以下為2011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)于軟件架構(gòu)評估的說明，在答題紙上回答問題1和問題2。

【說明】

某網(wǎng)上購物電子商務(wù)公司擬升級正在使用的在線交易系統(tǒng)，以提高用戶網(wǎng)上購物在線支付環(huán)節(jié)的效率和安全性。在系統(tǒng)的需求分析與架構(gòu)設(shè)計階段，公司提出的需求和關(guān)鍵質(zhì)量屬性場景如下：

（a）正常負(fù)載情況下，系統(tǒng)必須在0.5秒內(nèi)對用戶的交易請求進(jìn)行響應(yīng)；

（b）信用卡支付必須保證99.999%的安全性；

（c）對交易請求處理時間的要求將影響系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議和處理過程的設(shè)計；

（d）網(wǎng)絡(luò)失效后，系統(tǒng)需要在1.5分鐘內(nèi)發(fā)現(xiàn)錯誤并啟用備用系統(tǒng)；

（e）需要在20人月內(nèi)為系統(tǒng)添加一個新的CORBA中間件；

（f）交易過程中涉及到的產(chǎn)品介紹視頻傳輸必須保證畫面具有600*480的分辨率，20幀/秒的速率；

（g）更改加密的級別將對安全性和性能產(chǎn)生影響；

（h）主站點斷電后，需要在3秒內(nèi)將訪問請求重定向到備用站點；

（i）假設(shè)每秒中用戶交易請求的數(shù)量是10個，處理請求的時間為30毫秒，則“在1秒內(nèi)完成用戶的交易請求”這一要求是可以實現(xiàn)的；

（j）用戶信息數(shù)據(jù)庫授權(quán)必須保證99.999%可用；

（k）目前對系統(tǒng)信用卡支付業(yè)務(wù)邏輯的描述尚未達(dá)成共識，這可能導(dǎo)致部分業(yè)務(wù)功能模塊的重復(fù)，影響系統(tǒng)的可修改性；

（l）更改Web界面接口必須在4人周內(nèi)完成；

（m）系統(tǒng)需要提供遠(yuǎn)程調(diào)試接口，并支持系統(tǒng)的遠(yuǎn)程調(diào)試。

在對系統(tǒng)需求和質(zhì)量屬性場景進(jìn)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。公司目前正在組織系統(tǒng)開發(fā)的相關(guān)人員對系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行評估。

【問題1】（12分）

在架構(gòu)評估過程中，質(zhì)量屬性效用樹（utility tree）是對系統(tǒng)質(zhì)量屬性進(jìn)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）～（m），填入（3）～（6）空白處，完成該系統(tǒng)的效用樹。

【問題2】（13分）

在架構(gòu)評估過程中，需要正確識別系統(tǒng)的架構(gòu)風(fēng)險、敏感點和權(quán)衡點，并進(jìn)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）~（m）中各選出1個對系統(tǒng)架構(gòu)風(fēng)險、敏感點和權(quán)衡點最為恰當(dāng)?shù)拿枋觥?/p>

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

【說明】

某軟件公司成立項目組為某高校開發(fā)一套教職工信息管理系統(tǒng)。與教職工信息相關(guān)的數(shù)據(jù)需求和處理需求如下：

（1）數(shù)據(jù)需求：在教職工信息中能夠存儲學(xué)校所有在職的教工和職工信息，包括姓名、所屬部門、出生年月、工資編號、工資額和繳稅信息；部門信息中包括部門編號、部門名稱、部門人數(shù)和辦公地點信息。

（2）處理需求：能夠根據(jù)編制內(nèi)或外聘教職工的工資編號分別查詢其相關(guān)信息；每個月的月底統(tǒng)一核發(fā)工資，要求系統(tǒng)能夠以最快速度查詢出教工或者職工所在部門名稱、實發(fā)工資金額；由于學(xué)校人員相對穩(wěn)定，所以數(shù)據(jù)變化及維護(hù)工作量很少。

