2018年下半年系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)師考試系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)案例分析下午真題

2018年下半年系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)師考試系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)案例分析下午真題(總分：125.00，做題時(shí)間：150分鐘)一、案例分析題(總題數(shù)：5，分?jǐn)?shù)：125.00)試題一

閱讀以下關(guān)于軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的敘述，在答題紙上回答下來問題。【說明】某文化產(chǎn)業(yè)集團(tuán)委托軟件公司開發(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、競拍和點(diǎn)評等板塊，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。考慮到系統(tǒng)需求對架構(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)間超過一定時(shí)限需要重新登錄驗(yàn)證；

（h）系統(tǒng)支持用戶選擇漢語、英語或法語三種語言之一進(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)過對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)。（分?jǐn)?shù)：25）(1).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。請簡要說明四類需求的含義。（分?jǐn)?shù)：8）__________________________________________________________________________________________

正確答案：(操作性需要：指用戶對系統(tǒng)操作與使用方面的相關(guān)需求，如操作的便利性等。

性能需求：指用戶對系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間、吞吐量、并發(fā)用戶數(shù)等方面的要求，以達(dá)到系統(tǒng)的及時(shí)響應(yīng)和資源的有效利用。

安全性需求：系統(tǒng)為合法用戶提供服務(wù)并阻止非授權(quán)用戶使用服務(wù)的能力需求。

文化需求：為滿足不同人群或種族(文化背景差異)使用系統(tǒng)而形成的系統(tǒng)服務(wù)方面的要求。)解析：(2).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

需求分類需求類別系統(tǒng)需求操作性需求（1）性能需求（2）安全性需求（3）文化需求（4）（分?jǐn)?shù)：8）__________________________________________________________________________________________

正確答案：(（1）(a)(b)

（2）(c)(d)(f)

（3）(e)(g)

（4）(h))解析：(3).請說明瘦客戶端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）。（分?jǐn)?shù)：9）__________________________________________________________________________________________

正確答案：(（a）（b）（g）)解析：B/S架構(gòu)即瀏覽器/服務(wù)器架構(gòu)。此種架構(gòu)極少數(shù)事務(wù)邏輯雜前段實(shí)現(xiàn)，只需要Web瀏覽器即可，主要事務(wù)邏輯在服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)，所以把它看做是瘦客戶端架構(gòu)。從下列的4道試題（試題二至試題五）中任選2道解答。請?jiān)诖痤}紙上的指定位置處將所選擇試題的題號框涂黑。若多涂、少涂或者未涂題號框，則對題號最小的兩道試題進(jìn)行評分。試題二

請說明瘦客戶端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）。

閱讀以下關(guān)于軟件系統(tǒng)建模的敘述，在答題紙上回答下列問題。【說明】

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、身份證號和聯(lián)系電話等信息，并寫入房主信息文件。

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，并寫入房屋信息文件。一名房主可以在系統(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、身份證號和電話號碼等，并寫入租賃者信息文件。

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求，系統(tǒng)安排租賃者看房。對于每次看房，系統(tǒng)會(huì)生成一條看房記錄并將其寫入看房記錄文件中。

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)的請求。系統(tǒng)將根據(jù)房主的請求，修改房屋信息文件。

圖2-1

房屋租賃服務(wù)系統(tǒng)頂層DFD（分?jǐn)?shù)：25）(1).若采用結(jié)構(gòu)化方法對房屋租賃服務(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，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。（分?jǐn)?shù)：12）__________________________________________________________________________________________

正確答案：(E1：房主

E2：租賃者

P：登記房主信息

P：登記房屋信息

P：登記租賃者信息

P：查詢待租賃房屋信息

P：安排看房

P：變更信息文件

D：房主信息文件

D：租賃者信息文件

D：房屋信息文件

D：看房記錄文件)解析：(2).若采用信息工程（Information

Engineering）方法對房屋租賃服務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行分析，得到如圖2-2所示的ERD。請給出圖2-2中實(shí)體（1）~（5）的名稱。

圖2-2

房屋租賃服務(wù)系統(tǒng)ERD（分?jǐn)?shù)：5）__________________________________________________________________________________________

正確答案：(（1）房主

（2）房屋

（3）房屋信息文件

（4）租賃者

（5）看房記錄文件)解析：(3).（1）信息工程方法中的“實(shí)體（entity）”

與面向?qū)ο蠓椒ㄖ械摹邦悾╟lass）”之間有哪些不同之處？

（2）在面向?qū)ο蠓椒ㄖ型ǔ２捎糜美║se

Case）來捕獲系統(tǒng)的功能需求。用例可以按照不同的層次來進(jìn)行劃分，其中的Essential

Use

Cases和Real

Use

Cases有哪些區(qū)別？（分?jǐn)?shù)：8）__________________________________________________________________________________________

