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2018年11月第3题
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阅读以下关于嵌入式实时系统相关技术的叙述,在答题纸上回答问题1和问题2。
【说明】
某公司长期从事宇航领域嵌入式实时系统的软件研制任务。公司为了适应未来嵌入式系统网络化、智能化和综合化的技术发展需要,决定重新考虑新产品的架构问题,经理将论证工作交给王工负责。王工经调研和分析,完成了新产品架构设计方案,提交公司高层讨论。

分值(14分

王工提交的设计方案中指出:由于公司目前研制的嵌入式实时产品属于简单型系统,其嵌入式子系统相互独立,功能单一,时序简单。而未来满足网络化、智能化和综合化的嵌入式实时系统将是一种复杂系统,其核心特征体现为实时任务的机理、状态和行为的复杂性。简单任务和复杂任务的特征区分主要表现在十个方面。请参考表3-1给出的实时任务特征分类,用题干中给出的(a)~(t)20个实时任务特征描述,补充完善表3-1给出的空(1)~(14)。
(a)任务属性不会随时间变化而改变;
(b)任务的属性与时间相关;
(c)任务仅可以从非连续集中获取特征变量;
(d)任务变量域是连续的;
(e)功能原理不依赖于上下文;
(f) 功能原理依赖于上下文;
(g)任务行为可以用step-by-step顺序分析方法来理解;
(h)许多任务在产生访问活动时相互间是并发处理的,很难用step-by-step方法分析;
(i) 因果关系相互影响;
(j) 行为特征依赖于大量的反馈机制;
(k)系统内构成、策略和描述是相似的;
(l) 系统内存在许多不同的构成、策略和描述;
(m)功能关系是非线性的;
(n) 功能关系是线性的;
(o) 不同的子任务是相互独立的,任务内部仅存在少量的交互操作;
(p) 不同的子任务有很高的交互操作,要把一个单任务的行为隔离开是困难的;
(q) 域特征有非常整齐的原则和规则;
(r) 许多不同的上下文依赖于规则;
(s) 原理和规则在表面属性上很容易被识别;
(t) 原理被覆盖、抽象,而不会在表面属性上被识别。

参考答案

(1)(c) (2)(d) (3)(o) (4)(p)
(5)(g) (6)(h) (7)(k) (8)(l)
(9)(i) (10)(j) (11)(n) (12)(m)
(13)(e) (14)(f)

凯恩解析

本题考查嵌入式实时任务特征分类。在嵌入式实时系统中,任务可以分为简单任务与复杂任务。

简单任务多见于独立型嵌入式设备(如单功能传感器控制),而复杂任务往往出现在网络化、智能化装备中(如飞控系统、卫星姿态控制)。它们的区别主要体现在十个方面:①静态/动态特性:简单任务属性固定,不随时间改变,而复杂任务与时间紧密相关;②非连续/连续性:简单任务特征变量不连续,而复杂任务变量域连续;③独立/交互性:简单子任务相互独立,复杂任务交互性强;④顺序/并行性:简单任务可逐步分析,而复杂任务常有并发处理;⑤相似/多样性:简单任务结构策略相似,复杂任务存在多种构成与描述;⑥因果/反馈性:简单任务因果关系明确,复杂任务依赖大量反馈机制;⑦线性/非线性:简单任务功能关系线性,复杂任务呈非线性;⑧上下文无关/相关:简单任务原理与上下文无关,复杂任务需依赖上下文;⑨规则性:简单任务规则整齐易识别,复杂任务规则受上下文影响,不规律。

因此,在表 3-1 中,(1)~(14)的匹配结果正体现了这些对比特征。例如,简单任务的“功能原理不依赖上下文(e)”对应复杂任务的“功能原理依赖上下文(f)”;简单任务“顺序分析(g)”对应复杂任务“并发分析困难(h)”;简单任务“线性关系(n)”对应复杂任务“非线性关系(m)”。通过这种对比,可以看出复杂实时任务具备高动态性、高交互性与强反馈依赖,这正是未来网络化、智能化嵌入式系统的本质特征。

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