以下為2010年系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計師考試案例分析真題，供大家參考學(xué)習(xí)。

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一、閱讀以下關(guān)于軟件系統(tǒng)架構(gòu)選擇的說明，在答題紙上回答問題1至問題3。

【說明】

某公司欲針對Linux操作系統(tǒng)開發(fā)一個KWIC（Key Word in Context）檢索系統(tǒng)。該系統(tǒng)接收用戶輸入的查詢關(guān)鍵字，依據(jù)字母順序給出相關(guān)幫助文檔并根據(jù)幫助內(nèi)容進(jìn)行循環(huán)滾動閱讀。在對KWIC系統(tǒng)進(jìn)行需求分析時，公司的業(yè)務(wù)希賽網(wǎng)發(fā)現(xiàn)用戶后續(xù)還有可能采用其它方式展示幫助內(nèi)容。根據(jù)目前需求，公司的技術(shù)人員決定通過重復(fù)剪切幫助文檔中的第一個單詞并將其插入到行尾的方式實現(xiàn)幫助文檔內(nèi)容的循環(huán)滾動，后續(xù)還將采用其它的方法實現(xiàn)這一功能。

在對KWIC系統(tǒng)的架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時，公司的架構(gòu)師王工提出采用共享數(shù)據(jù)的主程序-子程序的架構(gòu)風(fēng)格，而李工則主張采用管道-過濾器的架構(gòu)風(fēng)格。在架構(gòu)評估會議上，大家從系統(tǒng)的算法變更、功能變更、數(shù)據(jù)表示變更和性能等方面對這兩種方案進(jìn)行評價，最終采用了李工的方案。

【問題1】（7分）

在實際的軟件項目開發(fā)中，采用恰當(dāng)?shù)募軜?gòu)風(fēng)格是項目成功的保證。請用200字以內(nèi)的文字說明什么是軟件架構(gòu)風(fēng)格，并對主程序-子程序和管道-過濾器這兩種架構(gòu)風(fēng)格的特點進(jìn)行描述。

【問題2】（12分）

請完成表1-1中的空白部分（用+表示優(yōu)、－表示差），對王工和李工提出的架構(gòu)風(fēng)格進(jìn)行評價，并指出采用李工方案的原因。

表1-1王工與李工的架構(gòu)風(fēng)格評價

【問題3】（6分）

圖1-1是李工給出的架構(gòu)設(shè)計示意圖，請將恰當(dāng)?shù)墓δ苊枋鎏钊雸D中的（1）～（4）。

圖1-1李工給出的架構(gòu)示意圖

二、閱讀以下關(guān)于軟件系統(tǒng)數(shù)據(jù)架構(gòu)建模的說明，在答題紙上回答問題1至問題3。

【說明】

RMO是一家運動服裝制造銷售公司，計劃在五年時間內(nèi)將銷售區(qū)域從華南地區(qū)擴(kuò)展至全國范圍。為了擴(kuò)大信息技術(shù)對于未來業(yè)務(wù)發(fā)展的價值，公司邀請咨詢顧問幫助他們制訂戰(zhàn)略信息系統(tǒng)規(guī)劃。經(jīng)過評審，咨詢顧問給出的戰(zhàn)略規(guī)劃要點之一是建立客戶關(guān)系支持系統(tǒng)CRSS。RMO公司決定由其技術(shù)部成立專門的項目組負(fù)責(zé)CRSS的開發(fā)和維護(hù)工作。

項目組在仔細(xì)調(diào)研和分析了系統(tǒng)需求的基礎(chǔ)上，確定了基于互聯(lián)網(wǎng)的CRSS系統(tǒng)架構(gòu)。但在確定系統(tǒng)數(shù)據(jù)架構(gòu)時，張工認(rèn)為應(yīng)該采用集中式的數(shù)據(jù)架構(gòu)，給出的理由是結(jié)構(gòu)簡單、易維護(hù)且開發(fā)及運行成本低；而劉工建議采用分布式的數(shù)據(jù)架構(gòu)，并提出在開發(fā)中通過“局部數(shù)據(jù)庫+緩存”的讀寫分離結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，具有較好的運行性能和可擴(kuò)展性。

