2018年下半年系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計師案例分析

1、全國計算機技術(shù)與軟件專業(yè)技術(shù)資格（水平）考試2018年下半年系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計師下午試卷I（考試時間14:0016:30共150分鐘）請按下述要求正確填寫答題紙.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。.在答題紙的指定位置填寫準(zhǔn)考證號、出生年月日和姓名。.答題紙上除填寫上述內(nèi)容外只能寫解答。.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。.解答時字跡務(wù)必清楚，字跡不清時，將不評分。.仿照下面例題，將解答寫在答題紙的對應(yīng)欄內(nèi)。例題2018年下半年全國計算機技術(shù)與軟件專業(yè)技術(shù)資格 （水平）考試日期是（1） 月（2）日。因為正確的解答是“11月

2、4日”，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)42018年下半年 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計師 下午試卷I第1頁（共12頁）試題一是必答題試題一閱讀以下關(guān)于軟件系統(tǒng)設(shè)計的敘述，在答題紙上回答問題1至問題3?！菊f明】某文化產(chǎn)業(yè)集團委托軟件公司開發(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。該軟件公司組織項目組完成了需求 調(diào)研，現(xiàn)已進入到系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計階段。考慮到系統(tǒng)需求對架構(gòu)設(shè)計決策的影響，項目組先列出了可能影響系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計的部分需求如下：(a)用戶界面支持用戶的個性化定制；(b)系統(tǒng)需要支持當(dāng)前主流的標(biāo)準(zhǔn)和服務(wù)，

3、特別是通信協(xié)議和平臺接口；(c)用戶操作的響應(yīng)時間應(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)用戶操作停滯時間超過一定時限需要重新登錄驗證；(h)系統(tǒng)支持用戶選擇漢語、英語或法語三種語言之一進行操作。項目組提出了兩種系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計方案：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)進行設(shè)計?！締栴}1】(8分)在系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計中，決定系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計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?！?/p>

4、問題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2018年下半年系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計師下午試卷I第2頁(共12頁)需注果81J系域雷,(1)但-宜畬件某家tJ) 一 文化聿【問題3】（9分）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（只需要回答出三個系 統(tǒng)需求）。2018年下半年系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計師下午試卷I第3頁（共12頁）從下列的4道試題（試題二至試題五）中任選 2道解答。如果解答的試題數(shù)超過 2道，則題號小的2道解答有效。閱讀以下關(guān)于軟件系統(tǒng)建模的敘述，在答題紙上回答問題1至問題3?！菊f明】某公司欲建設(shè)一個房屋租賃服務(wù)系統(tǒng)，

5、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：.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。.登記房屋信息。記錄房屋的地址、房屋類型（如平房、帶陽臺的樓房、獨立式住宅 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。.登記租賃者信息。記錄租賃者的個人信息，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。.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

6、，系統(tǒng)會生成一條看房記錄并將其寫入看房記錄文件中。.收取手續(xù)費。房主登記完房屋后，系統(tǒng)會生成一份費用單，房主根據(jù)費用單交納相 應(yīng)的費用。.變更房屋狀態(tài)。當(dāng)租賃者與房主達成租房或退房協(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。2018年下半年 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計師 下午試卷I第4頁（共12頁）,房寫信總匍的釬*也冒易射喟-宜青胃同徜艱1（席請竄 1G靄通始圖2-2房屋租賃服務(wù)系統(tǒng) ERD【問題3（8分）（1）信息工程方法中的“實體（entity ）與面向?qū)ο蠓椒ㄖ械摹邦悾╟lass）”之間有哪些不同之處?,/寤更棺，肉i【問題1】（12分）的名稱?！締栴}2（5分

7、）若采用信息工程（Information Engineering ）方法對房屋租賃服務(wù)系統(tǒng)進行分析，得到如圖2-2所示的ERD請給出圖2-2中實體（1）（5）的名稱。圖2-1房屋租賃服務(wù)系統(tǒng)頂層DFD若采用結(jié)構(gòu)化方法對房屋租賃服務(wù)系統(tǒng)進行分析，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中外部實體 E1E2、加工P1P6以及數(shù)據(jù)存儲D1D42018年下半年系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計師下午試卷I第5頁（共12頁）(2)在面向?qū)ο蠓椒ㄖ型ǔ２捎糜美? Use 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行劃分，其中的 Essential Use Cases和Real Us