正確答案：(（1）試題用于數(shù)據(jù)建模，而類用于面向?qū)ο蠼?。試題只有屬性，類有屬性和方法。

（2）基礎(chǔ)用例（RealUseCases）是通過調(diào)研用戶需求獲得到的，與用戶需求有對應(yīng)關(guān)系的用例。而抽象用例是當(dāng)能夠從兩個(gè)或兩個(gè)以上的基礎(chǔ)用例中提取公共行為時(shí)，把這個(gè)提取出來的共用例稱為抽象用例（RealUseCases）。)解析：試題三

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，在答題紙上回答下來問題?！菊f明】某公司長期從事宇航領(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。（分?jǐn)?shù)：25）(1).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)序簡單。而未來滿足網(wǎng)絡(luò)化、智能化和綜合化的嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)將是一種復(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3-1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順序分析方法來理解；

（h）許多任務(wù)在產(chǎn)生訪問活動(dòng)時(shí)相互間是并發(fā)處理的，很難用step-by-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)部僅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；

（t）

原理被覆蓋、抽象，而不會(huì)在表面屬性上被識(shí)別。

表3-1

簡單任務(wù)和復(fù)雜任務(wù)特征比較特征分類簡單任務(wù)（simpletask）復(fù)雜任務(wù)（complextask）靜態(tài)/動(dòng)態(tài)（a）（b）連續(xù)/非連續(xù)（1）（2）子系統(tǒng)的獨(dú)立性（3）（4）順序/并行執(zhí)行（5）（6）單一性/混合型（7）（8）工作原理（9）（10）線性/非線性（11）（12）上下文相關(guān)性（13）（14）規(guī)律/不規(guī)律（q）（r）表面屬性（s）（t）（分?jǐn)?shù)：14）__________________________________________________________________________________________

正確答案：(（1）（d）

（2）（c）

（3）（e）

（4）（f）

（5）（g）

（6）（h）

（7）（i）

（8）（j）

（9）（k）

（10）（l）

（11）（n）

（12）（m）

（13）（o）

（14）（p）)解析：(2).王工設(shè)計(jì)方案中指出：要滿足未來網(wǎng)絡(luò)化、智能化和綜合化的需求，應(yīng)該設(shè)計(jì)一種能夠充分表達(dá)嵌入式系統(tǒng)行為的、且具有一定通用性的通信架構(gòu)，

以避免復(fù)雜任務(wù)的某些特征帶來的通信復(fù)雜性。通常為了實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)中計(jì)算組件間的通信，在架構(gòu)上需要一種簡單的架構(gòu)風(fēng)格，用于屏蔽不同協(xié)議、不同硬件和不同結(jié)構(gòu)組成所帶來的復(fù)雜性。圖3-1給出了一種“腰（Waistline）"

型通信模式的架構(gòu)風(fēng)格。腰型架構(gòu)的關(guān)鍵是基本消息通信（BMTS），通常BMTS的消息與時(shí)間屬性相關(guān)，支持事件觸發(fā)消息、速率約束消息和時(shí)間觸發(fā)消息。請說明基于BMTS的消息通信網(wǎng)絡(luò)的主要特征和上述三種消息的基本含義，并舉例給出兩種具有時(shí)間觸發(fā)消息能力的網(wǎng)絡(luò)總線。

圖3-1

“腰”型通信模式架構(gòu)風(fēng)格（分?jǐn)?shù)：11）__________________________________________________________________________________________

正確答案：(BMTS的消息通信網(wǎng)絡(luò)主要特征：能適配不同的傳輸介質(zhì)，以及適配不同的協(xié)議，屏蔽不同協(xié)議之間的差異，簡化通信過程降低系統(tǒng)復(fù)雜度。

事件觸發(fā)消息：以事件作為觸發(fā)方式，事件發(fā)生便觸發(fā)相應(yīng)消息。

速率約束消息：傳輸速率固定的消息。

時(shí)間觸發(fā)消息：以時(shí)間作為觸發(fā)方式，到達(dá)時(shí)間點(diǎn)便觸發(fā)相應(yīng)消息。

具有時(shí)間觸發(fā)消息能力的網(wǎng)絡(luò)總線：航空電子全雙共交換式以太網(wǎng)（AFDX）。時(shí)間觸發(fā)以太網(wǎng)（TTE）。)解析：試題四

閱讀以下關(guān)于分布式數(shù)據(jù)庫緩存設(shè)計(jì)的敘述，在答題紙上回答下列問題?！菊f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)初期為快速開展業(yè)務(wù)，該企業(yè)采用輕量型的開發(fā)架構(gòu)（腳本語言+關(guān)系型數(shù)據(jù)庫）研制了一套業(yè)務(wù)系統(tǒng)。業(yè)務(wù)開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，原有的數(shù)據(jù)庫服務(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)成立了專門的研發(fā)團(tuán)隊(duì)來解決該問題。

