嵌入式系統(tǒng)中的負載均衡策略試題及答案

嵌入式系統(tǒng)中的負載均衡策略試題及答案姓名：____________________

一、單項選擇題（每題2分，共10題）

1.以下哪個不是嵌入式系統(tǒng)負載均衡的主要目的？

A.提高系統(tǒng)性能

B.降低系統(tǒng)功耗

C.增加系統(tǒng)穩(wěn)定性

D.提高系統(tǒng)可靠性

2.在嵌入式系統(tǒng)中，以下哪個負載均衡策略主要關注的是任務分配？

A.時間片輪轉

B.最短作業(yè)優(yōu)先

C.最長作業(yè)優(yōu)先

D.隨機分配

3.以下哪種負載均衡策略適用于具有多個處理器的嵌入式系統(tǒng)？

A.時間片輪轉

B.最短作業(yè)優(yōu)先

C.最長作業(yè)優(yōu)先

D.負載感知調(diào)度

4.以下哪個負載均衡策略適用于具有多個任務隊列的嵌入式系統(tǒng)？

A.時間片輪轉

B.最短作業(yè)優(yōu)先

C.最長作業(yè)優(yōu)先

D.負載感知調(diào)度

5.以下哪個負載均衡策略適用于具有多個任務優(yōu)先級的嵌入式系統(tǒng)？

A.時間片輪轉

B.最短作業(yè)優(yōu)先

C.最長作業(yè)優(yōu)先

D.優(yōu)先級繼承

6.以下哪個負載均衡策略適用于具有多個任務執(zhí)行時間的嵌入式系統(tǒng)？

A.時間片輪轉

B.最短作業(yè)優(yōu)先

C.最長作業(yè)優(yōu)先

D.負載感知調(diào)度

7.以下哪個負載均衡策略適用于具有多個任務內(nèi)存需求的嵌入式系統(tǒng)？

A.時間片輪轉

B.最短作業(yè)優(yōu)先

C.最長作業(yè)優(yōu)先

D.負載感知調(diào)度

8.以下哪個負載均衡策略適用于具有多個任務優(yōu)先級和執(zhí)行時間的嵌入式系統(tǒng)？

A.時間片輪轉

B.最短作業(yè)優(yōu)先

C.最長作業(yè)優(yōu)先

D.優(yōu)先級繼承

9.以下哪個負載均衡策略適用于具有多個任務優(yōu)先級和內(nèi)存需求的嵌入式系統(tǒng)？

A.時間片輪轉

B.最短作業(yè)優(yōu)先

C.最長作業(yè)優(yōu)先

D.負載感知調(diào)度

10.以下哪個負載均衡策略適用于具有多個任務優(yōu)先級、執(zhí)行時間和內(nèi)存需求的嵌入式系統(tǒng)？

A.時間片輪轉

B.最短作業(yè)優(yōu)先

C.最長作業(yè)優(yōu)先

D.優(yōu)先級繼承

二、多項選擇題（每題3分，共5題）

1.嵌入式系統(tǒng)負載均衡策略的主要目的是什么？

A.提高系統(tǒng)性能

B.降低系統(tǒng)功耗

C.增加系統(tǒng)穩(wěn)定性

D.提高系統(tǒng)可靠性

2.以下哪些負載均衡策略適用于具有多個處理器的嵌入式系統(tǒng)？

A.時間片輪轉

B.最短作業(yè)優(yōu)先

C.最長作業(yè)優(yōu)先

D.負載感知調(diào)度

3.以下哪些負載均衡策略適用于具有多個任務隊列的嵌入式系統(tǒng)？

A.時間片輪轉

B.最短作業(yè)優(yōu)先

C.最長作業(yè)優(yōu)先

D.負載感知調(diào)度

4.以下哪些負載均衡策略適用于具有多個任務優(yōu)先級的嵌入式系統(tǒng)？

A.時間片輪轉

B.最短作業(yè)優(yōu)先

C.最長作業(yè)優(yōu)先

D.優(yōu)先級繼承

5.以下哪些負載均衡策略適用于具有多個任務執(zhí)行時間的嵌入式系統(tǒng)？

A.時間片輪轉

B.最短作業(yè)優(yōu)先

C.最長作業(yè)優(yōu)先

D.負載感知調(diào)度

三、判斷題（每題2分，共5題）

1.負載均衡策略可以提高嵌入式系統(tǒng)的性能。（√）

2.時間片輪轉負載均衡策略適用于具有多個處理器的嵌入式系統(tǒng)。（√）

3.最短作業(yè)優(yōu)先負載均衡策略適用于具有多個任務隊列的嵌入式系統(tǒng)。（×）

4.最長作業(yè)優(yōu)先負載均衡策略適用于具有多個任務優(yōu)先級的嵌入式系統(tǒng)。（×）

5.負載感知調(diào)度負載均衡策略適用于具有多個任務執(zhí)行時間的嵌入式系統(tǒng)。（√）

四、簡答題（每題5分，共10分）

1.簡述嵌入式系統(tǒng)負載均衡策略的主要目的。

2.簡述時間片輪轉負載均衡策略的原理。

二、多項選擇題（每題3分，共10題）

1.嵌入式系統(tǒng)負載均衡策略的主要目的包括：

A.提高系統(tǒng)吞吐量

B.延長系統(tǒng)壽命

C.降低系統(tǒng)功耗

D.提高系統(tǒng)響應速度

E.增強系統(tǒng)可靠性

2.以下哪些是嵌入式系統(tǒng)中常見的負載均衡策略？

A.時間片輪轉

B.最短作業(yè)優(yōu)先

C.最長作業(yè)優(yōu)先

D.負載感知調(diào)度

E.優(yōu)先級繼承

3.負載均衡策略在嵌入式系統(tǒng)中的應用場景包括：

A.多核處理器系統(tǒng)

B.分布式嵌入式系統(tǒng)

C.實時嵌入式系統(tǒng)

D.網(wǎng)絡嵌入式系統(tǒng)

E.單核處理器系統(tǒng)

