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  3. 请详细阅读有关嵌入式构件设计方面的说明，在答题纸上回答问题1至问题3。 【说明】 构件(component)也称为组件，是一个功能相对独立的具有可复用价值的软硬件单元。近年来，构件技术正在逐步应用于大型嵌入式系统的软件设计。某公司长期从事飞行器电子

请详细阅读有关嵌入式构件设计方面的说明，在答题纸上回答问题1至问题3。 【说明】 构件(component)也称为组件，是一个功能相对独立的具有可复用价值的软硬件单元。近年来，构件技术正在逐步应用于大型嵌入式系统的软件设计。某公司长期从事飞行器电子

admin2016-05-11  64
问题 请详细阅读有关嵌入式构件设计方面的说明，在答题纸上回答问题1至问题3。
【说明】
    构件(component)也称为组件，是一个功能相对独立的具有可复用价值的软硬件单元。近年来，构件技术正在逐步应用于大型嵌入式系统的软件设计。某公司长期从事飞行器电子设备研制工作，已积累了大量成熟软件。但是，由于当初管理和设计等原因，公司的大量软件不能被复用，严重影响了公司后续发展。公司领导层高度重视软件复用问题，明确提出了要将本公司的成熟软件进行改造，建立公司可复用的软件构件库，以提升开发效率、降低成本。公司领导层决定将此项任务交给技术部门的王工程师负责组织实施。两个月后，王工程师经过调研、梳理和实验，提交了一份实施方案。此方案得到了公司领导层的肯定，但在实施过程中遇到了许多困难，主要表现在公司软件架构的变更和构件抽取的界面等方面。
【问题1】
    请用200字以内文字说明获取构件的方法有哪几种?开发构件通常采用哪几种策略?并列举出两种主流构件标准。
【问题2】
    由于该公司已具备大量的成熟软件，王工程师此次的主要工作就是采用遗留工程(Legacy Engineering)方法，将具有潜在复用价值的软件提取出来，得到可复用的构件。因此，在设计软件时与原开发技术人员产生了重大意见分歧，主要分歧焦点在于大家对构件概念理解上的差异。请根据你对构件的理解，判断表3-1给出的有关构件的说法是否正确，将答案写在答题纸上。

【问题3】
    王工程师的实施方案指出：本公司的大部分产品是为用户提供标准计算平台的，而此平台中的主要开发工作是为嵌入式操作系统研制板级支持软件(BSP)。为了提高BSP软件的复用，应首先开展BSP构件的开发，且构件架构应符合国外GENESYS规范定义的嵌入式系统架构风格。图3-1给出了架构风格定义的构件通用接口，其中：链接接口(LIF)是构件对外提供的功能服务接口；局部接口建立了构件和它的局部环境的连接，如传感器、作动器或人机接口；技术相关接口(TDI)提供了查看构件内部、观察构件的内部变量的手段，如诊断等；技术无关接口(TII)用来在运行时配置、复位、重启构件的接口。现需要针对BSP中常用的RS-232串行驱动程序设计一个可复用的软构件，请说明该软构件四类接口的具体功能。
选项
答案【问题1】 基于构件的软件开发中，可以通过不同的途径来获取构件，主要包括以下4种方法： (1)从现有构件中获得符合要求的构件，直接使用或做适应性修改，得到可复用的构件； (2)通过遗留工程(Legacy Engineering)，将具有潜在复用价值的软件提取出来，得到可复用的构件； (3)从市场上购买现成的商业构件，即COTS(Commercial Off-The-Shell)构件； (4)开发新的符合要求的构件。 开发构件通常采取3种策略： (1)分区(partitioning)：指的是将问题情景的空间分割成几乎可以独立研究的部分； (2)抽象(abstraction)：是对在给定实践内执行指定计算的软／硬件单元的一种抽象； (3)分割(segmentation)；是将结构引入构件的行为，支持对行为性质进行时序推理。 当前主流构件标准有： (1)CORBA：由OMG(对象管理集团)制定； (2)COM／DCOM：由Microsoft制定； (3)EJB：由SUN的Java企业Bean制定。 【问题2】 (1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)× 【问题3】 RS-232驱动程序主要完成对RS-232芯片的初始化，实现RS-232数据发送、接收和控制等功能。