大同师范高等专科学校《嵌入式系统原理及应用》2024-2025学年第一学期期末试卷.doc

装订线

大同师范高等专科学校《嵌入式系统原理及应用》2024-2025学年第一学期期末试卷

院(系)_______ 班级_______ 学号_______ 姓名_______

题号
一
二
三
四
总分
得分

批阅人

一、单选题（本大题共15个小题，每小题1分，共15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、嵌入式操作系统的内核裁剪是为了适应特定的应用需求。假设一个简单的温度监测嵌入式系统，不需要复杂的功能。以下关于内核裁剪的描述，哪一项是不正确的？（ ）
A. 只保留与温度监测相关的功能模块，去除不必要的组件
B. 内核裁剪可能会影响系统的稳定性和可扩展性
C. 可以随意裁剪内核，不会对系统性能产生负面影响
D. 裁剪后的内核需要进行充分的测试，确保其正常运行

2、当设计一个基于嵌入式操作系统的工业控制网关时，需要实现不同工业协议之间的转换和数据融合。以下哪种软件架构和开发工具可能会被使用？（ ）
A. 分层架构 B. 微服务架构 C. 开源开发框架 D. 以上都是

3、在嵌入式操作系统中，内核的抢占式和非抢占式调度方式各有特点。假设一个嵌入式系统中有多个实时任务和非实时任务，为了在保证实时任务响应的同时提高系统的整体效率，以下哪种调度方式更为合适？（ ）
A. 抢占式调度
B. 非抢占式调度
C. 混合抢占式和非抢占式调度
D. 随机选择调度方式

4、在嵌入式系统的调试过程中，打印输出是常用的调试手段。假设一个资源受限的嵌入式系统。以下关于打印输出调试的描述，正确的是：（ ）
A. 大量使用打印输出，以便获取详细的调试信息
B. 谨慎使用打印输出，避免过多占用系统资源
C. 打印输出对系统性能没有影响，可以随意使用
D. 嵌入式系统不适合使用打印输出进行调试

5、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

6、在嵌入式系统的开发过程中，调试工具和技术的选择对开发效率有重要影响。假设要对一个运行在特定硬件平台上的嵌入式软件进行调试，需要能够实时查看变量值、跟踪程序执行流程和分析系统性能。以下哪种调试工具和方法的组合最为有效？（ ）
A. 使用硬件调试器，如 JTAG
B. 借助软件模拟器进行调试
C. 通过打印输出进行调试
D. 不进行调试，直接发布产品

7、在嵌入式系统的开发中，设备驱动程序的编写是重要的一环。假设需要为一个新的传感器编写驱动程序。以下关于设备驱动的描述，哪一项是不正确的？（ ）
A. 设备驱动程序负责将硬件的操作抽象为软件接口，供上层应用使用
B. 驱动程序需要处理硬件的中断和异常情况，保证系统的稳定性
C. 为了提高性能，设备驱动程序应该尽量减少与操作系统内核的交互
D. 不同类型的设备驱动程序结构和实现方式完全相同，可以复用代码

8、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

9、在嵌入式操作系统中，设备驱动程序起着重要作用。假设一个嵌入式系统中需要连接一个新型的传感器，该传感器具有独特的通信协议和数据格式。为了使操作系统能够正确地与该传感器进行交互，以下哪种方式开发设备驱动程序更为高效和可靠？（ ）
A. 直接在操作系统内核中编写驱动程序，以获得最高的性能和访问权限
B. 使用用户空间的库函数来模拟驱动程序的功能
C. 基于现有的类似传感器的驱动程序进行修改和适配
D. 购买第三方提供的通用驱动程序，不进行任何定制开发

10、在嵌入式操作系统中，实时性是一个关键特性。假设一个嵌入式系统用于控制工业生产线上的机器人，要求对外部事件的响应在严格的时间限制内。以下关于实时操作系统的分类，哪一项是不正确的？（ ）
A. 硬实时操作系统对任务的响应时间有极其严格的要求，错过时限会导致严重后果
B. 软实时操作系统允许任务在一定程度上错过时限，但仍能保证系统的整体性能
C. 准实时操作系统的实时性要求介于硬实时和软实时之间，适用于大多数一般性应用
D. 所有的嵌入式操作系统都可以严格地分为硬实时、软实时和准实时这三类，不存在其他情况

