實(shí)時系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理試題及答案

實(shí)時系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理試題及答案姓名：____________________

一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共10題）

1.實(shí)時系統(tǒng)的基本特征不包括以下哪一項(xiàng)？

A.響應(yīng)性

B.可靠性

C.靈活性

D.實(shí)時性

2.在實(shí)時系統(tǒng)中，任務(wù)的執(zhí)行時間要求是？

A.隨機(jī)時間

B.預(yù)先確定的時間

C.隨機(jī)與預(yù)先確定的時間

D.隨機(jī)或預(yù)先確定的時間

3.實(shí)時操作系統(tǒng)中的調(diào)度策略主要依據(jù)以下哪個原則？

A.隨機(jī)原則

B.最短任務(wù)優(yōu)先

C.最長任務(wù)優(yōu)先

D.最小完成時間優(yōu)先

4.實(shí)時系統(tǒng)中，任務(wù)優(yōu)先級反轉(zhuǎn)問題是指？

A.低優(yōu)先級任務(wù)阻塞高優(yōu)先級任務(wù)

B.高優(yōu)先級任務(wù)阻塞低優(yōu)先級任務(wù)

C.任務(wù)優(yōu)先級不正確導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰

D.任務(wù)優(yōu)先級設(shè)置過高或過低

5.實(shí)時系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)不包括以下哪一項(xiàng)？

A.提高系統(tǒng)響應(yīng)速度

B.降低系統(tǒng)開銷

C.增加系統(tǒng)功能

D.提高系統(tǒng)可靠性

6.實(shí)時系統(tǒng)中，用于衡量任務(wù)執(zhí)行時間的關(guān)鍵性能指標(biāo)是？

A.周期

B.優(yōu)先級

C.響應(yīng)時間

D.等待時間

7.實(shí)時系統(tǒng)中，為了保證任務(wù)的實(shí)時性，以下哪種方法不是常用的？

A.任務(wù)分割

B.優(yōu)先級繼承

C.任務(wù)隔離

D.實(shí)時性調(diào)度

8.實(shí)時系統(tǒng)中的任務(wù)調(diào)度算法主要分為以下幾類？

A.調(diào)度優(yōu)先級

B.調(diào)度策略

C.任務(wù)調(diào)度

D.實(shí)時調(diào)度

9.實(shí)時系統(tǒng)中的資源分配策略不包括以下哪一項(xiàng)？

A.資源搶占

B.資源預(yù)分配

C.資源動態(tài)分配

D.資源固定分配

10.實(shí)時系統(tǒng)中的中斷處理通常采用以下哪種機(jī)制？

A.中斷向量表

B.中斷嵌套

C.中斷屏蔽

D.中斷優(yōu)先級

二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共5題）

1.實(shí)時系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要考慮以下哪些因素？

A.硬件平臺

B.軟件架構(gòu)

C.任務(wù)特性

D.系統(tǒng)安全性

2.實(shí)時操作系統(tǒng)中的任務(wù)調(diào)度算法主要分為哪幾類？

A.調(diào)度優(yōu)先級

B.調(diào)度策略

C.任務(wù)調(diào)度

D.實(shí)時調(diào)度

3.實(shí)時系統(tǒng)中的任務(wù)調(diào)度算法需要考慮以下哪些因素？

A.任務(wù)優(yōu)先級

B.任務(wù)執(zhí)行時間

C.任務(wù)響應(yīng)時間

D.系統(tǒng)資源

4.實(shí)時系統(tǒng)中的資源分配策略包括以下哪些？

A.資源搶占

B.資源預(yù)分配

C.資源動態(tài)分配

D.資源固定分配

5.實(shí)時系統(tǒng)中的中斷處理機(jī)制包括以下哪些？

A.中斷向量表

B.中斷嵌套

C.中斷屏蔽

D.中斷優(yōu)先級

三、簡答題（每題5分，共10分）

1.簡述實(shí)時系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)。

2.簡述實(shí)時系統(tǒng)中任務(wù)調(diào)度的基本原理。

四、論述題（10分）

論述實(shí)時系統(tǒng)中任務(wù)調(diào)度算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共10題）

1.實(shí)時系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要考慮以下哪些因素？

A.硬件平臺

B.軟件架構(gòu)

