试题三(25分)
请详细阅读有关嵌入式软件架构设计方面的描述，回答问题
[说明]
在嵌入式系统中，软件采用开放式架构已成为新的发展趋势。软件架构设计的优劣将直接影响
软件的重用和移植能力。某软件公司主要从事宇航领域的嵌入式软件研发工作。经二十多年的发展，其软件产品已被广泛应用于各种航天飞行器中。该公司积累了众多成熟软件，但由于当初没有充分考虑软件的架构原有软件无法被再利用，为适应嵌入式软件技术发展需要，该公司决策层决定成立宇航嵌入式软件开放式架构研究小组，为公司完成开放式架构的定义与设计，确保公司软件资源能得到充分利用。研究小组查阅了大量的国外资料和标准，最终将研究重点集中在了 SAE AS4893《通用开放式架构(GOA)框架》标准，图31-3 给出了GOA定义的架构图。
图31-3GOA开放式架构
[问题1](9分)
请用300字以内的文字简要说明开放式架构的四个基本特点。参考答案:
开放架构应具有以下4个基本特点:
(1)可移植性。各种计算机应用系统可在具有开放架构特性的各种计算机系统间进行移植，不论这些计算机是否同种型号、同种机型。
(2)可互操作性。如计算机网络中的各结点机都具有开放架构的特性，则该网上各结点机间可相互操作和资源共享。
(3)可剪裁性。如某个计算机系统是具有开放架构特性的，则在该系统的低档机上运行的应用系统应能在高档机上运行，原在高档机上运行的应用系统经剪裁后也可在低档机上运行。
(4)易获得性。在具有开放架构特性的机器上所运行的软件环境易于从多方获得，不受某个来源所控制。
[问题2](16分)
图31-3 中，GOA框架规定了软件、硬件和接口的结构，以在不同应用领域中实现系统功能GOA 框架规定了一组接口，其重要特点是建立了关键组件及组件间接口关系，这些接口的确定可用于支持软件的可移植性和可升级性，以满足功能的增加和技术的更新要求。除操作系统服务与扩展操作系统之间的接口(3X)外，GOA 将其他接口分为两类: 直接接口[iD (i=1,2.3....)]和逻辑接口[iL (i=1.2.3....)]。直接接口定义了信息传输方式;逻辑接口定义了对等数据交换的要求，逻辑接口没有定义真正的信息传输方式，其传输发生在一个或多个直接接口。根据图中标注的接口在框架中的具体位置，请填写下表的(1)~(8)处空白。
表31-1 GOA中的接口与功能
序号 |
接口功能描述 |
接口名称 |
范例 |
实现处理机之间有效的通信方式、操作系统服务和操作系统扩展服务之间的接口 |
3X |
1 |
(1） |
4D |
2 |
一组对等的物理资源之间数据交换接口/协议的要求组成的接口，它能实现通信链路物理资源访问(物理资源逻辑接口) |
(2) |
3 |
一组软件(操作系统)访问硬件资源的服务接口。该组接口为软件与硬件资源之间定义了一个边界(系统服务到资源访问直接接口) |
(3) |
4 |
提供在任何处理机中应用软件与其他应用软件之间的接口。也包括不同系统间的应用软件之间的接口(应用逻辑接口) |
(4) |
5 |
(5) |
1D |
6 |
(6) |
3L |
7 |
根据对等信息/数据交换要求。在同一处理机或不同处理机间，资源访问服务之间的对等操作服务的接口(资源访问服务逻辑接口) |
(7) |
8 |
由服务于硬件指令机制和寄存器使用的资源访问服务组成的接口(资源服务到物理资源直接接口) |
(8) |
参考答案:
序号 |
接口功能描述 |
接口名称 |
范例 |
实现处理机之间有效的通信方式、操作系统服务和操作系统扩展服务之间的接口 |
3X |
1 |
(1)为任何处理机中的服务功能提供各应用软件互操作服务的接口(应用到系统服务的直接接口) |
4D |
2 |
一组对等的物理资源之间数据交换接口/协议的要求组成的接口，它能实现通信链路物理资源访问(物理资源逻辑接口) |
(2)1L |
3 |
一组软件(操作系统)访问硬件资源的服务接口。该组接口为软件与硬件资源之间定义了一个边界(系统服务到资源访问直接接口) |
(3)3D |
4 |
提供在任何处理机中应用软件与其他应用软件之间的接口。也包括不同系统间的应用软件之间的接口(应用逻辑接口) |
(4)4L |
5 |
(5)物理资源与物理资源之间以及物理资源与外部环境之间的接口(物理资源到 物理资源直接接口) |
1D |
6 |
(6)在同一个或不同的处理机之间，为处理机中的系统服务提供逻辑服务和远程服务的接口(系统服务逻辑接口) |
3L |
7 |
根据对等信息/数据交换要求。在同一处理机或不同处理机间，资源访问服务之间的对等操作服务的接口(资源访问服务逻辑接口) |
(7)2L |
8 |
由服务于硬件指令机制和寄存器使用的资源访问服务组成的接口(资源服务到物理资源直接接口) |
(8)2D |