2025年下半年系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計師案例分析

全國計算機技術(shù)與軟件專業(yè)技術(shù)資格（水平）考試下六個月系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計師下午試卷I（考試時間14:00～16:30共150分鐘）請按下述規(guī)定對的填寫答題紙1.在答題紙的指定位置填寫你所在的省、自治區(qū)、直轄市、計劃單列市的名稱。2.在答題紙的指定位置填寫準考證號、出生年月曰和姓名。3.答題紙上除填寫上述內(nèi)容外只能寫解答。4.本試卷共5道題，試題一是必答題，試題二至試題五選答1道。每題25分，滿分75分。5.解答時字跡務(wù)必清晰，字跡不清時，將不評分。6.仿照下面例題，將解答寫在答題紙的對應(yīng)欄內(nèi)。例題年下六個月全國計算機技術(shù)與軟件專業(yè)技術(shù)資格（水平）考試曰期是（1）月（2）曰。由于對的的解答是“11月4曰”，故在答題紙的對應(yīng)欄內(nèi)寫上“11”和“4”（參看下表）。例題解答欄（1）11（2）4試題一是必答題試題一閱讀如下有關(guān)軟件架構(gòu)評估的論述，在答題紙上回答問題1和問題2.【闡明】某單位為了建設(shè)健全的公路橋梁養(yǎng)護管理檔案，擬開發(fā)一套公路橋梁在線管理系統(tǒng)。在系統(tǒng)的需求分析與架構(gòu)設(shè)計階段，顧客提出的需求、質(zhì)量屬性描述和架構(gòu)特性如下:(a)系統(tǒng)顧客分為高級管理員、數(shù)據(jù)管理員和數(shù)據(jù)維護員等三類；(b)系統(tǒng)應(yīng)當具有完善的安全防護措施，可以對黑客的襲擊行為進行檢測與防御；(c)正常負載狀況下，系統(tǒng)必須在0.5秒內(nèi)對顧客的查詢祈求進行響應(yīng)；(d)對查詢祈求處理時間的規(guī)定將影響系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳播協(xié)議和處理過程的設(shè)計；(e)系統(tǒng)的顧客名不能為中文，規(guī)定必須以字母開頭，長度不少于5個字符；(f)更改系統(tǒng)加密的級別將對安全性和性能產(chǎn)生影響；(g)網(wǎng)絡(luò)失效後，系統(tǒng)需要在10秒內(nèi)發(fā)現(xiàn)錯誤并啟用備用系統(tǒng)；(h)查詢過程中波及到的橋梁與公路的實時狀態(tài)視頻傳播必須保證畫面具有1024*768的辨別率，40幀/秒的速率；(i)在系統(tǒng)升級時，必須保證在10人月內(nèi)可添加一種新的消息處理中間件；(j)系統(tǒng)主站點斷電後，必須在3秒內(nèi)將祈求重定向到備用站點；(k)假如每秒鐘顧客查詢祈求的數(shù)量是10個，處理單個祈求的時間為30毫秒，則系統(tǒng)應(yīng)保證在1秒內(nèi)完畢顧客的查詢祈求；(l)對橋梁信息數(shù)據(jù)庫的所有操作都必須進行完整記錄；(m)更改系統(tǒng)的Web界面接口必須在4人周內(nèi)完畢；(n)假如"養(yǎng)護匯報生成"業(yè)務(wù)邏輯的描述尚未到達共識，也許導(dǎo)致部分業(yè)務(wù)功能模塊規(guī)則的矛盾，影響系統(tǒng)的可修改性(O)系統(tǒng)必須提供遠程調(diào)試接口，并支持系統(tǒng)的遠程調(diào)試。在對系統(tǒng)需求，質(zhì)量屬性描述和架構(gòu)特性進行分析的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)的架構(gòu)師給出了三個候選的架構(gòu)設(shè)計方案，企業(yè)目前正在組織系統(tǒng)開發(fā)的有關(guān)人員對系統(tǒng)架構(gòu)進行評估?！締栴}1】(12分)在架構(gòu)評估過程中，質(zhì)量屬性效用樹(utilitytree)是對系統(tǒng)質(zhì)量屬性進行識別和優(yōu)先級排序的重要工具。