阅读以下关于嵌入式系统故障检测和诊断的相关描述,在答题纸上回答问题1至问题3。
【说明】
系统的故障检测和诊断是宇航系统提高装备可靠性的主要技术之一,随着装备信息化的发展,分布式架构下的资源配置越来越多、资源布局也越来越分散,这对系统的故障检测和诊断方法提出了新的要求。为了适应宇航装备的分布式综合化电子系统的发展,解决由于系统资源部署的分散性,造成系统状态的综合和监控困难的问题,公司领导安排张工进行研究。张工经过分析、调研提出了针对分布式综合化电子系统架构的故障检测和诊断的方案。
张工提出:宇航装备的软件架构可采用四层的层次化体系结构,即模块支持层、操作系统层、分布式中间件层和功能应用层。为了有效、方便地实现分布式系统的故障检测和诊断能力,方案建议将系统的故障检测和诊断能力构建在分布式中间件内,通过使用心跳或者超时探测技术来实现故障检测器。请用300字以内的文字分别说明心跳检测和超时探测技术的基本原理及特点。
心跳检测: 系统中各节点周期性向监控器发送“心跳”信号,若在设定时间未收到心跳,即认为节点失效。优点是实现简单,实时性强;缺点是对通信依赖高,易受网络波动干扰。
超时机制: 监控器在预设时间内等待节点响应,如未收到回复即判定超时并上报故障。优点是适用于异步通信,缺点是设置合理的超时时间具有挑战性。
心跳检测是一种主动式故障检测机制,系统中的每个节点会定期向监控器发送“心跳”信号,表示自身正常运行。若监控器在设定时间内未收到心跳信号,则判断该节点可能发生故障。该方法实现简单、实时性强,常用于判断节点是否存活,但对网络稳定性依赖较大,可能因丢包或网络延迟引发误判。
超时探测是一种被动式故障检测方式,监控端在发起请求后设定超时时间,若在规定时间内未收到响应,则认为目标节点或服务异常。超时机制适用于检测服务调用是否正常,能够发现“卡顿”或“半失效”问题,对通信实时性要求较低,但超时时间设置不当可能影响检测的准确性或效率。