項目組王工和李工針對上述應(yīng)用需求分別給出了所設(shè)計的數(shù)據(jù)模型（如圖2-1和圖2-2所示）。王工遵循數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程，按照第三范式對數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，所設(shè)計的數(shù)據(jù)模型簡單且基本沒有數(shù)據(jù)冗余；而李工設(shè)計的數(shù)據(jù)模型中存在大量數(shù)據(jù)冗余。

圖2-1王工設(shè)計的數(shù)據(jù)模型

項目組經(jīng)過分析和討論，特別是針對數(shù)據(jù)處理中對數(shù)據(jù)訪問效率的需求，最終選擇了李工給出的數(shù)據(jù)模型設(shè)計方案。

【問題1】（9分）

請用300字以內(nèi)的文字，說明什么是數(shù)據(jù)庫建模中的反規(guī)范化技術(shù)，指出采用反規(guī)范化技術(shù)能獲得哪些益處，可能帶來哪些問題。

【問題2】（8分）

請簡要敘述常見的反規(guī)范化技術(shù)有哪些。

【問題3】（8分）

請分析李工是如何應(yīng)用反規(guī)范化技術(shù)來滿足教職工信息管理需求的。

三、閱讀以下有關(guān)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的說明，在答題紙上回答問題1至問題3。

【說明】

某公司承接了某機(jī)載嵌入式系統(tǒng)的研制任務(wù)。該機(jī)載嵌入式系統(tǒng)由數(shù)據(jù)處理模塊、大容量模塊、信號處理模塊、數(shù)據(jù)交換模塊和電源模塊等組成。數(shù)據(jù)處理模塊有2個，分別完成數(shù)據(jù)融合和導(dǎo)航通訊任務(wù)；大容量模塊主要功能是存儲系統(tǒng)數(shù)據(jù)，同時要記錄信號處理模塊、數(shù)據(jù)處理模塊的自檢測、維護(hù)數(shù)據(jù)，向數(shù)據(jù)處理模塊提供地圖數(shù)據(jù)；信號處理模塊的處理器為專用的DSP，接收紅外、雷達(dá)等前端傳感器數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，將處理后的有效數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)帶寬較大）發(fā)送給數(shù)據(jù)處理模塊；數(shù)據(jù)交換模塊主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換；電源模塊主要負(fù)責(zé)給其它模塊供電，電源模塊上沒有軟件。

要求該機(jī)載嵌入式系統(tǒng)符合綜合化、模塊化的設(shè)計思想，并考慮系統(tǒng)在生命周期中的可靠性和安全性，以及硬件的可擴(kuò)展性和軟件可升級性，還要求系統(tǒng)通訊延遲小，支持多模塊上的應(yīng)用任務(wù)同步。

【問題1】（14分）

在設(shè)計系統(tǒng)架構(gòu)時，李工提出了如圖3-1所示的系統(tǒng)架構(gòu)，即模塊間的網(wǎng)絡(luò)通信采用光纖通信（Fiber Channel，F(xiàn)C）技術(shù)，而王工認(rèn)為應(yīng)采用VME總線架構(gòu)，如圖3-2所示。王工的理由是公司多年來基于VME總線技術(shù)設(shè)計了多個產(chǎn)品，技術(shù)成熟，且費用較小。但公司經(jīng)過評審后，決定采用李工的方案。

請用500字以內(nèi)的文字，說明VME和FC各自的特點，并針對機(jī)載嵌入式系統(tǒng)的要求，指出公司采用李工方案的理由。

【問題2】（5分）

公司依據(jù)ARINC653標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計了滿足ARINC653標(biāo)準(zhǔn)的操作系統(tǒng)，該操作系統(tǒng)對系統(tǒng)中可能發(fā)生的模塊級、分區(qū)級和進(jìn)程級的錯誤進(jìn)行處理，實現(xiàn)了如圖3-3所示的系統(tǒng)健康監(jiān)控機(jī)制，請分別將備選答案中的各種錯誤和健康監(jiān)控部件填入圖3-3中的（1）～（5）。