請給出合適的質(zhì)量屬性，填入圖1-1中(1)、(2)空白處；并選擇題干描述的(a)~(o)，填入(3)~(6)空白處，完畢該系統(tǒng)的效用樹。【問題2】(13分)在架構(gòu)評估過程中，需要對的識別系統(tǒng)的架構(gòu)風(fēng)險、敏感點和權(quán)衡點，并進行合理的架構(gòu)決策。請用300字以內(nèi)的文字給出系統(tǒng)架構(gòu)風(fēng)險、敏感點和權(quán)衡點的定義，并從題干(a)~(o)中分別選出1個對系統(tǒng)架構(gòu)風(fēng)險、敏感點和權(quán)衡點最為恰當?shù)拿枋觥?/p>

從下列的4道試題（試題二至試題五）中任選2道解答。假如解答的試題數(shù)超過2道，則題號小的2道解答有效。試題二閱讀如下有關(guān)軟件系統(tǒng)設(shè)計的論述，在答題紙上回答問題1至問題3.【闡明】某軟件企業(yè)受該省教育部門委托建設(shè)高校數(shù)字化教育教學(xué)資源共享平臺，實現(xiàn)以眾籌眾創(chuàng)的方式組織省內(nèi)一般高校聯(lián)合開展教育教學(xué)資源內(nèi)容建設(shè)，實現(xiàn)全省優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源整合和共享。該資源共享平臺的重要功能模塊包括：(1)統(tǒng)一身份認證模塊：提供統(tǒng)一的認證入口，為平臺其他關(guān)鍵業(yè)務(wù)模塊提供顧客管理、身份認證、權(quán)限分級和單點登錄等功能；(2)共享資源管理模塊：提供教學(xué)資源申報流程服務(wù)，包括了資源申報、分類定制、資料上傳、資源審核和資源公布等功能；(3)共享資源展示模塊：提供教育教學(xué)共享資源的展示服務(wù)，包括資源導(dǎo)航、視頻點播、資源檢索、分類展示、資源評價和推薦等功能；(4)資源元模型管理模塊：根據(jù)資源類型提供共享資源的描述屬性、內(nèi)容屬性和展示屬性，包括共享資源統(tǒng)一原則和規(guī)范、資源加工和在線編輯工具、數(shù)字水印和模板定制等功能；(5)系統(tǒng)綜合管理模塊：提供系統(tǒng)管理和維護服務(wù)，包括系統(tǒng)配置、數(shù)據(jù)備份恢復(fù)、資源導(dǎo)入導(dǎo)出和記錄分析等功能。項目組通過度析和討論，決定采用基于JavaEE的MVC模式設(shè)計資源共享平臺的軟件架構(gòu)，如圖2-1所示。圖2-1資源共享平臺軟件架構(gòu)【問題1】(9分)MVC架構(gòu)中包括哪三種元素，它們的作用分別是什么?請根據(jù)圖2-1所示架構(gòu)將JavaEE中JSP、Servlet、Service、JavaBean、DAO五種構(gòu)件分別填入空(1)~（5）所示位置?！締栴}2】(6分)項目組架構(gòu)師王工提出在圖2-1所示架構(gòu)設(shè)計中加入EJB構(gòu)件，采用企業(yè)級JavaEE架構(gòu)開發(fā)資源共享平臺。請闡明EJB構(gòu)件中的Bean(構(gòu)件)分為哪三種類型，每種類型Bean的職責是什么?！締栴}3】(10分)假如采用王工提出的企業(yè)JavaEE架構(gòu)，請闡明下列(a)-(e)所給出的業(yè)務(wù)功能構(gòu)件中，有狀態(tài)和無狀態(tài)構(gòu)件分別包括哪些。（a）IdentificationBean(身份認證構(gòu)件)（b）ResPublishBean(資源公布構(gòu)件)（c）ResRetrievalBean(資源檢索構(gòu)件)（d）OnlineEditBean(在線編輯構(gòu)件)（e）StatisticsBean(記錄分析構(gòu)件)