依据GENESYS规范定义的构件接口含义，RS-232驱动程序构件的接口定义如下： (1)链接接口 RS-232驱动构件的使用者是上层的操作系统或应用软件，本构件应该给他们提供串行接口的数据发送、数据接收服务(1分)。因此，链接接口至少包括以下功能服务： Send()：处理机中的程序向RS-232芯片输出数据； Receive()：处理机中的程序通过RS-232芯片从外部接收数据； Init232()：初始化：RS-232芯片。 (2)局部接口 RS-232驱动构件的局部接口应该是RS-232芯片为编程提供的各类寄存器和CPU对外围芯片的支持，此接口与硬件紧密相关。就RS-232芯片而言，局部接口至少包括以下功能服务： Intconnect()：将RS-232芯片的外部中断向量连接到CPU； Read(1)：从RS-232芯片中读取寄存器的内容(包括控制、状态类寄存器和数据输入寄存器)； Write()：将控制信息或输出的数据写入RS一232芯片的相应寄存器。 (3)技术相关接口 RS-232驱动构件的技术相关接口应该是RS-232驱动构件为维护人员提供的芯片诊断接口，此接口与硬件和应用紧密相关。就RS-232芯片使用而言，技术相关接口至少包括以下诊断功能服务： Datacheck()：诊断数据传输校验的错误。 (4)技术无关接口 RS-232驱动构件的技术无关接口应该是RS一232驱动构件为编程人员提供的芯片初始化或运行时的配置接口。技术无关接口至少包括以下功能服务： Reset()：RS-232芯片或驱动构件复位； Restart()：RS-232芯片或驱动构件重启动； Rateconfigure()：配置、重新配置RS-232传输速率。
解析 本题考查软件构件(component)基本概念、提取构件需要采取的一般方法，通过一种简单的实例，重点考查考生对构件知识使用的掌握程度。
    此类题目要求考生认真阅读题目对问题的描述，通过自己对构件知识的掌握的程度，采用总结、抽象和概括等的方式，从问题描述中发现问题的相关性，正确回答问题。
【问题1】
    构件(component)也称为组件，是一个功能相对独立的具有可复用价值的软硬件单元。近年来，构件技术正在逐步应用于大型嵌入式系统的软件设计。从传统意义上来讲，构件就是一种可独立开发、具备独立功能的一类软件。它具备有独立性、可重用性、可组装性、可配置性等特点，构件没有大小之分，可通过将几个构件组装成一个新构件。
    通常情况下，软件人员在从事开发时，在分析和论证的基础上，提炼出适合本项目需要的构件，这样可降低软件开发成本、缩短开发周期。软构件可通过多种途径获取，目前可主要归纳为以下四种方法：
    (1)修改已有构件：从现有构件中获得符合要求的构件，直接使用或做适应性修改，得到可复用的构件；
    (2)封装新构件：通过遗留工程(Legacy Engineering)，将具有潜在复用价值的软件提取出来，得到可复用的构件；
(3)COTS构件：从市场上购买现成的商业软件(构件)，通过处理形成满足自己需要的构件，即COTS(Commercial Off-The—Shell)构件；
    (4)新开发构件：针对项目需要，在分许、评估的基础上，开发新的符合要求的构件。
    软件构件的开发方法通常包括了分区(partitioning)、抽象(abstraction)和分割(segmentation)等三种。分区指的是将问题情景的空间分割成几乎可以独立研究的部分；抽象是对在给定实践内执行指定计算的软／硬件单元的一种抽象；分割是将结构引入构件的行为，支持对行为性质进行时序推理。通俗地说，分区就是在空间上对软件进行划分，保证构件在空间上具备独立特性，分割就是按软件程序的执行行为特征，按时间关系进行分解，保证构件在时间上具备独立特性，抽象就是按软件功能独立性进行分解和抽象。目前，基于构件的软件体系标准是由OMG(对象管理集团)制定的CORBA标准、由Microsoft公司制定COM／DCOM标准和由SUN的Java企业Bean制定EJB标准。
【问题2】
