嵌入式實(shí)時系統(tǒng)概述及試題及答案

嵌入式實(shí)時系統(tǒng)概述及試題及答案姓名：____________________

一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共10題）

1.嵌入式系統(tǒng)通常指的是：

A.基于通用處理器的計算機(jī)系統(tǒng)

B.基于專用處理器的計算機(jī)系統(tǒng)

C.基于FPGA的計算機(jī)系統(tǒng)

D.基于ASIC的計算機(jī)系統(tǒng)

2.嵌入式系統(tǒng)的核心是：

A.操作系統(tǒng)

B.應(yīng)用軟件

C.硬件平臺

D.硬件電路

3.嵌入式系統(tǒng)與通用計算機(jī)系統(tǒng)的最大區(qū)別在于：

A.處理器性能

B.存儲容量

C.系統(tǒng)實(shí)時性

D.系統(tǒng)穩(wěn)定性

4.嵌入式系統(tǒng)中的實(shí)時操作系統(tǒng)（RTOS）的主要作用是：

A.提高系統(tǒng)性能

B.提高系統(tǒng)可靠性

C.提高系統(tǒng)實(shí)時性

D.提高系統(tǒng)可擴(kuò)展性

5.實(shí)時系統(tǒng)的關(guān)鍵性能指標(biāo)包括：

A.響應(yīng)時間、吞吐量、可靠性

B.響應(yīng)時間、吞吐量、穩(wěn)定性

C.響應(yīng)時間、吞吐量、可擴(kuò)展性

D.響應(yīng)時間、可靠性、可擴(kuò)展性

6.以下哪項(xiàng)不是實(shí)時系統(tǒng)中的任務(wù)：

A.系統(tǒng)初始化任務(wù)

B.用戶交互任務(wù)

C.數(shù)據(jù)采集任務(wù)

D.系統(tǒng)監(jiān)控任務(wù)

7.實(shí)時系統(tǒng)中，任務(wù)調(diào)度策略主要分為：

A.先來先服務(wù)（FCFS）、最短作業(yè)優(yōu)先（SJF）

B.最短剩余時間優(yōu)先（SRTF）、優(yōu)先級調(diào)度

C.輪轉(zhuǎn)調(diào)度、固定優(yōu)先級調(diào)度

D.優(yōu)先級調(diào)度、輪轉(zhuǎn)調(diào)度

8.以下哪種實(shí)時系統(tǒng)屬于硬實(shí)時系統(tǒng)：

A.飛行控制系統(tǒng)

B.網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)

C.嵌入式Web服務(wù)器

D.嵌入式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

9.實(shí)時系統(tǒng)中，中斷服務(wù)程序（ISR）的執(zhí)行時間應(yīng)：

A.盡可能短

B.盡可能長

C.與任務(wù)執(zhí)行時間相同

D.與系統(tǒng)負(fù)載無關(guān)

10.嵌入式實(shí)時系統(tǒng)設(shè)計時，應(yīng)遵循以下原則：

A.系統(tǒng)模塊化、可擴(kuò)展性、可維護(hù)性

B.系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性、實(shí)時性

C.系統(tǒng)高性能、低功耗、低成本

D.系統(tǒng)安全性、易用性、可移植性

二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共5題）

1.嵌入式系統(tǒng)的主要特點(diǎn)包括：

A.專用性

B.實(shí)時性

C.高效性

D.可靠性

2.實(shí)時操作系統(tǒng)的分類包括：

A.實(shí)時操作系統(tǒng)

B.實(shí)時嵌入式操作系統(tǒng)

C.實(shí)時固件

D.實(shí)時中間件

3.實(shí)時系統(tǒng)中的任務(wù)調(diào)度策略有：

A.先來先服務(wù)（FCFS）

B.最短作業(yè)優(yōu)先（SJF）

C.最短剩余時間優(yōu)先（SRTF）

D.固定優(yōu)先級調(diào)度

4.嵌入式實(shí)時系統(tǒng)設(shè)計時，應(yīng)考慮以下因素：

A.硬件平臺

B.系統(tǒng)需求

C.軟件架構(gòu)

