自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁武漢生物工程學院

《嵌入式技術》2021-2022學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、在嵌入式操作系統中，內存管理是一個關鍵部分。假設一個嵌入式設備需要同時運行多個任務，且這些任務對內存的需求各不相同。有的任務需要較大的連續內存空間來處理大量數據，有的任務則只需要較小的內存塊進行頻繁的讀寫操作。在這種情況下，以下哪種內存管理策略更適合？（）A.固定分區分配，將內存預先劃分為固定大小的分區B.動態分區分配，根據任務需求實時分配內存C.分頁式內存管理，將內存劃分為固定大小的頁D.分段式內存管理，根據程序的邏輯分段分配內存2、嵌入式操作系統的中斷處理機制直接影響系統的響應性能。假設一個嵌入式系統需要實時響應外部中斷事件。以下關于中斷處理的描述，正確的是：（）A.中斷處理程序應盡量短小精悍，快速完成關鍵處理，將復雜操作放入后臺任務B.中斷處理程序可以執行長時間的復雜計算，以一次性完成所有相關處理C.忽略中斷優先級，按照接收順序依次處理中斷D.中斷處理完全由硬件負責，操作系統不參與3、當對嵌入式系統進行性能測試時，需要評估多個方面的指標。假設要測試一個嵌入式設備在處理不同負載情況下的響應時間、資源利用率和功耗等。以下哪種測試工具和方法的組合最為有效？（）A.使用性能分析工具，如ProfilerB.進行壓力測試和基準測試C.人工觀察和記錄系統性能D.只測試部分功能，忽略整體性能4、當一個嵌入式操作系統需要支持實時多媒體處理，例如在移動設備上進行高清視頻播放和錄制，對系統的處理能力和實時性有很高的要求。以下哪種硬件架構和技術的組合能夠更好地滿足這種需求？（）A.單核處理器搭配高速緩存B.多核處理器并采用并行處理技術C.專用的多媒體處理芯片D.降低系統時鐘頻率以減少功耗5、嵌入式操作系統的移植是將其應用于不同硬件平臺的過程。假設需要將一個嵌入式操作系統移植到新的處理器架構上。以下關于移植的描述，哪一項是不正確的？（）A.需要修改操作系統與硬件相關的部分，如驅動程序和中斷處理B.不同的處理器架構可能需要重新編譯操作系統的內核C.移植過程中只需要關注硬件的差異，操作系統的功能和接口不需要改變D.充分的測試和驗證是確保移植成功的關鍵步驟6、在嵌入式系統的存儲保護方面，需要防止非法訪問和數據破壞。假設一個多任務的嵌入式系統。以下關于存儲保護機制的描述，正確的是：（）A.不設置存儲保護，讓任務自由訪問系統內存B.利用內存管理單元（MMU）實現地址空間隔離和訪問權限控制C.存儲保護會增加系統開銷，應盡量避免使用D.嵌入式系統不需要存儲保護機制7、嵌入式操作系統的可靠性和穩定性對于系統的正常運行至關重要。假設一個嵌入式系統運行在惡劣的環境中，可能會受到電磁干擾和溫度變化的影響。為了提高系統的可靠性，以下哪種措施可能是有效的？（）A.增加硬件冗余，如備用電源和存儲設備B.采用容錯算法，能夠在出現錯誤時自動恢復C.進行嚴格的軟件測試和驗證，確保代碼的質量D.以上措施都可以提高系統在惡劣環境下的可靠性8、在嵌入式系統中，實時時鐘（RTC）的應用非常廣泛。假設一個嵌入式設備需要根據精確的時間進行定時操作和事件觸發。為了保證時間的準確性和穩定性，以下哪種實現方式最為合適？（）A.使用內置的RTC模塊B.通過網絡獲取時間C.依靠軟件模擬RTC功能D.不使用實時時鐘，根據系統啟動時間計算9、在嵌入式操作系統中，以下哪種內存分配方式速度較快但容易產生內存碎片？（）A.動態分配B.靜態分配C.堆分配D.棧分配10、當一個嵌入式操作系統需要與外部網絡進行通信，例如物聯網設備上傳數據到云服務器，在網絡連接不穩定或帶寬有限的情況下，以下哪種數據傳輸協議和技術更適合保證數據的可靠傳輸？（）A.TCP協議，提供可靠的面向連接的傳輸B.UDP協議，快速但不可靠的傳輸C.HTTP協議，基于請求-響應模式D.MQTT協議，專為低帶寬和不穩定網絡設計11、在一個嵌入式實時控制系統中，如機器人控制系統，需要對多個關節的運動進行精確同步控制。為了實現這一目標，以下哪種同步機制可能會被應用？（）A.硬件定時器B.軟件定時器C.中斷同步D.以上都是12、嵌入式操作系統中的中斷處理機制對于系統的及時響應和穩定性起著關鍵作用。假設一個嵌入式系統正在執行一個關鍵任務，此時發生了一個高優先級的中斷。以下關于中斷處理的描述，正確的是：（）A.系統立即暫停當前任務，轉去處理中斷，中斷處理完成后返回原任務繼續執行B.系統先完成當前任務，再處理中斷，以保證任務的連續性C.