某軟件公司開發(fā)一項(xiàng)基于數(shù)據(jù)流的軟件，其系統(tǒng)的主要功能是對(duì)輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行多次分析、處理和加工，生成需要的輸出數(shù)據(jù)。需求方對(duì)該系統(tǒng)的軟件可靠性要求很高，要求系統(tǒng)能夠長(zhǎng)時(shí)間無(wú)故障運(yùn)行。該公司將該系統(tǒng)設(shè)計(jì)交給王工負(fù)責(zé)。王工給出該系統(tǒng)的模塊示意圖如圖12-18所示。王工解釋：只要各個(gè)模塊的可靠度足夠高，失效率足夠低，則整個(gè)軟件系統(tǒng)的可靠性是有保證的。

李工對(duì)王工的方案提出了異議。李工認(rèn)為王工的說(shuō)法有兩個(gè)問(wèn)題：第一，即使每個(gè)模塊的可靠度足夠高，假設(shè)各個(gè)模塊的可靠度均為0.99，但是整個(gè)軟件系統(tǒng)模塊之間全部采用串聯(lián)，則整個(gè)軟件系統(tǒng)的可靠度為0.99=0.96，即整個(gè)軟件系統(tǒng)的可靠度下降明顯；第二，軟件系統(tǒng)模塊全部采用串聯(lián)結(jié)構(gòu)，一旦某個(gè)模塊失效，則意味著整個(gè)軟件系統(tǒng)失效。
李工認(rèn)為，應(yīng)該在軟件系統(tǒng)中采用冗余技術(shù)中的動(dòng)態(tài)冗余或者軟件容錯(cuò)的N版本程序設(shè)計(jì)技術(shù)，對(duì)容易失效或者非常重要的模塊進(jìn)行冗余設(shè)計(jì)，將模塊之間的串聯(lián)結(jié)構(gòu)部分變?yōu)椴⒙?lián)結(jié)構(gòu)，來(lái)提高整個(gè)軟件系統(tǒng)的可靠性。同時(shí)，李工給出了采用動(dòng)態(tài)冗余技術(shù)后的軟件系統(tǒng)模塊示意圖，如圖12-19所示。

劉工建議，李工方案中M1和M4模塊沒(méi)有采用容錯(cuò)設(shè)計(jì)，但M1和M4發(fā)生故障有可能導(dǎo)致嚴(yán)重后果。因此，可以在M1和M4模塊設(shè)計(jì)上采用檢錯(cuò)技術(shù)，在軟件出現(xiàn)故障后能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并報(bào)警，提醒維護(hù)人員進(jìn)行處理。
注：假設(shè)各個(gè)模塊的可靠度均為0.99

RMO是一家運(yùn)動(dòng)服裝制造銷售公司，計(jì)劃在5年時(shí)間內(nèi)將銷售區(qū)域從華南地區(qū)擴(kuò)展至全國(guó)范圍。為了擴(kuò)大信息技術(shù)對(duì)于未來(lái)業(yè)務(wù)發(fā)展的價(jià)值，公司邀請(qǐng)咨詢顧問(wèn)幫助他們制訂戰(zhàn)略信息系統(tǒng)規(guī)劃。經(jīng)過(guò)評(píng)審，咨詢顧問(wèn)給出的戰(zhàn)略規(guī)劃要點(diǎn)之一是建立客戶關(guān)系支持系統(tǒng)（CRSS）。RMO公司決定由其技術(shù)部成立專門的項(xiàng)目組負(fù)責(zé)CRSS的開發(fā)和維護(hù)工作。
項(xiàng)目組在仔細(xì)調(diào)研和分析了系統(tǒng)需求的基礎(chǔ)上，確定了基于互聯(lián)網(wǎng)的CRSS系統(tǒng)架構(gòu)。但在確定系統(tǒng)數(shù)據(jù)架構(gòu)時(shí)，張工認(rèn)為應(yīng)該采用集中式的數(shù)據(jù)架構(gòu)，給出的理由是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易維護(hù)且開發(fā)及運(yùn)行成本低；而劉工建議采用分布式的數(shù)據(jù)架構(gòu)，并提出在開發(fā)中通過(guò)"局部數(shù)據(jù)庫(kù)+緩存"的讀寫分離結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，具有較好的運(yùn)行性能和可擴(kuò)展性。
項(xiàng)目組經(jīng)過(guò)集體討論，考慮到公司的未來(lái)發(fā)展規(guī)劃，最終采用了劉工的建議。

