重庆资源与环境保护职业学院《嵌入式系统与接口技术》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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重庆资源与环境保护职业学院
《嵌入式系统与接口技术》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

2、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

3、嵌入式操作系统中的看门狗（Watchdog）机制用于监测系统的运行状态。假设一个嵌入式系统在运行过程中可能会出现死机或程序跑飞的情况，以下关于看门狗的描述，哪一项是不准确的？（ ）
A. 看门狗需要定期被系统软件“喂狗”，否则会触发复位操作
B. 看门狗可以在系统出现故障时自动重启系统，恢复正常运行
C. 看门狗的超时时间可以根据系统的需求进行设置
D. 一旦看门狗触发复位操作，系统的数据和状态信息不会丢失

4、在嵌入式系统的电源管理中，动态电源管理（DPM）技术可以有效地降低系统功耗。假设一个嵌入式设备在不同的工作模式下有不同的功耗需求，以下关于动态电源管理的描述，哪一项是不正确的？（ ）
A. 根据系统的负载情况动态调整处理器的工作频率和电压
B. 关闭暂时不使用的硬件设备，以降低功耗
C. 动态电源管理可以完全消除系统的功耗，实现零功耗运行
D. 需要在功耗降低和系统性能之间进行平衡

5、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

6、嵌入式操作系统在汽车电子领域有广泛应用。假设一个汽车的电子控制单元（ECU）使用嵌入式操作系统。以下关于汽车电子中嵌入式操作系统的描述，哪一项是不准确的？（ ）
A. 需要满足汽车行业的严格可靠性和安全性标准
B. 实时性要求极高，以确保对车辆的精确控制
C. 由于汽车环境的复杂性，对操作系统的抗干扰能力要求较低
D. 可以支持多种通信协议，与其他汽车电子模块进行数据交互

7、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

8、在嵌入式系统中，文件系统的选择需要考虑存储介质和系统需求。假设一个嵌入式设备使用闪存作为存储介质。以下关于文件系统选择的描述，正确的是：（ ）
A. 选择传统的 FAT 文件系统，因其广泛支持且简单易用
B. 使用专门为闪存优化的文件系统，如 JFFS2 或 UBIFS ，以提高闪存的使用寿命和性能
C. 不使用文件系统，直接以原始数据方式存储和访问文件
D. 任何文件系统都可以在闪存上正常工作，无需特别选择

9、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

10、嵌入式操作系统的安全机制对于保护系统和数据至关重要。假设一个金融支付终端的嵌入式系统，需要防止数据泄露和恶意攻击。以下关于安全机制的描述，哪一项是不正确的？（ ）
A. 采用加密技术对敏感数据进行加密存储和传输
B. 定期更新系统补丁，修复可能存在的安全漏洞
C. 可以完全依赖操作系统的默认安全设置，无需额外的安全措施
D. 对用户的身份进行认证和授权，限制非法访问

11、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医疗设备，对响应时间有严格要求。以下关于实时操作系统（RTOS）在这种场景下的特点描述，正确的是：（ ）
A. RTOS 能够保证任务在规定的时间内完成响应，具有确定性
B. RTOS 采用复杂的调度算法，导致系统资源开销较大，但能确保实时性
C. RTOS 不支持多任务处理，以专注于关键任务的实时响应
D. RTOS 对硬件资源要求较低，适用于资源受限的嵌入式设备

12、在嵌入式系统的音频处理中，需要考虑音频质量和资源消耗。假设一个嵌入式设备需要实现语音通话功能。以下关于音频处理的描述，哪一项是不正确的？（ ）
A. 可以采用音频编码算法如MP3来压缩音频数据，减少传输带宽
B. 音频采样率和量化位数会影响声音的质量和文件大小
C. 嵌入式系统中的音频处理不需要考虑回声消除和噪声抑制等技术
D. 合理的音频缓冲区管理可以避免音频卡顿和失真

13、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

14、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

15、嵌入式操作系统的存储保护机制用于防止任务访问非法的内存区域。假设一个多任务嵌入式系统。以下关于存储保护的描述，哪一项是不正确的？（ ）
A. 存储保护可以通过内存分页或分段机制来实现
B. 当任务试图访问非法内存时，操作系统会产生异常并进行处理
C. 存储保护机制会增加系统的开销，但可以提高系统的稳定性和安全性
D. 为了提高系统性能，在一些简单的嵌入式系统中可以不启用存储保护机制

二、简答题（本大题共3个小题，共15分)
1、（本题5分）简述 EMC 问题对嵌入式系统的危害和解决方法。

2、（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。

3、（本题5分）解释测试用例生成和测试框架的选择。

三、分析题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）阐述嵌入式操作系统在工业传感器网络中的应用价值。分析其对传感器数据采集、传输、处理等方面的重要性，以及网络管理需求。

2、（本题5分）探讨嵌入式操作系统在智能液位传感器中的作用。智能液位传感器需要准确测量液位和数据传输功能，嵌入式操作系统如何实现这些功能？包括传感器数据处理、通信等方面。

3、（本题5分）探讨嵌入式操作系统在智能定时器中的作用智能定时器需要精确的定时控制和智能化的功能，嵌入式操作系统如何实现这些功能？包括时钟管理、控制逻辑等方面。

4、（本题5分）分析嵌入式操作系统在智能垃圾桶中的应用及优势。智能垃圾桶需要自动感应垃圾投放和压缩功能，嵌入式操作系统如何提供高效的垃圾管理？包括传感器数据处理、控制逻辑等方面。

5、（本题5分）分析嵌入式操作系统在智能能源管理系统中的应用。探讨其在能源监测、优化调度、节能控制等方面的表现，以及如何提高系统的效率和可持续性。

四、编程题（本大题共3个小题，共30分)
1、（本题10分）在嵌入式操作系统中，实现一个 NFC 标签读写程序。

2、（本题10分）创建一个任务，通过嵌入式操作系统控制一个二氧化碳传感器检测二氧化碳浓度。

3、（本题10分）实现一个嵌入式程序，使用扭矩传感器检测扭矩大小。

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