2022年11月系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)師下午題-1

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1.【問(wèn)答題】25分|閱讀以下關(guān)于軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的敘述，在答題紙上回答問(wèn)題1至問(wèn)題3。

[說(shuō)明]某文化產(chǎn)業(yè)集團(tuán)委托軟件公司開(kāi)發(fā)一套文化用品商城系統(tǒng)，業(yè)務(wù)涉及文化用品銷售、定制、競(jìng)拍和點(diǎn)評(píng)等板塊，以提升商城的信息化建設(shè)水平。該軟件公司組織項(xiàng)目組完成了需求調(diào)研，現(xiàn)已進(jìn)入到系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)階段?？紤]到系統(tǒng)需求對(duì)架構(gòu)設(shè)計(jì)決策的影響，項(xiàng)目組先列出了可能影響系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)的部分需求如下:

(a)用戶界面支持用戶的個(gè)性化定制;

(b)系統(tǒng)需要支持當(dāng)前主流的標(biāo)準(zhǔn)和服務(wù)，特別是通信協(xié)議和平臺(tái)接口;

(c)用戶操作的響應(yīng)時(shí)間應(yīng)不大于3秒，競(jìng)拍板塊不大于1秒;

(d)系統(tǒng)具有故障診斷和快速恢復(fù)能力;

(e)用戶密碼需要加密傳輸;

(f)系統(tǒng)需要支持不低于2G的數(shù)據(jù)緩存;

(g)用戶操作停滯時(shí)間超過(guò)定時(shí)限需要重新登錄驗(yàn)證;

(h)系統(tǒng)支持用戶選擇漢語(yǔ)、英語(yǔ)或法語(yǔ)三種語(yǔ)言之一進(jìn)行操作。

項(xiàng)目組提出了兩種系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)方案:瘦客戶端C/S架構(gòu)和胖客戶端C/S架構(gòu)，經(jīng)過(guò)對(duì)，上述需求逐條分析和討論，最終決定采用瘦客戶端C/S架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

[問(wèn)題1](8分)

在系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)中，決定系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)的非功能性需求主要有四類:操作性需求、性能需求、安全性需求和文化需求。請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明四類需求的含義。

[問(wèn)題2](8分)

根據(jù)表1-1的分類，將題干所給出的系統(tǒng)需求(a)~(h)分別填入(1)~(4)

表1-1需求分類

問(wèn)題3(9分)

請(qǐng)說(shuō)明瘦客戶端C/S架構(gòu)能夠滿足題干中給出的哪些系統(tǒng)需求(只需要回答出三個(gè)系統(tǒng)需求)。

2.【問(wèn)答題】25分|閱讀以下關(guān)于軟件系統(tǒng)建模的敘述，在答題紙上回答問(wèn)題1至問(wèn)題3。

[說(shuō)明]某公司欲建設(shè)-一個(gè)房屋租賃服務(wù)系統(tǒng)，統(tǒng)一管理房主和租賃者的信息，提供快捷的租賃服務(wù)。本系統(tǒng)的主要功能描述如下:

1.登記房主信息。記錄房主的姓名、住址、身份證號(hào)和聯(lián)系電話等信息，并寫(xiě)入房主信息文件。

2.登記房屋信息。記錄房屋的地址、房屋類型(如平房、帶陽(yáng)臺(tái)的樓房、獨(dú)立式住宅等)、樓層、租金及房屋狀態(tài)(待租賃、已出租)等信息，并寫(xiě)入房屋信息文件。-名房主可以在系統(tǒng)中登記多套待租賃的房屋。

3.登記租賃者信息。記錄租賃者的個(gè)人信息，包括:姓名、性別、住址、身份證號(hào)和電話號(hào)碼等，并寫(xiě)入租賃者信息文件。

4.安排看房。已經(jīng)登記在系統(tǒng)中的租賃者，可以從待租賃房屋列表中查詢待租賃房屋信息。租賃者可以提出看房請(qǐng)求，系統(tǒng)安排租賃者看房。對(duì)于每次看房，系統(tǒng)會(huì)生成一條看房記錄并將其寫(xiě)入看房記錄文件中。

5.收取手續(xù)費(fèi)。房主登記完房屋后，系統(tǒng)會(huì)生成一份費(fèi)用單，房主根據(jù)費(fèi)用單交納相應(yīng)的費(fèi)用。

6.變更房屋狀態(tài)。當(dāng)租賃者與房主達(dá)成租房或退房協(xié)議后，房主向系統(tǒng)提交變更房屋狀態(tài)的請(qǐng)求。系統(tǒng)將根據(jù)房主的請(qǐng)求，修改房屋信息文件。

[問(wèn)題1](12分)