備選答案：分區(qū)健康監(jiān)控、分區(qū)初始化階段出現(xiàn)的分區(qū)配置錯誤、分區(qū)切換時出現(xiàn)的錯誤、應(yīng)用進(jìn)程錯誤、進(jìn)程健康監(jiān)控。

注：ARINC653標(biāo)準(zhǔn)（Avionics Application Software Standard Interface）是美國航空電子工程協(xié)會AEEC于1997年為航空民用飛機(jī)的模塊化綜合航空電子系統(tǒng)定義的應(yīng)用程序接口標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)提出了分區(qū)（Partition）的概念以及健康監(jiān)控（health monitoring）機(jī)制。分區(qū)是應(yīng)用的一種功能劃分，也是操作系統(tǒng)調(diào)度的基本單位，嚴(yán)格按預(yù)先分配的時間片調(diào)度。分區(qū)間具有時空隔離特點。分區(qū)內(nèi)的每一執(zhí)行單元稱為進(jìn)程。

【問題3】（6分）

為了實現(xiàn)滿足ARINC653標(biāo)準(zhǔn)的操作系統(tǒng)的時空分區(qū)隔離機(jī)制，項目組選擇了PowerPC作為數(shù)據(jù)處理模塊的處理器（CPU）。這樣，當(dāng)一個分區(qū)出現(xiàn)故障時，不會蔓延到模塊中同一處理器的其它分區(qū)。請用500字以內(nèi)的文字，說明如何采用PowerPC實現(xiàn)應(yīng)用與內(nèi)核以及諸應(yīng)用之間的隔離和保護(hù)。

四、閱讀以下Web應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計的說明，在答題紙上回答問題1至問題3。

【說明】

某公司擬開發(fā)一個市場策略跟蹤與分析系統(tǒng)，根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)上用戶對公司產(chǎn)品信息的訪問情況和產(chǎn)品實際銷售情況來追蹤各種市場策略的效果。其中互聯(lián)網(wǎng)上用戶對公司產(chǎn)品信息的訪問情況需要借助兩種不同的第三方Web分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與統(tǒng)計，并生成不同格式的數(shù)據(jù)報表；公司產(chǎn)品的實際銷售情況則需要通過各個分公司的產(chǎn)品銷售電子表格或數(shù)據(jù)庫進(jìn)行采集與匯總。得到相關(guān)數(shù)據(jù)后，還要對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與統(tǒng)計，并通過瀏覽器以在線的方式向市場策略制定者展示最終的市場策略效果。

在對市場策略跟蹤與分析系統(tǒng)的架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時，公司的架構(gòu)師王工提出采用面向服務(wù)的系統(tǒng)架構(gòu)，首先將各種待集成的第三方軟件和異構(gòu)數(shù)據(jù)源統(tǒng)一進(jìn)行包裝，然后將數(shù)據(jù)訪問功能以標(biāo)準(zhǔn)Web服務(wù)接口的形式對外暴露，從而支持系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析與處理，前端則采CSS等技術(shù)實現(xiàn)瀏覽器數(shù)據(jù)的渲染與展示。架構(gòu)師李工則認(rèn)為該系統(tǒng)的核心在于數(shù)據(jù)的定位、匯聚與轉(zhuǎn)換，更適合采用面向資源的架構(gòu)，即首先為每種數(shù)據(jù)元素確定地址，然后將各種數(shù)據(jù)格式統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為JSON格式，通過對JSON數(shù)據(jù)的組合支持?jǐn)?shù)據(jù)的分析與處理任務(wù)，處理結(jié)果經(jīng)過渲染后在瀏覽器的環(huán)境中進(jìn)行展示。在架構(gòu)評估會議上，專家對這兩種方案進(jìn)行綜合評價，最終采用了李工的方案。