D.系統(tǒng)性能

5.實(shí)時系統(tǒng)中的中斷處理過程包括：

A.中斷請求

B.中斷響應(yīng)

C.中斷處理

D.中斷恢復(fù)

三、判斷題（每題2分，共5題）

1.嵌入式系統(tǒng)與通用計算機(jī)系統(tǒng)在硬件平臺、軟件架構(gòu)等方面存在較大差異。（√）

2.實(shí)時操作系統(tǒng)的實(shí)時性越高，系統(tǒng)性能越好。（×）

3.實(shí)時系統(tǒng)中，任務(wù)調(diào)度策略的優(yōu)先級越高，任務(wù)執(zhí)行時間越短。（√）

4.實(shí)時系統(tǒng)中，中斷服務(wù)程序（ISR）的執(zhí)行時間應(yīng)盡可能短。（√）

5.嵌入式實(shí)時系統(tǒng)設(shè)計時，應(yīng)遵循系統(tǒng)模塊化、可擴(kuò)展性、可維護(hù)性等原則。（√）

四、簡答題（每題5分，共10分）

1.簡述嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)。

2.簡述實(shí)時操作系統(tǒng)的分類及特點(diǎn)。

二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共10題）

1.嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)包括：

A.專用性

B.實(shí)時性

C.高效性

D.可靠性

E.低功耗

F.硬件資源受限

G.軟件可定制性

H.封閉性

I.易于集成

J.成本效益高

2.實(shí)時操作系統(tǒng)的分類及特點(diǎn)包括：

A.實(shí)時操作系統(tǒng)（RTOS）：具有嚴(yán)格的實(shí)時性要求，適用于對時間敏感的應(yīng)用。

B.實(shí)時嵌入式操作系統(tǒng)（RTOS-EE）：結(jié)合了嵌入式操作系統(tǒng)的特點(diǎn)，適用于嵌入式系統(tǒng)。

C.實(shí)時固件：用于實(shí)現(xiàn)實(shí)時功能的固件，通常用于微控制器和處理器。

D.實(shí)時中間件：提供實(shí)時通信和服務(wù)的軟件層，用于連接不同的實(shí)時系統(tǒng)組件。

E.實(shí)時數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（RTDBMS）：支持實(shí)時數(shù)據(jù)處理的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。

F.實(shí)時Web服務(wù)器：能夠處理實(shí)時請求的Web服務(wù)器。

3.實(shí)時系統(tǒng)中的任務(wù)調(diào)度策略有：

A.先來先服務(wù)（FCFS）

B.最短作業(yè)優(yōu)先（SJF）

C.最短剩余時間優(yōu)先（SRTF）

D.固定優(yōu)先級調(diào)度

E.輪轉(zhuǎn)調(diào)度

F.負(fù)載均衡調(diào)度

G.最小化調(diào)度

H.優(yōu)先級繼承調(diào)度

I.優(yōu)先級天花板調(diào)度

J.實(shí)時調(diào)度

4.嵌入式實(shí)時系統(tǒng)設(shè)計時，應(yīng)考慮以下因素：

A.硬件平臺的選擇

B.系統(tǒng)需求分析

C.軟件架構(gòu)設(shè)計

D.系統(tǒng)性能優(yōu)化

E.系統(tǒng)可靠性與安全性

F.系統(tǒng)可維護(hù)性與可擴(kuò)展性

G.系統(tǒng)功耗管理

H.系統(tǒng)成本控制

I.系統(tǒng)兼容性與標(biāo)準(zhǔn)化

J.系統(tǒng)開發(fā)周期與資源分配

5.實(shí)時系統(tǒng)中的中斷處理過程包括：

A.中斷請求的產(chǎn)生

B.中斷優(yōu)先級判斷

C.中斷服務(wù)程序的執(zhí)行

D.中斷服務(wù)程序的返回

E.中斷處理狀態(tài)的保存

F.中斷處理狀態(tài)的恢復(fù)

