成都纺织高等专科学校《嵌入式技术应用》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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成都纺织高等专科学校《嵌入式技术应用》
2023-2024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、嵌入式操作系统的启动过程包括硬件初始化、引导加载程序和内核启动等阶段。假设一个嵌入式系统在启动时出现故障。以下关于启动过程的描述，哪一项是不正确的？（ ）
A. 硬件初始化包括设置处理器的工作模式、初始化内存控制器等
B. 引导加载程序负责将操作系统内核加载到内存中，并将控制权交给内核
C. 内核启动后会进行设备驱动的加载和系统配置的初始化
D. 一旦启动过程出现故障，只能重新设计硬件来解决问题，无法通过软件调试

2、在嵌入式系统的可靠性设计中，错误检测和恢复机制是重要的组成部分。假设一个关键的嵌入式系统需要在出现故障时能够自动恢复。以下关于错误检测和恢复的描述，哪一项是错误的？（ ）
A. 可以通过硬件看门狗定时器来检测系统是否死机，并进行复位操作
B. 软件可以通过定期检查关键数据和状态来发现潜在的错误
C. 错误恢复机制应该能够将系统恢复到故障前的完全相同的状态，保证数据的一致性
D. 为了降低成本，在一些非关键的嵌入式系统中可以忽略错误检测和恢复机制

3、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

4、在嵌入式系统的电源管理中，动态电压频率调整（DVFS）技术可以根据系统负载动态调整电压和频率。假设一个嵌入式设备的工作负载变化较大。以下关于 DVFS 的描述，哪一项是不准确的？（ ）
A. DVFS 可以在系统负载低时降低电压和频率，以节省功耗
B. 调整电压和频率的过程需要一定的时间，可能会影响系统的实时性能
C. DVFS 技术需要硬件支持，同时操作系统需要相应的驱动和管理策略
D. 为了最大限度地节省功耗，应该始终将电压和频率调整到最低值

5、嵌入式操作系统的设备驱动开发是系统集成的关键环节。假设要开发一个新的传感器驱动。以下关于驱动开发的描述，正确的是：（ ）
A. 直接使用通用的传感器驱动代码，不进行任何修改
B. 深入了解传感器的工作原理和通信协议，按照操作系统的驱动框架进行开发
C. 忽略设备的特性和操作系统的要求，自行设计驱动接口
D. 设备驱动开发与操作系统内核无关，可以独立完成

6、嵌入式操作系统的内核同步机制用于保证多任务环境下的数据一致性。假设多个任务需要同时访问共享资源。以下关于内核同步方法的描述，正确的是：（ ）
A. 不使用任何同步机制，让任务自由竞争共享资源
B. 采用信号量、互斥锁等同步机制，确保任务对共享资源的正确访问
C. 同步机制会降低系统性能，应尽量少用
D. 内核同步机制对系统的稳定性没有影响

7、在嵌入式系统的开发中，代码的版本控制和管理是必不可少的。假设一个团队在开发一个复杂的嵌入式项目，需要多人协作，并且要跟踪代码的变更历史。以下哪种版本控制系统和工作流程最为合适？（ ）
A. 使用 Git，采用分支管理策略
B. 使用 SVN，集中式管理代码
C. 不使用版本控制，通过邮件交流代码
D. 自行开发简单的版本控制工具

8、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

9、在一个基于嵌入式操作系统的智能传感器网络中，节点之间需要进行低功耗、远距离的无线通信。以下哪种无线通信技术可能是最佳选择？（ ）
A. Zigbee B. Wi-Fi C. Bluetooth D. LoRa

10、当开发一个基于嵌入式操作系统的智能门锁系统时，需要考虑到安全性和便捷性的平衡。以下哪种身份认证方式可能会被采用？（ ）
A. 指纹识别 B. 密码输入 C. 蓝牙配对 D. 以上都是

11、在嵌入式系统的安全设计中，数据加密和认证是常见的手段。假设一个嵌入式设备需要保护敏感数据的传输和存储。以下关于数据加密和认证的描述，哪一项是不准确的？（ ）
A. 可以使用对称加密算法如 AES 对数据进行加密，加密和解密使用相同的密钥
B. 非对称加密算法如 RSA 常用于数字签名和密钥交换
C. 哈希函数可以用于数据完整性验证，但不能用于加密数据
D. 只要对数据进行了加密，就无需进行认证操作，因为加密已经保证了数据的安全性

12、在嵌入式系统中，以下哪种电源管理技术可以根据负载动态调整电压？（ ）
A. 动态电源管理 B. 智能电源管理 C. 以上都是 D. 以上都不是

13、在嵌入式操作系统中，代码的优化对于提高系统性能至关重要。假设一个关键函数需要在有限的时间内完成大量计算，为了提高其执行效率，以下哪种优化方法最为有效？（ ）
A. 算法改进
B. 代码向量化
C. 减少函数调用
D. 以上方法综合运用

14、当设计一个基于嵌入式操作系统的便携式医疗设备时，需要考虑到设备的尺寸、重量和电池寿命。对于操作系统的选择，以下哪种嵌入式操作系统可能具有更好的适应性？（ ）
A. FreeRTOS
B. Linux
C. Windows Embedded
D. VxWorks

15、在嵌入式系统的存储架构中，ROM 和 RAM 都有各自的用途。假设一个嵌入式设备需要存储固化的程序代码和运行时的数据。以下关于存储选择的描述，正确的是：（ ）
A. 将程序代码和数据都存储在 ROM 中，以保证数据不丢失
B. 把程序代码存储在 ROM ，运行时的数据存储在 RAM 中
C. 全部使用 RAM 存储，提高读写速度
D. 存储选择对系统性能没有影响，可以随意安排

二、简答题（本大题共3个小题，共15分)
1、（本题5分）简述嵌入式操作系统中的时钟管理。

2、（本题5分）什么是嵌入式系统的电磁兼容性（EMC）设计？

3、（本题5分）简述视频压缩、显示和传输的方法。

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电网智能变压器中的重要性。分析其在电力变换、监测和保护中的作用，以及对可靠性和实时性的要求。

2、（本题5分）论述嵌入式操作系统在智能交通流量预测与管理系统中的作用。分析其对交通流量趋势分析、拥堵预警、管理策略制定等方面的贡献，以及数据准确性和实时性要求。

3、（本题5分）分析嵌入式操作系统在智能交通流量控制系统中的应用。讨论其在交通流量监测、信号控制、诱导分流等方面的作用，以及如何优化系统性能。

4、（本题5分）分析嵌入式操作系统在工业机器人的路径规划优化中的应用，包括路径优化算法、动态环境适应、碰撞检测与避免等方面，探讨其对工业自动化的效率提升。

5、（本题5分）探讨嵌入式操作系统在智能消防系统中的作用。智能消防系统需要实时监测火灾隐患和自动报警，嵌入式操作系统如何提供高效的消防管理？包括传感器数据处理、报警机制等方面。

四、编程题（本大题共3个小题，共30分)
1、（本题10分）用嵌入式操作系统编写一个扭矩传感器的驱动程序。

2、（本题10分）实现一个嵌入式程序，使用水质传感器检测水质参数。

3、（本题10分）利用嵌入式操作系统实现一个 RTC 时钟的时钟同步稳定性评估程序。

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