系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)師下午模擬2

1、 模擬 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)師下午 ( ) 模擬 2案例分析題試題一 閱讀以下系統(tǒng)架構(gòu)文檔化的敘述，根據(jù)要求回答問(wèn)題。 說(shuō)明 軟件架構(gòu) (software Architecture) 用來(lái)處理軟件高層次結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和 實(shí)施。它以精心選擇的形式將若干結(jié)構(gòu)元素進(jìn)行裝配， 從而滿足系統(tǒng)主要功能和 性能需求， 并滿足其他非功能性需求。 軟件架構(gòu)為軟件系統(tǒng)提供了一個(gè)結(jié)構(gòu)、 行 為和屬性的高級(jí)抽象模式，可以使用一個(gè)公式來(lái)表達(dá)：軟件架構(gòu) =構(gòu)成系統(tǒng)的元素，指導(dǎo)元素集成的形式，關(guān)系和約束 “4+1”視圖模型用 5個(gè)視圖組成的模型來(lái)描述軟件架構(gòu)， 如圖 315所第 1 題： 問(wèn)題 1結(jié)合你的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，請(qǐng)用 300

2、 字以?xún)?nèi)的文字簡(jiǎn)要說(shuō)明開(kāi)發(fā)視圖 (Development View) 和物理視圖 (Physical View) 的主要功能，以及兩者分別關(guān) 注哪些需求點(diǎn)。參考答案： 軟件架構(gòu)是軟件系統(tǒng)的高層描述， 給出了關(guān)于軟件系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)的一系列高 級(jí)的、重要的抽象，包括：系統(tǒng)組成的結(jié)構(gòu)性構(gòu)件；組成構(gòu)件之間的接口； 構(gòu)件相對(duì)系統(tǒng)其他部分的可視行為；構(gòu)件之間所采取的交互和協(xié)作關(guān)系。 “4+1”視圖模型用 5個(gè)視圖組成的模型來(lái)描述軟件架構(gòu)。該模型包含以下 5 個(gè) 主要的視圖。 (1) 邏輯視圖 (Logical View) ，描述了設(shè)計(jì)的對(duì)象模型 (使用面向 對(duì)象的設(shè)計(jì)方法時(shí) ) ，支持系統(tǒng)的功能需求，即在為

3、用戶提供服務(wù)方面系統(tǒng)所應(yīng) 該提供的功能。 (2) 進(jìn)程視圖 (Process View) ，描述了設(shè)計(jì)的并發(fā)和同步特征， 支持系統(tǒng)的運(yùn)行特性。 (3) 物理視圖 (Physical View) ，描述了軟件到硬件的映 射，反映了分布式特性，支持系統(tǒng)的拓?fù)洹惭b和通信需求。 (4) 開(kāi)發(fā)視圖 (Development View) ，描述了在開(kāi)發(fā)環(huán)境中軟件的靜態(tài)組織結(jié)構(gòu)， 支持軟件開(kāi)發(fā) 的內(nèi)部需求。 (5) 場(chǎng)景(Scenario) ，用來(lái)說(shuō)明重要的系統(tǒng)活動(dòng)，是其他 4 個(gè)視 圖在用例(Use Case) 驅(qū)動(dòng)下的綜合。該視圖是其他視圖的冗余 (因此為“ +1”) ， 但它起到了兩個(gè)作用：作為一項(xiàng)

4、驅(qū)動(dòng)因素來(lái)發(fā)現(xiàn)架構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中的架構(gòu)元素； 作為架構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)束后的一項(xiàng)驗(yàn)證和說(shuō)明功能， 既以視圖的角度來(lái)說(shuō)明， 又作為 架構(gòu)原型測(cè)試的出發(fā)點(diǎn)。 軟件內(nèi)部需求是指任何一個(gè)軟件都要滿足的一些非 功能方面的需求。 大部分情況下， 開(kāi)發(fā)視圖架構(gòu)考慮的內(nèi)部需求與以下幾項(xiàng)因素 有關(guān)：開(kāi)發(fā)難度、軟件管理、重用性和通用性及由工具集、編程語(yǔ)言所帶來(lái)的限制與約束等。 開(kāi)發(fā)視圖是項(xiàng)目管理的基礎(chǔ)， 通過(guò)開(kāi)發(fā)視圖對(duì)系統(tǒng)功能和模塊的層 次性分解，能夠預(yù)估開(kāi)發(fā)工作量， 安排開(kāi)發(fā)任務(wù)， 編制開(kāi)發(fā)計(jì)劃，進(jìn)而監(jiān)控進(jìn)度， 即開(kāi)發(fā)視圖是需求分解、團(tuán)隊(duì)工作的分配 （或任務(wù)管理） 、成本評(píng)估和計(jì)劃 （或成 本管理） 、項(xiàng)目進(jìn)度的監(jiān)控 （或進(jìn)

5、度管理 ） 、軟件重用性、移植性和安全性等。它 是建立產(chǎn)品線的基礎(chǔ)。 物理架構(gòu)主要關(guān)注系統(tǒng)非功能性的需求， 如可用性、 可 靠性（容錯(cuò)性） 、性能（吞吐量）和可擴(kuò)展性等。 軟件在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)或處理節(jié)點(diǎn)上運(yùn) 行，被識(shí)別的各種元素 （ 網(wǎng)絡(luò)、過(guò)程、任務(wù)和對(duì)象 ） ，需要被映射至不同的節(jié)點(diǎn)； 架構(gòu)師希望使用不同的物理配置： 一些用于開(kāi)發(fā)和測(cè)試， 另外一些則用于不同地 點(diǎn)和不同客戶的部署。 因此軟件至節(jié)點(diǎn)的映射需要高度的靈活性及對(duì)源代碼產(chǎn)生 最小的影響。詳細(xì)解答： 第 2 題： 問(wèn)題 2 結(jié)合你的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，請(qǐng)用 300 字以?xún)?nèi)的文字簡(jiǎn)要說(shuō)明進(jìn)程架構(gòu)主 要解決的問(wèn)題，以及如何區(qū)分主要任務(wù)和次要任務(wù)

6、。參考答案： 進(jìn)程架構(gòu)考慮一些非功能性的需求，如性能和可用性等。它解決并發(fā)性、分 布性、系統(tǒng)完整性和容錯(cuò)性的問(wèn)題， 以及邏輯視圖的主要抽象如何與進(jìn)程結(jié)構(gòu)相 配合在一起， 即在哪個(gè)控制線程上， 對(duì)象的操作被實(shí)際執(zhí)行。 進(jìn)程是構(gòu)成可執(zhí) 行單元任務(wù)的分組。進(jìn)程代表了可以進(jìn)行策略控制過(guò)程架構(gòu)的層次 （ 即開(kāi)始、恢 復(fù)、重新配置及關(guān)閉 ） 。另外，進(jìn)程可以就處理負(fù)載的分布式增強(qiáng)或可用性的提 高而不斷地被重復(fù)。 主要任務(wù)是可以唯一處理的架構(gòu)元素； 次要任務(wù)是由于實(shí) 施原因而引入的局部附加任務(wù) （如周期性活動(dòng)、緩沖和暫停等 ）。它們可以作為輕 量線程 （或 Ada Task） 來(lái)實(shí)施。主要任務(wù)的通信途徑是有