G.中斷服務(wù)程序的中斷嵌套

H.中斷服務(wù)程序的優(yōu)先級調(diào)整

I.中斷處理后的系統(tǒng)狀態(tài)檢查

J.中斷處理后的任務(wù)調(diào)度調(diào)整

6.嵌入式實(shí)時系統(tǒng)的測試方法包括：

A.單元測試

B.集成測試

C.系統(tǒng)測試

D.性能測試

E.可靠性測試

F.實(shí)時性測試

G.安全性測試

H.兼容性測試

I.用戶接受測試

J.自動化測試

7.實(shí)時系統(tǒng)中的資源管理包括：

A.內(nèi)存管理

B.CPU管理

C.硬件設(shè)備管理

D.任務(wù)管理

E.數(shù)據(jù)管理

F.中斷管理

G.通信管理

H.同步與互斥管理

I.信號量管理

J.線程管理

8.嵌入式實(shí)時系統(tǒng)中的并發(fā)控制方法包括：

A.臨界區(qū)互斥

B.信號量

C.互斥鎖

D.條件變量

E.讀寫鎖

F.事務(wù)管理

G.狀態(tài)機(jī)

H.優(yōu)先級繼承

I.優(yōu)先級天花板

J.優(yōu)先級倒置

9.嵌入式實(shí)時系統(tǒng)的實(shí)時性能評估指標(biāo)包括：

A.響應(yīng)時間

B.周期性

C.優(yōu)先級反轉(zhuǎn)

D.延遲

E.吞吐量

F.可靠性

G.可維護(hù)性

H.可擴(kuò)展性

I.成本效益

J.用戶滿意度

10.嵌入式實(shí)時系統(tǒng)的開發(fā)工具包括：

A.編譯器

B.鏈接器

C.調(diào)試器

D.版本控制系統(tǒng)

E.性能分析工具

F.仿真器

G.實(shí)時操作系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境

H.硬件開發(fā)平臺

I.系統(tǒng)集成工具

J.用戶界面設(shè)計工具

三、判斷題（每題2分，共10題）

1.嵌入式系統(tǒng)中的處理器通常采用通用處理器架構(gòu)。（×）

2.嵌入式系統(tǒng)的實(shí)時性要求通常高于通用計算機(jī)系統(tǒng)。（√）

3.實(shí)時操作系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度策略總是優(yōu)先執(zhí)行優(yōu)先級最高的任務(wù)。（×）

4.實(shí)時系統(tǒng)中，中斷服務(wù)程序（ISR）的執(zhí)行時間可以無限長。（×）

5.嵌入式實(shí)時系統(tǒng)設(shè)計時，硬件平臺的選擇對系統(tǒng)性能沒有影響。（×）

6.實(shí)時系統(tǒng)中的任務(wù)可以隨時被中斷，而不會影響系統(tǒng)的實(shí)時性。（×）

7.嵌入式實(shí)時系統(tǒng)的測試主要關(guān)注軟件部分的性能。（×）

8.實(shí)時系統(tǒng)中的資源管理主要涉及內(nèi)存和CPU資源。（×）

9.嵌入式實(shí)時系統(tǒng)的并發(fā)控制主要是通過信號量實(shí)現(xiàn)的。（√）

10.嵌入式實(shí)時系統(tǒng)的實(shí)時性能可以通過增加硬件資源來提高。（×）

11.嵌入式實(shí)時系統(tǒng)的開發(fā)過程中，版本控制系統(tǒng)的作用是管理代碼變更。（√）

12.實(shí)時系統(tǒng)中的任務(wù)調(diào)度策略可以確保系統(tǒng)在任何情況下都不會發(fā)生優(yōu)先級反轉(zhuǎn)。（×）

13.嵌入式實(shí)時系統(tǒng)的硬件設(shè)計應(yīng)該盡量簡單，以降低成本。（√）

14.實(shí)時系統(tǒng)中的中斷處理程序應(yīng)該盡可能快地完成，以減少對系統(tǒng)的影響。（√）

15.嵌入式實(shí)時系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)該遵循模塊化設(shè)計原則，以提高系統(tǒng)的可維護(hù)性。（√）

