實(shí)時(shí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法試題及答案姓名：____________________

一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共10題）

1.實(shí)時(shí)系統(tǒng)與通用操作系統(tǒng)的主要區(qū)別在于：

A.實(shí)時(shí)系統(tǒng)具有更快的響應(yīng)速度

B.實(shí)時(shí)系統(tǒng)對(duì)資源進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)度

C.實(shí)時(shí)系統(tǒng)不進(jìn)行錯(cuò)誤檢測(cè)

D.實(shí)時(shí)系統(tǒng)不需要考慮資源管理

2.實(shí)時(shí)系統(tǒng)的調(diào)度策略中，優(yōu)先級(jí)搶占調(diào)度屬于：

A.短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度

B.長(zhǎng)作業(yè)優(yōu)先調(diào)度

C.優(yōu)先級(jí)非搶占調(diào)度

D.優(yōu)先級(jí)搶占調(diào)度

3.以下哪種方法適用于實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的任務(wù)調(diào)度？

A.分時(shí)調(diào)度

B.先來(lái)先服務(wù)調(diào)度

C.優(yōu)先級(jí)調(diào)度

D.最短剩余時(shí)間優(yōu)先調(diào)度

4.在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，為了保證任務(wù)的實(shí)時(shí)性，通常采用以下哪種技術(shù)？

A.中斷

B.異步通信

C.同步通信

D.時(shí)間片輪轉(zhuǎn)

5.實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的調(diào)度算法，主要考慮以下哪些因素？

A.任務(wù)的優(yōu)先級(jí)

B.任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間

C.任務(wù)的執(zhí)行次數(shù)

D.以上都是

6.以下哪種調(diào)度算法能夠保證任務(wù)的實(shí)時(shí)性？

A.最短剩余時(shí)間優(yōu)先調(diào)度

B.輪轉(zhuǎn)調(diào)度

C.優(yōu)先級(jí)調(diào)度

D.先來(lái)先服務(wù)調(diào)度

7.實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)性分析通常采用以下哪種方法？

A.時(shí)間分割法

B.實(shí)時(shí)性測(cè)試

C.仿真法

D.以上都是

8.在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，以下哪種情況可能導(dǎo)致實(shí)時(shí)性問(wèn)題？

A.任務(wù)執(zhí)行時(shí)間超過(guò)其截止時(shí)間

B.任務(wù)優(yōu)先級(jí)高于其他任務(wù)

C.系統(tǒng)資源充足

D.任務(wù)的執(zhí)行次數(shù)增多

9.實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的死鎖問(wèn)題，通常采用以下哪種方法解決？

A.預(yù)防死鎖

B.檢測(cè)與恢復(fù)死鎖

C.忽略死鎖

D.以上都是

10.實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，為了保證任務(wù)的實(shí)時(shí)性，以下哪種策略最為重要？

A.任務(wù)優(yōu)先級(jí)分配

B.任務(wù)調(diào)度算法設(shè)計(jì)

C.系統(tǒng)資源分配

D.任務(wù)截止時(shí)間設(shè)置

二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共5題）

1.實(shí)時(shí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法包括：

A.任務(wù)調(diào)度

B.任務(wù)優(yōu)先級(jí)分配

C.實(shí)時(shí)性分析

D.系統(tǒng)資源管理

2.實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的調(diào)度策略主要有：

A.優(yōu)先級(jí)調(diào)度

B.最短剩余時(shí)間優(yōu)先調(diào)度

C.輪轉(zhuǎn)調(diào)度

D.先來(lái)先服務(wù)調(diào)度

3.實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)性分析方法包括：

A.時(shí)間分割法

B.實(shí)時(shí)性測(cè)試

C.仿真法

D.統(tǒng)計(jì)分析法

4.實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的死鎖問(wèn)題解決方法有：

A.預(yù)防死鎖

B.檢測(cè)與恢復(fù)死鎖

C.忽略死鎖

D.系統(tǒng)優(yōu)化

5.實(shí)時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的因素包括：

A.任務(wù)實(shí)時(shí)性

B.系統(tǒng)資源

C.系統(tǒng)性能

D.系統(tǒng)可靠性

三、判斷題（每題2分，共5題）

1.實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的任務(wù)調(diào)度策略與通用操作系統(tǒng)中的調(diào)度策略相同。（×）

2.實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，任務(wù)優(yōu)先級(jí)越高，其執(zhí)行時(shí)間越短。（√）