7、著良好定義的交互任務(wù) 通信機(jī)制： 基于消息的同步或異步通信服務(wù)、 遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用及事件廣播等。 次要 任務(wù)則以會(huì)話或共享內(nèi)存來(lái)通信。 在同一過(guò)程或處理節(jié)點(diǎn)上， 主要任務(wù)不應(yīng)對(duì)它 們的分配做出任何假定。詳細(xì)解答： 第 3 題： 問(wèn)題 3 軟件架構(gòu)在軟件需求與設(shè)計(jì)之間架起一座橋梁，也是風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)者進(jìn)行交流 的手段，允許不同的風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)者找出他們所關(guān)心的軟件架構(gòu)問(wèn)題。假設(shè)采用面 向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法，各個(gè)視圖涉及的組件 （ 元素） 包括類(lèi)（或?qū)ο?） 、模塊、節(jié) 點(diǎn)、任務(wù)和步驟等，風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)者包括最終用戶、系統(tǒng)架構(gòu)師、程序員、系統(tǒng)實(shí) 施工程師和項(xiàng)目經(jīng)理等。請(qǐng)?jiān)诒?3-9 中的 （1） （10） 空缺處填入恰當(dāng)?shù)?/p>

8、內(nèi)容。參考答案： 依題意，本問(wèn)題的題干說(shuō)明中給出了 “視圖涉及的組件包括任務(wù)、 類(lèi)、模塊、 節(jié)點(diǎn)和步驟等，風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)者包括最終用戶、系統(tǒng)設(shè)計(jì)師、程序員、經(jīng)理和項(xiàng)目管 理師等”等關(guān)鍵信息。 可見(jiàn)， 本試題的答案應(yīng)在正確地理解視圖組件和給定的風(fēng) 險(xiǎn)承擔(dān)者角色概念的基礎(chǔ)上這個(gè)范圍內(nèi)選擇。 所謂風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)者是指對(duì)軟件系 統(tǒng)某個(gè)方面 （ 或?qū)哟危?負(fù)責(zé)或 （關(guān)注）的人員。也可以這樣來(lái)理解風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)者， 即軟 件系統(tǒng)的某個(gè)方面 （或?qū)哟?） 如果存在缺陷或問(wèn)題，對(duì)此負(fù)責(zé)任或受影響的人員。 風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)者包括最終用戶、系統(tǒng)設(shè)計(jì)師、程序員、經(jīng)理和項(xiàng)目管理師等。 邏輯 視圖描述了設(shè)計(jì)的對(duì)象模型， 支持系統(tǒng)的功能需求， 即

9、邏輯視圖表述系統(tǒng)的功能 需求。系統(tǒng)分解為一系列的關(guān)鍵抽象， 而大多數(shù)這些抽象來(lái)自于需求分析中所提 出功能要求， 以對(duì)象或類(lèi)的形式來(lái)表示 （采用抽象、封裝和繼承等機(jī)制 ）。分解并 不僅僅是為了功能分析， 而且用來(lái)識(shí)別遍布系統(tǒng)各個(gè)部分的通用機(jī)制和設(shè)計(jì)元素。 系統(tǒng)的功能需求來(lái)自于最終用戶，最終用戶是邏輯視圖對(duì)應(yīng)的主要風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)者。 因此，（1）空缺處應(yīng)填入“類(lèi) （或?qū)ο螅边@一組件（元素），（2） 空缺處的風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān) 者應(yīng)填入“最終用戶”。 進(jìn)程視圖描述了設(shè)計(jì)的并發(fā)和同步特征，支持系統(tǒng)的 運(yùn)行特性，即進(jìn)程視圖表述系統(tǒng)的運(yùn)行特性。 利用進(jìn)程視圖可解決系統(tǒng)的并發(fā)性、 分布性、系統(tǒng)完整性及容錯(cuò)性等問(wèn)題。 另外

10、，它還可以表達(dá)邏輯視圖的主要抽象 在哪個(gè)控制線程上被實(shí)際執(zhí)行。其風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)者主要是系統(tǒng)集成人員 （ 如系統(tǒng)架構(gòu) 師） ，組件元素是任務(wù)。因此， （3） 空缺處的組件 （元素）應(yīng)填入“任務(wù)”， （4） 空 缺處的風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)者應(yīng)填入 “系統(tǒng)架構(gòu)師”。 物理視圖描述了軟件到硬件的映射， 反映了分布式特性， 支持系統(tǒng)的拓?fù)洹?安裝和通信需求， 即物理視圖表述系統(tǒng)的 拓?fù)洹惭b和通信需求，用來(lái)表達(dá)軟件系統(tǒng)中的各種元素 （ 元素可以理解為組件 或過(guò)程 ）被映射或部署至不同的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)上。其風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)者主要是系統(tǒng)實(shí) 施工程師，組件元素是節(jié)點(diǎn)。因此， （5） 空缺處的組件 （ 元素） 應(yīng)填入“節(jié)點(diǎn)”， （6）

11、空缺處的風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)者應(yīng)填入“系統(tǒng)實(shí)施工程師”。 開(kāi)發(fā)視圖描述了在開(kāi)發(fā) 環(huán)境中軟件的靜態(tài)組織結(jié)構(gòu)， 支持軟件開(kāi)發(fā)的內(nèi)部需求， 即開(kāi)發(fā)視圖表述軟件開(kāi) 發(fā)的內(nèi)部需求。 其關(guān)注軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境下實(shí)際模塊的組織 （程序庫(kù)或子系統(tǒng) ），它們 可以由一位或幾位開(kāi)發(fā)人員來(lái)開(kāi)發(fā)。 子系統(tǒng)可以組織成分層結(jié)構(gòu)， 每個(gè)層為上一 層提供良好定義的接口。 其風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)者主要是編程人員和軟件項(xiàng)目管理人員。 因 此，（7）空缺處應(yīng)填入“模塊”這一組件 （元素） ，（8） 空缺處的風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)者應(yīng)填入 “程序員和項(xiàng)目經(jīng)理” 。 場(chǎng)景用來(lái)說(shuō)明重要的系統(tǒng)活動(dòng)， 是其他 4 個(gè)視圖在用 例 （Use Case）驅(qū)動(dòng)下的綜合。 在某種意義上場(chǎng)景是