若來(lái)用結(jié)構(gòu)化方法對(duì)房屋租賃服務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行分析，得到如圖2-1所示的頂層DFD,使用題干中給出的詞語(yǔ)，給出圖2-1中外部實(shí)體E1~E2、加工P1~P6以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)D1~D4的名稱。

[問(wèn)題2](5分)

若采用信息工程(InformationEngineering)方法對(duì)房屋租賃服務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行分析，得到如圖2-2所示的ERD.請(qǐng)給出圖2-2中實(shí)體(1)~(5)的名稱。

[問(wèn)題3](8分)

(1)信息工程方法中的'實(shí)體(entity)”與面向?qū)ο蠓椒ㄖ械摹邦?class)”之間有哪些不同之處?

(2)在面向?qū)ο蠓椒ㄖ型ǔ２捎糜美?UseCase)來(lái)捕獲系統(tǒng)的功能需求。用例可以按照不同的層次來(lái)進(jìn)行劃分,其中的EssentialUseCases和RealUseCases有哪些區(qū)別?

3.【問(wèn)答題】14分|

閱讀以下關(guān)于嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)的敘述，在答題紙.上回答問(wèn)題1和問(wèn)題2。

[說(shuō)明]某公司長(zhǎng)期從事宇航領(lǐng)域嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)的軟件研制任務(wù)。公司為了適應(yīng)未來(lái)嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化、智能化和綜合化的技術(shù)發(fā)展需要，決定重新考慮新產(chǎn)品的架構(gòu)問(wèn)題，經(jīng)理將論證工作交給王工負(fù)責(zé)。王工經(jīng)調(diào)研和分析，完成了新產(chǎn)品架構(gòu)設(shè)計(jì)方案，提交公司高層討論。

[問(wèn)題1](14分)

王工提交的設(shè)計(jì)方案中指出:由于公司目前研制的嵌入式實(shí)時(shí)產(chǎn)品屬于簡(jiǎn)單型系統(tǒng)，其嵌入式子系統(tǒng)相互獨(dú)立，功能單一，時(shí)序簡(jiǎn)單。而未來(lái)滿足網(wǎng)絡(luò)化、智能化和綜合化的嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)將是種復(fù)雜系統(tǒng)，其核心特征體現(xiàn)為實(shí)時(shí)任務(wù)的機(jī)理、狀態(tài)和行為的復(fù)雜性。簡(jiǎn)單任務(wù)和復(fù)雜任務(wù)的特征區(qū)分主要表現(xiàn)在十個(gè)方面。請(qǐng)參考表3-1給出的實(shí)時(shí)任務(wù)特征分類，用題干中給出的(a)~(t)20個(gè)實(shí)時(shí)任務(wù)特征描述，補(bǔ)充完善表31給出的空(1)~(14)。

(a)任務(wù)屬性不會(huì)隨時(shí)間變化而改變;

(b)任務(wù)的屬性與時(shí)間相關(guān);

(c)任務(wù)僅可以從非連續(xù)集中獲取特征變量;

(d)任務(wù)變量域是連續(xù)的;

(e)功能原理不依賴于上下文;

(f)功能原理依賴于上下文;

(g)任務(wù)行為可以用step-by-step順序分析方法來(lái)理解;

(h)許多任務(wù)在產(chǎn)生訪問(wèn)活動(dòng)時(shí)相互間是并發(fā)處理的，很難用stepby-step方法分析;

(i)因果關(guān)系相互影響;

(j)行為特征依賴于大量的反饋機(jī)制;

(k)系統(tǒng)內(nèi)構(gòu)成、策略和描述是相似的;

(l)系統(tǒng)內(nèi)存在許多不同的構(gòu)成、策略和描述;

(m)功能關(guān)系是非線性的;

(n)功能關(guān)系是線性的;

(o)不同的子任務(wù)是相互獨(dú)立的，任務(wù)內(nèi)部?jī)H存在少量的交互操作;

(p)不同的子任務(wù)有很高的交互操作，要把一個(gè)單任務(wù)的行為隔離開(kāi)是困難的;

(q)域特征有非常整齊的原則和規(guī)則;

(r)許多不同的上下文依賴于規(guī)則;

(s)原理和規(guī)則在表面屬性，上很容易被識(shí)別;

4.【問(wèn)答題】25分|閱讀以下關(guān)于分布式數(shù)據(jù)庫(kù)緩存設(shè)計(jì)的敘述，在答題紙，上回答問(wèn)題1至問(wèn)題3.