11、嵌入式系统的可靠性设计是确保系统在各种恶劣环境下正常运行的关键。假设一个嵌入式设备将用于高温、高湿度和强电磁干扰的环境中，为了提高系统的可靠性，以下哪种措施最为重要？（ ）
A. 采用冗余设计
B. 加强电磁屏蔽
C. 进行严格的测试
D. 选择高质量的元器件

12、嵌入式操作系统需要与各种硬件设备进行交互。假设一个嵌入式系统需要连接不同厂家生产的传感器和执行器。以下关于硬件接口的描述，哪一项是不正确的？（ ）
A. 标准化的接口如SPI、I2C等可以提高硬件的兼容性和可扩展性
B. 不同厂家的设备可能需要不同的驱动程序和配置方法
C. 硬件接口的速度和带宽不会影响系统的整体性能
D. 在设计系统时，应充分考虑硬件接口的电气特性和信号完整性

13、嵌入式操作系统在启动过程中需要进行一系列的初始化工作。假设一个嵌入式系统在启动时需要加载多个硬件设备的驱动程序，并进行系统配置。以下关于启动过程的描述，哪一项是不准确的？（ ）
A. 首先进行硬件的基本初始化，如处理器、内存等
B. 然后加载和初始化必要的设备驱动程序
C. 接着启动用户应用程序，最后进行系统的优化和调整
D. 系统启动过程中的各个步骤可以根据需要进行灵活调整和优化

14、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

15、在嵌入式系统开发中，系统的可靠性和稳定性是重要的考量因素。假设一个航空航天领域的嵌入式控制系统，一旦出现故障可能会导致严重后果。为了提高系统的可靠性，以下哪种方法是最有效的？（ ）
A. 采用复杂的算法和功能，以应对各种可能的情况
B. 进行大量的功能测试，但不进行压力测试
C. 采用冗余设计，如硬件冗余和软件容错机制
D. 减少系统的功能，降低复杂性，从而提高可靠性

二、简答题（本大题共4个小题，共20分)
1、（本题5分）在嵌入式操作系统中，如何实现跨平台开发？

2、（本题5分）解释减少初始化步骤和加载优化的方法。

3、（本题5分）解释在线调试和离线调试的方法。

4、（本题5分）如何在嵌入式操作系统中实现触摸屏幕的支持？

三、分析题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）分析嵌入式操作系统的实时性要求。解释硬实时和软实时的概念，举例说明在不同实时性要求下的应用场景，并探讨如何保证嵌入式系统的实时性能。

2、（本题5分）分析嵌入式操作系统在安防门禁系统中的应用。探讨其在人员识别、门禁控制和安全管理中的作用，以及对稳定性和安全性的要求。

3、（本题5分）分析嵌入式操作系统在智能交通诱导系统中的地位。论述其在交通信息发布、路径诱导和车辆导航中的作用，以及面临的挑战，如实时性和准确性要求。

4、（本题5分）以智能机器人视觉系统为例，综合分析嵌入式操作系统的重要性。包括对图像采集、处理、识别等方面的要求，以及如何满足这些要求。

5、（本题5分）分析嵌入式操作系统在智能压力传感器中的应用及特点。智能压力传感器需要精确测量压力和数据传输功能，嵌入式操作系统如何保障其性能和可靠性？包括传感器数据处理、通信等方面。

四、编程题（本大题共4个小题，共40分)
1、（本题10分）利用嵌入式操作系统实现一个传感器融合程序，综合多个传感器的数据。

2、（本题10分）设计一个基于嵌入式操作系统的内存泄漏检测程序。

3、（本题10分）在嵌入式操作系统中，实现一个 LoRa 扩频因子调整程序。

4、（本题10分）利用嵌入式操作系统实现一个 RTC 时钟的时钟同步误差分析程序。

第5页，共5页