4.負載均衡策略在嵌入式系統(tǒng)中的優(yōu)勢有：

A.提高資源利用率

B.增強系統(tǒng)穩(wěn)定性

C.降低系統(tǒng)故障率

D.提高系統(tǒng)可擴展性

E.提高系統(tǒng)可維護性

5.以下哪些因素會影響嵌入式系統(tǒng)負載均衡策略的選擇？

A.系統(tǒng)硬件資源

B.系統(tǒng)軟件架構

C.系統(tǒng)任務特性

D.系統(tǒng)性能要求

E.系統(tǒng)成本預算

6.在多核處理器嵌入式系統(tǒng)中，以下哪些負載均衡策略可能被采用？

A.時間片輪轉

B.最短作業(yè)優(yōu)先

C.負載感知調(diào)度

D.優(yōu)先級繼承

E.最長作業(yè)優(yōu)先

7.在實時嵌入式系統(tǒng)中，以下哪些負載均衡策略可能被采用？

A.時間片輪轉

B.最短作業(yè)優(yōu)先

C.負載感知調(diào)度

D.優(yōu)先級繼承

E.最長作業(yè)優(yōu)先

8.以下哪些負載均衡策略適用于具有動態(tài)任務特性的嵌入式系統(tǒng)？

A.時間片輪轉

B.最短作業(yè)優(yōu)先

C.負載感知調(diào)度

D.優(yōu)先級繼承

E.最長作業(yè)優(yōu)先

9.在網(wǎng)絡嵌入式系統(tǒng)中，以下哪些負載均衡策略可能被采用？

A.時間片輪轉

B.最短作業(yè)優(yōu)先

C.負載感知調(diào)度

D.優(yōu)先級繼承

E.最長作業(yè)優(yōu)先

10.以下哪些負載均衡策略可能被用于優(yōu)化嵌入式系統(tǒng)的功耗？

A.時間片輪轉

B.最短作業(yè)優(yōu)先

C.負載感知調(diào)度

D.優(yōu)先級繼承

E.最長作業(yè)優(yōu)先

三、判斷題（每題2分，共10題）

1.嵌入式系統(tǒng)中的負載均衡策略只能用于多核處理器系統(tǒng)。（×）

2.時間片輪轉負載均衡策略會導致高優(yōu)先級任務饑餓。（×）

3.最短作業(yè)優(yōu)先負載均衡策略可以提高系統(tǒng)吞吐量。（√）

4.負載感知調(diào)度策略可以根據(jù)系統(tǒng)實時負載動態(tài)調(diào)整任務分配。（√）

5.優(yōu)先級繼承負載均衡策略可以解決優(yōu)先級反轉問題。（√）

6.嵌入式系統(tǒng)中的負載均衡策略可以完全避免系統(tǒng)瓶頸。（×）

7.時間片輪轉負載均衡策略適用于所有類型的嵌入式系統(tǒng)。（×）

8.最長作業(yè)優(yōu)先負載均衡策略可以提高系統(tǒng)響應速度。（×）

9.負載均衡策略可以提高嵌入式系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。（√）

