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  3. 请详细阅读有关嵌入式实时操作系统方面的描述，回答问题1至问题2。 [说明] 近年来，分区化(Partitioning)技术已被广泛应用于大型嵌入式系统，此项技术重在解决嵌入式系统中多类应用软件共享计算机资源的安全性问题，同时，也可降低软件开发成本，提高软件

请详细阅读有关嵌入式实时操作系统方面的描述，回答问题1至问题2。 [说明] 近年来，分区化(Partitioning)技术已被广泛应用于大型嵌入式系统，此项技术重在解决嵌入式系统中多类应用软件共享计算机资源的安全性问题，同时，也可降低软件开发成本，提高软件

admin2016-03-25  45
问题 请详细阅读有关嵌入式实时操作系统方面的描述，回答问题1至问题2。
[说明]
近年来，分区化(Partitioning)技术已被广泛应用于大型嵌入式系统，此项技术重在解决嵌入式系统中多类应用软件共享计算机资源的安全性问题，同时，也可降低软件开发成本，提高软件的可重用能力。某公司承担了一项宇航计算机系统研制任务，要求将以前采用的多处理机系统精简为由单个处理器系统完成，而整体功能应在原有功能不变的基础上，可灵活扩展，并要求原应用软件可被快速移植到新系统。公司将任务交给王工程师组织并承担总体设计工作。在采用何种嵌入式实时操作系统的选型问题上，王工认为宇航系统强调安全性，原系统应用软件功能分布在各自的处理机上，在保持功能不变的情况下，应适当地维持各个软件的相对独立性，因此采用具有分区能力的操作系统(如：VxWorks653)比较合适。
[问题1]
图3—1给出了具有分区能力的操作系统架构，该架构支持分区和进程两类调度，并提供了分区的时间、空间隔离保障，保证了应用软件可安全共享计算机资源。请用300字以内文字说明该类操作系统中分区化技术的主要特点。
选项
答案(1)应用软件代码和操作系统代码工作在处理器的不同特权级别上，应用软件的失效不会影响操作系统的运行； (2)每一个分区有自己私有存储资源，分区所占空间是相互隔离的，分区内某进程的失效仅仅只影响到进程所在的分区； (3)操作系统可为分区内应用软件提供多种类型的API服务，使原有应用软件可方便地移植到分区内运行； (4)分区的调度是按预先配置好的时间表进行调度，任何一个分区只能在系统分配给它的时间窗口内运行，任何分区不能、也无法占用其他分区的窗口时间； (5)具有分区能力的操作系统提供健康监控管理能力，它通过操作系统内的故障监测机制，将发现的应用、分区和系统的错误通过注入机制报告健康监控系统，由它进行统一的故障处理； (6)分区化操作系统允许不同安全等级(A-E)的应用软件共享计算机资源，可实现软件验证的最小化、局部化。
解析 目前，分区(Partition)技术已被广泛应用于电子系统的数据融合领域，分区技术重在解决处理器速度极大提升后，嵌入式系统无法充分发挥处理器性能的问题。分区化的核心思想就是采用MMU(存储器管理部件)机制将单个处理器划分成多个虚拟机，使每一虚拟机内的应用程序视为在独享处理器资源。本题重点是考查考生对当前基于虚拟机的操作系统的知识掌握程度，同时，考查考生对目前国内广泛使用满足ARINC653标准的操作系统的了解程度，本题所涉及的内容是一般操作系统设计者或使用者也应具备的基本知识。
图3—1给出的具有分区技术的操作系统架构已明确说明了此类操作系统的能力，通过本图考生就可以正确地回答该问题。首先，从图3—1可以看出此类操作系统不同于平板类操作系统，它支持处理器的两种工作状态(核心态和用户态)实现了应用软件与操作系统软件间的空间和访问权限隔离，保护了系统；其次，图3—1给出的分区和进程的概念，考生完全可以分析出此概念类似于一般操作系统的进程和线程的概念，这里的分区类似于进程、进程类似于线程，从而可推断出分区一定会具备通常进程的属性，进程一定会具备通常进程的属性，即分区具有自己私用空间。分区间空间是隔离的；同样，题干给出的“要求原应用软件可被快速移植到新系统”需求就可以说明最好的移植方法是操作系统提供与原始的API相兼容，因此分区内提供可提供多种API接口是此类操作系统的特性之一；考生如果了解满足ARINC653标准的操作系统，那么它应有的独特性也会知晓，如：分区调度是采用预先配置的时间表调度，实现了分区时间上的确定性和时间隔离，与其他操作系统的最大区别是将健康监控能力植入操作系统内核，实现了系统故障监视和统一的故障处理机制，从应用角度看，分区技术的时空隔离特征，保障了不同安全等级(宇航分为5级A-E)的应用软件可安全共享计算机资源也是主要特征之一。
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