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某水电站根据安全监控的需要决定采用嵌入式工控微机进行实时多任务安全监测。该系统有32路模拟量输入、96路开关量、16路脉冲量输入和水位落差量输入,产生显示信息、报警信号、监测报表和水位传感器控制信号等输出。该水电站安全监测系统具有以下几个特点:对各种模拟量、开关量、脉冲量、水位落差量等数据量的监测,事实上只是周期性地重复执行相应的各个任务模块。
监视的对象比较固定,系统硬件的规模相对固定不变。尽可能允许把所有软件都固化在EPROM中。人机交互作用的内容固定,即由操作人员通过键盘去调用此系统中所存入的相应应用程序,不会去修改应用程序。基于以上安全监测系统的特点,该水电站技术研发部门准备选用现有的工业控制机系统及现成的各种模板等硬件,由本部门的开发人员自行开发软件。
所开发的软件主要包括:应用程序,即按各类输入/输出量的采集、处理、显示、报警和制表等功能分别作为若干任务块,由这些任务组成应用程序。多任务嵌入式实时操作系统,用来协调各任务的资源分配与管理,管理任务之间的联系与多任务操作。
[问题1]根据以上安全监测系统的特点,技术研发人员郭工程师提出了一个自行编制简化“多任务嵌入式实时操作系统”的方案,以适应于协调管理硬件资源和监测对象的实际需求,其中只保留了标准的多任务实时操作系统的核心功能,例如CPU管理、中断管理和外设管理等。请在200字以内简要说明郭工程师提出的简化的“多任务嵌入式实时操作系统”可能具有哪些优点。
[问题2]设计简化的多任务嵌入式实时操作系统时,由于多个任务均可能要求占用CPU这个关键资源,因此CPU的任务管理是一个非常重要的设计内容。在该嵌入式实时操作系统中,作为占用资源的基本单位,任务总共有五个状态,分别是休眠状态、就绪状态、运行状态、等待状态和延时等待状态。在任何时候,一个任务只会处于其中的某一个状态。请根据图6-8中已给出的信息将(1)~(5)空缺处填写完整。
[问题3]在该水电站安全监测系统中,数据采集任务(Collect_task)把所采集的数据送入一单缓冲区,计算任务(Calculate_task)从该单缓冲区中取出数据进行计算。以下是利用信号量机制实现两个任务共享单缓冲区的C语言形式化描述程序。请将程序代码中(6)~(9)空缺处以及(10)空缺处的内容填写完整。int sr=0'int (6) :main(){cobeginCollect_task();Calculate_task();coend}Collect_task(){ While(采集工作未完成){ 采集一个数据, P(se), 将数据送入缓冲区中: (7) ,}}Calculate_task(){While(计算工作未完成){(8) ,从缓冲区中取出数据:(9)进行数据计算送入缓冲区中,}}如果以上程序中“int sf=0;”语句不小心被改写成“ints{=-1;”,那么系统运行时将会进入(10)状态。
问题1:①可加快该操作系统的开发周期,并使其更易于维护,
②减少操作系统占有内存的容量,便于固化,
③减少操作系统的运行开销(例如CPU占用时间),
④可提高系统的实时性能和快速响应能力;
⑤可提高系统的资源利用率和性价比等
这是一道要求读者根据实际应用环境分析多任务嵌入式实时操作系统的特点的综合理解题。
本题的解答思路如下:
(1)嵌入式实时系统(RTOS)是指能够在指定的时间内完成系统功能和对内部或外部、同步或异步时间做出响应的系统,它还具有在事先定义的时间范围内识别和处理离散事件的能力,系统能够处理和存储控制系统所需要的大量数据。实时操作系统的主要功能是多任务、可抢占的任务调度、中断管理、存储管理、时钟管理、外部设备管理以及文件系统等。
(2)由试题中关键信息“只保留了标准的多任务实时操作系统的核心功能,例如CPU管理、中断管理和外设管理等”可直接理解简化的多任务嵌入式实时操作系统中“简化”一词的涵义。“简化”可加快该操作系统的开发周期,并使其更易于维护。