試題三閱讀如下有關(guān)機器人操作系統(tǒng)架構(gòu)的描述，回答問題1至問題3【闡明】伴隨人工智能技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)機器人已成為目前工業(yè)界的熱點研究對象。某宇航設(shè)備企業(yè)為了擴大業(yè)務(wù)范圍，決策層研究決定準備開展工業(yè)機器人研制新業(yè)務(wù)。企業(yè)將論證工作交給了軟件架構(gòu)師王工，王工通過度析和調(diào)研，從機器人市場現(xiàn)實狀況、領(lǐng)域需求、構(gòu)成及關(guān)鍵技術(shù)和風(fēng)險分析等方面開展了綜合論證。論證匯報指出：首先，為了保障我司機器人研制的持續(xù)性，應(yīng)根據(jù)領(lǐng)域需求選擇一種適應(yīng)的設(shè)計架構(gòu)；另一方面，為了規(guī)避風(fēng)險，企業(yè)的研制工作不能從零開始，應(yīng)當采用國際開源小區(qū)所提供機器人操作系統(tǒng)(RobotOperatingSystem，ROS)作為機器人開發(fā)的基本平臺。在討論會上，架構(gòu)師李工提出不一樣意見，他認為企業(yè)針對宇航領(lǐng)域已開發(fā)了某款嵌入式實時操作系統(tǒng)，且被多種宇航裝備使用，可靠性較高。因此應(yīng)當采用既有架構(gòu)體系作為機器人的開發(fā)平臺。會上王工闡明了機器人操作系統(tǒng)與該款操作系統(tǒng)的差異，要沿用需要進行改造，技入較大。通過劇烈討論，企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)同意了王工采用ROS的意見?！締栴}1】(5分)王工擬采用的ROS具有分布式進程框架，以點對點設(shè)計以及服務(wù)和節(jié)點管理器方式，使得執(zhí)行程序可以各自獨立地設(shè)計，松散地、實時地組合起來。這些進程可以按照功能包和功能包集的方式分組，因而可以輕易地分享和公布。請用400字以內(nèi)文字闡明ROS與嵌入式實時操作系統(tǒng)的共同點，以及在實時性和任務(wù)通信方式兩個方面的差異。【問題2】(10分)ROS為應(yīng)用程序間通信提供了主題(Topic)、服務(wù)(Service)和動作(Action)三種消息通信方式，每種通信方式均有其特點。請將如下給出的三類通信的重要特點填入表3-1中(1)-(5)的空白處，將答案寫在答題紙上。(a)合用于傳播傳感器信息〈數(shù)據(jù)流)(b)可以懂得與否調(diào)用成功(c)一對多模式(d)有握手信號(e)服務(wù)執(zhí)行完會有反饋(f)可以監(jiān)控長時間執(zhí)行的進程(g)較復(fù)雜(h)也許讓系統(tǒng)過載(數(shù)據(jù)太多)(i)服務(wù)執(zhí)行完之前，程序會等待(j)建立通信較慢(k)也許丟失數(shù)據(jù)【問題3】(10分)ROS的架構(gòu)定義了ROS系統(tǒng)由多種各自獨立的節(jié)點(組件〉構(gòu)成，并且各個節(jié)點之間可以通過公布/訂閱(Publish/Subscribe)消息模型進行通信。圖3-1給出一種簡樸機器人構(gòu)造實例，請根據(jù)如下文字描述，補充圖3-1中(1)~(5)處空白，將答案寫在答題紙上。"機器人開始階段，所有節(jié)點都要注冊(Registration)到Master上，注冊後，攝像頭節(jié)點申明它要公布(Publish)一種叫做/image_data的消息。此外兩個節(jié)點（圖像處理處理節(jié)點和圖像顯示節(jié)點）申明它們需要訂閱(Subscribe)這個/image_data消息。因此，一旦攝像頭節(jié)點收到相機發(fā)送的數(shù)據(jù)(Data)，就立即將數(shù)據(jù)/image_data直接發(fā)送到此外兩個節(jié)點。