3.實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，任務(wù)的截止時(shí)間與任務(wù)的優(yōu)先級(jí)無(wú)關(guān)。（×）

4.實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的死鎖問(wèn)題可以通過(guò)預(yù)防死鎖的方法解決。（√）

5.實(shí)時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，主要關(guān)注任務(wù)的實(shí)時(shí)性，而無(wú)需考慮系統(tǒng)資源。（×）

四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共10分）

1.簡(jiǎn)述實(shí)時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的任務(wù)調(diào)度策略。

2.簡(jiǎn)述實(shí)時(shí)系統(tǒng)中實(shí)時(shí)性分析方法。

二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共10題）

1.實(shí)時(shí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法包括：

A.任務(wù)調(diào)度

B.任務(wù)優(yōu)先級(jí)分配

C.實(shí)時(shí)性分析

D.系統(tǒng)資源管理

E.故障處理與容錯(cuò)

F.系統(tǒng)測(cè)試與驗(yàn)證

2.實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的調(diào)度策略主要有：

A.優(yōu)先級(jí)調(diào)度

B.最短剩余時(shí)間優(yōu)先調(diào)度

C.輪轉(zhuǎn)調(diào)度

D.先來(lái)先服務(wù)調(diào)度

E.固定優(yōu)先級(jí)調(diào)度

F.最小優(yōu)先級(jí)調(diào)度

3.實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)性分析方法包括：

A.時(shí)間分割法

B.實(shí)時(shí)性測(cè)試

C.仿真法

D.統(tǒng)計(jì)分析法

E.模型檢查

F.故障注入測(cè)試

4.實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的死鎖問(wèn)題解決方法有：

A.預(yù)防死鎖

B.檢測(cè)與恢復(fù)死鎖

C.忽略死鎖

D.死鎖避免

E.死鎖解除

F.死鎖轉(zhuǎn)換

5.實(shí)時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的因素包括：

A.任務(wù)實(shí)時(shí)性

B.系統(tǒng)資源

C.系統(tǒng)性能

D.系統(tǒng)可靠性

E.系統(tǒng)安全性

F.用戶界面設(shè)計(jì)

6.實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的任務(wù)調(diào)度算法需要考慮的因素有：

A.任務(wù)的優(yōu)先級(jí)

B.任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間

C.任務(wù)的截止時(shí)間

D.任務(wù)的執(zhí)行次數(shù)

E.任務(wù)的優(yōu)先級(jí)搶占性

F.任務(wù)的響應(yīng)時(shí)間

7.實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的同步機(jī)制包括：

A.信號(hào)量

B.互斥鎖

C.條件變量

D.事件

E.消息隊(duì)列

F.共享內(nèi)存

8.實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的資源管理策略包括：

A.資源分配

B.資源回收

C.資源預(yù)留

D.資源搶占

E.資源同步

F.資源調(diào)度

9.實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的中斷處理包括：

A.中斷優(yōu)先級(jí)

B.中斷響應(yīng)時(shí)間

C.中斷屏蔽

D.中斷嵌套

E.中斷處理程序

F.中斷向量表

10.實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)性保證措施包括：

A.實(shí)時(shí)調(diào)度

B.實(shí)時(shí)通信

C.實(shí)時(shí)存儲(chǔ)

D.實(shí)時(shí)時(shí)鐘

E.實(shí)時(shí)監(jiān)控

F.實(shí)時(shí)診斷

三、判斷題（每題2分，共10題）

1.實(shí)時(shí)系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度策略可以完全等同于通用操作系統(tǒng)的調(diào)度策略。（×）

2.在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，任務(wù)的優(yōu)先級(jí)越高，其響應(yīng)時(shí)間越短。（√）

3.實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的任務(wù)截止時(shí)間是指任務(wù)必須完成的最晚時(shí)間。（√）

4.實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的死鎖問(wèn)題可以通過(guò)增加系統(tǒng)資源來(lái)解決。（×）

5.實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的任務(wù)調(diào)度算法必須保證任務(wù)的實(shí)時(shí)性。（√）

6.實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的任務(wù)優(yōu)先級(jí)分配應(yīng)該根據(jù)任務(wù)的緊急程度進(jìn)行。（√）

7.實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的任務(wù)調(diào)度算法應(yīng)該避免優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)問(wèn)題。（√）

8.實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的資源分配應(yīng)該遵循“最少服務(wù)時(shí)間”原則。（×）