12、最重要的需求抽象。 該視圖是 其他視圖的冗余 （即“+1”所體現(xiàn)的含義 ） ，但它起到了兩個(gè)作用：是可用來(lái)發(fā) 現(xiàn)架構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中的架構(gòu)元素； 是可作為架構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)束后的功能驗(yàn)證。 它可作 為架構(gòu)原型測(cè)試的出發(fā)點(diǎn)， 其主要風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)者是最終用戶和開(kāi)發(fā)人員， 組件元素 是步驟。因此， （9） 空缺處的組件 （元素）應(yīng)填入“步驟”， （10） 空缺處的風(fēng)險(xiǎn)承 擔(dān)者應(yīng)填入“最終用戶、系統(tǒng)架構(gòu)師和程序員”。詳細(xì)解答：試題二閱讀以下關(guān)于面向服務(wù)架構(gòu)的應(yīng)用敘述，根據(jù)要求回答問(wèn)題 說(shuō)明 某航空公司的主要業(yè)務(wù)系統(tǒng) ( 如訂票系統(tǒng)、航班調(diào)度系統(tǒng)等 ) 始建于 20 世紀(jì)七八十年代，之后隨著信息化的進(jìn)展， 陸續(xù)積累了許多

13、異構(gòu)的遺產(chǎn)信息系統(tǒng)。 這些系統(tǒng)部分采用了 J2EE、.NET 等技術(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，分布在不同的地理位置，采 用不同的協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。 近年來(lái)， 該公司在企業(yè)集成方面也是煞費(fèi)苦心， 已 經(jīng)在幾個(gè)主要的核心系統(tǒng)之間構(gòu)建了用于信息集成的信息 Hub(Information Hub)，其他業(yè)務(wù)應(yīng)用之間也有不少點(diǎn)到點(diǎn)的集成。 盡管這些企業(yè)集成技術(shù)在一定 程度上增進(jìn)了系統(tǒng)間的信息共享， 但是面對(duì)歷史異構(gòu)的遺產(chǎn)信息系統(tǒng)， 企業(yè)的業(yè) 務(wù)整合、功能整合仍是困難重重，主要表現(xiàn)如下。(1) 由于大部分核心應(yīng)用構(gòu)建在主機(jī)之上，因此 Information Hub是基 于主機(jī)技術(shù)開(kāi)發(fā)，很難被開(kāi)放系統(tǒng)使用。(2) Info

14、rmation Hub 對(duì)事件支持不強(qiáng)， 被集成的系統(tǒng)間的事件以點(diǎn)到點(diǎn) 流轉(zhuǎn)為主，被集成系統(tǒng)間耦合性強(qiáng)。(3) 牽扯到多個(gè)系統(tǒng)間的業(yè)務(wù)協(xié)作以硬編碼為主，將業(yè)務(wù)活動(dòng)自動(dòng)化的 成本高，周期長(zhǎng)，被開(kāi)發(fā)的業(yè)務(wù)活動(dòng)模塊重用性差。某軟件開(kāi)發(fā)公司承接了該航空公司應(yīng)用系統(tǒng)集成任務(wù)， 項(xiàng)目組經(jīng)過(guò)多方 討論和論證之后， 決定采用以面向服務(wù)為中心的企業(yè)集成技術(shù)， 一步步解決該公 司所面臨的企業(yè)集成問(wèn)題。第 4 題： 問(wèn)題 1項(xiàng)目組在討論架構(gòu)方案時(shí)，某位架構(gòu)師提出采用企業(yè)服務(wù)總線 (ESB)架構(gòu)模 式，通過(guò) ESB的事件服務(wù) (Event Service) 完成訂閱發(fā)布，使應(yīng)用程序間的事件 集成不再需要原來(lái)的點(diǎn)到點(diǎn)方

15、式，從而解耦組件之間的依賴(lài)關(guān)系，降低軟件系 統(tǒng)互連的復(fù)雜性。結(jié)合你的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，請(qǐng)用 400 字以?xún)?nèi)的文字簡(jiǎn)要說(shuō) 明在 ESB環(huán)境中組件之間典型的交互過(guò)程，以及 ESB具有的核心功能。參考答案：企業(yè)服務(wù)總線 (Enterprise Service Bus，ESB)是由中間件技術(shù)實(shí)現(xiàn)的支持 面向服務(wù)架構(gòu) (SOA)的基礎(chǔ)軟件平臺(tái)，支持異構(gòu)環(huán)境中的服務(wù)以基于消息和事件 驅(qū)動(dòng)模式的交互， 并且具有適當(dāng)?shù)姆?wù)質(zhì)量和可管理性。 ESB技術(shù)的基本思想是， 提供一種標(biāo)準(zhǔn)的軟件底層架構(gòu)， 各種程序組件能夠以服務(wù)單元的方式 “插入” 到 該平臺(tái)上運(yùn)行， 并且組件之間能夠以標(biāo)準(zhǔn)的消息通信方式來(lái)進(jìn)行交互。一個(gè)

16、在 ESB 環(huán)境中組件之間典型的交互過(guò)程是：首先由服務(wù)請(qǐng)求者觸發(fā)一次交互過(guò) 程，產(chǎn)生一個(gè)服務(wù)請(qǐng)求消息，并將該消息按照 ESB的要求標(biāo)準(zhǔn)化，然后標(biāo)準(zhǔn)化 的消息被發(fā)送給服務(wù)總線。 ESB根據(jù)請(qǐng)求消息中的服務(wù)名或者接口名進(jìn)行目的組 件查找，將消息轉(zhuǎn)發(fā)至目的組件，并最終將處理結(jié)果逆向返回給服務(wù)請(qǐng)求者。 這種交互過(guò)程不再是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的直接交互模式，而是由事件驅(qū)動(dòng)的消息交互模式。 通過(guò)這種方式， ESB最大限度上解耦了組件之間的依賴(lài)關(guān)系，降低了軟件系統(tǒng)互 連的復(fù)雜性。連接在總線上的組件無(wú)須了解其他組件和應(yīng)用系統(tǒng)的位置及交互協(xié) 議，只需要向服務(wù)總線發(fā)出請(qǐng)求， 消息即可獲得所需服務(wù)。 服務(wù)總線事實(shí)上實(shí)現(xiàn) 了組件和