(3)由题干关键信息“对各种模拟量、开关量、脉冲量、水位落差量等数据量的监测,事实上只是周期性地重复执行相应的各个任务模块”可知,系统中有着相对较多的简单输入量,另外由于“监视的对象比较固定,系统硬件的规模相对固定不变”,因此,采用简化多任务实时操作系统是可行的。
(4)采用简化的实时操作系统比标准多用户实时操作系统(MROS)所需占用的主存空间容量小,更符合题干中“尽可能允许把所有软件都固化在EPROM中”的要求。
(5)另外,采用简化的实时操作系统具有可提高系统的实时性能和快速响应能力,可减少操作系统的运行开销(例如CPU可更快运行任务,更快响应中断),提高系统的资源利用率和性价比等。
问题2:(1)等待状态(2)就绪状态(3)休眠状态(4)延时等待(5)运行状态
这是一道要求读者根据实际应用环境分析嵌入式实时操作系统任务状态转换的综合理解题。
本题的分析思路如下:
①任务是相应任务块程序关于某数据集合的可并发的一次运行活动,即任务通常作为占有资源的最基本单位。在本案例的实时操作系统中,任务总共有五个状态,分别是休眠状态、就绪状态、运行状态、等待状态和延时等待状态。而且试题中已给定“在任何时候,一个任务只会处于其中的某一个状态”。
②其中,休眠状态指任务还没有初始化,或任务的执行已经结束,实际上对操作系统来说,该任务是不存在的。就绪状态是指任务已经具备了运行的条件,但是由于CPU正忙,正在运行其他的任务,因此暂时不能运行的状态。
③运行状态表示此任务正在占有CPU,并在CPU上运行。处于就绪状态的任务只要把CPU控制权分配给它(任务调度),它就能够立刻执行。等待状态是指任务因为正在等待某种事件的发生而暂时不能运行。例如,它正在等待某个I/O操作的完成,或者它同某个任务之间存在着同步关系,正在等待该任务给它发信号。此时,即使CPU已经空闲了下来,它也还是不能运行。处于等待状态的任务可以被某些系统调用或事件激发而转到就绪状态。当一个任务运行过程中需要等待某个事件或更高优先级的任务占用CPU时,将由运行状态转移到等待状态。
由此可判断(1)空缺处填写的内容是“等待状态”,(2)空缺处填写的内容是“就绪状态”,(5)空缺处填写的内容是“运行状态”。
④处于运行状态的任务如暂时不需要占用CPU资源,则可直接进入休眠状态;而当操作系统唤醒某一处于休眠状态的任务时,该任务将进入就绪状态,因此(3)空缺处可填入“休眠状态”等内容。
⑤由图6-8中“延时时间到”以及(2)空缺处填写的内容是“就绪状态”、(5)空缺处填写的内容是“运行状态”可推理出,(4)空缺处可填人“延时等待”这一状态。
⑥图6-14给出了一个完整的简化实时操作系统的任务状态转换图。
问题3:se=1(7)V(sf)(8)P(sf)(9)V(se)(10)死锁
这是一道要求读者掌握信号量操作机制的程序分析题。本题的解答思路如下:
①在本试题中,数据采集任务(Collect_task)和计算任务(Calculate_task)共用一个单缓冲区。数据采集任务(Collect_task)采集到一个数据后,只有当缓冲区为空时,才能将数据送入该单缓冲区存放,否则应等待单缓冲区腾空。当单缓冲区中有数据时,计算任务 (Calculate task)才能从缓冲区中取出数据进行计算,否则也应等待。
②本试题信号量操作机制的实质是一个典型的生产者——消费者操作问题,即需要使用两个任务间同步算法解决问题。
③本试题中应设置两个信号量,其中一个信号量来表示缓冲区中是否有可供计算的数据,其初值为0。程序代码中“int sf=0;”语句正是对该信号量的定义。
④实现两个任务间同步算法时,还需定义另一个信号量来表示单缓冲区中有无空位置存放新的数据,其初值为1。数据采集任务(Collect_task)程序代码中已给出“P(se),”语句,间接说明另一个信号量的标识是“se”。因此(6)空缺处所填写的内容是“se=1”。
⑤当数据采集任务(Collect_task)将数据送入单缓冲区中时,应使用“V(sf),”语句唤醒原处于等待状态的计算任务(Calculate_task)。因此(7)空缺处所填写的内容是“V(sf);”语句。
