安徽工业职业技术学院《嵌入式程序设计基础》2024-2025学年第一学期期末试卷.doc

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安徽工业职业技术学院《嵌入式程序设计基础》2024-2025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、嵌入式操作系统的移植是将其应用于不同硬件平台的过程。假设需要将一个嵌入式操作系统移植到新的处理器架构上。以下关于移植的描述，哪一项是不正确的？（ ）
A. 需要修改操作系统与硬件相关的部分，如驱动程序和中断处理
B. 不同的处理器架构可能需要重新编译操作系统的内核
C. 移植过程中只需要关注硬件的差异，操作系统的功能和接口不需要改变
D. 充分的测试和验证是确保移植成功的关键步骤

2、嵌入式操作系统的任务调度算法直接影响系统的性能和实时性。假设一个有多个实时任务和非实时任务的系统。以下关于任务调度算法选择的描述，正确的是：（ ）
A. 采用先来先服务（FCFS）调度算法，保证任务的公平性
B. 选择基于优先级的调度算法，优先执行实时任务
C. 使用时间片轮转调度算法，平均分配 CPU 时间给所有任务
D. 任务调度算法对系统性能影响不大，可以随意选择

3、嵌入式操作系统中的任务调度算法决定了任务执行的顺序和时机。假设一个嵌入式系统中有多个任务，它们具有不同的优先级和截止时间。以下关于任务调度算法的描述，哪一项是不正确的？（ ）
A. 优先级调度算法根据任务的优先级来决定执行顺序，高优先级任务优先执行
B. 最早截止时间优先调度算法选择截止时间最早的任务执行，以满足任务的实时性要求
C. 轮转调度算法将 CPU 时间平均分配给各个任务，适用于任务执行时间相近的情况
D. 一旦任务的调度算法确定，就不能根据系统的运行情况进行动态调整，以保证稳定性

4、嵌入式操作系统的内核裁剪是为了适应特定的应用需求和硬件资源。假设一个嵌入式设备的存储空间非常有限，需要对内核进行大幅度的裁剪。在裁剪过程中，需要权衡功能的完整性和资源的节省，以下哪种裁剪策略最为合理？（ ）
A. 保留所有可能用到的功能模块
B. 只保留核心功能模块，去除其他非关键模块
C. 随机选择模块进行裁剪
D. 参考其他类似设备的裁剪方案

5、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

6、在嵌入式系统中，系统的更新和升级需要考虑多种因素。假设一个已经部署的嵌入式设备需要进行软件升级，要确保升级过程的安全性和可靠性，同时尽量减少对用户使用的影响。以下哪种升级方式最为合适？（ ）
A. 在线升级，自动完成
B. 用户手动下载更新包进行升级
C. 召回设备，在工厂进行升级
D. 不进行升级，保持初始版本

7、嵌入式系统中的引导加载程序（Bootloader）负责系统的初始化和启动。假设一个嵌入式设备的存储介质上有多个操作系统映像，以下关于引导加载程序的描述，哪一项是不准确的？（ ）
A. 引导加载程序可以选择加载不同的操作系统映像
B. 引导加载程序需要对硬件进行初步的初始化，为操作系统的运行创造条件
C. 引导加载程序的代码通常存储在只读存储器（ROM）中，不可修改
D. 引导加载程序可以通过网络进行更新和升级

8、嵌入式操作系统通常需要在资源受限的环境中运行。假设一个智能家居控制器的嵌入式系统，其内存和处理能力有限。在这种情况下，对于系统的内存管理，以下哪种策略是最为重要的？（ ）
A. 使用动态内存分配，以灵活满足不同任务的需求
B. 采用静态内存分配，避免内存碎片和分配开销
C. 依赖虚拟内存机制，扩展系统的可用内存
D. 不进行内存管理，让应用程序自行处理内存

