問答題

博學公司最近簽訂了一份控制系統(tǒng)軟件的研制合同。合同技術要求如下：
①本控制系統(tǒng)的軟件運行平臺擬采用嵌入式實時操作系統(tǒng)，控制系統(tǒng)的工作周期為10ms，要求控制軟件能夠精確地按事先預定的時間順序完成數(shù)據(jù)的采集、處理和輸出。
②為了提高整個系統(tǒng)的可靠性，控制系統(tǒng)采用容錯處理，即用兩個相對獨立的計算機承擔相同的工作，通過交叉對比，實現(xiàn)控制的雙余度管理；當任何一臺計算機出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)可以進行單余度控制。系統(tǒng)結構如圖12-21所示。

③在10ms工作周期內的時間分配如表12-15所示。

公司總工程師將本項任務交付給項目主管李工程師實施，要求李工按雙方合同要求完成本項目的策劃、需求分析和方案設計工作，重點強調系統(tǒng)的可靠性要求，并特別提示：目前比較流行的嵌入式操作系統(tǒng)普遍采用可搶占式優(yōu)先級調度策略，不能滿足用戶關于"能夠精確地按事先預定的時間順序完成數(shù)據(jù)的采集、處理和輸出"的要求。

如圖12-22所示為控制軟件的數(shù)據(jù)流程關系，請根據(jù)本題給出的各個功能模塊，填補其中的空缺處。


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2.問答題

博學公司最近簽訂了一份控制系統(tǒng)軟件的研制合同。合同技術要求如下：
①本控制系統(tǒng)的軟件運行平臺擬采用嵌入式實時操作系統(tǒng)，控制系統(tǒng)的工作周期為10ms，要求控制軟件能夠精確地按事先預定的時間順序完成數(shù)據(jù)的采集、處理和輸出。
②為了提高整個系統(tǒng)的可靠性，控制系統(tǒng)采用容錯處理，即用兩個相對獨立的計算機承擔相同的工作，通過交叉對比，實現(xiàn)控制的雙余度管理；當任何一臺計算機出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)可以進行單余度控制。系統(tǒng)結構如圖12-21所示。

③在10ms工作周期內的時間分配如表12-15所示。

公司總工程師將本項任務交付給項目主管李工程師實施，要求李工按雙方合同要求完成本項目的策劃、需求分析和方案設計工作，重點強調系統(tǒng)的可靠性要求，并特別提示：目前比較流行的嵌入式操作系統(tǒng)普遍采用可搶占式優(yōu)先級調度策略，不能滿足用戶關于"能夠精確地按事先預定的時間順序完成數(shù)據(jù)的采集、處理和輸出"的要求。

李工接到任務后，認為本項目比較簡單，很快就安排3名技術人員分別負責數(shù)據(jù)采集/輸出模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和比較監(jiān)控模塊的編寫?？偣こ處熉牭絽R報后，認為李工的方案和安排不妥，理由是李工忽視了系統(tǒng)的可靠性要求，對系統(tǒng)需求的理解不夠深入。為實現(xiàn)系統(tǒng)關于可靠性方面的需求：
①你認為在組織結構、人員分工、設計開發(fā)等方面應做出哪些安排和規(guī)定？
②請寫出關于余度表決算法的考慮。
5.問答題

甲公司承擔了一項為宇航系統(tǒng)配套生產(chǎn)高性能嵌入式計算機系統(tǒng)的任務，用戶要求該系統(tǒng)要具有高速并發(fā)處理能力、低功耗、高可靠性，并可以有效地防止系統(tǒng)故障的蔓延。根據(jù)用戶對本項目的要求，甲公司成立了軟/硬件兩個項目組，總體設計由硬件組承擔，負責高性能嵌入式計算機系統(tǒng)體系結構設計，軟件組負責確定軟件的技術需求和應用軟件開發(fā)平臺的軟件設計工作。
在處理器選型方面，硬件組王工與軟件組張工在討論采用哪種CPU體系結構方面發(fā)生爭議。目前，流行的處理器結構包括單核結構、多處理器結構、超線程結構、多核結構、共享Cache的多核結構和超線程技術的多核結構共6種，如圖12-20所示。

王工提出，根據(jù)用戶要求，本嵌入式系統(tǒng)應具有高速并行處理能力，采用多處理器結構比較適合，主要理由是多處理器結構設計簡單、可支持多個進程在不同處理器上并發(fā)處理：而張工提出，必須分清"多處理器結構"與"多核結構"的優(yōu)點和缺點，多處理器結構雖然支持多進程的并發(fā)處理，但沒有直接實現(xiàn)多線程并發(fā)執(zhí)行；多核結構可以直接實現(xiàn)多線程并發(fā)執(zhí)行。要提高應用的并行性就必須利用多個硬件資源的并行工作，建議采用超線程技術的多核結構的處理器。請?zhí)顚憟D12-20（f）中的（1）～（8），并用300字以內的文字對上述6種處理器結構的工作原理進行簡要描述。

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如圖12-22所示為控制軟件的數(shù)據(jù)流程關系，請根據(jù)本題給出的各個功能模塊，填補其中的空缺處。

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發(fā)揮信息系統(tǒng)效益的關鍵是信息資源的有機共享，請給出該市政務信息資源共享的建議（200字以內）。

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請用150字以內文字，說明雙機冗余熱備方式主要解決的是系統(tǒng)運行中的哪些問題？在選擇雙機冗余熱備產(chǎn)品時通常需要考慮哪些問題？

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李工的設計方案指出，考慮到智能設備工作的環(huán)境條件非常惡劣，并且處理機要處理大量的視頻信息，所以，智能設備的硬件設計應考慮以下幾點：①由于智能設備要處理大量的圖像數(shù)據(jù)，智能設備中的處理機應采用目前先進的、具有很強數(shù)據(jù)處理和信號處理能力的MPC7410處理器，并采用雙處理機結構，以增加設備的容錯能力。②為了使智能設備適應不同環(huán)境條件，其設備的環(huán)境溫度指標必須滿足軍用標準要求（-55~+70℃），因此，元器件必須經(jīng)過嚴格篩選，并考慮芯片散熱問題。③由于智能設備與配送中心的數(shù)據(jù)交換采用無線通信，而配送中心又要控制多臺配送車，為了保證通信數(shù)據(jù)的安全性，避免相互干擾，設計中應考慮采用安全措施，實施數(shù)據(jù)加解密操作，密鑰由配送中心統(tǒng)一管理與分發(fā)。請用300字以內的文字說明上述3點設計考慮有何問題。

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請用300字以內的文字，說明張工和劉工提出的數(shù)據(jù)架構的基本思想。 

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