⑥由于计算任务(Calculate_task)需要等待单缓冲区中有数据时,才能从缓冲区中取出数据进行计算,也就是说,单缓冲区中没有数据时,计算任务(Calculate_task)应处于等待状态。因此(8)空缺处实现此功能语句的语句是“P(sf);”。
⑦当计算任务(Calculate_task)从缓冲区中取出数据时,单缓冲区的空间被腾空,此时允许将新数据存人该单缓冲区,即单缓冲区的使用权限将交付给数据采集任务(Collect _task因此(9)空缺处需填入语句“V(se);”实现此功能。
⑧当信号量sf的初始值为-1时,假设计算任务(Calculate_task)先被调度执行,它执行P(sf)操作时,使sf的值变为-2,计算任务(Calculate_task)进入阻塞状态。假设此时发生了一次时钟中断,数据采集任务(Collect_task)被调度执行,它顺利通过了P(se)操作,并使se的值变为o,接着在执行V(sf)操作,并使sf的值变为-1,假设满足“While(采集工作未完成)”判断条件,P(se)操作将再次执行,并使se的值变为-1,数据采集任务 (Collect_task)也进入阻塞状态。这样一来,两个任务都在等待对方释放信号量,就成为了一种死锁状态。
【说明】
某公司现有网络拓扑结构如图1-1所示。该网络中使用交换机SW1为三层交换机,SW2和SW3均为二层智能交换机。
【问题4】(4分)
为了对用户上网行为进行监管,需要在SW1与R1之间部署(9)。
(9)备选答案:
A.FW(防火墙) B.IDS(入侵检测系统) C.堡垒机 D.上网行为管理
随着公司各部门成员增加,某些时候部分员工获取到IP地址和真实DHCP分出来IP不一致,为了避免这种情况可以在交换机上开启(10)功能。
(10)备选答案:
A.dhcp snooping B. broadcast-suppression C. loopback-detect
阅读下列说明,回答问题1至问题5,将解答填入答题纸对应栏内。 【说明】 攻克要塞教育中心在部署计算机网络时采用了一款硬件防火墙,该防火墙带有三个以太网络接口,其网络拓扑如图3-1所示。
【问题1】(8分)
防火墙包过滤规则默认策略为拒绝,表3-1给出防火墙包过滤规则配置。若要求内部所有主机能使用IE浏览器访问外部IP地址202.117.118.23Web服务器,为表中(1)~(4)空缺处选择正确答案,填写在答题纸相应位置。(1)备选答案:A.允许 B.拒绝(2)备选答案:A.192.168.1.0/24 B.211.156.169.6/30 C.202.117.118.23/24(3)备选答案:A.TCP B.UDP C.ICMP(4)备选答案:A.E3E2 B.E1E3 C.E1E2
【问题2】(6分)
内部网络经由防火墙采用NAT方式与外部网络通信,表3-2中(5)~(7)空缺处选择正确答案,填写在答题纸相应位置。(5) 备选答案:A.192.168.1.0/24 B.anyC.202.117.118.23/24(6)备选答案: A.E1 B.E2 C.E3(7)备选答案: A.192.168.1.1 B.210.156.169.6C.211.156.169.6
【问题3】(2分)
图3-1中 (8)适合设置为DMZ区。(8)备选答案:A.区域A B.区域B C.区域C【问题4】(4分)防火墙上配置信息如图3-2所示。要求启动HTTP代理服务,通过HTTP缓存提高浏览速度,代理服务端口为3128,要使主机PC1使用HTTP代理服务,其中“地址”栏中内容应填写为 (9) ,“端口”栏中内容应填写为 (10) 。
【问题5】(4分)
NAT和HTTP代理分别工作在 (11) 和 (12) 。(11)备选答案:A.网络层 B.应用层 C.服务层(12)备选答案:A.网络层 B.应用层 C.服务层
阅读以下说明,回答问题1至问题4,将解答填入答题纸对应解答栏内。
【说明】
某企业采用PIX防火墙保护公司网络安全,网络结构如图4-1所示。
【问题1】(4分)
