嵌入式系統的任務調度試題及答案姓名：____________________

一、單項選擇題（每題2分，共10題）

1.下列哪個不是嵌入式系統常用的實時操作系統？

A.VxWorks

B.FreeRTOS

C.Linux

D.Windows

2.嵌入式系統中的任務調度通常分為哪幾個階段？

A.創建、就緒、運行、阻塞、終止

B.等待、運行、暫停、完成

C.優先級調度、輪轉調度、固定優先級調度

D.分時調度、實時調度、非實時調度

3.以下哪個概念描述了任務調度的實時性？

A.響應時間

B.調度延遲

C.周期性

D.優先級

4.以下哪種調度算法適用于多任務實時系統？

A.先來先服務（FCFS）

B.最短作業優先（SJF）

C.最短剩余時間優先（SRTF）

D.優先級調度

5.以下哪個是嵌入式系統任務調度的目標之一？

A.確保系統穩定性

B.最小化任務切換時間

C.提高系統吞吐量

D.優化資源分配

6.在嵌入式系統中，以下哪種任務調度方式可以實現任務之間的協作？

A.事件驅動

B.隊列調度

C.優先級繼承

D.時間片輪轉

7.以下哪個是實時嵌入式系統任務調度的特點？

A.非實時系統可以容忍任務切換延遲

B.實時系統對任務切換延遲有嚴格要求

C.實時系統對任務執行時間有嚴格要求

D.實時系統對任務優先級有嚴格要求

8.以下哪個是嵌入式系統任務調度的層次結構之一？

A.操作系統、內核、任務調度器、任務

B.核心層、調度層、任務層、中斷處理

C.硬件層、操作系統層、應用層、驅動層

D.實時性、響應性、可靠性、可維護性

9.以下哪個是嵌入式系統任務調度的任務狀態？

A.就緒、運行、阻塞、創建、終止

B.等待、運行、暫停、完成、掛起

C.優先級、調度、分配、執行、完成

D.系統層、內核層、驅動層、硬件層

10.以下哪個是嵌入式系統任務調度的優先級調度算法？

A.優先級繼承

B.優先級天花板

C.優先級天花板協議

D.優先級反轉

二、填空題（每題2分，共5題）

1.嵌入式系統任務調度的主要目的是__________和__________。

2.實時嵌入式系統任務調度算法中，__________算法適用于單任務實時系統。

3.在嵌入式系統中，__________是一種常見的任務狀態。

4.嵌入式系統任務調度的層次結構中，__________負責任務調度。

5.嵌入式系統任務調度的優先級調度算法中，__________算法可以解決優先級反轉問題。

三、簡答題（每題5分，共10分）

1.簡述嵌入式系統任務調度的目的和意義。

2.簡述實時嵌入式系統任務調度的特點。

四、論述題（10分）

論述嵌入式系統任務調度中優先級調度算法的設計原則及其在實時系統中的應用。

二、多項選擇題（每題3分，共10題）

1.嵌入式系統任務調度算法需要考慮的因素包括：

A.任務優先級

B.任務執行時間

C.系統資源

D.任務之間的依賴關系

E.系統負載

2.以下哪些是嵌入式系統任務調度的調度策略？

A.先來先服務（FCFS）

B.最短作業優先（SJF）

C.最短剩余時間優先（SRTF）

D.優先級調度

E.時間片輪轉

3.以下哪些是實時嵌入式系統任務調度算法？

A.輪轉調度

B.優先級調度

C.最早截止時間優先（EDF）

D.固定優先級調度

E.最短任務間隔優先（STI）

4.以下哪些是嵌入式系統任務調度的調度目標？

A.最小化任務切換時間

B.最大化系統吞吐量

C.提高系統響應性

D.確保任務執行的正確性

E.優化資源分配

5.嵌入式系統任務調度的任務狀態可能包括：

A.就緒狀態

B.運行狀態

C.阻塞狀態

D.創建狀態

E.終止狀態

6.以下哪些是嵌入式系統任務調度的調度算法類型？