9.實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的任務(wù)執(zhí)行時(shí)間應(yīng)該小于其任務(wù)的截止時(shí)間。（√）

10.實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的任務(wù)調(diào)度算法應(yīng)該能夠處理動(dòng)態(tài)變化的任務(wù)優(yōu)先級(jí)。（√）

四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共6題）

1.簡(jiǎn)述實(shí)時(shí)系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度的基本概念及其重要性。

2.請(qǐng)解釋什么是實(shí)時(shí)系統(tǒng)的優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)問(wèn)題，并說(shuō)明如何避免它。

3.簡(jiǎn)要描述實(shí)時(shí)系統(tǒng)中任務(wù)調(diào)度算法的設(shè)計(jì)原則。

4.實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的資源管理主要包括哪些方面？

5.請(qǐng)說(shuō)明實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的死鎖問(wèn)題及其解決策略。

6.在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，如何進(jìn)行實(shí)時(shí)性分析？請(qǐng)列舉幾種常用的方法。

試卷答案如下

一、單項(xiàng)選擇題

1.B

解析思路：實(shí)時(shí)系統(tǒng)與通用操作系統(tǒng)的區(qū)別在于對(duì)實(shí)時(shí)性的要求，實(shí)時(shí)系統(tǒng)需要保證任務(wù)的實(shí)時(shí)調(diào)度。

2.D

解析思路：優(yōu)先級(jí)搶占調(diào)度允許高優(yōu)先級(jí)任務(wù)搶占低優(yōu)先級(jí)任務(wù)的執(zhí)行權(quán)。

3.C

解析思路：優(yōu)先級(jí)調(diào)度是實(shí)時(shí)系統(tǒng)中常用的調(diào)度策略，它根據(jù)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)來(lái)決定任務(wù)的執(zhí)行順序。

4.A

解析思路：中斷是實(shí)時(shí)系統(tǒng)中用于處理緊急任務(wù)的機(jī)制，可以立即響應(yīng)。

5.D

解析思路：實(shí)時(shí)系統(tǒng)的調(diào)度算法需要綜合考慮任務(wù)的優(yōu)先級(jí)、執(zhí)行時(shí)間、執(zhí)行次數(shù)等因素。

6.A

解析思路：最短剩余時(shí)間優(yōu)先調(diào)度能夠保證任務(wù)在最短的時(shí)間內(nèi)完成，適用于對(duì)響應(yīng)時(shí)間要求嚴(yán)格的系統(tǒng)。

7.D

解析思路：實(shí)時(shí)性分析通常采用時(shí)間分割法、實(shí)時(shí)性測(cè)試、仿真法等多種方法來(lái)評(píng)估系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性能。

8.A

解析思路：任務(wù)執(zhí)行時(shí)間超過(guò)截止時(shí)間是實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的常見(jiàn)問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致實(shí)時(shí)性不可保證。

9.D

解析思路：死鎖問(wèn)題的解決方法包括預(yù)防死鎖、檢測(cè)與恢復(fù)死鎖、忽略死鎖和系統(tǒng)優(yōu)化等。

10.B

解析思路：在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，任務(wù)調(diào)度算法的設(shè)計(jì)最為重要，因?yàn)樗苯佑绊懙饺蝿?wù)的實(shí)時(shí)性。

二、多項(xiàng)選擇題

1.ABCDEF

解析思路：實(shí)時(shí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法包括任務(wù)調(diào)度、優(yōu)先級(jí)分配、實(shí)時(shí)性分析、系統(tǒng)資源管理、故障處理與容錯(cuò)以及系統(tǒng)測(cè)試與驗(yàn)證。

2.ABCD

解析思路：實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的調(diào)度策略包括優(yōu)先級(jí)調(diào)度、最短剩余時(shí)間優(yōu)先調(diào)度、輪轉(zhuǎn)調(diào)度和先來(lái)先服務(wù)調(diào)度。

3.ABCDF

解析思路：實(shí)時(shí)性分析方法包括時(shí)間分割法、實(shí)時(shí)性測(cè)試、仿真法、模型檢查和故障注入測(cè)試。

4.ABCDF

解析思路：解決死鎖問(wèn)題的方法包括預(yù)防死鎖、檢測(cè)與恢復(fù)死鎖、死鎖避免、死鎖解除和死鎖轉(zhuǎn)換。

5.ABCDEF

解析思路：實(shí)時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮任務(wù)實(shí)時(shí)性、系統(tǒng)資源、系統(tǒng)性能、系統(tǒng)可靠性、系統(tǒng)安全性和用戶界面設(shè)計(jì)。