防火墙一般把网络区域划分为内部区域(trust区域)、外部区域(untrust区域)以及(1),其中在这个网络区域内可以放置一些公开服务器,下列(2)服务器不适合放在该区域。
空(2)备选答案:
A.Web
B.FTP
C.邮件
D.办公自动化(OA)
【问题2】(2分)
衡量防火墙性能主要参数有并发连接数、用户数限制、吞吐量等,其中最重要参数是(3),它反映出防火墙对多个连接访问控制能力和连接状态跟踪能力,这个参数大小直接影响到防火墙所能支持最大信息点数。
空(3)备选答案:
A.并发连接数
B.用户数限制
C.吞吐量
D.安全过滤带宽
【问题3】(4分)
设置防火墙接口名称,并指定安全级别,安全级别取值范围为0~100,数字越大安全级别越高。要求设置:ethemet0命名为外部接口outside,安全级别是0;ethernet1命名为内部接口inside,安全级别是100;ethernet2命名为中间接口dmz,安全级别为50。
请完成下面命令。
…
PLX#config terminal
PLX (config)#nameif ethemet0 (4) security0
PLX (config)#nameif ethernet1 inside (5)
PLX (config)#nameif ethemet2 (6) (7)
…
【问题4】(5分)
编写表4-1中规则,设置防火墙安全规则,允许外网主机133.20.10.10访问内网数据库服务器10.66.1.101,同时允许内网和外网访问DMZ区WWW服务器10.65.1.101。
阅读以下说明,回答问题一,并将解答填入答题纸对应解答栏中。 某公司用ASP 实现了用户满意度调查网页,系统几个主要文件及作用如表1所示, 网页效果如图1 所示。
用户调查数据库表info表结构如表2所示:
问题1:完成下列代码填空
备选答案:A.用户满意度调查 B. rs C. username
D. </frameset> E. dbpathF.Conn G.exec H. top.html I.info J. login.asp K.searchtext L. rs.EOF M. MoveNext N.wt1 O. rowcount
阅读下列有关网络防火墙说明,回答问题1至问题4,将答案填入答题纸对应解答栏内。
【说明】
某公司网络有200台主机、一台WebServer和一台MailServer。为了保障网络安全,安装了一款防火墙,其网络结构如图4-1所示,防火墙上配置NAT转换规则如表4-1所示。
防火墙配置遵循最小特权原则(即仅允许需要数据包通过,禁止其他数据包通过),请根据题意回答以下问题。
【问题1】(6分,每空1分)
防火墙设置缺省安全策略如表4-2所示,该策略含义为:内网主机可以访问WebServer、MailServer和Internet,Intemet主机无法访问内网主机和WebServer、MailServer。
如果要给Internet主机开放WebServerWeb服务以及MaiIServer邮件服务,请补充完成表4-3策略。(注:表4-3策略在表4-2之前生效)
【问题2】(3分,每空1分)
如果要禁止内网用户访问Internet上202.10.20.30FTP服务,请补充完成表4-4策略。
(注:表4-4策略在表4-2之前生效)
问题3】(4分,每空1分)
如果要禁止除PC1以外所有内网用户访问Internet上219.16.17.18Web服务,请补充
完成表4-5策略。(注:表4-5策略在表4-2之前生效)
【问题4】(2分,每空1分)
如果要允许Intemet用户通过Ping程序对WebServer连通性进行测试,请补充完成表4-6策略。(注:表4-6策略在表4-2之前生效)
攻克要塞一个分支机构被分配了一个C类地址192.168.36.0/24,该分支机构现在需要分配IP地址有财务、人力资源、销售、审计、计划、服务六个部门,每个部门一个子网,每个部门机器数量不超过25台。请回答以下问题。
【问题1(6分)
为给这六个部门分配IP地址,请问子网掩码是多少,每个子网有多少个地址,可以分配地址有多少?