請(qǐng)用300字以內(nèi)的文字，說(shuō)明張工和劉工提出的數(shù)據(jù)架構(gòu)的基本思想。
 

某網(wǎng)上購(gòu)物電子商務(wù)公司擬升級(jí)正在使用的在線交易系統(tǒng)，以提高用戶網(wǎng)上購(gòu)物在線支付環(huán)節(jié)的效率和安全性。在系統(tǒng)的需求分析與架構(gòu)設(shè)計(jì)階段，公司提出的需求和關(guān)鍵質(zhì)量屬性場(chǎng)景如下：
（a）正常負(fù)載情況下，系統(tǒng)必須在0.5秒內(nèi)對(duì)用戶的交易請(qǐng)求進(jìn)行響應(yīng)。
（b）信用卡支付必須保證99.999%的安全性。
（c）對(duì)交易請(qǐng)求處理時(shí)間的要求將影響系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議和處理過(guò)程的設(shè)計(jì)。
（d）網(wǎng)絡(luò)失效后，系統(tǒng)需要在1.5分鐘內(nèi)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤并啟用備用系統(tǒng)。
（e）需要在20人月內(nèi)為系統(tǒng)添加一個(gè)新的CORBA中間件。
（f）交易過(guò)程中涉及到的產(chǎn)品介紹視頻傳輸必須保證畫面具有600*480的分辨率，20幀/秒的速率。
（g）更改加密的級(jí)別將對(duì)安全性和性能產(chǎn)生影響。
（h）主站點(diǎn)斷電后，需要在3秒內(nèi)將訪問(wèn)請(qǐng)求重定向到備用站點(diǎn)。
（i）假設(shè)每秒中用戶交易請(qǐng)求的數(shù)量是10個(gè)，處理請(qǐng)求的時(shí)間為30毫秒，則"在1秒內(nèi)完成用戶的交易請(qǐng)求"這一要求是可以實(shí)現(xiàn)的。
（j）用戶信息數(shù)據(jù)庫(kù)授權(quán)必須保證99.999%可用。
（k）目前對(duì)系統(tǒng)信用卡支付業(yè)務(wù)邏輯的描述尚未達(dá)成共識(shí)，這可能導(dǎo)致部分業(yè)務(wù)功能模塊的重復(fù)，影響系統(tǒng)的可修改性。
（l）更改Web界面接口必須在4人周內(nèi)完成。
（m）系統(tǒng)需要提供遠(yuǎn)程調(diào)試接口，并支持系統(tǒng)的遠(yuǎn)程調(diào)試。
在對(duì)系統(tǒng)需求和質(zhì)量屬性場(chǎng)景進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)的架構(gòu)師給出了三個(gè)候選的架構(gòu)設(shè)計(jì)方案。公司目前正在組織系統(tǒng)開發(fā)的相關(guān)人員對(duì)系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行評(píng)估。

甲公司承擔(dān)了一項(xiàng)為宇航系統(tǒng)配套生產(chǎn)高性能嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的任務(wù)，用戶要求該系統(tǒng)要具有高速并發(fā)處理能力、低功耗、高可靠性，并可以有效地防止系統(tǒng)故障的蔓延。根據(jù)用戶對(duì)本項(xiàng)目的要求，甲公司成立了軟/硬件兩個(gè)項(xiàng)目組，總體設(shè)計(jì)由硬件組承擔(dān)，負(fù)責(zé)高性能嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，軟件組負(fù)責(zé)確定軟件的技術(shù)需求和應(yīng)用軟件開發(fā)平臺(tái)的軟件設(shè)計(jì)工作。
在處理器選型方面，硬件組王工與軟件組張工在討論采用哪種CPU體系結(jié)構(gòu)方面發(fā)生爭(zhēng)議。目前，流行的處理器結(jié)構(gòu)包括單核結(jié)構(gòu)、多處理器結(jié)構(gòu)、超線程結(jié)構(gòu)、多核結(jié)構(gòu)、共享Cache的多核結(jié)構(gòu)和超線程技術(shù)的多核結(jié)構(gòu)共6種，如圖12-20所示。