四、簡答題（每題5分，共6題）

1.簡述嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)。

-嵌入式系統(tǒng)通常具有以下特點(diǎn)：專用性、實(shí)時性、高效性、可靠性、低功耗、硬件資源受限、軟件可定制性、封閉性、易于集成、成本效益高。

2.簡述實(shí)時操作系統(tǒng)的分類及特點(diǎn)。

-實(shí)時操作系統(tǒng)主要分為以下幾類：實(shí)時操作系統(tǒng)（RTOS）、實(shí)時嵌入式操作系統(tǒng)（RTOS-EE）、實(shí)時固件、實(shí)時中間件、實(shí)時數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（RTDBMS）、實(shí)時Web服務(wù)器。它們的特點(diǎn)包括嚴(yán)格的實(shí)時性要求、適用于對時間敏感的應(yīng)用、結(jié)合嵌入式操作系統(tǒng)的特點(diǎn)、提供實(shí)時通信和服務(wù)、支持實(shí)時數(shù)據(jù)處理等。

3.簡述實(shí)時系統(tǒng)中的任務(wù)調(diào)度策略。

-實(shí)時系統(tǒng)中的任務(wù)調(diào)度策略包括：先來先服務(wù)（FCFS）、最短作業(yè)優(yōu)先（SJF）、最短剩余時間優(yōu)先（SRTF）、固定優(yōu)先級調(diào)度、輪轉(zhuǎn)調(diào)度、負(fù)載均衡調(diào)度、最小化調(diào)度、優(yōu)先級繼承調(diào)度、優(yōu)先級天花板調(diào)度、實(shí)時調(diào)度等。

4.簡述嵌入式實(shí)時系統(tǒng)設(shè)計時，應(yīng)考慮的因素。

-嵌入式實(shí)時系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)考慮以下因素：硬件平臺選擇、系統(tǒng)需求分析、軟件架構(gòu)設(shè)計、系統(tǒng)性能優(yōu)化、系統(tǒng)可靠性與安全性、系統(tǒng)可維護(hù)性與可擴(kuò)展性、系統(tǒng)功耗管理、系統(tǒng)成本控制、系統(tǒng)集成工具、用戶界面設(shè)計工具等。

5.簡述實(shí)時系統(tǒng)中的資源管理。

-實(shí)時系統(tǒng)中的資源管理包括內(nèi)存管理、CPU管理、硬件設(shè)備管理、任務(wù)管理、數(shù)據(jù)管理、中斷管理、通信管理、同步與互斥管理、信號量管理、線程管理等。

6.簡述嵌入式實(shí)時系統(tǒng)的開發(fā)工具。

-嵌入式實(shí)時系統(tǒng)的開發(fā)工具包括編譯器、鏈接器、調(diào)試器、版本控制系統(tǒng)、性能分析工具、仿真器、實(shí)時操作系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境、硬件開發(fā)平臺、系統(tǒng)集成工具、用戶界面設(shè)計工具等。

