河北师范大学汇华学院《嵌入式技术基础》2024-2025学年第一学期期末试卷.doc

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河北师范大学汇华学院《嵌入式技术基础》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、在嵌入式操作系统中，实时性的保证不仅取决于软件，还与硬件密切相关。假设一个嵌入式系统需要处理高速的外部事件，对响应时间的要求在微秒级别。为了满足这种苛刻的实时性要求，以下哪种硬件和软件的配合方式最为关键？（ ）
A. 高性能的 CPU 和简单的操作系统
B. 专用的实时硬件和定制的操作系统
C. 通用的硬件平台和复杂的操作系统
D. 低功耗的硬件和开源的操作系统

2、在嵌入式系统中，实时时钟（RTC）是一个重要的组件。假设一个考勤系统的嵌入式设备需要准确记录时间。以下关于实时时钟的使用，哪一项是不正确的？（ ）
A. 实时时钟可以在系统断电时依靠备用电池保持时间的准确性
B. 不需要对实时时钟进行校准，其初始设置就是准确的
C. 可以通过软件编程设置实时时钟的时间和日期
D. 实时时钟的精度会影响系统对时间的记录和处理

3、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

4、嵌入式系统中的实时内核通常需要满足严格的时间约束。假设一个实时内核需要在规定的时间内完成任务调度和中断处理，以下关于实时内核性能评估的描述，哪一项是不准确的？（ ）
A. 可以通过测量任务切换时间、中断响应时间等指标来评估实时内核的性能
B. 实时内核的性能只与软件实现有关，与硬件平台无关
C. 最坏情况执行时间（WCET）是评估实时内核性能的重要参数之一
D. 实时内核的性能评估需要在实际的应用场景中进行，以获得准确的结果

5、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

6、在嵌入式系统的开发中，调试工具和技术起着重要的作用。假设一个复杂的嵌入式系统在调试过程中遇到困难。以下关于调试的描述，哪一项是不正确的？（ ）
A. 可以使用在线仿真器（ICE）进行硬件级的调试，获取详细的系统状态信息
B. 软件调试工具如GDB可以帮助开发者设置断点、单步调试和查看变量值
C. 打印调试信息是一种简单但有效的调试方法，但会增加系统的开销
D. 一旦系统开发完成，就不再需要调试工具，因为系统已经稳定运行

7、在嵌入式操作系统中，以下哪种同步机制可以用于实现多个线程对共享资源的互斥访问？（ ）
A. 互斥锁 B. 条件变量 C. 自旋锁 D. 以上都是

8、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

9、嵌入式操作系统在工业控制领域有着广泛应用。假设一个工业控制系统需要高稳定性和确定性的操作。以下关于工业控制中操作系统的特点，正确的是：（ ）
A. 具备硬实时性、高可靠性和可预测的性能
B. 可以容忍一定程度的延迟和不确定性
C. 对操作系统的稳定性和性能要求不高，功能实现为主
D. 工业控制中的操作系统与一般嵌入式系统相同

10、嵌入式操作系统在工业控制领域有广泛的应用。假设一个工业控制系统需要高精度的控制和实时响应。以下关于工业控制应用的描述，哪一项是不正确的？（ ）
A. 可以采用PID控制算法实现对生产过程的精确控制
B. 实时操作系统能够保证控制任务的按时执行，提高系统的稳定性
C. 工业控制系统不需要考虑网络通信和远程监控功能
D. 系统的可靠性和容错性对于工业生产的连续性至关重要

11、在一个基于嵌入式操作系统的智能家居系统中，需要同时控制多个家电设备，并保证各个设备之间的协调工作。以下哪种技术可以有效地实现设备之间的通信和协同？（ ）
A. 消息队列
B. 共享内存
C. 信号量
D. 以上都可以

12、在嵌入式系统的能耗优化中，除了硬件设计，操作系统也能发挥作用。假设一个电池供电的嵌入式设备需要延长工作时间。以下关于操作系统层面能耗优化的描述，正确的是：（ ）
A. 动态调整处理器电压和频率，根据任务负载降低能耗
B. 关闭所有节能功能，以保证系统性能不受影响
C. 能耗优化主要由硬件完成，操作系统作用有限
D. 操作系统的能耗优化措施对电池寿命没有显著影响

13、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

14、在嵌入式系统的远程管理和监控方面，网络通信起着关键作用。假设一个分布式的嵌入式设备网络需要进行远程管理。以下关于远程管理实现的描述，正确的是：（ ）
A. 建立专用的通信协议，实现高效的远程控制和数据采集
B. 直接使用通用的网络协议，不进行任何定制
C. 远程管理会增加系统风险，应尽量避免
D. 嵌入式系统不支持远程管理功能

15、假设在一个嵌入式车载娱乐系统中，需要支持多种多媒体格式的播放和显示。为了实现良好的用户体验，以下哪种多媒体框架和库可能会被集成？（ ）
A. GStreamer
B. FFmpeg
C. DirectX
D. 以上都是

二、简答题（本大题共4个小题，共20分)
1、（本题5分）解释在嵌入式系统中如何进行任务优先级设置。

2、（本题5分）解释如何在嵌入式系统中实现任务的动态创建和删除。

3、（本题5分）简述如何根据实时性能监测结果进行系统调优。

4、（本题5分）解释检测代码缺陷和潜在错误。

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智能交通流量预测系统中的作用。分析其对交通流量趋势分析、拥堵预警、出行建议等方面的贡献，以及数据准确性要求。

2、（本题5分）分析嵌入式操作系统在智能家居领域的应用。探讨其在设备控制、数据通信、能源管理等方面的作用，以及面临的挑战，如兼容性、安全性和实时性要求等。

3、（本题5分）论述嵌入式操作系统在医疗影像设备中的应用价值。分析其对图像采集、处理、存储等方面的重要性，以及对图像质量的要求。

4、（本题5分）分析嵌入式操作系统在智能农业灌溉系统的远程控制与监测中的应用，包括手机 APP 控制、实时数据传输、灌溉计划调整等方面，探讨其对农业现代化的推动。

5、（本题5分）分析嵌入式操作系统在工业自动化仪表中的作用。论述其在数据采集、处理和显示中的应用，以及对可靠性和精度的要求。

四、编程题（本大题共4个小题，共40分)
1、（本题10分）编写代码，实现嵌入式系统的液位异常检测程序。

2、（本题10分）用嵌入式操作系统编写一个 Flash 存储驱动程序，实现数据的读写。

3、（本题10分）编写代码，实现嵌入式系统的硬度波动传感器驱动程序。

4、（本题10分）编写代码，实现嵌入式系统的温度传感器驱动程序。

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