C.任務(wù)特性

D.系統(tǒng)安全性

E.用戶需求

2.實(shí)時操作系統(tǒng)中的任務(wù)調(diào)度算法主要分為哪幾類？

A.調(diào)度優(yōu)先級

B.調(diào)度策略

C.任務(wù)調(diào)度

D.實(shí)時調(diào)度

E.非實(shí)時調(diào)度

3.實(shí)時系統(tǒng)中的任務(wù)調(diào)度算法需要考慮以下哪些因素？

A.任務(wù)優(yōu)先級

B.任務(wù)執(zhí)行時間

C.任務(wù)響應(yīng)時間

D.系統(tǒng)資源

E.用戶交互

4.實(shí)時系統(tǒng)中的資源分配策略包括以下哪些？

A.資源搶占

B.資源預(yù)分配

C.資源動態(tài)分配

D.資源固定分配

E.資源共享

5.實(shí)時系統(tǒng)中的中斷處理機(jī)制包括以下哪些？

A.中斷向量表

B.中斷嵌套

C.中斷屏蔽

D.中斷優(yōu)先級

E.中斷去抖動

6.實(shí)時系統(tǒng)中的同步機(jī)制主要包括以下哪些？

A.互斥鎖

B.信號量

C.條件變量

D.事件

E.臨界區(qū)

7.實(shí)時系統(tǒng)中的死鎖處理方法包括以下哪些？

A.預(yù)防死鎖

B.避免死鎖

C.檢測死鎖

D.解除死鎖

E.忽略死鎖

8.實(shí)時系統(tǒng)中的實(shí)時性能評估指標(biāo)主要包括以下哪些？

A.響應(yīng)時間

B.周期性

C.可靠性

D.可用性

E.靈活性

9.實(shí)時系統(tǒng)中的實(shí)時操作系統(tǒng)（RTOS）設(shè)計(jì)時需要考慮以下哪些特性？

A.實(shí)時性

B.可靠性

C.可擴(kuò)展性

D.可維護(hù)性

E.可移植性

10.實(shí)時系統(tǒng)中的實(shí)時通信機(jī)制主要包括以下哪些？

A.互斥通信

B.同步通信

C.異步通信

D.直接通信

E.間接通信

三、判斷題（每題2分，共10題）

1.實(shí)時系統(tǒng)的響應(yīng)時間是指任務(wù)從開始到結(jié)束所需要的時間。（×）

2.實(shí)時系統(tǒng)的周期性任務(wù)指的是執(zhí)行時間固定的任務(wù)。（√）

3.實(shí)時操作系統(tǒng)中，任務(wù)優(yōu)先級越高，其執(zhí)行的時間越短。（×）

4.實(shí)時系統(tǒng)的中斷處理機(jī)制是為了提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度。（√）

5.在實(shí)時系統(tǒng)中，任務(wù)調(diào)度算法可以完全根據(jù)任務(wù)的執(zhí)行時間來設(shè)計(jì)。（×）

6.實(shí)時系統(tǒng)中，任務(wù)優(yōu)先級反轉(zhuǎn)問題可以通過任務(wù)優(yōu)先級繼承來解決。（√）

7.實(shí)時操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)該以用戶需求為導(dǎo)向，忽略系統(tǒng)的實(shí)時性能。（×）

8.實(shí)時系統(tǒng)中，資源搶占是提高系統(tǒng)資源利用率的有效手段。（√）

9.實(shí)時系統(tǒng)的死鎖是一種正?，F(xiàn)象，不需要處理。（×）

10.實(shí)時操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的最高性能，不考慮其他因素。（×）

四、簡答題（每題5分，共6題）

1.簡述實(shí)時系統(tǒng)中的任務(wù)調(diào)度策略對系統(tǒng)性能的影響。

2.什么是實(shí)時系統(tǒng)的優(yōu)先級繼承協(xié)議？簡述其工作原理。

3.簡述實(shí)時系統(tǒng)中任務(wù)調(diào)度的幾種常見算法，并比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)。

4.解釋實(shí)時系統(tǒng)中“截止時間”和“任務(wù)執(zhí)行時間”的概念，并說明它們之間的關(guān)系。

5.簡述實(shí)時系統(tǒng)中資源分配策略的基本原理，并舉例說明資源預(yù)分配和資源動態(tài)分配的區(qū)別。

6.簡述實(shí)時系統(tǒng)中中斷處理的重要性，并列舉幾種常見的中斷處理機(jī)制。

試卷答案如下

一、單項(xiàng)選擇題

1.C

解析思路：實(shí)時系統(tǒng)的特征包括響應(yīng)性、可靠性、實(shí)時性和可預(yù)測性，靈活性不屬于實(shí)時系統(tǒng)的基本特征。

2.B

解析思路：實(shí)時系統(tǒng)的任務(wù)執(zhí)行時間通常是預(yù)先確定的，以確保系統(tǒng)能夠在規(guī)定的時間內(nèi)完成任務(wù)。

3.A

解析思路：實(shí)時操作系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度策略通?；谌蝿?wù)的響應(yīng)時間，即任務(wù)的執(zhí)行時間。

4.A

解析思路：任務(wù)優(yōu)先級反轉(zhuǎn)問題是指低優(yōu)先級任務(wù)阻塞了高優(yōu)先級任務(wù)，導(dǎo)致高優(yōu)先級任務(wù)無法在截止時間內(nèi)完成。