張工建議重新開發(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)為張工的方案開發(fā)周期過長，投入過大，當(dāng)前應(yīng)該在改動(dòng)盡量小的前提下解決該問題。李工認(rèn)為訪問量很大的只是部分?jǐn)?shù)據(jù)，建議采用緩存工具M(jìn)emCache來減輕數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的壓力，這樣開發(fā)量小，開發(fā)周期短，比較適合初創(chuàng)公司，同時(shí)將來也可以通過集群進(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)可靠性和一致性問題，在宕機(jī)時(shí)容易丟失交易數(shù)據(jù)，建議采用Redis來解決問題。在經(jīng)過充分討論，該公司最終決定采用劉工的方案。（分?jǐn)?shù)：25）(1).在李工和劉工的方案中，均采用分布式數(shù)據(jù)庫緩存技術(shù)來解決問題。請說明分布式數(shù)據(jù)庫緩存的基本概念。

表4-1中對MemCache和Redis兩種工具的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了比較，請補(bǔ)充完善表

4-1中的空（1）~（6）。表4-1

MemCache與Redis能力比較

MemcacheRedis數(shù)據(jù)類型簡單key/value結(jié)構(gòu)（1）持久性（2）支持分布式儲(chǔ)存（3）多種方式，主從、Sentine、lCluster等多線程支持支持（4）內(nèi)存管理（5）無事務(wù)支持（6）有限支持（分?jǐn)?shù)：9）__________________________________________________________________________________________

正確答案：(分布式數(shù)據(jù)庫緩存是在內(nèi)存中管理數(shù)據(jù)并提供數(shù)據(jù)的一致性保障，采用數(shù)據(jù)復(fù)制技術(shù)實(shí)現(xiàn)高可用性，具有較優(yōu)的擴(kuò)展性與性能組合，這種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了更短的響應(yīng)時(shí)間，同時(shí)極大的降低數(shù)據(jù)庫的事務(wù)處理負(fù)載，極好地解決了大流量情況下數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和Web服務(wù)器質(zhì)檢的瓶頸。

(1)string、hash、set、sortedset、list

(2)不支持

(3)不支持

(4)不支持

(5)有

(6)不支持)解析：(2).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題，請說明原因。為避免數(shù)據(jù)可靠性和一致性的問題，劉工的方案采用Redis作為數(shù)據(jù)庫緩存，請說明基本的Redis與原有關(guān)系數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)同步方案。（分?jǐn)?shù)：8）__________________________________________________________________________________________

正確答案：(Memcache不支持?jǐn)?shù)據(jù)持久化操作，所以掉電數(shù)據(jù)會(huì)全部丟失，而且無法直接恢復(fù)，這存在可靠性問題

Memcache不支持事務(wù)，所以操作過程中可能產(chǎn)生數(shù)據(jù)的不一致性。)解析：(3).請給出Redis分布式存儲(chǔ)的2種常見方案和Redis集群切片的幾種常見方式。（分?jǐn)?shù)：8）__________________________________________________________________________________________

正確答案：(Redis分布式存儲(chǔ)的2種常見方案：redis主從方案、rediscluster方案。

Redis集群切片的幾種常見方式：

客戶端分片：在客戶端通過key的hash值對應(yīng)不同服務(wù)器。

對數(shù)據(jù)根據(jù)key散列到不同的slot上，不同slot對應(yīng)不同的服務(wù)器。)解析：試題五

閱讀以下關(guān)于Web系統(tǒng)設(shè)計(jì)的敘述，在答題紙上回答下列問題?！菊f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。（分?jǐn)?shù)：25）(1).請說明什么是面向服務(wù)架構(gòu)（SOA）以及ESB在SOA中的作用與特點(diǎn)。（分?jǐn)?shù)：7）__________________________________________________________________________________________

正確答案：(面向服務(wù)的架構(gòu)(SOA)是一個(gè)組件模型，它將應(yīng)用程序的不同功能單元（稱為服務(wù)）通過這些服務(wù)質(zhì)檢定義良好的接口和契約聯(lián)系起來。接口是采用中立的方式進(jìn)行定義的，它應(yīng)該獨(dú)立于實(shí)現(xiàn)服務(wù)的硬件平臺(tái)、操作系統(tǒng)和編程語言。這使得構(gòu)建在各種各樣的系統(tǒng)中的服務(wù)可以以一種統(tǒng)一和通用的方式進(jìn)行交互。

支撐SOA的關(guān)鍵是其消息傳遞架構(gòu)——企業(yè)服務(wù)總線（ESB）。ESB用于實(shí)現(xiàn)企業(yè)應(yīng)用不同消息和信息的準(zhǔn)確、高效和安全傳遞。

面向服務(wù)的元數(shù)據(jù)管理：他