【问题2】(3分)
给六个部门分配完地址后,还有多少剩余地址,假设地址是从192.168.36.0开始分配,请列出剩余地址段?
【问题3】(3分)
请问地址192.168.36.111网络地址是多少,该网络广播地址是多少?
【问题4】(3分)
该分支机构采用VLAN实现网段划分,请问常规做法是采用什么网络设备实现VLAN划分和互通?
试题一(23分)阅读下列说明,回答问题1至问题4,将解答填入答题纸对应栏内。 【说明】 DHCP是动态主机配置协议,这个协议用于向计算机自动提供IP地址、子网掩码和路由信息。如果由网络管理员分配局域网上客户机IP地址,则会费时费力且容易出错。因此采用DHCP自动分配地址,这时局域网上客户机会向DHCP服务器请求一个IP地址,然后DHCP服务器为每个请求客户机分配一个地址,直到分配完该范围内所有IP地址为止,已经分配IP地址必须定时地延长租用期。这确保了当客户机设备在正常地释放IP地址之前,如果该客户机突然从网络断开,被分配地址就可以归还给服务器。DHCP配置文件中option(选项)如表1-1所示。
【问题1】(5分)
请根据表1-1中选项,把(1)~(5)填写完整。【问题2】(6分)在Linux系统中有如下3个语句,请分别说出它们所执行任务名称。(1)/etc/rc.d/init.d/dhcpd start。(2)/etc/rc.d/init.d/dhcpd stop。(3)/etc/rc.d/init.d/dhcpd restart。【问题3】(8分)Dhcp客户端发出第一个数据包目标MAC地址是(6),目标IP地址是(7),源MAC地址是(8),源IP地址是(9).【问题4】(4分)简述DHCP协议分配IP地址主要过程?
试题二(13分)
阅读下列说明,回答问题1至问题5,将解答填入答题纸对应栏内。 【说明】 某一网络地址块192.168.75.0中有5台主机A、B、C、D和E,它们IP地址及子网掩码如表4-1所示。
【问题1】(5分)
5台主机A、B、C、D、E分属几个网段?哪些主机位于同一网段?【问题2】(2分)主机D网络地址为多少?【问题3】(2分)若要加入第六台主机F,使它能与主机A属于同一网段,其IP地址范围是多少?【问题4】(2分)若在网络中另加入一台主机,其IP地址设为192.168.75.164,它广播地址是多少?哪些主机能够收到?【问题5】(2分)若在该网络地址块中采用VLAN技术划分子网,何种设备能实现VLAN之间数据转发?