試卷答案如下

一、單項(xiàng)選擇題

1.B

解析思路：嵌入式系統(tǒng)通常指基于專用處理器的計算機(jī)系統(tǒng)。

2.A

解析思路：嵌入式系統(tǒng)的核心是其操作系統(tǒng)，負(fù)責(zé)管理和調(diào)度系統(tǒng)資源。

3.C

解析思路：嵌入式系統(tǒng)設(shè)計時更注重實(shí)時性，與通用計算機(jī)系統(tǒng)的實(shí)時性要求不同。

4.C

解析思路：RTOS的主要目的是確保系統(tǒng)能夠按照預(yù)設(shè)的時間要求執(zhí)行任務(wù)。

5.A

解析思路：響應(yīng)時間、吞吐量、可靠性是實(shí)時系統(tǒng)性能的關(guān)鍵指標(biāo)。

6.D

解析思路：系統(tǒng)監(jiān)控任務(wù)通常由操作系統(tǒng)或監(jiān)控軟件負(fù)責(zé)，不屬于用戶任務(wù)。

7.B

解析思路：實(shí)時系統(tǒng)中常見的任務(wù)調(diào)度策略包括最短剩余時間優(yōu)先（SRTF）和優(yōu)先級調(diào)度。

8.A

解析思路：硬實(shí)時系統(tǒng)要求系統(tǒng)能夠在最壞情況下保證任務(wù)完成，如飛行控制系統(tǒng)。

9.A

解析思路：ISR執(zhí)行時間應(yīng)盡可能短，以減少對實(shí)時性的影響。

10.A

解析思路：嵌入式系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)遵循模塊化、可擴(kuò)展性、可維護(hù)性等原則。

二、多項(xiàng)選擇題

1.ABCDEF

解析思路：這些是嵌入式系統(tǒng)的典型特點(diǎn)，如專用性、實(shí)時性、高效性等。

2.ABC

解析思路：實(shí)時操作系統(tǒng)、實(shí)時嵌入式操作系統(tǒng)、實(shí)時固件是常見的實(shí)時系統(tǒng)分類。

3.ABCDE

解析思路：這些是常見的實(shí)時系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度策略。

4.ABCDEF

解析思路：這些是嵌入式實(shí)時系統(tǒng)設(shè)計時需要考慮的重要因素。

5.ABCDE

解析思路：中斷處理過程包括請求、響應(yīng)、執(zhí)行、返回和狀態(tài)管理。

三、判斷題

1.×

解析思路：嵌入式系統(tǒng)處理器通常是專用的，不采用通用處理器架構(gòu)。

2.√

解析思路：實(shí)時性是嵌入式系統(tǒng)的關(guān)鍵要求。

3.×

解析思路：優(yōu)先級最高的任務(wù)不一定總是首先執(zhí)行。

4.×

解析思路：ISR執(zhí)行時間過長會違反實(shí)時性要求。

5.×

解析思路：硬件平臺選擇對系統(tǒng)性能有直接影響。

6.×

解析思路：任務(wù)中斷可能會影響實(shí)時性。

7.×

解析思路：測試應(yīng)關(guān)注軟件和硬件的整體性能。

8.×

解析思路：資源管理不僅涉及內(nèi)存和CPU，還包括其他硬件資源。

9.√

解析思路：信號量是常見的并發(fā)控制機(jī)制。

10.×

解析思路：增加硬件資源并不一定能提高實(shí)時性能。

四、簡答題

1.簡述嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)。

-專用性、實(shí)時性、高效性、可靠性、低功耗、硬件資源受限、軟件可定制性、封閉性、易于集成、成本效益高。

2.簡述實(shí)時操作系統(tǒng)的分類及特點(diǎn)。

-實(shí)時操作系統(tǒng)（RTOS）、實(shí)時嵌入式操作系統(tǒng)（RTOS-EE）、實(shí)時固件、實(shí)時中間件、實(shí)時數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（RTDBMS）、實(shí)時Web服務(wù)器。它們的特點(diǎn)包括嚴(yán)格的實(shí)時性要求、適用于對時間敏感的應(yīng)用、結(jié)合嵌入式操作系統(tǒng)的特點(diǎn)、提供實(shí)時通信和服務(wù)、支持實(shí)時數(shù)據(jù)處理等。

3.簡述實(shí)時系統(tǒng)中的任務(wù)調(diào)度策略。

-先來先服務(wù)（FCFS）、最短作業(yè)優(yōu)先（SJF）、最短剩余時間優(yōu)先（SRTF）、固定優(yōu)先級調(diào)度、輪轉(zhuǎn)調(diào)度、負(fù)載均衡調(diào)度、最小化調(diào)度、優(yōu)先級繼承調(diào)度、優(yōu)先級天花板調(diào)度、實(shí)時調(diào)度等。

4.