    本问题主要考查考生对构件基本知识的掌握程度，通过判断正确、错误的形式，考察考生对构件概念正确性理解。每个判断题正确的描述如下：
    (1)“构件是系统中的一个封装了设计与实现，而只披露接口的可更换的部分"。此种描述是正确的。
    (2)“构件是解决软件复用的基础，复用的形式可分为垂直式复用和水平式复用。而垂直式复用的主要关键点在于领域分析，具有领域特征和相似性，受到广泛关注"。垂直式复用是与领域特性相关的，而水平式复用是一种公用的服务，不予某个特殊领域相关。
    (3)“构件构建在平台之上，平台提供核心平台服务，是构件实现与构件组装的基础。构件组装通常采用基于功能的组装技术、基于数据的组装技术和面向对象的组装技术等三种技术”。配置只是一种构件功能组合动态方法，而不是构件组装的技术。
    (4)“软件架构为软件系统提供了一个结构、行为和属性的高级抽象，由构件的描述、构件的相互作用(连接件)、指导构件集成的模式以及这些模式的约束组成”。该描述是正确的。
    (5)“构件可分为硬件构件、软件构件、系统构件和应用构件。RTL(运行时库)属于软件构件，由于RTL可适应多种应用领域，所以RTL与属于水平式复用构件”。RTL是C／C++语言为用户提供的一种运行时库，如数学库、stdio库等，它可服务于多种应用，而与领域需求无关，所以说RTL不属于垂直式复用构件。
(6)“硬件构件的功能被给定的硬件结构如ASIC预先确定，他是不能修改的。同样，软件构件的功能由在FPGA或者CPU上的软件确定的，我们将加载在软件构件上的软件称为作业。将作业分配给适当的可以执行该作业的硬件单元就创建了新的构件。软件构件的功能所以在构件的寿命期中可以修改”。
【问题3】
    本问题要求考生根据自己掌握的构件基本知识，结合图3—1给出的一种构件接口要求，在分析题干的基础上，针对一个驱动实例，完成串行接口的驱动软构件的设计。
    RS-232驱动程序是每个从事嵌入式软件开发人员都知道的一种软件，它主要完成对RS-232芯片的初始化，实现RS-232数据发送、接收和控制等功能。本题要求考生将这些功能(服务)有效地分解到图3-1定义的构件四类接口。如果考生具有一定实际经验，就可完成次设计。下面简要说明答题思路：
    (1)链接接口
    RS-232驱动构件的使用者是上层的操作系统或应用软件，本构件应该给他们提供串行接口的数据发送、数据接收服务。因此，链接接口至少包括以下功能服务：
    Send()：处理机中的程序向RS-232芯片输出数据；
    Receive()：处理机中的程序通过RS-232芯片从外部接收数据；
    Init232()：初始化RS-232芯片。
    (2)局部接口
    RS-232驱动构件的局部接口应该是RS-232芯片为编程提供的各类寄存器和CPU对外围芯片的支持，此接口与硬件紧密相关。就RS-232芯片而言，局部接口至少包括以下功能服务：
    Intconnect()：将RS-232芯片的外部中断向量连接到CPU；
    Read()：从RS-232芯片中读取寄存器的内容(包括控制、状态类寄存器和数据输入寄存器)；
    Write()：将控制信息或输出的数据写入RS-232芯片的相应寄存器。
    (3)技术相关接口
    RS-232驱动构件的技术相关接口应该是RS-232驱动构件为维护人员提供的芯片诊断接口，此接口与硬件和应用紧密相关。就RS-232芯片使用而言，技术相关接口至少包括以下诊断功能服务：
    Datacheck()：诊断数据传输校验的错误。
    (4)技术无关接口
    RS一232驱动构件的技术无关接口应该是RS一232驱动构件为编程人员提供的芯片初始化或运行时的配置接口。技术无关接口至少包括以下功能服务：
    Reset()：RS．232芯片或驱动构件复位；
    Restart()：RS-232芯片或驱动构件重启动；
    Rateconfigure()：配置、重新配置RS-232传输速率。
问题3的解答内容仅供参考，每一类接口提供的服务格式、分类等可以有差异，但对于RS-232驱动构件每种功能分类一致即可。
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