阅读以下说明,回答问题1至问题3,将解答填入答题纸对应解答栏内。【说明】某公司网络拓扑结构如图 3-1 所示。网络规划如表3-1所示。
【问题1】(3分,每空1分)如图3-1所示,防火墙接口GE0/0/0、GE0/0/1和GE0/0/2分属于( 1 )、( 2 )、( 3 )。(1)~(2)备选项:A.trust区域 B.untrust区域 C.DMZ区域 (1)(2)(3) 【问题2】(8分,每空2分)如图3-1所示,ISP1作为公司默认互联网出口。该公司拥有2条出口链路,要保证内网机器能够访问互联网,需要在路由器上配置( 4 ),用户希望服务器网段流量都走ISP2出去,则需要在路由器上配置( 5 ),因为服务器网段IP地址是内网地址,服务器要对Internet提供服务,需要在路由器上配置( 6 ),生产区和办公区访问互联网默认走ISP1出去,需要在路由器上配置( 7 )。(4)~(7)备选项:A.策略路由 B.缺省路由 C. 源NAT D.目NAT (4)(5)(6)(7) 【问题3】(9分,每空1分)生产区和办公区用户流量默认走ISP1出口,服务器区域流量走ISP2出口。请根据描述,将下面配置代码补充完整。R1基本配置略……[R1]interface GigabitEthernet 0/0/1[R1-GigabitEthernet0/0/1]ip address 58.60.36.2 29[R1-GigabitEthernet0/0/1]quit[R1]interface GigabitEthernet 0/0/2[R1-GigabitEthernet0/0/2]ip address ( 8 )[R1-GigabitEthernet0/0/2]quit[R1]interface GigabitEthernet 0/0/0[R1-GigabitEthernet0/0/0]ip address 192.168.200.1 24[R1-GigabitEthernet0/0/0]quit[R1]acl( 9 )[R1-acl-basic-2000]rule permit source 192.168.8.0 (10)[R1-acl-basic-2000]rule permit source 192.168.100.0 0.0.0.255[R1-acl-basic-2000]rule permit source 192.168.200.0 0.0.0.255[R1-acl-basic-2000]quit[R1]acl 2001[R1-acl-basic-2001]rule permit source 192.168.100.0 0.0.0.255[R1-acl-basic-2001]quit[R1]nat address-group 1 58.60.36.3 58.60.36.6[R1]interface GigabitEthernet 0/0/1[R1-GigabitEthernet0/0/1]nat outbound 2000 address-group 1[R1-GigabitEthernet0/0/1]quit[R1]interface GigabitEthernet 0/0/2[R1-GigabitEthernet0/0/2]nat outbound 2000[R1-GigabitEthernet0/0/2]quit[R1]ip route-static 192.168.8.0 22 ( 11 )[R1]ip route-static 192.168.100.0 24 ( 12 )[R1]ip route-static 0.0.0.0 0 58.60.36.1[R1]ip route-static 0.0.0.0 0 113.250.13.1( 13 )//把ISP2这条链路作为浮动路由,作为应急触发备份路径[R1]traffic classifier (14)[R1-classifier-c1]if-match acl 2001 [R1-classifier-c1]quit[R1]traffic behavior b1[R1-behavior-b1]redirect ip-nexthop 113.250.13.1[R1-behavior-b1]quit[R1]traffic policy p1[R1-trafficpolicy-p1]classifier c1 behavior b1[R1-trafficpolicy-p1]quit[R1]interface ( 15 )[R1-GigabitEthernet0/0/0]traffic-policy p1(16) [R1-GigabitEthernet0/0/0]quit[R1]……(8)-(15) 备选答案A.113.250.13.2 30 B.192.168.200.2 C. GigabitEthernet0/0/0 D. preference 100 E. 192.168.200.3 F. 0.0.3.255 G. 2000 H. c1I. inbound (8)(9)(10)(11)(12)(13)(14)(15)(16)
阅读以下说明,回答问题l至问题4,将解答填入答题纸对应解答栏内。
【说明】
某单位网络结构如图1-1所示。其中楼B与楼A距离约1500米
【问题1】(4分)
在该单位综合布线时,实现楼A与楼B之间干线电缆或光线、配线设备等组成布线子系统成为 ① ;实现楼A内楼层1到楼层3连接配线设备、干线电缆或光线以及跳线等组成布线子系统称为 ② 。
【问题2】(6分)
为图1-1中(1)~(3)出选择介质,填写在答题纸相应位置。
备选介质(每种介质限选一次):超5类UTP 多模光纤 单模光纤
【问题3】(6分,每空2分)
从表1-1中为图1-1中(4)~(6)处选择合适设备名称。
【问题4】(4分)
在host1中运行tracert www.abc.com命令后,显示结果如图1-2所示 。依据图1-2中显示结果,填写图1-1中(7)、(8)处空缺IP地址。