A.非搶占式調度

B.搶占式調度

C.靜態調度

D.動態調度

E.輪轉調度

7.以下哪些是嵌入式系統任務調度的資源分配策略？

A.時間片分配

B.資源池分配

C.動態分配

D.靜態分配

E.固定分配

8.以下哪些是嵌入式系統任務調度的實時性指標？

A.響應時間

B.調度延遲

C.周期性

D.可靠性

E.優先級

9.以下哪些是嵌入式系統任務調度的任務依賴關系？

A.任務之間的通信

B.任務之間的同步

C.任務之間的資源共享

D.任務之間的數據傳遞

E.任務之間的優先級設置

10.以下哪些是嵌入式系統任務調度的調度約束？

A.任務執行時間約束

B.任務切換時間約束

C.任務優先級約束

D.任務資源使用約束

E.任務響應時間約束

三、判斷題（每題2分，共10題）

1.嵌入式系統任務調度算法中，先來先服務（FCFS）算法可以保證任務的公平性。（）

2.實時嵌入式系統任務調度算法中，最早截止時間優先（EDF）算法可以保證任務的實時性。（）

3.嵌入式系統任務調度中，任務的優先級越高，其執行時間就越短。（）

4.嵌入式系統任務調度算法中，搶占式調度可以提高系統的響應速度。（）

5.嵌入式系統任務調度中，任務的阻塞狀態表示任務正在等待某個事件的發生。（）

6.嵌入式系統任務調度算法中，任務就緒狀態表示任務已準備好執行，但可能因為其他任務而無法立即執行。（）

7.嵌入式系統任務調度中，任務的優先級天花板協議可以防止優先級反轉問題。（）

8.嵌入式系統任務調度算法中，固定優先級調度可以簡化調度邏輯，但可能無法滿足實時性要求。（）

9.嵌入式系統任務調度中，任務的響應時間是指任務從就緒狀態到開始執行的時間。（）

10.嵌入式系統任務調度算法中，任務的執行時間是指任務完成執行所需的時間。（）

四、簡答題（每題5分，共6題）

1.簡述嵌入式系統任務調度的實時性和非實時性的區別。

2.解釋嵌入式系統任務調度的優先級調度算法中的優先級反轉問題及其解決方案。

3.簡要說明動態調度與靜態調度在嵌入式系統任務調度中的區別。

4.描述嵌入式系統任務調度中任務就緒、運行、阻塞和終止四個狀態的特點。

5.解釋嵌入式系統任務調度中的任務同步和任務通信的概念及其實現方式。

6.論述嵌入式系統任務調度在多任務實時系統中的重要性。

試卷答案如下

一、單項選擇題

1.C

解析思路：VxWorks、FreeRTOS和Linux都是實時操作系統，而Windows是非實時操作系統。

2.A

解析思路：嵌入式系統任務調度的階段通常包括創建、就緒、運行、阻塞和終止。

3.B

解析思路：調度延遲是描述任務調度實時性的一個重要指標。

4.D

解析思路：優先級調度算法適用于多任務實時系統，因為它可以根據任務的優先級來決定任務的執行順序。

5.A

解析思路：確保系統穩定性是嵌入式系統任務調度的目標之一，因為穩定的系統可以保證任務的正確執行。

6.A

解析思路：事件驅動是一種任務調度方式，可以實現任務之間的協作。

7.B

解析思路：實時系統對任務切換延遲有嚴格要求，因為延遲可能會導致系統無法滿足實時性要求。

8.A

解析思路：操作系統、內核、任務調度器和任務構成了嵌入式系統任務調度的層次結構。

9.A

解析思路：就緒、運行、阻塞、創建和終止是嵌入式系統任務調度的任務狀態。

10.D

解析思路：優先級反轉算法可以解決優先級反轉問題，防止低優先級任務長時間占用高優先級任務所需的資源。

二、多項選擇題

1.A,B,C,D,E

解析思路：嵌入式系統任務調度算法需要考慮任務優先級、執行時間、系統資源、任務依賴關系和系統負載等因素。

2.A,B,C,D,E

解析思路：輪轉調度、優先級調度、最早截止時間優先（EDF）、固定優先級調度和最短任務間隔優先（STI）都是嵌入式系統任務調度的調度策略。

