题目内容
（请给出正确答案）
以下关于嵌入式系统的软件设计的叙述中，说法错误的是(65)。
A．把应用程序转换成可以在目标机上运行的二进制代码通常需要经过编译、链接和定址等三个步骤
B．编译过程生成的文件就是可以在嵌入式平台上执行的二进制文件
C．编译过程产生的所有目标文件被链接成一个目标文件
D．定址过程会把物理存储器地址指定给目标文件的每个相对偏移处
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阅读以下关于嵌入式软件体系架构的叙述。
3. 某公司承担了一项宇航嵌入式设备的研制任务。本项目除对硬件设备环境有很高的要求外，还要求支持以下功能：
(1) 设备由多个处理机模块组成，需要时外场可快速更换(即LRM结构)；
(2) 应用软件应与硬件无关，便于软硬件的升级；
(3) 由于宇航嵌入式设备中要支持不同功能，系统应支持完成不同功能任务间的数据隔离；
(4) 宇航设备可靠性要求高，系统要有故障处理能力。
公司在接到此项任务后，进行了反复论证，提出三层栈(TLS)软件总体架构，如下图所示，并将软件设计工作交给了李工，要求他在三周内完成软件总体设计工作，给出总体设计方案。
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[问题1]
用150字以内的文字，说明公司制定的TLS软件架构的层次特点，并针对上述功能需求(1)～(4)，说明架构中各层内涵。
[问题2]
在TLS软件架构的基础上，关于选择哪种类型的嵌入式操作系统问题，李工与总工程师发生了严重分歧。李工认为，宇航系统是实时系统，操作系统的处理时间越快越好，隔离意味着以时间作代价，没有必要，建议选择类似于VxWorks5.5的操作系统；总工程师认为，应用软件间隔离是宇航系统安全性要求，宇航系统在选择操作系统时必须考虑这一点，建议选择类似于Linux的操作系统。
请说明两种操作系统的主要差异，完成下表中的空白部分，并针对本任务要求，用200字以内的文字说明你选择操作系统的类型和理由。
两种操作系统的主要差异
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[问题3]
故障处理是宇航系统软件设计中极为重要的组成部分。故障处理主要包括故障监视、故障定位、故障隔离和系统容错(重组)。用150字以内的文字说明嵌入式系统中故障主要分哪几类？并分别给出两种常用的故障滤波算法和容错算法。
● 下列关于嵌入式软件中间件的叙述中，错误的是 （55） 。
A. 中间件通过标准接口，实现与应用程序的关联，提供特定功能的服务
B. 中间件的使用提高了应用软件可移植性
C. 中间件的使用增加了应用软件设计的复杂度
D. 中间件的使用提高了嵌入式软件开发的效率与能力
● 下列关于嵌入式软件中间件的叙述中，错误的是 （55） 。
（55）
A. 中间件通过标准接口，实现与应用程序的关联，提供特定功能的服务
B. 中间件的使用提高了应用软件可移植性
C. 中间件的使用增加了应用软件设计的复杂度
D. 中间件的使用提高了嵌入式软件开发的效率与能力
A.需求分析可以检测和解决需求之间的冲突，并发现系统的边界
B.软件设计是根据软件需求，产生一个软件内部结构的描述，并将其作为软件构造的基础
C.需求分析是为了评价和改进产品质量，识别产品缺陷和问题而进行的活动
D.软件设计是为了描述软件架构及相关组件之间的接口
A.需求分析可以检测和解决需求之间的冲突，并发现系统的边界
B.软件设计是数据软件需求，产生一个软件内部结构的描述，并将其作为软件构造的基础
C.需求分析是为了评价和改进产品质量，识别产品的缺陷和问题而进行的活动
D.软件设计是为了描述出软件架构及相关组件之间的接口
阅读以下关于嵌入式系统软件设计方面的叙述，回答问题1至问题3。
某公司承担了一项嵌入式系统软件开发项目。该项目主要用于车载电子系统中监视发动机及燃油系统等系统工作状况，并通过综合仪表显示给驾驶员。经过多次与用户沟通，形成以下技术要求：
(1)本项目的硬件平台由主处理机模块和多种接口模块组成，底板采用标准VME总线(硬件结构图如图3-1所示)，具体硬件模块配置如下。
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①主处理机模块(CPM)采用PowerPC755，主频266MHz，配有SDRAM存储器和FLASH存储器；提供一个定时/计数器；支持16级中断和二级cache。
②输入输出模块(IOC)支持16路RS422接口信号，传输速率不低于115.2kbps，IOC模块与CPM模块的数据交换采用64KByte双端口存储器。
③离散量接口模块(DAM)支持64路开关型离散量输入输出接口；2路频率量输入；12位A/D转换器和12位：D/A转换器。
④图形处理模块(GPM)用于显示图形，支持OpenGL标准接口软件。
⑤MBI模块主要提供1553B外总线接口，PSM为电源支持模块。
(2)本项目软件主要工作在CPM模块中，完成对外部设备的数据采集、分析和相应的控制，将监视结果以图形方式显示给驾驶员。该系统的软件主要包括外部接口驱动软件、VME数据传输软件、处理软件、图形显示和外总线(1553B)数据交换软件。要求数据的采集必须确保每帧数据无丢失，并在本帧内完成数据的处理工作，本帧信息显示给驾驶员的时刻最晚不能超过下帧。详细的技术要求如下。
