C語言編程中的實(shí)時系統(tǒng)開發(fā)實(shí)例試題及答案

C語言編程中的實(shí)時系統(tǒng)開發(fā)實(shí)例試題及答案姓名：____________________

一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共10題）

1.實(shí)時系統(tǒng)開發(fā)中，以下哪個概念描述了系統(tǒng)能夠在規(guī)定的時間內(nèi)完成特定任務(wù)的能力？

A.可靠性

B.響應(yīng)性

C.可維護(hù)性

D.可擴(kuò)展性

2.在實(shí)時系統(tǒng)中，以下哪個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)通常用于存儲和調(diào)度任務(wù)？

A.隊(duì)列

B.棧

C.樹

D.圖

3.以下哪個函數(shù)是C語言中用于創(chuàng)建線程的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)？

A.pthread_create

B.thread_create

C.create_thread

D.new_thread

4.在實(shí)時系統(tǒng)中，為了保證任務(wù)的實(shí)時性，通常采用以下哪種調(diào)度策略？

A.先到先服務(wù)（FCFS）

B.最短作業(yè)優(yōu)先（SJF）

C.最短剩余時間優(yōu)先（SRTF）

D.輪轉(zhuǎn)調(diào)度

5.以下哪個函數(shù)是C語言中用于設(shè)置線程優(yōu)先級的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)？

A.pthread_setschedparam

B.set_priority

C.pthread_setpriority

D.priority_set

6.在實(shí)時系統(tǒng)中，以下哪個函數(shù)用于獲取當(dāng)前線程的優(yōu)先級？

A.pthread_getschedparam

B.get_priority

C.pthread_getpriority

D.priority_get

7.實(shí)時系統(tǒng)中，以下哪個概念描述了任務(wù)在規(guī)定時間內(nèi)的完成情況？

A.完成度

B.響應(yīng)時間

C.周期

D.優(yōu)先級

8.在實(shí)時系統(tǒng)中，以下哪個函數(shù)用于設(shè)置任務(wù)的超時時間？

A.pthread_settimeout

B.set_timeout

C.pthread_timeout

D.timeout_set

9.實(shí)時系統(tǒng)中，以下哪個函數(shù)用于檢測任務(wù)是否超時？

A.pthread_timedwait

B.timedwait

C.pthread_wait

D.wait

10.在實(shí)時系統(tǒng)中，以下哪個函數(shù)用于釋放線程？

A.pthread_join

B.join_thread

C.pthread_destroy

D.destroy_thread

二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共10題）

1.實(shí)時系統(tǒng)開發(fā)中，以下哪些因素可能影響任務(wù)的實(shí)時性？

A.硬件資源

B.軟件設(shè)計(jì)

C.外部干擾

D.操作系統(tǒng)調(diào)度

E.用戶輸入

2.在實(shí)時系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，以下哪些技術(shù)可以提高系統(tǒng)的實(shí)時性能？

