电网计量设备中的重要性。分析其在电能计量、数据传输和远程监控中的作用，以及对准确性和可靠性的要求。

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