系統根據中斷的優先級決定是否暫停當前任務，如果優先級低則忽略中斷D.系統拒絕所有中斷，直到當前任務完成，以防止任務被中斷干擾13、在嵌入式系統開發中，代碼優化是提高系統性能的重要手段。假設一個嵌入式應用程序在運行時存在性能瓶頸，需要進行優化。以下哪種優化方法可能最為有效？（）A.算法優化，選擇更高效的算法來實現功能B.代碼精簡，去除不必要的代碼和注釋C.編譯器優化選項的設置，讓編譯器自動優化代碼D.以上方法結合使用，根據具體情況選擇合適的優化策略14、嵌入式操作系統的內核裁剪是為了滿足特定系統的需求。假設一個嵌入式系統只需要支持基本的任務調度和內存管理功能，以下關于內核裁剪的描述，哪一項是不準確的？（）A.可以去除不必要的內核模塊和功能，減小內核體積B.內核裁剪需要對操作系統的內部結構有深入的了解C.裁剪后的內核性能一定比完整內核更高D.內核裁剪需要在滿足系統需求的前提下進行，避免影響系統的穩定性15、在一個基于嵌入式操作系統的智能交通系統中，如電子收費系統，需要保證數據的安全性和完整性。以下哪種加密和認證技術可能會被應用？（）A.對稱加密B.非對稱加密C.數字簽名D.以上都是16、在嵌入式系統的安全方面，加密和認證技術是常用的手段。假設一個嵌入式設備需要保護敏感數據的傳輸和存儲。以下關于安全技術的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以使用對稱加密算法如AES對數據進行加密，保證數據的保密性B.非對稱加密算法如RSA常用于數字簽名和密鑰交換C.加密和認證技術會增加系統的開銷，但可以通過優化算法來降低影響D.只要使用了加密和認證技術，嵌入式系統就絕對安全，不會受到任何攻擊17、在一個嵌入式操作系統中，內核的裁剪和定制是常見的操作。假設一個智能家電的控制系統，其功能相對簡單，不需要復雜的內核功能，同時對系統的存儲空間和運行效率有較高要求。以下哪種內核裁剪和定制的策略是最合適的？（）A.保留所有內核功能，僅優化內核參數B.根據具體需求，刪除不必要的內核模塊和功能C.只保留最基本的內核功能，其他功能通過外部庫實現D.參考其他類似系統的內核裁剪方案，進行簡單修改18、在嵌入式系統中，文件系統的選擇需要考慮存儲介質和系統需求。假設一個嵌入式設備使用閃存作為存儲介質。以下關于文件系統選擇的描述，正確的是：（）A.選擇傳統的FAT文件系統，因其廣泛支持且簡單易用B.使用專門為閃存優化的文件系統，如JFFS2或UBIFS，以提高閃存的使用壽命和性能C.不使用文件系統，直接以原始數據方式存儲和訪問文件D.任何文件系統都可以在閃存上正常工作，無需特別選擇19、嵌入式操作系統的存儲管理需要考慮閃存的特性。假設一個嵌入式系統使用閃存作為主要存儲設備。以下關于閃存管理的描述，哪一項是不正確的？（）A.閃存具有有限的寫入次數，需要采用磨損均衡算法延長其使用壽命B.閃存的讀寫速度比傳統硬盤快，但價格相對較高C.可以使用閃存轉換層（FTL）來模擬傳統的塊設備接口，方便操作系統使用D.閃存不需要進行垃圾回收和壞塊管理，因為其可靠性很高20、嵌入式操作系統的調試工具對于開發和排錯非常重要。假設一個智能門鎖的嵌入式系統出現了故障，需要進行調試。以下關于調試工具的選擇和使用，哪一項是不正確的？（）A.可以使用在線調試器，實時查看系統的運行狀態和變量值B.打印輸出調試信息是一種簡單但有效的調試方法C.不需要對調試代碼進行優化，以免影響系統性能D.調試工具的使用應該盡量減少對系統正常運行的影響二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）簡述在嵌入式系統中如何進行高效的圖像壓縮和解壓縮。2、（本題5分）解釋基于工作負載和硬件特性的能耗分析。3、（本題5分）簡述如何在嵌入式系統中實現高效的中斷服務程序。4、（本題5分）解釋CPU時間片和內存空間的預留策略。5、（本題5分）什么是嵌入式系統的接口測試？三、編程題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個基于嵌入式操作系統的任務調度資源利用率分析程序。2、（本題5分）創建一個任務，通過嵌入式操作系統控制一個電子秤的稱重和數據處理。3、（本題5分）在嵌入式操作系統中，實現一個LoRa擴頻因子調整程序。4、（本題5分）在嵌入式操作系統中，創建一個死鎖檢測和處理機制。5、（本題5分）在嵌入式操作系統中，創建一個中斷優先級管理機制。四、分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本