某軟件公司開發(fā)一項(xiàng)基于數(shù)據(jù)流的軟件，其系統(tǒng)的主要功能是對(duì)輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行多次分析、處理和加工，生成需要的輸出數(shù)據(jù)。需求方對(duì)該系統(tǒng)的軟件可靠性要求很高，要求系統(tǒng)能夠長(zhǎng)時(shí)間無(wú)故障運(yùn)行。該公司將該系統(tǒng)設(shè)計(jì)交給王工負(fù)責(zé)。王工給出該系統(tǒng)的模塊示意圖如圖12-18所示。王工解釋：只要各個(gè)模塊的可靠度足夠高，失效率足夠低，則整個(gè)軟件系統(tǒng)的可靠性是有保證的。

李工對(duì)王工的方案提出了異議。李工認(rèn)為王工的說(shuō)法有兩個(gè)問(wèn)題：第一，即使每個(gè)模塊的可靠度足夠高，假設(shè)各個(gè)模塊的可靠度均為0.99，但是整個(gè)軟件系統(tǒng)模塊之間全部采用串聯(lián)，則整個(gè)軟件系統(tǒng)的可靠度為0.99=0.96，即整個(gè)軟件系統(tǒng)的可靠度下降明顯；第二，軟件系統(tǒng)模塊全部采用串聯(lián)結(jié)構(gòu)，一旦某個(gè)模塊失效，則意味著整個(gè)軟件系統(tǒng)失效。
李工認(rèn)為，應(yīng)該在軟件系統(tǒng)中采用冗余技術(shù)中的動(dòng)態(tài)冗余或者軟件容錯(cuò)的N版本程序設(shè)計(jì)技術(shù)，對(duì)容易失效或者非常重要的模塊進(jìn)行冗余設(shè)計(jì)，將模塊之間的串聯(lián)結(jié)構(gòu)部分變?yōu)椴⒙?lián)結(jié)構(gòu)，來(lái)提高整個(gè)軟件系統(tǒng)的可靠性。同時(shí)，李工給出了采用動(dòng)態(tài)冗余技術(shù)后的軟件系統(tǒng)模塊示意圖，如圖12-19所示。

劉工建議，李工方案中M1和M4模塊沒(méi)有采用容錯(cuò)設(shè)計(jì)，但M1和M4發(fā)生故障有可能導(dǎo)致嚴(yán)重后果。因此，可以在M1和M4模塊設(shè)計(jì)上采用檢錯(cuò)技術(shù)，在軟件出現(xiàn)故障后能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并報(bào)警，提醒維護(hù)人員進(jìn)行處理。
注：假設(shè)各個(gè)模塊的可靠度均為0.99