17、應(yīng)用系統(tǒng)的位置透明和協(xié)議透明。 技術(shù)人員可以通過(guò)開(kāi)發(fā)符合 ESB標(biāo)準(zhǔn) 的組件 (適配器 ) 將外部應(yīng)用連接至服務(wù)總線，實(shí)現(xiàn)與其他系統(tǒng)的互操作。同時(shí)， ESB以中間件的方式， 提供服務(wù)容錯(cuò)、負(fù)載均衡、QoS保障和可管理功能。ESB 的基本核心功能歸納如下。 (1) 提供位置透明性的消息路由和尋址服務(wù)。(2) 提供服務(wù)注冊(cè)和命名的管理功能。 (3) 支持多種消息傳遞范型 ( 如請(qǐng)求 / 響應(yīng)、發(fā)布/訂閱等) 。(4) 支持多種可以廣泛使用的傳輸協(xié)議 (即傳輸協(xié)議轉(zhuǎn)換) 。(5) 支持多種數(shù)據(jù)格式及其相互轉(zhuǎn)換 (即多種平臺(tái)下多種集成方式的支持) 。(6) 提供日志和監(jiān)控功能。詳細(xì)解答： 第 5 題：

18、 問(wèn)題 2 將彼此關(guān)聯(lián)的業(yè)務(wù)活動(dòng)組成自動(dòng)化流程可以進(jìn)一步提高該航空公司業(yè)務(wù)活 動(dòng)的效率。以服務(wù)為中心的企業(yè)集成通過(guò)流程服務(wù)來(lái)完成業(yè)務(wù)流程集成。結(jié)合 你的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，請(qǐng)用 300字以?xún)?nèi)的文字列舉出 3種 SOA架構(gòu)中的流程 服務(wù)內(nèi)容，并給出簡(jiǎn)要說(shuō)明。參考答案：企業(yè)部門(mén)內(nèi)部的 IT 系統(tǒng)通過(guò)將業(yè)務(wù)活動(dòng)自動(dòng)化來(lái)提高業(yè)務(wù)活動(dòng)的效率。但 是這些部門(mén)的業(yè)務(wù)活動(dòng)并不是獨(dú)立的， 而是和其他部門(mén)的活動(dòng)彼此關(guān)聯(lián)的。 將彼 此關(guān)聯(lián)的業(yè)務(wù)活動(dòng)組成自動(dòng)化流程可以進(jìn)一步提高業(yè)務(wù)活動(dòng)的效率。 以服務(wù)為中 心的企業(yè)集成通過(guò)流程服務(wù)來(lái)完成業(yè)務(wù)流程集成。 在業(yè)務(wù)流程集成中， 粒度的業(yè) 務(wù)邏輯被組合成業(yè)務(wù)流程， 流程服務(wù)提供

19、自動(dòng)執(zhí)行這些業(yè)務(wù)流程的能力。 在參考 架構(gòu)中，流程服務(wù)包括以下內(nèi)容。 (1) 編排服務(wù) (Choreography Service) ： 通過(guò)預(yù)定義的流程邏輯控制流程中業(yè)務(wù)活動(dòng)的執(zhí)行， 并幫助業(yè)務(wù)流程從錯(cuò)誤中恢 復(fù)。 (2) 事務(wù)服務(wù) (Transaction Service) ：用于保證流程執(zhí)行中的事務(wù)特性 (ACID) 。對(duì)于短流程，通常采用傳統(tǒng)的兩階段提交技術(shù)；對(duì)于長(zhǎng)流程，一般采用 補(bǔ)償?shù)姆椒ā?(3) 人工服務(wù) (Staff Service) ：用于將人工的活動(dòng)集成到流程 中。一方面，它通過(guò)關(guān)聯(lián)的交互服務(wù)使得人工可以參與到流程執(zhí)行中； 另一方面， 它需要管理由于人工參與帶來(lái)的管理任務(wù)，

20、如任務(wù)分派、授權(quán)和監(jiān)管等。詳細(xì)解答：第 6 題： 問(wèn)題 3若項(xiàng)目組采用 Web Service 作為基于 SOA集成方法的實(shí)現(xiàn)技術(shù)，請(qǐng)根據(jù)該 航空公司目前的實(shí)際情況，用 300 字以?xún)?nèi)的文字說(shuō)明系統(tǒng)應(yīng)該分為哪幾個(gè)層 次，并簡(jiǎn)要說(shuō)明每個(gè)層次的功能。參考答案：在采用 WebS ervice 作為 SOA的實(shí)現(xiàn)技術(shù)時(shí)，根據(jù)該航空公司目前的實(shí)際情 況，從功能角度考慮，該系統(tǒng)應(yīng)該至少分為 6 個(gè)層次，分別為底層傳輸層、服務(wù) 通信協(xié)議層、服務(wù)描述層、服務(wù)層、業(yè)務(wù)流程層和服務(wù)注冊(cè)層， 如表3-12 所示。詳細(xì)解答：試題三 閱讀以下關(guān)于數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)性能分析方面的說(shuō)明， 根據(jù)要求回答問(wèn) 題。 說(shuō)明 某大中型企

21、業(yè)采用 Oracle 數(shù)據(jù)庫(kù)建立一個(gè)經(jīng)濟(jì)信息統(tǒng)計(jì)方面的大型數(shù) 據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)。 盡管配置了比較良好的硬件和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境， 但該數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)實(shí) 施后的整體性能表現(xiàn)較差。 特別是隨著業(yè)務(wù)量與信息量的迅速擴(kuò)大， 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 的存取速度顯著減慢，存儲(chǔ)效率也明顯下降。該企業(yè)通過(guò)反復(fù)實(shí)踐與摸索，并邀請(qǐng)數(shù)據(jù)庫(kù)專(zhuān)家一起會(huì)診，認(rèn)為可以從 以下 4 個(gè)方面進(jìn)一步優(yōu)化數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)。(1) 由于數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用中最主要的查詢(xún)與修改數(shù)據(jù)操作大多需通過(guò)： I/O 來(lái) 完成的，因此需要通過(guò)調(diào)整服務(wù)器配置 ( 即對(duì)硬件設(shè)備進(jìn)行升級(jí) ) 、操作系統(tǒng)配置 與數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的有關(guān)參數(shù)， 優(yōu)化系統(tǒng)的 I/O 性能，尤其是改進(jìn)磁盤(pán) I/O 的