項目組經(jīng)過集體討論，考慮到公司的未來發(fā)展規(guī)劃，最終采用了劉工的建議。

【問題1】（8分）

請用300字以內(nèi)的文字，說明張工和劉工提出的數(shù)據(jù)架構(gòu)的基本思想。

【問題2】（13分）

在劉工建議的基礎(chǔ)上，為了避免CRSS系統(tǒng)的單點故障，請用200字以內(nèi)文字簡要說明如何建立CRSS的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)；對于數(shù)據(jù)的讀取、添加、更改和刪除操作分別如何實現(xiàn)。

【問題3】（4分）

RMO公司銷售區(qū)域?qū)⒃谖磥砦迥甏竺娣e擴(kuò)展，其潛在客戶數(shù)量也會因此大幅度增加，所以良好的可擴(kuò)展性是CRSS系統(tǒng)所必需的質(zhì)量屬性。請分別說明在集中式和分布式數(shù)據(jù)架構(gòu)下，可以采用哪些方法提升系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。

三、閱讀以下關(guān)于汽車電子基礎(chǔ)軟件架構(gòu)的說明，在答題紙上回答問題1至問題3。

【說明】

某軟件公司承擔(dān)了某項重點項目的研制工作，任務(wù)重點是參考國外汽車電子發(fā)展趨勢，開發(fā)某汽車公司的企業(yè)汽車電子基礎(chǔ)軟件的架構(gòu)，逐步實現(xiàn)汽車企業(yè)未來技術(shù)發(fā)展規(guī)劃。

該軟件公司接收此項任務(wù)后，調(diào)動全體技術(shù)人員深入收集國外相關(guān)技術(shù)資料，經(jīng)過多方調(diào)研和分析，公司提出遵照國際組織最新推出的AUTOSAR規(guī)范，按統(tǒng)籌規(guī)劃、分步驟實施的原則，實現(xiàn)汽車公司的基礎(chǔ)軟件架構(gòu)設(shè)計。圖3-1給出了AUTOSAR規(guī)范所定義的工作包，圖中灰色部分代表本項目工作所包含的內(nèi)容，即軟件架構(gòu)和基礎(chǔ)軟件。

圖3-1 AUTOSAR定義的工作包

【問題1】（7分）

AUTOSAR規(guī)范中要求，汽車電子軟件開發(fā)流程應(yīng)盡量滿足并發(fā)、可多次迭代的特性。為了定義汽車電子的軟件開發(fā)過程，公司李工和王工分別提出了兩種軟件開發(fā)流程，其開發(fā)流程見圖3-2和3-3（圖中ECU是指汽車電子中的電子控制單元）。請說明李工和王工誰定義的流程更符合AUTOSAR的規(guī)定，并說明理由。

圖3-2李工設(shè)計的流程

圖3-3王工設(shè)計的流程

【問題2】（10分）

圖3-1中的II-1.1.1項中定義了軟件架構(gòu)和操作系統(tǒng)的要求，圖3-4是滿足AUTOSAR定義的操作系統(tǒng)各功能模塊的層次結(jié)構(gòu)，請說明（1）~（5）箭頭所標(biāo)的具體操作含義。

圖3-4 AUTOSAR定義的操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

【問題3】（8分）

AUTOSAR是一種開放式架構(gòu)，用150字以內(nèi)的文字，說明采用AUTOSAR架構(gòu)的主要優(yōu)點，并說明汽車電子ECU覆蓋汽車的哪三個領(lǐng)域。

四、閱讀以下關(guān)于系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)工具集成的說明，在答題紙上回答問題1至問題3。

【說明】

TeleDev是一個大型的電信軟件開發(fā)公司，公司內(nèi)部采用多種商業(yè)/開源的工具進(jìn)行軟件系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)工作。為了提高系統(tǒng)開發(fā)效率，公司管理層決定開發(fā)一個分布式的系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)工具集成框架，將現(xiàn)有的系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)工具有效集成在一起。集成框架開發(fā)小組經(jīng)過廣泛調(diào)研，得到了如下核心需求：

（1）目前使用的系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)工具的運行平臺和開發(fā)語言差異較大，集成框架應(yīng)無縫集成各個工具的功能；

（2）目前使用的系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)工具所支持的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)格式各不相同，集成框架應(yīng)實現(xiàn)工具之間的靈活通信和數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換；