RMO是一家運(yùn)動(dòng)服裝制造銷售公司，計(jì)劃在5年時(shí)間內(nèi)將銷售區(qū)域從華南地區(qū)擴(kuò)展至全國(guó)范圍。為了擴(kuò)大信息技術(shù)對(duì)于未來(lái)業(yè)務(wù)發(fā)展的價(jià)值，公司邀請(qǐng)咨詢顧問(wèn)幫助他們制訂戰(zhàn)略信息系統(tǒng)規(guī)劃。經(jīng)過(guò)評(píng)審，咨詢顧問(wèn)給出的戰(zhàn)略規(guī)劃要點(diǎn)之一是建立客戶關(guān)系支持系統(tǒng)（CRSS）。RMO公司決定由其技術(shù)部成立專門的項(xiàng)目組負(fù)責(zé)CRSS的開發(fā)和維護(hù)工作。
項(xiàng)目組在仔細(xì)調(diào)研和分析了系統(tǒng)需求的基礎(chǔ)上，確定了基于互聯(lián)網(wǎng)的CRSS系統(tǒng)架構(gòu)。但在確定系統(tǒng)數(shù)據(jù)架構(gòu)時(shí)，張工認(rèn)為應(yīng)該采用集中式的數(shù)據(jù)架構(gòu)，給出的理由是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易維護(hù)且開發(fā)及運(yùn)行成本低；而劉工建議采用分布式的數(shù)據(jù)架構(gòu)，并提出在開發(fā)中通過(guò)"局部數(shù)據(jù)庫(kù)+緩存"的讀寫分離結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，具有較好的運(yùn)行性能和可擴(kuò)展性。
項(xiàng)目組經(jīng)過(guò)集體討論，考慮到公司的未來(lái)發(fā)展規(guī)劃，最終采用了劉工的建議。

博學(xué)公司承擔(dān)了一項(xiàng)大型物料配送中心的研發(fā)項(xiàng)目，使用自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行貨物的存取。系統(tǒng)主要由兩部分組成，其一是裝有智能設(shè)備的配送車，用于自動(dòng)化裝卸貨物；其二是用于管理和調(diào)度這些配送車的物料配送中心，如圖12-23所示。

智能設(shè)備接受配送中心發(fā)出的存取貨指令，根據(jù)貨艙地址和艙位位置等參數(shù)，自動(dòng)控制配送車行走，并調(diào)整機(jī)械臂到達(dá)目標(biāo)艙位，當(dāng)存取完貨物后，再次等待配送中心指令。其中，視頻監(jiān)視器用于采集工作現(xiàn)場(chǎng)的視頻數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)用于智能設(shè)備識(shí)別配送車當(dāng)前位置。
公司經(jīng)理將智能設(shè)備的研制任務(wù)交給了李工。李工投入了大量的時(shí)間，通過(guò)一個(gè)月的努力，提交了智能設(shè)備的設(shè)計(jì)方案。但是，出乎李工預(yù)料，該方案被專家評(píng)審會(huì)否定了。評(píng)審意見(jiàn)指出，李工的設(shè)計(jì)方案實(shí)施成本高，并且在技術(shù)上有缺陷，建議重新設(shè)計(jì)。

如圖12-23所示是李工在設(shè)計(jì)方案中給出的智能設(shè)備工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。

①請(qǐng)指出圖中的兩處錯(cuò)誤（在圖中圈出）并用200字以內(nèi)的文字說(shuō)明理由。
②給出正確的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。

博學(xué)公司最近簽訂了一份控制系統(tǒng)軟件的研制合同。合同技術(shù)要求如下：
①本控制系統(tǒng)的軟件運(yùn)行平臺(tái)擬采用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，控制系統(tǒng)的工作周期為10ms，要求控制軟件能夠精確地按事先預(yù)定的時(shí)間順序完成數(shù)據(jù)的采集、處理和輸出。
②為了提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性，控制系統(tǒng)采用容錯(cuò)處理，即用兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的計(jì)算機(jī)承擔(dān)相同的工作，通過(guò)交叉對(duì)比，實(shí)現(xiàn)控制的雙余度管理；當(dāng)任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)可以進(jìn)行單余度控制。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖12-21所示。

③在10ms工作周期內(nèi)的時(shí)間分配如表12-15所示。

公司總工程師將本項(xiàng)任務(wù)交付給項(xiàng)目主管李工程師實(shí)施，要求李工按雙方合同要求完成本項(xiàng)目的策劃、需求分析和方案設(shè)計(jì)工作，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的可靠性要求，并特別提示：目前比較流行的嵌入式操作系統(tǒng)普遍采用可搶占式優(yōu)先級(jí)調(diào)度策略，不能滿足用戶關(guān)于"能夠精確地按事先預(yù)定的時(shí)間順序完成數(shù)據(jù)的采集、處理和輸出"的要求。