22、效 率與性能。(2) 優(yōu)化“索引”的建立與使用機(jī)制，盡可能提高數(shù)據(jù)查詢(xún)的速度或效 率。(3) 合理使用聚類(lèi) (Culster) ，改進(jìn)查詢(xún)響應(yīng)時(shí)間和系統(tǒng)的綜合性能。其 中，“聚類(lèi)”是指把單獨(dú)組織的，但在邏輯上經(jīng)常需連接的，較為穩(wěn)定的幾個(gè)基 本表聚集在一起 (在物理上實(shí)現(xiàn)鄰近存放 ) ，可以顯著減少數(shù)據(jù)的搜索時(shí)間， 從而 提高性能。(4) 對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)中使用的 SQL語(yǔ)句進(jìn)行調(diào)優(yōu)，針對(duì)每條 SQL語(yǔ)句都建立 對(duì)應(yīng)的索引等。第 7 題： 問(wèn)題 1許多開(kāi)發(fā)技術(shù)人員由于缺乏經(jīng)驗(yàn)，通常在建立實(shí)體 ( 如基本表、索引或表空 間等) 時(shí)，都習(xí)慣于使用 DBMS提供的“缺省參數(shù)”，結(jié)果常常會(huì)引起數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng) 用系統(tǒng)

23、性能較差的隱患。結(jié)合你的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，請(qǐng)用 200 字以?xún)?nèi)文字簡(jiǎn) 要說(shuō)明使用 DBMS默認(rèn)參數(shù)的缺點(diǎn)。參考答案： 目前，大多數(shù)的大、中型信息系統(tǒng)都使用數(shù)據(jù)庫(kù)作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，而信息系統(tǒng) 的性能優(yōu)化是一個(gè)綜合性的問(wèn)題， 需要綜合考慮硬件設(shè)備、 操作系統(tǒng)、 數(shù)據(jù)庫(kù)和 應(yīng)用系統(tǒng)?；跀?shù)據(jù)庫(kù)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)， 一般在進(jìn)行調(diào)優(yōu)時(shí)， 需要具體問(wèn)題具體分析。 全面的分析方案應(yīng)該包括以下 3 方面內(nèi)容。 (1) 對(duì)系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行搜集， 判斷當(dāng)前硬件設(shè)備是否足夠。 判斷數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)和操作系統(tǒng)的相應(yīng)參數(shù)設(shè)置是 否合理。例如數(shù)據(jù)庫(kù)中 SGA中的參數(shù)， 操作系統(tǒng)中共享內(nèi)存等參數(shù)、 數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù) 據(jù)與索引物理存儲(chǔ)的分離

24、等。 (2) 對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行分析，對(duì)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的類(lèi)型進(jìn) 行確認(rèn)，如聯(lián)機(jī)事務(wù)處理和數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的要求差異很大。 OLTP和 OLAP的 類(lèi)型也有很大的差異。 (3) 對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)中的 SQL語(yǔ)句和索引等進(jìn)行分析。 題 干中數(shù)據(jù)庫(kù)專(zhuān)家已指出，系統(tǒng) I/O 經(jīng)常會(huì)成為制約數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)性能的瓶頸。 減少 I/O 資源的爭(zhēng)用， 以及合理分布各類(lèi)存儲(chǔ)空間， 通常能有效地提高全系統(tǒng)的 運(yùn)行效率。 例如，可以使應(yīng)用系統(tǒng)的存儲(chǔ)空間與系統(tǒng)表空間分離； 在不同的盤(pán)驅(qū) 動(dòng)器上設(shè)立數(shù)據(jù)表空間與索引表空間；自動(dòng)整理與減少空間碎片等。 使用： DBMS默認(rèn)參數(shù)，在進(jìn)行查詢(xún)時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量不必要的記錄項(xiàng)。在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和 處理

25、時(shí)，可能由于小數(shù)據(jù)文件過(guò)多而導(dǎo)致 I/O 阻塞。另外在合理分布各類(lèi)存儲(chǔ)空 間時(shí)，由于默認(rèn)參數(shù)導(dǎo)致記錄分配不均勻，降低存儲(chǔ)空間利用度。詳細(xì)解答：第 8 題： 問(wèn)題 2 該企業(yè)所邀請(qǐng)的數(shù)據(jù)庫(kù)專(zhuān)家的會(huì)診建議中，選取合適的“索引字段”，對(duì) 于索引實(shí)現(xiàn)的效率具有相當(dāng)重要的作用。結(jié)合你的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，請(qǐng)用 200 字以?xún)?nèi)的文字，指出選用具有哪些特征的字段作為索引手段較為合適。參考答案：對(duì)于大型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)， 索引機(jī)制可以在很大程度上提高數(shù)據(jù)查詢(xún)的效率。 但是索引是以空間為代價(jià)來(lái)?yè)Q取時(shí)間的， 而且一般僅當(dāng)表的容量較大時(shí)， 才能顯 現(xiàn)出索引的作用。通常，優(yōu)化索引的使用有以下兩條主要途徑。 (1) 盡可能

26、充 分地去理解索引的基本原理和在本系統(tǒng)中使用索引時(shí)的一些規(guī)則， 從而為正確使 用索引奠定基礎(chǔ)。比如，在某些謂詞后不使用索引 (如OR、NOT IN等) ，查詢(xún)的 記錄數(shù)超過(guò)表總記錄數(shù)的 20%以上時(shí)不適宜使用索引， 在另一些謂詞后出現(xiàn)的索 引字段會(huì)使用索引等。 (2) 在有很多基本表的場(chǎng)合下，由多名開(kāi)發(fā)人員大量創(chuàng) 建不盡合理的索引， 可能會(huì)顯著降低系統(tǒng)的性能。 根據(jù)應(yīng)用的實(shí)際需要， 合理地 創(chuàng)建“索引” ，在本數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)中可以考慮一些創(chuàng)建索引的原則或指導(dǎo)性規(guī) 則。例如，原則上，對(duì)記錄數(shù)較多的表，應(yīng)盡可能考慮創(chuàng)建索引的可行性；在連 接多個(gè)表的場(chǎng)合下，最好考慮采用索引；無(wú)相同值的字段可建立起

27、“唯一性索引” ( 這時(shí)查詢(xún)代化性能特別出色 ) ；對(duì)于只讀的表可建立較多的索引， 對(duì)于更新頻度 較高的表只能建立較少的索引； 盡可能在數(shù)據(jù)加載之后再建立索引， 以避免重新 索引的開(kāi)銷(xiāo)； 建立并設(shè)置復(fù)合索引時(shí)， 應(yīng)把最常用的索引字段放在前面， 即保持 相對(duì)合理的索引字段次序。 選取合適的“索引字段”，對(duì)于索引實(shí)現(xiàn)的效率具 有相當(dāng)重要的作用。 通常，選用具有以下特征的字段作為索引手段較為合適： 該字段作為數(shù)據(jù)表中的主關(guān)鍵字或候選關(guān)鍵字； 該字段能夠唯一地標(biāo)識(shí)記錄或 通過(guò)將記錄進(jìn)行較多細(xì)目分類(lèi)； 該字段與其他字段組合能唯一地標(biāo)識(shí)記錄或?qū)?記錄進(jìn)行分組；該字段是其他表的外鍵等。詳細(xì)解答： 第 9 題

