试题四（25 分）

阅读以下关于工业控制系统软件方面的叙述，在答题纸上回答问题 1 至问题 4。 某公司新近签订了一份控制系统软件的研制合同。合同技术要求如下：

（1）本控制系统的软件运行平台拟采用嵌入式实时操作系统，控制系统的工作周期为 10ms，要求控制软件能够精确地按事先预定的时间顺序完成数据的采集、处理和输出；

（2）为了提高整个系统的可靠性，控制系统采用容错处理，即用两个相对独立的计算机承担相同的工作，通过交叉对比，实现控制的双余度管理；当任何一台计算机出现故障时，系统可以进行单余度控制。系统结构如图 4-1 所示。

（3）在 10ms 工作周期内的时间分配见表 4-1 所示：

公司总工程师将本项任务交付给项目主管李工程师实施，要求李工按双方合同要求完成本项目的策划、需求分析和方案设计工作，重点强调系统的可靠性要求，并特别提示：目前比较流行的嵌入式操作系统普遍采用可抢占式优先级调度策略，不能满足用户关于“能够精确地按事先预定的时间顺序完成数据的采集、处理和输出”的要求。

【问题 1】 （12 分）

李工接到任务后，认为本项目比较简单，很快就安排 3 名技术人员分别负责数据采集/输出模块、数据处理模块和比较监控模块的编写。总工程师听到汇报后，认为李工的方案和安排不妥，理由是李工忽视了系统的可靠性要求，对系统需求的理解不够深入 为实现系统关于可靠性方面的需求：

（1）你认为在组织结构、人员分工、设计开发等方面应做出哪些安排和规定？

（2）请写出关于余度表决算法的考虑。

【问题 2】 （7 分）

请用 200 字以内的文字说明李工应如何设计优先级调度策略，并按照表 4-1 的要求实现任务流程处理。

【问题 3】 （3 分）

图 4-2 为控制软件的数据流程关系，请根据本题给出的各个功能模块，填补其中的空缺处。

【问题 4】 （3 分）

请用 150 字以内的文字说明什么是系统失步，系统失步后应如何处理。