試題四閱讀如下有關(guān)數(shù)據(jù)庫設(shè)計的論述，在答題紙上回答問題1至問題3?！娟U明】某制造企業(yè)為拓展網(wǎng)上銷售業(yè)務(wù)，委托某軟件企業(yè)開發(fā)一套電子商務(wù)網(wǎng)站。初期僅處理基本的網(wǎng)上銷售、訂單等功能需求。該軟件企業(yè)很快決定基于.NET平臺和SQLServer數(shù)據(jù)庫進行開發(fā)，但在數(shù)據(jù)庫訪問方式上出現(xiàn)了爭議。王工認為應(yīng)當采用程序在線訪問的方式訪問數(shù)據(jù)庫；而李工認為本企業(yè)內(nèi)部程序員缺乏數(shù)據(jù)庫開發(fā)經(jīng)驗，并且應(yīng)用筒單，應(yīng)當采用ORM(對象關(guān)系映射)方式。最終通過綜合考慮，該軟件企業(yè)采用了李工的提議。伴隨業(yè)務(wù)的發(fā)展，該電子商務(wù)網(wǎng)站逐漸發(fā)展成一種通用的電子商務(wù)平臺，銷售多家制造企業(yè)的產(chǎn)品，電子商務(wù)平臺的功能也曰益復(fù)雜。目前急需對該電子商務(wù)網(wǎng)站進行改造，以支持對多種異構(gòu)數(shù)據(jù)庫平臺的數(shù)據(jù)訪問，同步滿足復(fù)雜的數(shù)據(jù)管理需求。該軟件企業(yè)針對上述需求，對電子商務(wù)網(wǎng)站的架構(gòu)進行了重新設(shè)計，新增長了數(shù)據(jù)訪問層，同步采用工廠設(shè)計模式處理異構(gòu)數(shù)據(jù)庫訪問的問題。新設(shè)計的系統(tǒng)架構(gòu)如圖4-1所示。【問題1】(9分)請用300字以內(nèi)的文字分別闡明數(shù)據(jù)庫程序在線訪問方式和ORM方式的優(yōu)缺陷，闡明該軟件企業(yè)采用ORM的原因?！締栴}2】(9分)請用100字以內(nèi)的文字闡明新體系架構(gòu)中增長數(shù)據(jù)訪問層的原因。請根據(jù)圖4-1所示，填寫圖中空白處(1)-(3)。【問題3】(7分)應(yīng)用程序設(shè)計中，數(shù)據(jù)庫訪問需要良好的封裝性和可維護性，因此常常使用工廠設(shè)計模式來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫訪問的封裝。請解釋工廠設(shè)計模式，并闡明其長處和應(yīng)用場景:；請解釋闡明工廠模式在數(shù)據(jù)訪問層中的應(yīng)用。

試題五閱讀如下有關(guān)Web系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計的論述，在答題紙上回答問題1至問題3.【闡明】某電子商務(wù)企業(yè)因發(fā)展良好，客戶量逐漸增大，企業(yè)業(yè)務(wù)不停擴充，導(dǎo)致其原有的B2C商品交易平臺已不能滿足既有業(yè)務(wù)需求。因此，該企業(yè)委托某軟件企業(yè)重新開發(fā)一套商品交易平臺。該企業(yè)規(guī)定新平臺應(yīng)可適應(yīng)客戶從手機、平板設(shè)備、電腦等不一樣終端設(shè)備訪問系統(tǒng)，同步滿足電約定期開展"秒殺"、"限時促銷"等活動的系統(tǒng)高并發(fā)訪問量的需求。面對系統(tǒng)需求，軟件企業(yè)召開項目組討論會議，制定系統(tǒng)設(shè)計方案。討論會議上，王工提出可以應(yīng)用響應(yīng)式Web設(shè)計滿足客戶從不一樣設(shè)備對的訪問系統(tǒng)的需求。同步，采用增長鏡像站點、CDN內(nèi)容分發(fā)等方式處理高并發(fā)訪問量帶來的問題。李工在王工的提議上補充，僅僅依托上述外網(wǎng)加速技術(shù)不能完全處理高顧客并發(fā)訪問問題，假如訪問量持續(xù)增長，系統(tǒng)仍存在瓦解也許。李工提出應(yīng)同步結(jié)合負載均衡、緩存服務(wù)器、Web應(yīng)用服務(wù)器、分布式文獻系統(tǒng)、分布式數(shù)據(jù)庫等措施設(shè)計系統(tǒng)架構(gòu)。通過項目組討論，最終決定綜合王王和李工的思緒，完畢新系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計?！締栴}1】(5分)請用200字以內(nèi)的文字描述什么是"響應(yīng)式Web設(shè)計"，并列舉2個響應(yīng)式Web設(shè)計的實現(xiàn)方式。【問題2】(16分)綜合王工和李工的提議，項目組完畢