9、嵌入式操作系统的内核裁剪是为了适应特定的硬件资源和应用需求。假设一个资源受限的嵌入式系统。以下关于内核裁剪的描述，正确的是：（ ）
A. 保留操作系统的所有功能，不进行裁剪，以应对未来可能的功能扩展
B. 只裁剪不常用的功能模块，而保留核心功能模块的完整
C. 随意裁剪内核功能，不考虑系统的稳定性和可靠性
D. 内核裁剪对系统性能没有影响，无需谨慎操作

10、在嵌入式系统中，文件系统的选择会影响系统的性能和存储效率。假设一个手持式数据采集设备需要存储大量的小文件。以下哪种文件系统可能是最合适的？（ ）
A. FAT32 文件系统，兼容性好，广泛支持各种设备
B. NTFS 文件系统，具有高级的安全和权限管理功能
C. EXT4 文件系统，适合大容量存储和高性能需求
D. JFFS2 文件系统，专为嵌入式系统设计，擅长处理小文件

11、在嵌入式系统的音频处理中，数字信号处理（DSP）技术常常被应用。假设一个嵌入式设备需要实现语音识别功能，以下关于数字信号处理的描述，哪一项是不正确的？（ ）
A. 数字信号处理可以对音频信号进行滤波、变换等操作
B. 数字信号处理算法的复杂度较高，需要高效的实现方式
C. 嵌入式系统中的数字信号处理通常使用专用的DSP芯片来提高处理速度
D. 数字信号处理在音频处理中的应用仅限于语音识别，不能用于其他音频功能

12、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

13、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

14、在嵌入式操作系统中，设备驱动程序起着重要的作用。假设要为一个新型的传感器开发设备驱动程序，该传感器具有独特的接口和通信协议。为了确保驱动程序的高效性、稳定性和可移植性，以下哪种开发方法和技术是最为关键的？（ ）
A. 直接在操作系统内核中编写驱动代码
B. 使用操作系统提供的驱动框架和接口
C. 参考类似传感器的驱动程序进行修改
D. 自行设计全新的驱动架构

15、在嵌入式操作系统中，进程间通信机制的选择需要根据具体应用场景来决定。假设两个进程需要频繁地交换大量数据，对通信效率要求很高。以下哪种进程间通信方式最为合适？（ ）
A. 管道
B. 消息队列
C. 共享内存
D. 套接字

二、简答题（本大题共3个小题，共15分)
1、（本题5分）解释如何通过压力测试评估嵌入式系统的稳定性。

2、（本题5分）嵌入式操作系统中的任务切换开销如何降低？

3、（本题5分）解释如何确保嵌入式系统中传感器数据的准确性。

三、分析题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）论述嵌入式操作系统在通信设备中的重要性。分析其在基站、路由器等设备中的应用，以及对高可靠性和实时性的要求。

2、（本题5分）探讨嵌入式操作系统在智能家居灯光控制系统中的应用。分析其在灯光调节、场景设置和远程控制中的作用，以及对用户友好性和实时性的要求。

3、（本题5分）论述嵌入式操作系统在数字媒体录制设备中的应用。分析其在视频录制、音频采集和存储管理中的作用，以及对性能和稳定性的要求。

4、（本题5分）论述嵌入式操作系统在智能电网智能电表的高级功能中的重要性。分析其在电能质量监测、负荷管理和需求响应中的作用，以及对准确性和可靠性的要求。

5、（本题5分）分析嵌入式操作系统在智能医疗监护系统中的应用。探讨其在生命体征监测、数据传输、预警处理等方面的表现，以及如何提高系统的准确性和可靠性。

四、编程题（本大题共3个小题，共30分)
1、（本题10分）编写代码，实现嵌入式系统的位移传感器驱动程序。

2、（本题10分）编写代码，实现嵌入式系统的超声波传感器驱动程序。

3、（本题10分）在嵌入式操作系统中，实现一个 5G 通信模块的初始化和数据收发程序。

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