5.C

解析思路：實(shí)時系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的是提高系統(tǒng)的實(shí)時性能，包括響應(yīng)速度、可靠性等，而不是增加系統(tǒng)功能。

6.C

解析思路：響應(yīng)時間是指任務(wù)從開始到完成所需的時間，是衡量實(shí)時性能的關(guān)鍵指標(biāo)。

7.D

解析思路：任務(wù)優(yōu)先級過高或過低都不是實(shí)時系統(tǒng)設(shè)計(jì)所追求的，而是需要根據(jù)任務(wù)特性合理設(shè)置。

8.D

解析思路：實(shí)時系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度算法主要分為實(shí)時調(diào)度和非實(shí)時調(diào)度，其中實(shí)時調(diào)度是核心。

9.D

解析思路：資源固定分配是指系統(tǒng)在運(yùn)行前就已經(jīng)確定了資源分配方案，不適用于實(shí)時系統(tǒng)。

10.C

解析思路：實(shí)時系統(tǒng)中的中斷處理機(jī)制通常需要考慮中斷屏蔽和中斷優(yōu)先級，以確保系統(tǒng)的實(shí)時性。

二、多項(xiàng)選擇題

1.ABCD

解析思路：實(shí)時系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要考慮硬件平臺、軟件架構(gòu)、任務(wù)特性和系統(tǒng)安全性等因素。

2.ABCD

解析思路：實(shí)時操作系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度算法主要分為調(diào)度優(yōu)先級、調(diào)度策略、任務(wù)調(diào)度和實(shí)時調(diào)度。

3.ABCD

解析思路：任務(wù)調(diào)度算法需要考慮任務(wù)優(yōu)先級、執(zhí)行時間、響應(yīng)時間和系統(tǒng)資源等因素。

4.ABCDE

解析思路：資源分配策略包括資源搶占、預(yù)分配、動態(tài)分配、固定分配和共享。

5.ABCDE

解析思路：中斷處理機(jī)制包括中斷向量表、嵌套、屏蔽、優(yōu)先級和去抖動。

6.ABCDE

解析思路：實(shí)時系統(tǒng)中的同步機(jī)制包括互斥鎖、信號量、條件變量、事件和臨界區(qū)。

7.ABCD

解析思路：死鎖處理方法包括預(yù)防、避免、檢測和解除。

8.ABCDE

解析思路：實(shí)時性能評估指標(biāo)包括響應(yīng)時間、周期性、可靠性、可用性和靈活性。

9.ABCDE

解析思路：RTOS設(shè)計(jì)時需要考慮實(shí)時性、可靠性、可擴(kuò)展性、可維護(hù)性和可移植性。

10.ABCDE

解析思路：實(shí)時通信機(jī)制包括互斥通信、同步通信、異步通信、直接通信和間接通信。

三、判斷題

1.×

解析思路：實(shí)時系統(tǒng)的響應(yīng)時間是指任務(wù)從開始到結(jié)束所需的時間。

2.√

解析思路：周期性任務(wù)指的是執(zhí)行時間固定的任務(wù)。

3.×

解析思路：實(shí)時操作系統(tǒng)中，任務(wù)優(yōu)先級越高，其執(zhí)行的時間不一定是越短。

4.√

解析思路：中斷處理機(jī)制是為了提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度。

5.×

解析思路：任務(wù)調(diào)度算法不能完全根據(jù)任務(wù)的執(zhí)行時間來設(shè)計(jì)。

6.√

解析思路：優(yōu)先級繼承協(xié)議是一種防止任務(wù)優(yōu)先級反轉(zhuǎn)的方法。

7.×

解析思路：實(shí)時操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不應(yīng)忽略系統(tǒng)的實(shí)時性能。

8.√

解析思路：資源搶占是提高系統(tǒng)資源利用率的有效手段。

9.×

解析思路：死鎖不是正常現(xiàn)象，需要處理。

10.×

解析思路：實(shí)時操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)不是僅實(shí)現(xiàn)最高性能，還要考慮其他因素。

四、簡答題

1.解析思路：任務(wù)調(diào)度策略對系統(tǒng)性能的影響包括任務(wù)響應(yīng)時間、系統(tǒng)資源利用率和任務(wù)執(zhí)行時間等。

2.解析思路：優(yōu)先級繼承協(xié)議是一種防止高優(yōu)先級任務(wù)被低優(yōu)先級任務(wù)阻塞的機(jī)制，其工作原理是在低優(yōu)先級任務(wù)運(yùn)行時，將其優(yōu)先級提升到當(dāng)前運(yùn)行任務(wù)優(yōu)先級。

3.解析思路：常見的任務(wù)調(diào)度算法包括先來先服務(wù)、最短任務(wù)優(yōu)先、優(yōu)先級調(diào)度和實(shí)時調(diào)度，它們的優(yōu)缺點(diǎn)包括公平性、響應(yīng)時間和系統(tǒng)資源利用率等。