A.多線程編程

B.硬件加速

C.預(yù)分時調(diào)度

D.內(nèi)存管理優(yōu)化

E.代碼優(yōu)化

3.以下哪些是實(shí)時系統(tǒng)開發(fā)中常用的同步機(jī)制？

A.互斥鎖

B.信號量

C.條件變量

D.讀寫鎖

E.管道

4.在實(shí)時系統(tǒng)中，以下哪些是任務(wù)調(diào)度策略的關(guān)鍵參數(shù)？

A.優(yōu)先級

B.周期

C.完成時間

D.響應(yīng)時間

E.執(zhí)行時間

5.以下哪些是實(shí)時系統(tǒng)開發(fā)中常見的實(shí)時操作系統(tǒng)（RTOS）？

A.FreeRTOS

B.VxWorks

C.QNX

D.Linux

E.Windows

6.在實(shí)時系統(tǒng)中，以下哪些是用于處理中斷的函數(shù)或方法？

A.中斷服務(wù)例程（ISR）

B.中斷向量表

C.異常處理

D.信號處理

E.上下文切換

7.以下哪些是實(shí)時系統(tǒng)開發(fā)中用于性能分析和調(diào)試的工具？

A.性能計(jì)數(shù)器

B.調(diào)試器

C.代碼覆蓋率分析

D.內(nèi)存泄漏檢測

E.代碼審查

8.在實(shí)時系統(tǒng)中，以下哪些是用于任務(wù)調(diào)度的算法？

A.最短作業(yè)優(yōu)先（SJF）

B.最短剩余時間優(yōu)先（SRTF）

C.輪轉(zhuǎn)調(diào)度

D.先到先服務(wù)（FCFS）

E.多級反饋隊(duì)列調(diào)度

9.以下哪些是實(shí)時系統(tǒng)開發(fā)中用于任務(wù)間通信的方法？

A.共享內(nèi)存

B.消息隊(duì)列

C.信號量

D.管道

E.事件

10.在實(shí)時系統(tǒng)中，以下哪些是用于處理并發(fā)和同步的C語言庫函數(shù)？

A.pthread_mutex_lock

B.pthread_mutex_unlock

C.pthread_cond_wait

D.pthread_cond_signal

E.pthread_cond_broadcast

三、判斷題（每題2分，共10題）

1.實(shí)時系統(tǒng)中的任務(wù)通常具有確定的執(zhí)行時間，因此任務(wù)調(diào)度是實(shí)時系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問題。（）

2.在實(shí)時系統(tǒng)中，任務(wù)的優(yōu)先級越高，其執(zhí)行時間就越短。（）

3.實(shí)時系統(tǒng)中的任務(wù)調(diào)度策略通常采用固定優(yōu)先級調(diào)度。（）

4.實(shí)時系統(tǒng)中，中斷服務(wù)例程（ISR）的執(zhí)行時間越短，系統(tǒng)的實(shí)時性能越好。（）

5.實(shí)時系統(tǒng)中的任務(wù)調(diào)度通常不考慮任務(wù)的執(zhí)行時間，只考慮任務(wù)的優(yōu)先級。（）

6.在實(shí)時系統(tǒng)中，多線程編程可以提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度和吞吐量。（）

7.實(shí)時系統(tǒng)中的任務(wù)調(diào)度策略可以保證所有任務(wù)都能在規(guī)定的時間內(nèi)完成。（）

8.實(shí)時系統(tǒng)中的任務(wù)通常不會受到操作系統(tǒng)調(diào)度算法的影響。（）

9.實(shí)時系統(tǒng)開發(fā)中，硬件資源的選擇對系統(tǒng)的實(shí)時性能沒有影響。（）

10.實(shí)時系統(tǒng)中的任務(wù)調(diào)度策略可以保證任務(wù)的響應(yīng)時間小于其截止時間。（）

四、簡答題（每題5分，共6題）

1.簡述實(shí)時系統(tǒng)中任務(wù)調(diào)度的基本概念和重要性。

2.解釋什么是優(yōu)先級繼承協(xié)議，并說明其如何提高實(shí)時系統(tǒng)的可靠性。

3.簡要描述實(shí)時系統(tǒng)中的中斷處理流程，并說明中斷對實(shí)時性能的影響。

4.論述實(shí)時系統(tǒng)中任務(wù)調(diào)度策略的選擇對系統(tǒng)性能的影響。

5.解釋什么是實(shí)時系統(tǒng)的截止時間，并說明如何評估任務(wù)的實(shí)時性能。

6.簡要介紹實(shí)時系統(tǒng)中常見的同步機(jī)制及其在任務(wù)間通信中的作用。

試卷答案如下

一、單項(xiàng)選擇題

1.B

解析思路：響應(yīng)性是實(shí)時系統(tǒng)最基本的要求，指的是系統(tǒng)能在規(guī)定時間內(nèi)對外部事件做出反應(yīng)。

2.A

解析思路：隊(duì)列是用于存儲和調(diào)度任務(wù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，適合實(shí)時系統(tǒng)中的任務(wù)管理。

