閱讀以下信息系統(tǒng)可靠性問題的說明,在答題紙上回答問題1至問題3。
某軟件公司開發(fā)一項基于數據流的軟件,其系統(tǒng)的主要功能是對輸入數據進行多次分析、處理和加工,生成需要的輸出數據。需求方對該系統(tǒng)的軟件可靠性要求很高,要求系統(tǒng)能夠長時間無故障運行。該公司將該系統(tǒng)設計交給王工負責。王工給出該系統(tǒng)的模塊示意圖如圖20-5所示。王工解釋:只要各個模塊的可靠度足夠高,失效率足夠低,則整個軟件系統(tǒng)的可靠性是有保證的。
李工對王工的方案提出了異議。李工認為王工的說法有兩個問題:第一,即使每個模塊的可靠度足夠高,但是整個軟件系統(tǒng)模塊之間全部采用串聯(lián),則整個軟件系統(tǒng)的可靠度明顯下降。假設各個模塊的可靠度均為0.99,則整個軟件系統(tǒng)的可靠度為0.994≈0.96:第二,軟件系統(tǒng)模塊全部采用串聯(lián)結構時,一旦某個模塊失效,則意味著整個軟件系統(tǒng)失效。
李工認為,應該在軟件系統(tǒng)中采用冗余技術中的動態(tài)冗余或者軟件容錯的N版本程序設計技術,對容易失效或者非常重要的模塊進行冗余設計,將模塊之間的串聯(lián)結構部分變?yōu)椴⒙?lián)結構,來提高整個軟件系統(tǒng)的可靠性。同時,李工給出了采用動態(tài)冗余技術后的軟件系統(tǒng)模塊示意圖,如圖20-6所示。
劉工建議,李工方案中M1和M4模塊沒有采用容錯設計,但是M1和M4發(fā)生故障有可能導致嚴重后果。因此,可以在M1和M4模塊設計上采用檢錯技術,在軟件出現(xiàn)故障后能及時發(fā)現(xiàn)并報警,提醒維護人員進行處理。
注:假設各個模塊的可靠度均為0.99。
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如圖12-22所示為控制軟件的數據流程關系,請根據本題給出的各個功能模塊,填補其中的空缺處。
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據,智能設備中的處理機應采用目前先進的、具有很強數據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據交換采用無線通信,而配送中心又要控制多臺配送車,為了保證通信數據的安全性,避免相互干擾,設計中應考慮采用安全措施,實施數據加解密操作,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。
選擇實時嵌入式操作系統(tǒng)及開發(fā)環(huán)境時應考慮哪幾方面問題?請用200字以內文字簡要論證。
王工提出,根據用戶要求,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。
請用300字以內文字,分析公司向備份中心備份數據的時間間隔的選取、公司日常業(yè)務系統(tǒng)的運行性能,以及在災難發(fā)生時數據損失情況三者之間的關系。
如圖12-23所示是李工在設計方案中給出的智能設備工作狀態(tài)轉換圖。①請指出圖中的兩處錯誤(在圖中圈出)并用200字以內的文字說明理由。②給出正確的狀態(tài)轉換圖。
請用300字以內的文字,說明張工和劉工提出的數據架構的基本思想。
請解釋李工提出的動態(tài)冗余和N版本程序設計技術,給出如圖12-18所示模塊M2采用如圖12-19所示的動態(tài)冗余技術后的可靠度。
RMO公司銷售區(qū)域將在未來5年大面積擴展,其潛在客戶數量也會因此大幅度增加,所以良好的可擴展性是CRSS系統(tǒng)所必需的質量屬性。請分別說明在集中式和分布式數據架構下,可以采用哪些方法提升系統(tǒng)的可擴展性。
請用300字以內文字,從技術方面說明備份中心的作用,以及在租用商業(yè)備份中心時的注意事項。