10.負載均衡策略的實施會增加嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)難度。（×）

四、簡答題（每題5分，共6題）

1.簡述嵌入式系統(tǒng)負載均衡策略的主要目的。

答：嵌入式系統(tǒng)負載均衡策略的主要目的包括提高系統(tǒng)性能、降低系統(tǒng)功耗、增加系統(tǒng)穩(wěn)定性和提高系統(tǒng)可靠性，通過合理分配系統(tǒng)資源，使得系統(tǒng)在運行過程中能夠高效、穩(wěn)定地處理各種任務。

2.簡述時間片輪轉負載均衡策略的原理。

答：時間片輪轉負載均衡策略的原理是將CPU時間分成多個時間片，系統(tǒng)中的每個任務按照一定順序輪流執(zhí)行，每個任務獲得一個時間片，如果任務在時間片內(nèi)未完成，則釋放CPU，等待下一個時間片。這種策略可以保證每個任務都能獲得CPU時間，實現(xiàn)公平的負載分配。

3.簡述最短作業(yè)優(yōu)先負載均衡策略的特點。

答：最短作業(yè)優(yōu)先負載均衡策略的特點是優(yōu)先執(zhí)行執(zhí)行時間最短的作業(yè)，這樣可以減少作業(yè)的平均等待時間，提高系統(tǒng)的吞吐量。但該策略可能會導致長作業(yè)饑餓，即長作業(yè)可能需要等待很長時間才能得到執(zhí)行。

4.簡述負載感知調(diào)度策略在嵌入式系統(tǒng)中的應用。

答：負載感知調(diào)度策略在嵌入式系統(tǒng)中的應用主要是根據(jù)系統(tǒng)的實時負載動態(tài)調(diào)整任務分配。通過監(jiān)測系統(tǒng)資源的使用情況，如CPU利用率、內(nèi)存占用等，動態(tài)調(diào)整任務的優(yōu)先級和執(zhí)行時間，從而優(yōu)化系統(tǒng)性能。

5.簡述優(yōu)先級繼承負載均衡策略如何解決優(yōu)先級反轉問題。

答：優(yōu)先級繼承負載均衡策略通過引入優(yōu)先級繼承機制，當一個高優(yōu)先級任務由于等待低優(yōu)先級任務而阻塞時，低優(yōu)先級任務的優(yōu)先級暫時提升到與阻塞任務相同，從而避免了優(yōu)先級反轉問題。

6.簡述負載均衡策略在嵌入式系統(tǒng)中的挑戰(zhàn)。

答：負載均衡策略在嵌入式系統(tǒng)中的挑戰(zhàn)主要包括：任務特性的多樣性、系統(tǒng)資源的有限性、實時性要求的滿足、系統(tǒng)復雜度的增加以及開發(fā)難度的提升等。這些挑戰(zhàn)需要通過合理的算法設計和系統(tǒng)架構設計來克服。

試卷答案如下

一、單項選擇題

1.D

解析思路：嵌入式系統(tǒng)負載均衡的主要目的之一是提高系統(tǒng)可靠性，而提高系統(tǒng)可靠性并不直接關聯(lián)到系統(tǒng)的性能、功耗或穩(wěn)定性。