6.ABCDEF

解析思路：任務(wù)調(diào)度算法需要考慮任務(wù)的優(yōu)先級(jí)、執(zhí)行時(shí)間、截止時(shí)間、執(zhí)行次數(shù)、優(yōu)先級(jí)搶占性和響應(yīng)時(shí)間。

7.ABCDEF

解析思路：實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的同步機(jī)制包括信號(hào)量、互斥鎖、條件變量、事件、消息隊(duì)列和共享內(nèi)存。

8.ABCDEF

解析思路：實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的資源管理策略包括資源分配、回收、預(yù)留、搶占、同步和調(diào)度。

9.ABCDEF

解析思路：實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的中斷處理包括中斷優(yōu)先級(jí)、響應(yīng)時(shí)間、屏蔽、嵌套、處理程序和向量表。

10.ABCDEF

解析思路：實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)性保證措施包括實(shí)時(shí)調(diào)度、實(shí)時(shí)通信、實(shí)時(shí)存儲(chǔ)、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、實(shí)時(shí)監(jiān)控和實(shí)時(shí)診斷。

三、判斷題

1.×

解析思路：實(shí)時(shí)系統(tǒng)與通用操作系統(tǒng)的調(diào)度策略不同，實(shí)時(shí)系統(tǒng)更注重任務(wù)的實(shí)時(shí)性。

2.√

解析思路：任務(wù)的優(yōu)先級(jí)越高，其響應(yīng)時(shí)間越短，這是優(yōu)先級(jí)調(diào)度策略的基本原理。

3.√

解析思路：任務(wù)的截止時(shí)間是任務(wù)必須完成的最晚時(shí)間，超過(guò)這個(gè)時(shí)間將違反實(shí)時(shí)性要求。

4.×

解析思路：增加系統(tǒng)資源不能直接解決死鎖問(wèn)題，死鎖是由于資源分配不當(dāng)和進(jìn)程競(jìng)爭(zhēng)引起的。

5.√

解析思路：任務(wù)調(diào)度算法必須保證任務(wù)的實(shí)時(shí)性，否則實(shí)時(shí)系統(tǒng)的基本功能將無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

6.√

解析思路：任務(wù)優(yōu)先級(jí)分配應(yīng)該根據(jù)任務(wù)的緊急程度進(jìn)行，以確保系統(tǒng)對(duì)緊急任務(wù)的響應(yīng)。

7.√

解析思路：優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致低優(yōu)先級(jí)任務(wù)長(zhǎng)期得不到執(zhí)行，因此需要避免。

8.×

解析思路：資源分配應(yīng)該遵循“最短服務(wù)時(shí)間”原則，以?xún)?yōu)化系統(tǒng)資源利用。

9.√

解析思路：任務(wù)執(zhí)行時(shí)間應(yīng)該小于其截止時(shí)間，以確保任務(wù)的實(shí)時(shí)性。

10.√

解析思路：任務(wù)調(diào)度算法應(yīng)該能夠處理動(dòng)態(tài)變化的任務(wù)優(yōu)先級(jí)，以適應(yīng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)需求。

四、簡(jiǎn)答題

1.實(shí)時(shí)系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度是指根據(jù)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)、截止時(shí)間等因素，合理安排任務(wù)的執(zhí)行順序，以保證任務(wù)的實(shí)時(shí)性和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。任務(wù)調(diào)度的重要性在于它直接關(guān)系到實(shí)時(shí)系統(tǒng)的性能和可靠性。

2.實(shí)時(shí)系統(tǒng)的優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)問(wèn)題是指低優(yōu)先級(jí)任務(wù)由于某種原因（如等待高優(yōu)先級(jí)任務(wù)釋放資源）而長(zhǎng)期得不到執(zhí)行，導(dǎo)致高優(yōu)先級(jí)任務(wù)的響應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)。為了避免優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)，可以采用優(yōu)先級(jí)繼承、優(yōu)先級(jí)天花板等方法。

3.實(shí)時(shí)系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度算法的設(shè)計(jì)原則包括：保證任務(wù)的實(shí)時(shí)性、提高系統(tǒng)的吞吐量、優(yōu)化資源利用、簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)、適應(yīng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)變化等。