3.A

解析思路：pthread_create是C標(biāo)準(zhǔn)庫中用于創(chuàng)建線程的函數(shù)。

4.C

解析思路：最短剩余時間優(yōu)先（SRTF）是一種常見的實(shí)時調(diào)度策略，能夠保證實(shí)時性。

5.A

解析思路：pthread_setschedparam是C標(biāo)準(zhǔn)庫中用于設(shè)置線程調(diào)度參數(shù)的函數(shù)。

6.A

解析思路：pthread_getschedparam是C標(biāo)準(zhǔn)庫中用于獲取線程調(diào)度參數(shù)的函數(shù)。

7.B

解析思路：響應(yīng)時間是指任務(wù)從啟動到完成所需的時間，是實(shí)時性能的重要指標(biāo)。

8.A

解析思路：pthread_settimeout是C標(biāo)準(zhǔn)庫中用于設(shè)置線程超時時間的函數(shù)。

9.A

解析思路：pthread_timedwait是C標(biāo)準(zhǔn)庫中用于檢測任務(wù)是否超時的函數(shù)。

10.A

解析思路：pthread_join是C標(biāo)準(zhǔn)庫中用于釋放線程的函數(shù)。

二、多項(xiàng)選擇題

1.ABCD

解析思路：硬件資源、軟件設(shè)計(jì)、外部干擾和操作系統(tǒng)調(diào)度都會影響實(shí)時性。

2.ABCDE

解析思路：多線程編程、硬件加速、預(yù)分時調(diào)度、內(nèi)存管理優(yōu)化和代碼優(yōu)化都可以提高實(shí)時性能。

3.ABCDE

解析思路：互斥鎖、信號量、條件變量、讀寫鎖和管道都是實(shí)時系統(tǒng)中常用的同步機(jī)制。

4.ABCDE

解析思路：優(yōu)先級、周期、完成時間、響應(yīng)時間和執(zhí)行時間是任務(wù)調(diào)度策略的關(guān)鍵參數(shù)。

5.ABCDE

解析思路：FreeRTOS、VxWorks、QNX、Linux和Windows都是常見的實(shí)時操作系統(tǒng)。

6.ABCDE

解析思路：中斷服務(wù)例程（ISR）、中斷向量表、異常處理、信號處理和上下文切換都是處理中斷的方法。

7.ABCDE

解析思路：性能計(jì)數(shù)器、調(diào)試器、代碼覆蓋率分析、內(nèi)存泄漏檢測和代碼審查都是性能分析和調(diào)試工具。

8.ABCDE

解析思路：最短作業(yè)優(yōu)先（SJF）、最短剩余時間優(yōu)先（SRTF）、輪轉(zhuǎn)調(diào)度、先到先服務(wù)（FCFS）和多級反饋隊(duì)列調(diào)度都是任務(wù)調(diào)度算法。

9.ABCDE

解析思路：共享內(nèi)存、消息隊(duì)列、信號量、管道和事件都是任務(wù)間通信的方法。

10.ABCDE

解析思路：pthread_mutex_lock、pthread_mutex_unlock、pthread_cond_wait、pthread_cond_signal和pthread_cond_broadcast都是處理并發(fā)和同步的C語言庫函數(shù)。

三、判斷題

1.√

解析思路：實(shí)時系統(tǒng)中的任務(wù)調(diào)度是確保任務(wù)按時完成的關(guān)鍵。

2.×

解析思路：優(yōu)先級越高，并不意味著執(zhí)行時間越短，執(zhí)行時間還受其他因素影響。

3.×

解析思路：固定優(yōu)先級調(diào)度可能不適合所有實(shí)時任務(wù)。

4.√

解析思路：ISR執(zhí)行時間短可以減少對實(shí)時性能的影響。

5.×

解析思路：任務(wù)調(diào)度策略不僅要考慮優(yōu)先級，還要考慮執(zhí)行時間。

6.√

解析思路：多線程可以提高并發(fā)執(zhí)行和響應(yīng)速度。

7.×

解析思路：操作系統(tǒng)調(diào)度算法會影響實(shí)時任務(wù)的執(zhí)行。

8.×

解析思路：硬件資源的選擇對實(shí)時性能有直接影響。

9.×

解析思路：硬件資源的選擇對實(shí)時性能有顯著影響。

10.√

解析思路：任務(wù)調(diào)度策略需要保證響應(yīng)時間小于截止時間。

四、簡答題

1.實(shí)時系統(tǒng)中任務(wù)調(diào)度的基本概念是指根據(jù)一定的策略對任務(wù)進(jìn)行排序和執(zhí)行，以確保任務(wù)在規(guī)定的時間內(nèi)完成。重要性在于保證實(shí)時性能和系統(tǒng)穩(wěn)定性。

2.優(yōu)先級繼承協(xié)議是一種避免優(yōu)先級反轉(zhuǎn)的方法，當(dāng)?shù)蛢?yōu)先級任務(wù)持有高優(yōu)先級任務(wù)所需的資源時，低優(yōu)先級任務(wù)會臨時提升到高優(yōu)先級，釋放資源后恢復(fù)原優(yōu)先級。這樣可以提高實(shí)時系統(tǒng)的可靠性。

3.中斷處理流程包括中斷請求、中斷