3.B,C,D,E

解析思路：實時嵌入式系統任務調度算法包括輪轉調度、優先級調度、最早截止時間優先（EDF）和最短任務間隔優先（STI）。

4.A,B,C,D,E

解析思路：嵌入式系統任務調度的調度目標包括最小化任務切換時間、最大化系統吞吐量、提高系統響應性、確保任務執行的正確性和優化資源分配。

5.A,B,C,D,E

解析思路：就緒、運行、阻塞、創建和終止是嵌入式系統任務調度的任務狀態。

6.A,B,C,D,E

解析思路：非搶占式調度、搶占式調度、靜態調度、動態調度和輪轉調度都是嵌入式系統任務調度的調度算法類型。

7.A,B,C,D,E

解析思路：時間片分配、資源池分配、動態分配、靜態分配和固定分配都是嵌入式系統任務調度的資源分配策略。

8.A,B,C

解析思路：響應時間、調度延遲和周期性是嵌入式系統任務調度的實時性指標。

9.A,B,C,D

解析思路：任務之間的通信、任務之間的同步、任務之間的資源共享和任務之間的數據傳遞都是任務依賴關系。

10.A,B,C,D,E

解析思路：任務執行時間約束、任務切換時間約束、任務優先級約束、任務資源使用約束和任務響應時間約束都是嵌入式系統任務調度的調度約束。

三、判斷題

1.×

解析思路：先來先服務（FCFS）算法可能會造成高優先級任務長時間等待，因此不能保證任務的公平性。

2.√

解析思路：最早截止時間優先（EDF）算法可以保證任務的實時性，因為它總是選擇截止時間最接近的任務執行。

3.×

解析思路：任務的優先級越高，并不意味著其執行時間就越短，執行時間還受到任務本身復雜度和系統資源等因素的影響。

4.√

解析思路：搶占式調度可以在任務執行過程中中斷低優先級任務，讓出CPU給高優先級任務，從而提高系統的響應速度。

5.√

解析思路：任務的阻塞狀態確實表示任務正在等待某個事件的發生，如等待資源或等待某個條件成立。

6.√

解析思路：任務就緒狀態表示任務已準備好執行，但由于其他任務正在運行或等待資源，因此可能無法立即執行。

7.√

解析思路：優先級天花板協議可以防止優先級反轉問題，確保高優先級任務不會被低優先級任務阻塞。

8.×

解析思路：固定優先級調度雖然可以簡化調度邏輯，但在實時性要求高的系統中可能無法滿足實時性要求。

9.√

解析思路：任務的響應時間是指任務從就緒狀態到開始執行的時間，是衡量任務調度實時性的一個重要指標。

10.√

解析思路：任務的執行時間是指任務完成執行所需的時間，是任務調度中的一個重要參數。

四、簡答題

1.嵌入式系統任務調度的實時性和非實時性的區別：

-實時性：實時系統對任務的響應時間有嚴格的要求，任務必須在規定的時間內完成執行。

-非實時性：非實時系統對任務的響應時間沒有嚴格要求，任務可以在任何時間完成執行。

2.解釋嵌入式系統任務調度的優先級調度算法中的優先級反轉問題及其解決方案：

-優先級反轉問題：當高優先級任務因為低優先級任務而阻塞時，可能會導致高優先級任務無法在規定時間內完成執行。

-解決方案：使用優先級天花板協議或優先級繼承協議來避免優先級反轉問題。

3.簡要說明動態調度與靜態調度在嵌入式系統任務調度中的區別：

-動態調度：任務調度策略在運行時根據系統狀態動態調整，如優先級調度。

-靜態調度：任務調度策略在系統啟動時確定，并在整個運行過程中保持不變，如固定優先級調度。

4.描述嵌入式系統任務調度的任務就緒、運行、阻塞和終止四個狀態的特點：

-就緒狀態：任務已準備好執行，但由于其他任務正在運行或等待資源，因此無法立即執行。

-運行狀態：任務正在執行，擁有CPU資源。

-阻塞狀態：任務正在等待某個事件的發生，如等待資源或等待某個條件成立。

-終止狀態：任務已完成執行或因某種原因被終止。

5.解釋嵌入式系統