【問題1】（7分）

請根據(jù)題干描述，對市場策略跟蹤與分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源特征與數(shù)據(jù)操作方式進(jìn)行分析，完成表4-1中的（1）～（3），并用200字以內(nèi)的文字說明李工方案的優(yōu)點。

表4-1系統(tǒng)數(shù)據(jù)源特征與數(shù)據(jù)操作方式

【問題2】（12分）

請從數(shù)據(jù)獲取方式、數(shù)據(jù)交互方式和數(shù)據(jù)訪問的上下文無關(guān)性三個方面對王工和李工的方案進(jìn)行比較，并用500字以內(nèi)的文字說明為什么沒有采用王工的方案。

【問題3】（6分）

表現(xiàn)層狀態(tài)轉(zhuǎn)換（REST）是面向資源架構(gòu)的核心思想，請用200字以內(nèi)的文字解釋什么是REST，并指出在REST中將哪三種關(guān)注點進(jìn)行分離。

五、閱讀以下關(guān)于信息系統(tǒng)安全性的說明，在答題紙上回答問題1至問題3。

【說明】

某大型跨國企業(yè)的IT部門一年前基于SOA（Service-Oriented Architecture）對企業(yè)原有的多個信息系統(tǒng)進(jìn)行了集成，實現(xiàn)了原有各系統(tǒng)之間的互連互通，搭建了支撐企業(yè)完整業(yè)務(wù)流程運作的統(tǒng)一信息系統(tǒng)平臺。隨著集成后系統(tǒng)的投入運行，IT部門發(fā)現(xiàn)在滿足企業(yè)正常業(yè)務(wù)運作要求的同時，系統(tǒng)也暴露出明顯的安全性缺陷，并在近期出現(xiàn)了企業(yè)敏感業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)泄漏及系統(tǒng)核心業(yè)務(wù)功能非授權(quán)訪問等嚴(yán)重安全事件。針對這一情況，企業(yè)決定由IT部門成立專門的項目組負(fù)責(zé)提高現(xiàn)有系統(tǒng)的安全性。

項目組在仔細(xì)調(diào)研和分析了系統(tǒng)現(xiàn)有安全性問題的基礎(chǔ)上，決定首先為在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)提供機(jī)密性（Confidentiality）與完整性（Integrity）保障，同時為系統(tǒng)核心業(yè)務(wù)功能的訪問提供訪問控制機(jī)制，以保證只有授權(quán)用戶才能使用特定功能。

經(jīng)過分析和討論，項目組決定采用加密技術(shù)為網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)提供機(jī)密性與完整性保障。但在確定具體訪問控制機(jī)制時，張工認(rèn)為應(yīng)該采用傳統(tǒng)的強制訪問控制（Mandatory Access Control）機(jī)制，而王工則建議采用基于角色的訪問控制（Role-Based Access Control）與可擴(kuò)展訪問控制標(biāo)記語言（eXtensible Access Control Markup Language，XACML）相結(jié)合的機(jī)制。項目組經(jīng)過集體討論，最終采用了王工的方案。

【問題1】（8分）

請用400字以內(nèi)的文字，分別針對采用對稱加密策略與公鑰加密策略，說明如何利用加密技術(shù)為在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)提供機(jī)密性與完整性保障。

【問題2】（9分）

請用300字以內(nèi)的文字，從授權(quán)的可管理性、細(xì)粒度訪問控制的支持和對分布式環(huán)境的支持三個方面指出項目組采用王工方案的原因。

【問題3】（8分）

圖5-1給出了基于XACML的授權(quán)決策中心的基本結(jié)構(gòu)以及一次典型授權(quán)決策的執(zhí)行過程，請分別將備選答案填入圖中的（1）～（4）。

備選答案：策略管理點（PAP）、策略執(zhí)行點（PEP）、策略信息點（PIP）、策略決策點（PDP）