電子商務(wù)是構(gòu)建在Internet上的新商務(wù)模式。企業(yè)和個(gè)人使用電子商務(wù)來(lái)降低交易成本，提高商品和信息流的周轉(zhuǎn)速度，提高客戶服務(wù)水平，并且使得制造商、供應(yīng)商和客戶之間可以緊密合作。企業(yè)信息化是實(shí)施企業(yè)電子商務(wù)的基礎(chǔ)，特別是在企業(yè)流程再造、供應(yīng)鏈管理、客戶關(guān)系管理等方面需要依托信息技術(shù)進(jìn)行整合和優(yōu)化。

某研究所承擔(dān)了一項(xiàng)宇航嵌入式系統(tǒng)的研制任務(wù)，本項(xiàng)任務(wù)技術(shù)難度大、可靠性要求高、進(jìn)度要求緊，預(yù)計(jì)軟件規(guī)模約在一萬(wàn)行以上。而該所原先承擔(dān)的相關(guān)項(xiàng)目均是用匯編語(yǔ)言編寫（軟件規(guī)模較小，一般是幾百行）。項(xiàng)目主管工程師將軟件開發(fā)的論證工作分別布置給了王工和李工，要求他們根據(jù)本項(xiàng)目的技術(shù)要求，在一周內(nèi)分別提出軟件的實(shí)施方案。
①該宇航嵌入式系統(tǒng)由數(shù)據(jù)處理機(jī)、信號(hào)處理機(jī)及數(shù)據(jù)采集模塊組成。信號(hào)處理機(jī)主要通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊將大量不同時(shí)間周期的外部數(shù)據(jù)采集進(jìn)來(lái)，進(jìn)行預(yù)處理（如FFT變換）后提交給數(shù)據(jù)處理機(jī)；數(shù)據(jù)處理機(jī)根據(jù)功能要求完成各種計(jì)算處理工作，并將結(jié)果輸出。為了達(dá)到數(shù)據(jù)處理機(jī)和信號(hào)處理機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)化，這兩類處理機(jī)均采用同種處理機(jī)的體系結(jié)構(gòu)（如PowerPC7410）。整個(gè)系統(tǒng)工作的最大周期為1s，最小周期為5ms。數(shù)據(jù)處理機(jī)上任務(wù)分布如表12-16所示。

②一周后，王工和李工提交了各自的實(shí)施方案，其共同之處在于二者均提出采用操作系統(tǒng)及相應(yīng)的軟件開發(fā)環(huán)境。但是，王工和李工在選擇什么樣的操作系統(tǒng)及開發(fā)環(huán)境方面出現(xiàn)了較大分歧。王工的實(shí)施方案指出，為了滿足本項(xiàng)目的技術(shù)要求，并有利于本所軟件的長(zhǎng)期發(fā)展，應(yīng)選用具有硬實(shí)時(shí)處理能力的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)及開發(fā)環(huán)境（如VxWorks）；而李工的實(shí)施方案指出，操作系統(tǒng)主要完成對(duì)計(jì)算機(jī)資源的管理與分配工作，考慮到人們對(duì)操作系統(tǒng)及軟件開發(fā)工具的熟悉程度，本項(xiàng)目應(yīng)選用具有大眾化的、開發(fā)人員容易上手的嵌入式操作系統(tǒng)（例如，WindowsCE、Linux）。
③在兩人爭(zhēng)執(zhí)不下的情況下，項(xiàng)目主管工程師組織了相關(guān)專家對(duì)王工和李工提交的實(shí)施方案進(jìn)行了評(píng)審。最后，專家組一致認(rèn)為王工的方案切實(shí)可行，操作系統(tǒng)的選型論證充分、客觀，可以作為本所未來(lái)幾年中相關(guān)項(xiàng)目的軟件開發(fā)的基本環(huán)境。同時(shí)專家組還就具體實(shí)施選擇嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)及開發(fā)環(huán)境產(chǎn)品時(shí)應(yīng)著重考慮的相關(guān)問(wèn)題提出了幾點(diǎn)建議。