28、： 問(wèn)題 3(1) 該企業(yè)所邀請(qǐng)的數(shù)據(jù)庫(kù)專(zhuān)家會(huì)診意見(jiàn)中，針對(duì)每條 SQL語(yǔ)句都建立索引 的建議是否合適 ?請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明理由。(2) 結(jié)合你的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，請(qǐng)列舉出 4 條 SQL語(yǔ)句優(yōu)化的基本策略。參考答案：該企業(yè)所邀請(qǐng)的數(shù)據(jù)庫(kù)專(zhuān)家會(huì)診意見(jiàn)中， 針對(duì)每條 SQL語(yǔ)句都建立索引的建 議是不適當(dāng)?shù)?。通常，針?duì)查詢(xún)語(yǔ)句，建立適當(dāng)?shù)乃饕蕴岣卟樵?xún)效率。但是索 引調(diào)整時(shí)還需要考慮以下原則。 (1) 如果更新操作成為系統(tǒng)瓶頸，因?yàn)槊看胃?新操作會(huì)重建表的索引，則需要考慮刪除某些索引。 (2) 應(yīng)該針對(duì)不同應(yīng)用情 況選擇適當(dāng)?shù)乃饕?lèi)型。 例如，如果經(jīng)常使用范圍查詢(xún)， 則 B 樹(shù)索引比散列索引 更加高效。

29、(3) 將有利于大多數(shù)據(jù)查詢(xún)和更新的索引設(shè)為聚類(lèi) (Culster) 索引。 同時(shí)需要對(duì)建立的索引進(jìn)行實(shí)際的測(cè)試，因?yàn)樗饕氖褂檬怯蓴?shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) ( 數(shù)據(jù)庫(kù)優(yōu)化器 ) 決定的。如果建立索引不當(dāng)， 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)將不利用已經(jīng)建立 的索引，而采取全表掃描。 SQL 語(yǔ)句優(yōu)化在信息系統(tǒng)調(diào)優(yōu)中所占比例較大。通 常，一個(gè)信息系統(tǒng)中不同 SQL語(yǔ)句的數(shù)目往往在 200400 條左右，在優(yōu)化時(shí)， 需要對(duì)每條 SQL語(yǔ)句的性能進(jìn)行測(cè)量， 對(duì)性能表現(xiàn)不佳的 SQL語(yǔ)句進(jìn)行調(diào)整。 當(dāng) 前也已經(jīng)出現(xiàn)了專(zhuān)門(mén)的 SQL語(yǔ)句優(yōu)化的工具，可以輔助開(kāi)發(fā)人員。 SQL語(yǔ)句優(yōu)化 的常見(jiàn)策略如下。 (1) 優(yōu)化相應(yīng)的表連接，建立

30、物化視圖或盡可能減少多表查 詢(xún)。 (2) 以不相干子查詢(xún)替代相干子查詢(xún)， 即優(yōu)化嵌套子查詢(xún)。 (3) 只檢索需 要的列，無(wú)須將表中所有的列全部檢索，即避免全表的反復(fù)查詢(xún)。 (4) 用帶 IN 的條件子句等價(jià)替換 OR子句。 (5) 避免嵌套的游標(biāo) (Cursor) 和多重循環(huán)。 (6) 經(jīng)常提交 COMMI，T以盡早釋放鎖等。 注意，對(duì)于不同類(lèi)型的應(yīng)用系統(tǒng) ( 類(lèi)型劃 分根據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的操作類(lèi)型而言， 例如 OLTP等) ，在數(shù)據(jù)庫(kù)操作中， 可采用的優(yōu) 化方法也有所不同。詳細(xì)解答：第 10 題： 問(wèn)題 4 在數(shù)據(jù)庫(kù)中，當(dāng)某個(gè)業(yè)務(wù)表中的數(shù)據(jù)量很大且急速膨脹時(shí)，為了保持較高 的數(shù)據(jù)響應(yīng)速度，可以對(duì)該

31、數(shù)據(jù)表進(jìn)行分片設(shè)計(jì)。請(qǐng)用 300 字以?xún)?nèi)的文字簡(jiǎn)要 說(shuō)明對(duì)數(shù)據(jù)表分片需要滿足的條件，以及常見(jiàn)的數(shù)據(jù)表分片方法。參考答案： 在數(shù)據(jù)庫(kù)中，某個(gè)業(yè)務(wù)表中的數(shù)據(jù)量很大，急速膨脹，在這樣的情況下，為 了保持高的數(shù)據(jù)響應(yīng)速度， 根據(jù)數(shù)據(jù)的時(shí)間局部性和空間局部性原則， 可以對(duì)數(shù) 據(jù)表進(jìn)行分片設(shè)計(jì)。 一般有兩種分片方法， 分別為水平分片和垂直分片。 對(duì)數(shù) 據(jù)表分片需要滿足完備性條件、 可重構(gòu)條件和不相交條件。 其中，完備性條件是 指必須把全局關(guān)系的所有數(shù)據(jù)映射到片段中， 決不允許有屬于全局關(guān)系的數(shù)據(jù)卻 未被映射到任何一個(gè)片段。 可重構(gòu)條件是指必須保證能夠由同一個(gè)全局關(guān)系的各 個(gè)片段來(lái)重建該全局關(guān)系。 對(duì)于水平

32、分片可用并操作重構(gòu)全局關(guān)系； 對(duì)于垂直分 片可用連接操作重構(gòu)全局關(guān)系。 不相交條件是指要求一個(gè)全局關(guān)系被分割后所得 的各個(gè)數(shù)據(jù)片段互不重疊 （ 對(duì)垂直分片的主鍵除外 ） 。詳細(xì)解答：試題四 閱讀以下關(guān)于嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)軟件的選型分析方面的敘述， 回答 問(wèn)題。 說(shuō)明 某研究所承擔(dān)了一項(xiàng)宇航嵌入式系統(tǒng)的研制任務(wù)， 本項(xiàng)任務(wù)技術(shù)難度大， 可靠性要求高， 進(jìn)度要求緊， 預(yù)計(jì)軟件規(guī)模約在一萬(wàn)行以上。 而該所原先承擔(dān)的 相關(guān)項(xiàng)目均是用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的 （軟件規(guī)模較小，一般是幾百行 ） 。項(xiàng)目主管工程 師將軟件開(kāi)發(fā)的論證工作分別布置給了架構(gòu)師阮工和劉工， 要求他們根據(jù)本項(xiàng)目 的技術(shù)要求，在一周內(nèi)分別提出軟件

