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。
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。
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。
阅读以下材料,回答问题1和问题2。
随着信息技术的迅猛发展,计算机在银行业得到了广泛的应用,为保证综合业务信息实时处理系统(以下简称综合业务系统)7×24小时不间断的安全生产运行,银行通常采用磁盘阵列机、双机热备份、流带备份等软硬件容错技术,以有效提高综合业务系统的安全性。但是,上述措施无法应对地震、火灾、水灾、雷击等不可预见的灾难。据PCWeek统计,如果丢失关键业务数据超过10天,50%的企业将永远无法恢复运营。在全球2000家大公司中,有超过50%的公司已经具备可靠的灾难恢复计划,即便如此,美国“9.11”事件的发生还是促使这些公司重新审视它们的计划,以便能应对恶劣的环境。
某中小商业银行其综合业务系统的网络架构实现了双机热备份,当一台UNIX服务器出现问题时,另外一台UNIX服务器可以自动接管,保证综合业务系统的不间断运行。但是,该系统架构存在一个问题,即业务数据均存放在一台磁盘阵列机上,尽管磁盘阵列机中有容错机制(如双RAID卡、硬盘做RAID5冗余备份等),但还存在一旦磁盘阵列机发生故、障,综合业务系统的业务数据将面临丢失的风险,需要从备份介质上恢复历史和实时数据,导致银行的业务中断几个小时到几天时间不等。
由于数据库联机备份的准实时性,还存在着最接近故障时间点的部分业务数据没有备份到备份介质上的问题。当系统得到恢复后,银行业务人员必须逐笔核对当天账务,进行必要的手工操作补登当天业务流水,以保证银行账务的完整性。如何在投资尽可能小的情况 F,改进上述系统的缺陷,是保证该综合业务系统安全生产运行的迫切需求。
解决方案之一就是在远离计算机中心机房的地方(或异地灾难备份中心)安置NAS(网络附加存储)设备,通过100M交换机(或高速广域网)与中心机房的综合业务系统UNIX服务器相连,在NAS上面开辟一个分区,该分区提供NFS共享。利用综合业务系统数据库提供的镜像功能和UNIX下NIS系统提供的用户和密码信息集中管理的功能,把原先存放在磁盘阵列机上的数据库实时镜像到NAS的磁盘阵列上,为综合业务系统的数据库提供实时备份。NAS系统同时为该行的后督系统提供了数据库实时备份
方案实现如下:
1. 建立NAS上的数据分区
NAS产品上的操作系统是OS,它是Windows2000 Server的专用版本,与标准的 Windows2000 Server的区别是简化了许多作为网络存储设备不必要的功能,而增加了一些如支持CIFS、NFS、NetWare、FTP和HTFP多种文件及数据共享方式,支持基于Web的GUI远程管理使系统管理得以在远端统一实现,特别是优化了文件服务、备份、网络管理功能,提供不同平台间数据共享和数据备份功能。通过Windows操作系统,在NAS的磁盘阵列中划分单独的分区--PART_ A,为该分区提供NFS共享。通过对IP地址的访问限制,保证只有综合业务系统UNIX服务器具有的分区读写权限。
2.建立UNIX服务器和NAS系统之间用户和密码映射关系
(1)在UNIX服务器上启用内置的N1S系统,将该服务器配置成为NIS的主服务器,对整个网络系统的用户信息形成集中管理。
(2)利用NAS操作系统内置的NFS管理器,选择通过NIS的动态用户和密码映射管理,把NAS的用户、组和UNIx服务器上的用户和组形成一一对应,为UNIX服务器的用户提供在PART_A分区上的读写权限管理。
3.建立数据库镜像
修改UNIX服务器数据库的配置,在NAS的PART_A分区上创建UNIX服务器数据库镜像文件,利用大型数据库产品中对镜像数据的管理能力,为该综合业务系统的关键数据提供实时的镜像备份。