2.D

解析思路：任務分配是負載均衡策略的核心功能，其中負載感知調(diào)度策略專門用于根據(jù)系統(tǒng)負載動態(tài)分配任務。

3.D

解析思路：負載感知調(diào)度策略能夠根據(jù)每個處理器的負載情況來分配任務，適用于多處理器系統(tǒng)。

4.D

解析思路：負載感知調(diào)度策略能夠根據(jù)多個任務隊列的負載情況來分配任務，從而優(yōu)化整個系統(tǒng)的負載。

5.D

解析思路：優(yōu)先級繼承策略用于處理優(yōu)先級反轉問題，適用于具有多個任務優(yōu)先級的系統(tǒng)。

6.D

解析思路：負載感知調(diào)度策略能夠根據(jù)任務的執(zhí)行時間來分配任務，以優(yōu)化系統(tǒng)的響應時間和吞吐量。

7.D

解析思路：負載感知調(diào)度策略能夠根據(jù)任務的內(nèi)存需求來分配任務，以優(yōu)化系統(tǒng)的內(nèi)存使用。

8.D

解析思路：優(yōu)先級繼承策略結合了優(yōu)先級和執(zhí)行時間，適用于需要同時考慮這兩個因素的系統(tǒng)。

9.D

解析思路：負載感知調(diào)度策略能夠根據(jù)任務的內(nèi)存需求來分配任務，以優(yōu)化系統(tǒng)的內(nèi)存使用。

10.D

解析思路：優(yōu)先級繼承策略結合了優(yōu)先級、執(zhí)行時間和內(nèi)存需求，適用于需要綜合考慮這些因素的復雜系統(tǒng)。

二、多項選擇題

1.A,C,D,E

解析思路：提高系統(tǒng)性能、降低系統(tǒng)功耗、增加系統(tǒng)穩(wěn)定性和提高系統(tǒng)可靠性都是負載均衡策略的主要目的。

2.A,B,D,E

解析思路：時間片輪轉、最短作業(yè)優(yōu)先、負載感知調(diào)度和優(yōu)先級繼承都是常見的負載均衡策略。

3.A,B,C,D

解析思路：多核處理器系統(tǒng)、分布式嵌入式系統(tǒng)、實時嵌入式系統(tǒng)和網(wǎng)絡嵌入式系統(tǒng)都是負載均衡策略可能應用的場景。

4.A,B,C,D,E

解析思路：提高資源利用率、增強系統(tǒng)穩(wěn)定性、降低系統(tǒng)故障率、提高系統(tǒng)可擴展性和提高系統(tǒng)可維護性都是負載均衡策略的優(yōu)勢。

5.A,B,C,D,E

解析思路：系統(tǒng)硬件資源、系統(tǒng)軟件架構、系統(tǒng)任務特性、系統(tǒng)性能要求和系統(tǒng)成本預算都是影響負載均衡策略選擇的重要因素。

6.A,C,D

解析思路：時間片輪轉、負載感知調(diào)度和優(yōu)先級繼承都是適用于多核處理器系統(tǒng)的負載均衡策略。

7.A,C,D

解析思路：時間片輪轉、負載感知調(diào)度和優(yōu)先級繼承都是適用于實時嵌入式系統(tǒng)的負載均衡策略。

8.C,D

解析思路：負載感知調(diào)度和優(yōu)先級繼承適用于具有動態(tài)任務特性的嵌入式系統(tǒng)。

9.A,C,D

解析思路：時間片輪轉、負載感知調(diào)度和優(yōu)先級繼承都是可能用于網(wǎng)絡嵌入式系統(tǒng)的負載均衡策略。

10.C,D

解析思路：負載感知調(diào)度和優(yōu)先級繼承可能被用于優(yōu)化嵌入式系統(tǒng)的功耗。

三、判斷題

1.×

解析思路：負載均衡策略不僅用于多核處理器系統(tǒng)，也可以用于單核處理器系統(tǒng)。

2.×

解析思路：時間片輪轉可能會造成高優(yōu)先級任務饑餓，因為它不保證高優(yōu)先級任務立即得到執(zhí)行。

3.√

解析思路：最短作業(yè)優(yōu)先策略確實可以提高系統(tǒng)吞吐量，因為它優(yōu)先執(zhí)行執(zhí)行時間最短的作業(yè)。

4.√

解析思路：負載感知調(diào)度策略能夠根據(jù)實時負載動態(tài)調(diào)整任務分配，從而優(yōu)化系統(tǒng)性能。

5.√

解析思路：優(yōu)先級繼承