8、e Cases有哪些區(qū)別2018年下半年系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計師下午試卷I第6頁(共12頁)試題三閱讀以下關(guān)于嵌入式實時系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)的敘述，在答題紙上回答問題1和問題2?！菊f明】某公司長期從事宇航領(lǐng)域嵌入式實時系統(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)計方案，提交公司高層討論?！締栴}1 (14分)王工提交的設(shè)計方案中指出：由于公司目前研制的嵌入式實時產(chǎn)品屬于簡單型系統(tǒng)，其嵌入式子系統(tǒng)相互獨立，功能單一，時序簡單。而未來滿足網(wǎng)絡(luò)化、智能化和綜合化的嵌入式實時系統(tǒng)將是一種復(fù)

9、雜系統(tǒng)，其核心特征體現(xiàn)為實時任務(wù)的機理、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)在十個方面。請參考表3-1給出的實時任務(wù)特征分類，用題干中給出的(a)(t) 20個實時任務(wù)特征描述，補充完善表3-1給出的空(1)(14)。(a)任務(wù)屬性不會隨時間變化而改變；(b)任務(wù)的屬性與時間相關(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)生訪問活動時相互間是并發(fā)處理的，很難用step-bystep方法分析；(i)因果關(guān)系相互

10、影響；(j)行為特征依賴于大量的反饋機制；(k)系統(tǒng)內(nèi)構(gòu)成、策略和描述是相似的；(1)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；2018年下半年系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計師下午試卷I第7頁(共12頁)(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別；(t)原理被覆蓋、抽象，而不會在表面屬性上被識別。表3-1簡單任務(wù)和復(fù)雜任務(wù)特征比較特征分類1他任務(wù)(simpktask)

11、jl雜任務(wù)(complex task?般蠡，動態(tài)(a)611連續(xù)牌展線手系統(tǒng)的獨立.性，序行執(zhí)行(6.*_性/混奇正 (g)工作原理1JiOL線性g找性11L)(121一上下文相關(guān)性一攜律/規(guī)棒(q)(r)_ _ _我面屬性(s)(O【問題2】(11分)王工設(shè)計方案中指出：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)計一種能夠 充分表達嵌入式系統(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。通常為了實現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)中計算組件間的通信，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

12、 )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的消息與時間屬性相關(guān)，支持事件觸發(fā)消息、速率約束消息和時間觸發(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2018年下半年系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計師下午試卷I第8頁(共12頁)試題四閱讀以下關(guān)于分布式數(shù)據(jù)庫緩存設(shè)計的敘述，在答題紙上回答問題1至問題3.【說明】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)

13、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)團隊來解決該問題。張工建議重新開發(fā)整個系統(tǒng)，采用新的服務(wù)器和數(shù)據(jù)架構(gòu)，解決當(dāng)前問題的同時為日后的擴展提供支持。 但是，李工認為張工的方案開發(fā)周期過長，投入過大，當(dāng)前應(yīng)該在改動盡量小的前提下解決該問題。李工認為訪問量很大的只是部分數(shù)據(jù)，建議采用緩存工具 MemCache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，同時將來也可以通過集群進行擴展。然而，劉工又認為李工的方案中存在數(shù)據(jù)可靠性和一致性問題，在宕機時容易丟失交易數(shù)據(jù)，建議采用Redis來

14、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?！締栴}1】（9分）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)缺點進行了比較，請補充完善表 4-1 中的空（1） （6）。劉工認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。【問題3】（8分）2018年下半年系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計師下午試卷I第9頁（共12頁）請給出Redis分布式存儲的 2種常見方案和 Redis

15、集群切片的幾種常見方式。2018年下半年 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計師 下午試卷I第10頁（共12頁）試題五閱讀以下關(guān)于 Web系統(tǒng)設(shè)計的敘述，在答題紙上回答問題1至問題3?！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)一管理維護的銀行信息系統(tǒng)，實現(xiàn)統(tǒng)一的用戶賬戶管理、轉(zhuǎn)賬匯款、自助繳費、理財投資、貸款管理、網(wǎng)上支付、財務(wù)報表分析等業(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，多個業(yè)務(wù)系統(tǒng)采用異構(gòu)平臺、數(shù)據(jù)庫和中間件，使用的報文交換標(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)改進整合現(xiàn)有的基于不同技術(shù)實現(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）集成方案實現(xiàn)業(yè)務(wù)整合?！締栴}1】（7分）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?！締栴}2】（12分）基于該信息系統(tǒng)整合的實際需求，項目組完成了基于 SOA的銀行信息系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計方案。該系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖 5-