（3）集成框架需要根據(jù)實際的開發(fā)流程靈活、動態(tài)地定義系統(tǒng)工具之間的協(xié)作關(guān)系；

（4）集成框架應(yīng)能集成一些常用的第三方實用工具，如即時通信，郵件系統(tǒng)等。

集成框架開發(fā)小組經(jīng)過分析與討論，最終決定采用企業(yè)服務(wù)總線（ESB）作為集成框架的基礎(chǔ)架構(gòu)。

【問題1】（8分）

ESB是目前企業(yè)級應(yīng)用集成常用的基礎(chǔ)架構(gòu)。請列舉出ESB的4個主要功能，并從集成系統(tǒng)的部署方式、待集成系統(tǒng)之間的耦合程度、集成系統(tǒng)的可擴(kuò)展性3個方面說明為何采用ESB作為集成框架的基礎(chǔ)架構(gòu)。

【問題2】（12分）

在ESB基礎(chǔ)架構(gòu)的基礎(chǔ)上，請根據(jù)題干描述中的4個需求，說明每個需求應(yīng)該采用何種具體的集成方式或架構(gòu)風(fēng)格最為合適。

【問題3】（5分）

請指出在實現(xiàn)工具之間數(shù)據(jù)格式的靈活轉(zhuǎn)換時，通常采用的設(shè)計模式是什么，并對實現(xiàn)過程進(jìn)行簡要描述。

五、閱讀以下信息系統(tǒng)可靠性的問題，在答題紙上回答問題1至問題3。

某軟件公司開發(fā)一項基于數(shù)據(jù)流的軟件，其系統(tǒng)的主要功能是對輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行多次分析、處理和加工，生成需要的輸出數(shù)據(jù)。需求方對該系統(tǒng)的軟件可靠性要求很高，要求系統(tǒng)能夠長時間無故障運行。該公司將該系統(tǒng)設(shè)計交給王工負(fù)責(zé)。王工給出該系統(tǒng)的模塊示意圖如圖5-1所示。王工解釋：只要各個模塊的可靠度足夠高，失效率足夠低，則整個軟件系統(tǒng)的可靠性是有保證的。

圖5-1王工建議的軟件系統(tǒng)模塊示意圖

李工對王工的方案提出了異議。李工認(rèn)為王工的說法有兩個問題：第一，即使每個模塊的可靠度足夠高，假設(shè)各個模塊的可靠度均為0.99，但是整個軟件系統(tǒng)模塊之間全部采用串聯(lián)，則整個軟件系統(tǒng)的可靠度為0.994=0.96，即整個軟件系統(tǒng)的可靠度下降明顯；第二，軟件系統(tǒng)模塊全部采用串聯(lián)結(jié)構(gòu)，一旦某個模塊失效，則意味著整個軟件系統(tǒng)失效。

李工認(rèn)為，應(yīng)該在軟件系統(tǒng)中采用冗余技術(shù)中的動態(tài)冗余或者軟件容錯的N版本程序設(shè)計技術(shù)，對容易失效或者非常重要的模塊進(jìn)行冗余設(shè)計，將模塊之間的串聯(lián)結(jié)構(gòu)部分變?yōu)椴⒙?lián)結(jié)構(gòu)，來提高整個軟件系統(tǒng)的可靠性。同時，李工給出了采用動態(tài)冗余技術(shù)后的軟件系統(tǒng)模塊示意圖，如圖5-2所示。

圖5-2李工建議的系統(tǒng)模塊示意圖

劉工建議，李工方案中M1和M4模塊沒有采用容錯設(shè)計，但M1和M4發(fā)生故障有可能導(dǎo)致嚴(yán)重后果。因此，可以在M1和M4模塊設(shè)計上采用檢錯技術(shù)，在軟件出現(xiàn)故障后能及時發(fā)現(xiàn)并報警，提醒維護(hù)人員進(jìn)行處理。

注：假設(shè)各個模塊的可靠度均為0.99

【問題1】（4分）

在系統(tǒng)可靠性中，可靠度和失效率是兩個非常關(guān)鍵的指標(biāo)，請分別解釋其含義。

【問題2】（13分）

請解釋李工提出的動態(tài)冗余和N版本程序設(shè)計技術(shù)，給出圖5-1中模塊M2采用圖5-2動態(tài)冗余技術(shù)后的可靠度。

請給出采用李工設(shè)計方案后整個系統(tǒng)可靠度的計算方法，并計算結(jié)果。

【問題3】（8分）

請給出檢錯技術(shù)的優(yōu)缺點，并說明檢測技術(shù)常見的實現(xiàn)方式和處理方式。