33、的實(shí)施方案。（1） 該宇航嵌入式系統(tǒng)由數(shù)據(jù)處理機(jī)、 信號(hào)處理機(jī)及數(shù)據(jù)采集模塊組成。 信號(hào)處理機(jī)主要通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊將大量不固定時(shí)間周期的外部數(shù)據(jù)采集進(jìn)來(lái)， 進(jìn)行預(yù)處理 （如 FFT變換）后提交給數(shù)據(jù)處理機(jī)；數(shù)據(jù)處理機(jī)根據(jù)功能要求完成各 種計(jì)算處理工作，并將結(jié)果輸出。為了達(dá)到數(shù)據(jù)處理機(jī)和信號(hào)處理機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)化， 這兩類(lèi)處理機(jī)均采用同種處理機(jī)的體系結(jié)構(gòu) （如 PowerPC 7410） 。整個(gè)系統(tǒng)工作 的最大周期為 1s，最小周期為 5ms。數(shù)據(jù)處理機(jī)上的任務(wù)分布如表 3-10 所示。（2） 一周后，架構(gòu)師阮工和劉工提交了各自的實(shí)施方案， 其共同之處在于二者 均提出采用操作系統(tǒng)及相應(yīng)的軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境。

34、但是，阮工和劉工在選擇什么樣的 操作系統(tǒng)及開(kāi)發(fā)環(huán)境方面出現(xiàn)了較大分歧。 阮工的實(shí)施方案指出， 為了滿足本項(xiàng) 目的技術(shù)要求， 并有利于本所軟件的長(zhǎng)期發(fā)展， 應(yīng)選用具有硬實(shí)時(shí)處理能力的嵌 入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)及開(kāi)發(fā)環(huán)境 （ 例如 VxWorks等） ；而劉工的實(shí)施方案指出， 操作 系統(tǒng)主要完成對(duì)計(jì)算機(jī)資源的管理與分配工作， 考慮到人們對(duì)操作系統(tǒng)及軟件開(kāi) 發(fā)工具的熟悉程度， 本項(xiàng)目應(yīng)選用具有大眾化的， 開(kāi)發(fā)人員容易上手的嵌入式操 作系統(tǒng) （ 例如 Windows CE、 Linux 等） 。（3）在兩人爭(zhēng)執(zhí)不下的情況下，項(xiàng)目主管工程師組織了相關(guān)專(zhuān)家對(duì)阮工 和劉工提交的實(shí)施方案進(jìn)行了評(píng)審。 最后，專(zhuān)家組一

35、致認(rèn)為阮工的方案切實(shí)可行， 操作系統(tǒng)的選型論證充分、 客觀，可以作為本所未來(lái)幾年中相關(guān)項(xiàng)目的軟件開(kāi)發(fā) 的基本環(huán)境。同時(shí)專(zhuān)家組還就具體實(shí)施選擇嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)及開(kāi)發(fā)環(huán)境產(chǎn)品 時(shí)應(yīng)著重考慮的相關(guān)問(wèn)題提出了幾點(diǎn)建議。第 11 題： 問(wèn)題 1為什么專(zhuān)家組一致認(rèn)為阮工的實(shí)施方案切實(shí)可行 ?請(qǐng)用 200 字以?xún)?nèi)的文字簡(jiǎn) 要說(shuō)明。參考答案：這是一道要求讀者通過(guò)對(duì)題目的理解，根據(jù)題目給出的技術(shù)參數(shù)，說(shuō)明選擇操作系統(tǒng)的依據(jù)的綜合分析題。本試題的解答思路如下。問(wèn)題 1 側(cè)重于考查讀者分析問(wèn)題的能力，這是系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)師必須具備的知識(shí)點(diǎn)。 (1) 嵌入 式操作系統(tǒng)的使用與具體的應(yīng)用方向緊密相關(guān)。 目前，根據(jù)不同的應(yīng)

36、用領(lǐng)域， 嵌 入式操作系統(tǒng)分為嵌入式操作系統(tǒng)和嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)， 實(shí)時(shí)又分為強(qiáng)實(shí)時(shí)和 弱實(shí)時(shí)。 (2) 強(qiáng)實(shí)時(shí)、資源約束和可靠性是宇航軟件必須考慮的三大因素。強(qiáng) 實(shí)時(shí)將是本題首要關(guān)注的選型內(nèi)容之一； 而可靠性則是宇航系統(tǒng)極為重要的考慮 內(nèi)容；可剪裁、開(kāi)放和可擴(kuò)展是嵌入式系統(tǒng)的公共特性。 (3) 在宇航系統(tǒng)中， 由于航天航空飛行器速度非?？欤?需要各個(gè)控制設(shè)備應(yīng)具有快速的反應(yīng)和處理能 力(一般工作周期為 ms級(jí)) ，即該宇航系統(tǒng)的各周期任務(wù)的工作時(shí)序必須在規(guī)定 的時(shí)間期限內(nèi)完成， 偶爾出現(xiàn)違反某些應(yīng)用的時(shí)間需求將對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行造成嚴(yán)重影 響。具有硬實(shí)時(shí)處理能力的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)提供的任務(wù)調(diào)度功能

37、， 可以有效 地管理本系統(tǒng)多周期任務(wù)的調(diào)度， 并且操作系統(tǒng)提供的事件、 信號(hào)和任務(wù)間的通 信機(jī)制， 可以有效地解決本系統(tǒng)中資源共享中的互斥問(wèn)題。 因此， 結(jié)合題干給出 的技術(shù)指標(biāo)要求， 應(yīng)重點(diǎn)考慮強(qiáng)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。 由于硬實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)在實(shí)時(shí)處理 和相應(yīng)的方面優(yōu)于一般嵌入式操作系統(tǒng)， 因此阮工提出的選用具有硬實(shí)時(shí)處理能 力的嵌入式操作系統(tǒng)方案可行。 (4) 從資源約束性角度來(lái)講，宇航嵌入式系統(tǒng) 由于受空間和重量的限制， 操作系統(tǒng)代碼不宜過(guò)于龐大， 選擇具有可剪裁功能的 操作系統(tǒng)更適應(yīng)本項(xiàng)目。 (5) 宇航嵌入式系統(tǒng)要求軟件可靠性要高，而“具有 硬實(shí)時(shí)處理能力的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)及開(kāi)發(fā)環(huán)境 (例如