[說(shuō)明]某企業(yè)是為城市高端用戶提供高品質(zhì)蔬菜生鮮服務(wù)的初創(chuàng)企業(yè)，創(chuàng)業(yè)初期為快速開(kāi)展業(yè)務(wù)，該企業(yè)采用輕量型的開(kāi)發(fā)架構(gòu)(腳本語(yǔ)言+關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù))研制了一套業(yè)務(wù)系統(tǒng)。業(yè)務(wù)開(kāi)展后受到用戶普遍歡迎，用戶數(shù)和業(yè)務(wù)數(shù)量迅速增長(zhǎng)，原有的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器已不能滿足高度并發(fā)的業(yè)務(wù)要求。為此，該企業(yè)成立了專門(mén)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)來(lái)解決該問(wèn)題。張工建議重新開(kāi)發(fā)整個(gè)系統(tǒng)，采用新的服務(wù)器和數(shù)據(jù)架構(gòu)，解決當(dāng)前問(wèn)題的同時(shí)為日后的擴(kuò)展提供支持。但是，李工認(rèn)為張工的方案開(kāi)發(fā)周期過(guò)長(zhǎng)，投入過(guò)大，當(dāng)前應(yīng)該在改動(dòng)盡量小的前提下解決該問(wèn)題。李工認(rèn)為訪問(wèn)量很大的只是部分?jǐn)?shù)據(jù)，建議采用緩存工具M(jìn)emCache來(lái)減輕數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的壓力，這樣開(kāi)發(fā)量小，開(kāi)發(fā)周期短，比較適合初創(chuàng)公司，同時(shí)將來(lái)也可以通過(guò)集群進(jìn)行擴(kuò)展。然而，劉工又認(rèn)為李工的方案中存在數(shù)據(jù)可靠性和一致性問(wèn)題，在宕機(jī)時(shí)容易丟失交易數(shù)據(jù)，建議采用Redis來(lái)解決問(wèn)題。在經(jīng)過(guò)充分討論，該公司最終決定采用劉工的方案。

[問(wèn)題1](9分)

在李工和劉工的方案中，均采用分布式數(shù)據(jù)庫(kù)緩存技術(shù)來(lái)解決問(wèn)題。請(qǐng)說(shuō)明分布式數(shù)據(jù)庫(kù)緩存的基本概念。

表4-1中對(duì)MemCache和Redis兩種工具的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了比較，請(qǐng)補(bǔ)充完善表4-1中的空(1)~(6)。

表4-1

[問(wèn)題2](8分)

劉工認(rèn)為李工的方案存在數(shù)據(jù)可靠性和一致性的問(wèn)題，請(qǐng)說(shuō)明原因。

為避免數(shù)據(jù)可靠性和一致性的問(wèn)題，劉工的方案采用Redis作為數(shù)據(jù)庫(kù)緩存，請(qǐng)說(shuō)明基本的Redis與原有關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)同步方案。

[問(wèn)題3](8分)

請(qǐng)給出Redis分布式存儲(chǔ)的2種常見(jiàn)方案和Redis集群切片的幾種常見(jiàn)方式。

5.【問(wèn)答題】25分|閱讀以下關(guān)于Web系統(tǒng)設(shè)計(jì)的敘述，在答題紙上回答問(wèn)題1至問(wèn)題3。

[說(shuō)明]

某銀行擬將以分行為主體的銀行信息系統(tǒng)，全面整合為由總行統(tǒng)一管理維護(hù)的銀行信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的用戶賬戶管理、轉(zhuǎn)賬匯款、自助繳費(fèi)、理財(cái)投資、貸款管理、網(wǎng)上支付、財(cái)務(wù)報(bào)表分析等業(yè)務(wù)功能。但是，由于原有以分行為主體的銀行信息系統(tǒng)中，多個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)采用異構(gòu)平臺(tái)、數(shù)據(jù)庫(kù)和中間件，使用的報(bào)文交換標(biāo)準(zhǔn)和通信協(xié)議也不盡相同，使用傳統(tǒng)的EAI解決方案根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)新的業(yè)務(wù)模式下異構(gòu)系統(tǒng)間靈活的交互和集成。因此，為了以最小的系統(tǒng)改進(jìn)整合現(xiàn)有的基于不同技術(shù)實(shí)現(xiàn)的銀行業(yè)務(wù)系統(tǒng)，該銀行擬采用基于ESB的面向服務(wù)架構(gòu)(SOA)集成方案實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)整合。

[問(wèn)題1](7分)

請(qǐng)說(shuō)明什么是面向服務(wù)架構(gòu)(SOA)以及ESB在SOA中的作用與特點(diǎn)。

[問(wèn)題2](12分)

基于該信息系統(tǒng)整合的實(shí)際需求，項(xiàng)目組完成了基于SOA的銀行信息系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)方案。該系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖5-1所示:

請(qǐng)從(a)~(