①16路RS422接口主要完成对汽车燃油系统、动力系统和驾驶员命令的数据采集与控制。RS422数据传输格式将以32Byte为基本数据块，分别以20ms、40ms、60ms和1s四个不同周期交换数据。
②64路离散量数据主要监控发动机工作状态，要求每10ms采集一次，并在下一个10ms周期内将发动机状况显示到驾驶员座舱。
③多路模拟量数据主要采集发动机转速、油量及汽车的其他数据，为驾驶员监控汽车状态提供必要的量化数据。模拟量数据的刷新频率为1s。
④外总线(1553B)主要完成该系统与汽车其他电子系统的数据交换。
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公司将本项目交给项目主管李工实施，要求李工按技术要求完成本项目的软件设计工作，公司根据合同关于“数据的采集必须确保每帧数据无丢失，并在本帧内完成数据的处理工作，本帧信息显示给驾驶员的时刻最晚不能超过下帧”的要求，提醒李工设计中重点考虑整个系统的实时性问题。李工完成设计后，提交公司评审，会上就李工设计中存在的缺陷展开了激烈讨论，最终达成一致。
李工在设计IOC模块软件时指出：为了使CPM模块能够及时处理RS422数据，在IOC与CPM间的双端口存储器中为每个422通道设计一级缓冲，当某通道接收一个字节时，就将数据放入缓冲，由CPM接收(其结构如图3-2所示)。这样的好处在于每当有数据输入时，CPM模块可立即读取，而增大双口缓冲的目的是在CPM来不及处理时可防止数据的丢失。同时，IOC中的程序相对简单、实时性好、可以不考虑422通道的数据传输周期，只要按查询方式对16路422输入进行查询读取即可。
会上，王工提出了强烈的反对意见，认为这种设计方法绝对不可取，这种方法只考虑了软件的简单与便利，而没有针对软件特点考虑问题，在设计中对实时性、负载平衡分配及实现算法上均存在缺陷，必须改进。
(1)你认为李工的设计在实时性、负载平衡分配和实现算法上存在怎样的缺陷？详细说明理由。
(2)请给出IOC模块和CPM模块之间双口存储器数据交换方法。
以下关于软件需求分析、设计、测试与维护的叙述中，不正确的是（）
A.软件需求分析可以检测和解决需求之间的冲突，发现系统的边界，并详细描述系统需求
B.软件设计可以划分为软件架构设计和软件详细设计两个阶段
C.软件测试是在编码阶段完成后升始介入的
D.软件维护指的是软件产品交付前和交付后需要提供的支持活动
阅读以下嵌入式多核程序设计技术方面的叙述，回答问题1至问题3。
甲公司承担了一项为宇航系统配套生产高性能嵌入式计算机系统的任务，用户要求该系统要具有高速并发处理能力、低功耗、高可靠性，并可以有效地防止系统故障的蔓延。根据用户对本项目的要求，甲公司成立了软/硬件两个项目组，总体设计由硬件组承担，负责高性能嵌入式计算机系统体系结构设计，软件组负责确定软件的技术需求和应用软件开发平台的软件设计工作。
在处理器选型方面，硬件组王工与软件组张工在讨论采用哪种CPU体系结构方面发生争议。目前，流行的处理器结构包括了单核结构、多处理器结构、超线程结构、多核结构、共享Cache的多核结构和超线程技术的多核结构六种，如下图所示。
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王工提出，根据用户要求，本嵌入式系统应具有高速并行处理能力，采用多处理器结构比较适合，主要理由是多处理器结构设计简单、可支持多个进程在不同处理器上并发处理；而张工提出，必须分清“多处理器结构”与“多核结构”的优点和缺点，多处理器结构虽然支持多进程的并发处理，但没有直接实现多线程并发执行；多核结构可以直接实现多线程并发执行。要提高应用的并行性就必须利用多个硬件资源的并行工作，建议采用超线程技术的多核结构的处理器。请填写下图(f)中的(1)～(8)，并用300字以内的文字对上述六种处理器结构的工作原理进行简要描述。
以下关于软件生命周期的叙述不正确的是（）。
A.软件生命周期包括以下几阶段：项目规划，需求定义和需求分析、软件设计、程序编码、软件测试、运行维护
B.程序编码阶段是将软件设计的结果转换成计算机可运行的程序代码。为了保证程序的可读性、易维护性和提高程序的运行效率，可以通过在该阶段中制定统一并符合标准的编写规范来使编程人员程序设计规范化
C.软件设计阶段主要根据需求分析的结果，对整个软件系统进行设计，如系统框架设计，数据库设计等
D.需求分析阶段对软件需要实现的各个功能进行详细分析。软件需求一旦确定，在整个软件开发过程就不能再变化，这样才能保证软件开发的稳定性，并控制风险
以下关于软件生命周期的叙述不正确的是__。
A.软件生命周期包括以下几个阶段：项目规划、需求定义和需求分析、软件设计、程序编码、软件测试、运行维护
B.程序编码阶段是将软件设计的结果转换成计算机可运行的程序代码。为了保证程序的可读性、易维护性和提高程序的运行效率，可以通过在该阶段中制定统一并符合标准的编写规范来使编程人员程序设计规范化
C.软件设计阶段主要根据需求分析的结果，对整个软件系统进行设计，如系统框架设计，数据库设计等
D.需求分析阶段对软件需要实现的各个功能进行详细分析。软件需求一旦确定，在整个软件开发过程就不能再变化，这样才能保证软件开发的稳定性，并控制风险
