随着人工智能技术的发展,工业机器人已成为当前工业界的热点研究对象。某宇航设备公司为了扩大业务范围,决策层研究决定准备开展工业机器人研制新业务。公司将论证工作交给了软件架构师王工,王工经过分析和调研,从机器人市场现状、领域需求、组成及关键技术和风险分析等方面开展了综合论证。论证报告指出:首先,为了保障本公司机器人研制的持续性,应根据领域需求选择一种适应的设计架构;其次,为了规避风险,公司的研制工作不能从零开始,应该采用国际开源社区所提供机器人操作系统(Robot Operating System, ROS)作为机器人开发的基本平台。
在讨论会上,架构师李工提出不同意见,他认为公司针对宇航领域已开发了某款嵌 入式实时操作系统,且被多种宇航装备使用,可靠性较高。因此应该采用现有架构体系
作为机器人的开发平台。会上王工说明了机器人操作系统与该款操作系统的差别,要沿 用需要进行改造,投入较大。经过激烈讨论,公司领导同意了王工采用 ROS 的意见。
【问题1】(5分)
王工拟采用的ROS具有分布式进程框架,以点对点设计以及服务和节点管理器方式, 使得执行程序可以各自独立地设计,松散地、实时地组合起来。这些进程可以按照功能包和功能包集的方式分组,因而可以容易地分享和发布。请用400字以内文字说明ROS与嵌入式实时操作系统的共同点,以及在实时性和任务通信方式两个方面的差异。
【问题2】 (10分)
ROS为应用程序间通信提供了主题(Topic) 、服务 (Service)和动作 (Action) 三种消息通信方式,每种通信方式都有其特点。请将以下给出的三类通信的主要特点填入表 3-1 中(1)-(5) 的空白处,将答案写在答题纸上。
(a) 适合用于传输传感器信息(数据流)
(b) 能够知道是否调用成功
(c) 一对多模式
(d) 有握手信号
(e) 服务执行完会有反馈
(f) 可以监控长时间执行的进程
(g) 较复杂
(h) 可能让系统过载(数据太多)
(i) 服务执行完之前,程序会等待
(j) 建立通信较慢
(k) 可能丢失数据
表3-1 ROS三类通信的主要特点
【问题3】 (10分)
ROS 的架构定义了 ROS 系统由多个各自独立的节点(组件)组成,并且各个节点之间可以通过发布/订阅( Publish /Subscribe )消息模型进行通信。图 3-1 给出一个简单机器人结构实例,请根据以下文字描述,补充图3-1 中(1)~(5) 处空白,将答案写在答题纸上。
“|机器人开始阶段,所有节点都要注册 (Registration) 到 Master上,注册后,摄像 头节点声明它要发布(Publish)一个叫作/image_data的消息。另外两个节点(图像处理处理节点和图像显示节点)声明它们需要订阅( Subscribe) 这个/image_data消息。因此, 一旦摄像头节点收到相机发送的数据(Data),就立即将数据/image_data直接发送到另外两个节点。
图3-1
【问题1】
ROS与嵌入式实时操作系统的共同点:
(1)系统微型化
(2)系统专用性强
(3)软硬件依赖性强
(4)系统资源受限
ROS与嵌入式实时操作系统的差异:
实时性:ROS弱于嵌入式实时操作系统
通信方式:ROS的通信方式较为丰富,嵌入式实时操作系统通信方式单一。
【问题2】
(1)(2)(c)(k) (3)(4)(i)(j) (5) (f)
【问题3】
(1)Registration (2)Data (3)Publish (4)Subscribe (5)Subscribe
一台主机的IP地址为202.123.25.36,掩码为255.255.254.0。如果该主机需要在该网络进行直接广播,那么它应该使用的目的地址为( )
在计算机系统的日常维护工作中,应当注意硬盘工作时不能__(2)__。另外,需要防范病毒,而__(3)__是不会被病毒感觉的。
有 4 个 IP 地址:201.117.15.254、201.117.17.01、201.117.24.5 和 201.117.29.3,如果子网掩码为 255.255.248.0,则这 4 个地址分别属于3个子网;其中属于同一个子网的是()
在异步通信中,每个字符包含1位起始位、7位数据位、1位奇偶位和1位终止位,每秒钟传送200个字符,采用4相位调制,则码元速率为()。
在 Windows 中,运行( )命令得到下图所示结果。以下关于该结果的叙述中,错误的是( )。
Pinging 59.74.111.8 with 32 bytes of data:
Reply from 59.74.111.8: bytes=32 time=3ms TTL=60
Reply from 59.74.111.8: bytes=32 time=5ms TTL=60
Reply from 59.74.111.8: bytes=32 time=3ms TTL=60
Reply from 59.74.111.8: bytes=32 time=5ms TTL=60
Ping statistics for 59.74.111.8:
Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0 (0% loss),
Approximate round trip times in milli-seconds:
Minimum = 3ms, Maximum = 5ms, Average = 4ms
在ISO OSF/RM参考模型中,七层协议中的__(1)__利用通信子网提供的服务实现两个用户进程之间端到端的通信。在这个模型中,如果A用户需要通过网络向B用户传送数据,则首先将数据送入应用层,在该层给它附加控制信息后送入表示层;在表示层对数据进行必要的变换并加头标后送入会话层;在会话层加头标送入传输层;在传输层将数据分解为__(本题)__后送至网络层;在网络层将数据封装成__(3)__后送至数据链路层;在数据链路层将数据加上头标和尾标封装成__(4)__后发送到物理层;在物理层数据以__(5)__形式发送到物理线路。B用户所在的系统接收到数据后,层层剥去控制信息,把原数据传送给B用户。
在OSI/RM中,解释应用数据语义的协议层是()。
在TCP/IP协议栈中,ARP协议的作用是(),RARP协议的作用是(请作答此空)。
在地址 http://www.dailynews.com.cn/channel/welcome.htm 中,www.dailynews.com.cn 表示( ),welcome.htm 表示(请作答此空)。
在电子表格软件Excel中,假设A1单元格的值为15,若在A2单元格输入“=AND(15<A1,A1<100)”,则A2单元格显示的值为 ()