38、VxWorks等)”在上市之 前需要經(jīng)過(guò)相關(guān)部門(mén)驗(yàn)證， 因此阮工選擇的操作系統(tǒng)的可靠性高于劉工所選的操 作系統(tǒng) ( 例如， Windows CE、 Linux 等) 。詳細(xì)解答： 第 12 題： 問(wèn)題 2 選擇實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)及開(kāi)發(fā)環(huán)境時(shí)應(yīng)考慮哪幾方面問(wèn)題 ?請(qǐng)用 200 字以 內(nèi)的文字簡(jiǎn)要論證。參考答案： 這是一道要求讀者在嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)及開(kāi)發(fā)環(huán)境選型時(shí)需要考慮的哪 些方面的簡(jiǎn)答分析題。本試題所涉及的知識(shí)點(diǎn)如下。 (1) 題干的第 1 段描述 信息說(shuō)明了問(wèn)題所在，雖然估計(jì)到新項(xiàng)目程序代碼將達(dá)到一萬(wàn)行 ( 過(guò)去只有幾百 行) ，但這些數(shù)據(jù)在本題中沒(méi)用實(shí)質(zhì)性應(yīng)用， 只表明代碼規(guī)模發(fā)生了實(shí)質(zhì)

39、性變化， 這一點(diǎn)是選擇使用操作系統(tǒng)的考慮因素之一。 (2) 硬實(shí)時(shí)性，即操作系統(tǒng)是否 具有很高的外部事件的響應(yīng)能力。 (3) 可擴(kuò)展性，即操作系統(tǒng)是否支持多種目 標(biāo)機(jī)和多種 API 標(biāo)準(zhǔn)接口，今后軟 /硬件的升級(jí)是否簡(jiǎn)便可行。 (4) 接口的開(kāi)放 性，即操作系統(tǒng)是否提供了豐富的應(yīng)用軟件接口服務(wù)， 使用戶可根據(jù)自己的需要 定制專(zhuān)用系統(tǒng) ( 有利于靈活使用 ) 。 (5) 可靠性，即所選的操作系統(tǒng)的可靠性是 否長(zhǎng)期被許多廠家應(yīng)用過(guò)， 或已通過(guò)權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)證。 通常要求嵌入式操作系統(tǒng)對(duì) 可靠性有較強(qiáng)的保障支持能力。 (6) 可剪裁性，即要求操作系統(tǒng)可根據(jù)具體項(xiàng) 目要求，進(jìn)行功能模塊的剪裁，操作系統(tǒng)內(nèi)核

40、要盡量小。 (7) 操作系統(tǒng)的硬件10 支持是否支持目標(biāo)硬件平臺(tái)，開(kāi)發(fā)環(huán)境是否集成有豐富的工具，使用是否方便、 符合日常的操作習(xí)慣 （ 環(huán)境的可用性 ）。 （8） 開(kāi)發(fā)環(huán)境的兼容性，即開(kāi)發(fā)環(huán)境應(yīng) 支持多種常用的文件格式，以利于環(huán)境間的數(shù)據(jù)交換。 （9） 具體應(yīng)用環(huán)境對(duì)操 作系統(tǒng)性能的要求， 是否需要中文內(nèi)核支持， 與應(yīng)用環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的兼容性， 以及技 術(shù)支持程度等。詳細(xì)解答：第 13 題： 問(wèn)題 3根據(jù)本項(xiàng)目中任務(wù)的時(shí)間性能參數(shù)，請(qǐng)用 200字以?xún)?nèi)的文字 （也可用圖示 ） 描述任務(wù)的被調(diào)度關(guān)系，并分析系統(tǒng)是否可調(diào)度 （ 暫不考慮操作系統(tǒng)的時(shí)間開(kāi) 銷(xiāo)）?參考答案： 詳細(xì)解答：第 14 題： 問(wèn)題 1

41、在 2Mbps帶寬的網(wǎng)絡(luò)測(cè)試環(huán)境下，分析案例中的測(cè)試結(jié)果，指出滿足系統(tǒng) 的性能指標(biāo)需求時(shí)，系統(tǒng)能夠承受的并發(fā)用戶登錄的最大數(shù)量，并簡(jiǎn)要說(shuō)明理 由。參考答案：網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)用的性能測(cè)試是為確保網(wǎng)絡(luò)在實(shí)際運(yùn)行狀況下， 各種基本應(yīng)用服 務(wù)能夠達(dá)到用戶可以接受的性能和服務(wù)質(zhì)量。 本題考查系統(tǒng)負(fù)載壓力性能測(cè)試的 重要指標(biāo)“并發(fā)用戶數(shù)” 。判斷系統(tǒng)能夠承受的最大并發(fā)用戶數(shù)的條件可以概括 為：交易操作響應(yīng)時(shí)間在合理范圍內(nèi)； 交易通過(guò)率在合理范圍內(nèi)； 系統(tǒng)運(yùn) 行無(wú)故障； 系統(tǒng)資源使用在合理范圍內(nèi)等。 其中，應(yīng)用系統(tǒng)交易執(zhí)行響應(yīng)時(shí)間 （“RT”，ResponseTime）是指系統(tǒng)完成事務(wù)執(zhí)行準(zhǔn)備后所采集的時(shí)間戳和系

42、統(tǒng)完 成待執(zhí)行事務(wù)后所采集的時(shí)間戳之間的時(shí)間間隔。 它是衡量特定類(lèi)型應(yīng)用事務(wù)性 能的重要指標(biāo)，標(biāo)志了用戶執(zhí)行一項(xiàng)操作大致需要多長(zhǎng)時(shí)間。 在本案例場(chǎng)景 中，應(yīng)該選擇第 1 個(gè)條件來(lái)判斷系統(tǒng)能夠承受的最大并發(fā)用戶數(shù)。 由題干關(guān)鍵 信息“本次測(cè)試的性能需求是：指標(biāo)響應(yīng)時(shí)間'合理范圍為 05s”，即在通 常情況下，交易操作合理的響應(yīng)時(shí)間為 5s以?xún)?nèi)。由案例 1的圖 3-16的顯示結(jié)果 可知，登錄響應(yīng)時(shí)間隨虛擬并發(fā)用戶數(shù)增加而增長(zhǎng)。在 50 個(gè)虛擬并發(fā)用戶的負(fù) 載下，登錄響應(yīng)時(shí)間達(dá)到 5s（注意：圖3-16 中響應(yīng)時(shí)間指標(biāo)的比例為 10） ，當(dāng)負(fù) 載超過(guò) 50個(gè)虛擬并發(fā)用戶，響應(yīng)時(shí)間超過(guò) 5s或者與 5s持平。因此案例 1中最 合理的最大并發(fā)用戶數(shù)為 50。11詳細(xì)解答： 第 15 題： 問(wèn)題 2在 2Mbps帶寬的網(wǎng)絡(luò)測(cè)試環(huán)境下，分析案例中的測(cè)試結(jié)果，說(shuō)明服務(wù)器 CPU資源使用率是否合理，以及帶寬是否是系統(tǒng)瓶頸，并簡(jiǎn)要說(shuō)明理由。參考答案： 本題考查系統(tǒng)負(fù)載壓力性能測(cè)