在增加NAS作为数据库镜像后,该综合业务系统的运行性能并没有降低,在某些方面其运行效率反而得到提高。这是由于影响该综合业务系统数据库运行效率的主要原因是大量历史交易数据的查询,而每天几十兆数据增量的实时镜像对数据库系统性能产生的影响基本上可以忽略不计。当UNIX服务器上数据库通过负载均衡机制,将一些数据的查询进程提交到镜像数据库中运行之后,服务器上数据库系统的运行负载被明显分担,从而使综合业务系统运行效率明显提高。在业务的高峰期,镜像数据库的数据存取速度在3M/s左右,只有NAS的6M/s性能指标的一半,该方案非常适合于每天交易笔数在10万笔以下的中小商业银行。
请用300字以内文字,分析关于NFS共享的安全问题和NAS设备的安全问题。
宏操作SetValue可以设置()。
A.窗体或报表控件的属性
B.刷新控件数据
C.字段的值
D.当前系统的时间
宏操作 SetValue 可以设置
A. 窗体或报表控件的设置
B. 刷新控件数据
C. 字段的值
D. 当前系统的时间
宏操作SetValue可以设置
A.窗体或报表控件的属性
B.刷新控件数据
C.字段的值
D.当前系统的时间
阅读以下关于数据库备份与恢复方面的叙述,回答问题1至问题4。
银行金融系统对数据库中的数据安全要求很高,必须在技术层面上采用必要的措施,以保证数据的有效和不丢失。数据库的备份与恢复是保证数据安全的一种基本方法,一般将数据库备份划分为冷备份、热备份和数据导出,而数据导出根据导出数据的范围,又可以分为完全导出、增量导出和累计导出。
该金融系统上线初期,整个业务系统采用了内网方式运行,不与外网发生联系。为了保证数据库内部数据的安全,该银行信息中心的刘工提出的备份方案如表4-1所示。
信息中心的李工对刘工的方案提出了异议,认为数据库一旦发生故障,刘工的方案无法做到数据库的实时恢复,会导致业务数据的丢失,银行应该采用数据库冷备份和热备份相结合的方式来完成数据库的备份。
针对金融数据库安全,从技术层面上分析应重点考虑哪些因素?
下列命令中,屈于刷新、查找数据或定位记录命令是______。
A.Restore
B.Requery
C.Ms g box
D.Run App
阅读以下关于某嵌入式实时系统的软件需求的叙述,回答问题1、问题2和问题3。
某公司承担了一项嵌入式实时控制系统的软件开发任务,其内容是按系统要求的固定的时间序列采集、处理、输出数据,以实现对多个设备的综合控制。
系统由硬件和软件组成,硬件由处理机(采用PowerPC603e,主频133MHz)、存储器、定时器、中断控制器、双口存储器(空间大小1 024KB)、4路422半双工串行接口 (其中两路的频率115 200Hz,另两路频率38400Hz)、两路A/D、D/A数模转换器和10路离散量接口组成。系统的软件需求如下(注:B:字节;s:秒;ms:毫秒):
.系统要求以5ms为周期从双口存储器中采集1 024KB的输入数据,处理任务的时间约为1ms;(称为5ms任务)
.要求以20ms为周期从两路422接口(115 200Hz)中采集一定格式的大小系统为64B的数据,在完成处理(处理时间约为4ms)任务后,分别输出大小为16B的控制命令;(称为20ms任务)
.系统要求以60ms为周期从两路422接口(38400Hz)中采集一定数据格式的大小为6B数据,从两路A/D接口采集28位数据,在完成处理(处理时间约为2ms)任务后,分别输出大小为2B的控制命令和一个28位D/A数据,输出8路离散量控制数据;(称为60ms任务)
.作为系统的安全监控保障,系统要求在每1s内对系统软硬件状态进行测试并完成系统工作的状态记录工作。该任务共需处理时间是5ms。(称为1s任务)
本公司课题组根据用户的硬件环境及对软件的需求,就软件的实施方案展开了激烈的讨论,讨论的首要问题就是本系统中软件的运行平台是采用嵌入式实时操作系统还是在裸机上直接开发,李工程师(简称李工)提出为了保证系统的实时性,应该采用在裸机上直接开发的方式,关键部分采用汇编语言编写,而王工程师(简称王工)提出,由于系统将由多种周期的处理任务组成,为了保证系统的可靠性,应该采用商用嵌入式实时操作系统作为本项目的开发基础,经过充分论证,最后李工接受了王工的建议,并申报课题组组长,课题组长同意采用了操作系统的方案,并指出必须尽快对需求的时间性能做出评估。
请用450字以内文字简要说明王工提出的采用嵌入式实时操作系统的理由或优点,并说明选择操作系统产品时需要重点考虑其哪些功能与性能?