以下為2011年系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)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(píng)估的說(shuō)明，在答題紙上回答問(wèn)題1和問(wèn)題2。

【說(shuō)明】

某網(wǎng)上購(gòu)物電子商務(wù)公司擬升級(jí)正在使用的在線(xiàn)交易系統(tǒng)，以提高用戶(hù)網(wǎng)上購(gòu)物在線(xiàn)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(jì)階段，公司提出的需求和關(guān)鍵質(zhì)量屬性場(chǎng)景如下：

（a）正常負(fù)載情況下，系統(tǒng)必須在0.5秒內(nèi)對(duì)用戶(hù)的交易請(qǐng)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(duì)交易請(qǐng)求處理時(shí)間的要求將影響系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議和處理過(guò)程的設(shè)計(jì)；

（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(cuò)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(gè)新的CORBA中間件；

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

（g）更改加密的級(jí)別將對(duì)安全性和性能產(chǎn)生影響；

（h）主站點(diǎn)斷電后，需要在3秒內(nèi)將訪(fǎng)問(wèn)請(qǐng)求重定向到備用站點(diǎn)；

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

（j）用戶(hù)信息數(shù)據(jù)庫(kù)授權(quán)必須保證99.999%可用；

（k）目前對(duì)系統(tǒng)信用卡支付業(yè)務(wù)邏輯的描述尚未達(dá)成共識(shí)，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(duì)系統(tǒng)需求和質(zhì)量屬性場(chǎng)景進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)的架構(gòu)師給出了三個(gè)候選的架構(gòu)設(shè)計(jì)方案。公司目前正在組織系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的相關(guān)人員對(duì)系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行評(píng)估。

【問(wèn)題1】（12分）

在架構(gòu)評(píng)估過(guò)程中，質(zhì)量屬性效用樹(shù)（utility tree）是對(duì)系統(tǒng)質(zhì)量屬性進(jìn)行識(shí)別和優(yōu)先級(jí)排序的重要工具。請(qǐng)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(shù)。

【問(wèn)題2】（13分）

在架構(gòu)評(píng)估過(guò)程中，需要正確識(shí)別系統(tǒng)的架構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)、敏感點(diǎn)和權(quán)衡點(diǎn)，并進(jìn)行合理的架構(gòu)決策。請(qǐng)用300字以?xún)?nèi)的文字給出系統(tǒng)架構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)、敏感點(diǎn)和權(quán)衡點(diǎn)的定義，并從題干（a）~（m）中各選出1個(gè)對(duì)系統(tǒng)架構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)、敏感點(diǎn)和權(quán)衡點(diǎn)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(shuō)明，在答題紙上回答問(wèn)題1至問(wèn)題3。

【說(shuō)明】

某軟件公司成立項(xiàng)目組為某高校開(kāi)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(chǔ)學(xué)校所有在職的教工和職工信息，包括姓名、所屬部門(mén)、出生年月、工資編號(hào)、工資額和繳稅信息；部門(mén)信息中包括部門(mén)編號(hào)、部門(mén)名稱(chēng)、部門(mén)人數(shù)和辦公地點(diǎn)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(hào)分別查詢(xún)其相關(guān)信息；每個(gè)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(xún)出教工或者職工所在部門(mén)名稱(chēng)、實(shí)發(fā)工資金額；由于學(xué)校人員相對(duì)穩(wěn)定，所以數(shù)據(jù)變化及維護(hù)工作量很少。

項(xiàng)目組王工和李工針對(duì)上述應(yīng)用需求分別給出了所設(shè)計(jì)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(kù)設(shè)計(jì)過(guò)程，按照第三范式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，所設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)模型簡(jiǎn)單且基本沒(méi)有數(shù)據(jù)冗余；而李工設(shè)計(jì)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(jì)的數(shù)據(jù)模型

項(xiàng)目組經(jīng)過(guò)分析和討論，特別是針對(duì)數(shù)據(jù)處理中對(duì)數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)效率的需求，最終選擇了李工給出的數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)方案。

【問(wèn)題1】（9分）

請(qǐng)用300字以?xún)?nèi)的文字，說(shuō)明什么是數(shù)據(jù)庫(kù)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(lái)哪些問(wèn)題。

【問(wèn)題2】（8分）

請(qǐng)簡(jiǎn)要敘述常見(jiàn)的反規(guī)范化技術(shù)有哪些。

【問(wèn)題3】（8分）

請(qǐng)分析李工是如何應(yīng)用反規(guī)范化技術(shù)來(lái)滿(mǎn)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(jì)的說(shuō)明，在答題紙上回答問(wèn)題1至問(wèn)題3。

【說(shuō)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(hào)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(gè)，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(chǔ)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，同時(shí)要記錄信號(hào)處理模塊、數(shù)據(jù)處理模塊的自檢測(cè)、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(hào)處理模塊的處理器為專(zhuān)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(méi)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(jì)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(jí)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(wèn)題1】（14分）

在設(shè)計(jì)系統(tǒng)架構(gòu)時(shí)，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(xiàn)架構(gòu)，如圖3-2所示。王工的理由是公司多年來(lái)基于VME總線(xiàn)技術(shù)設(shè)計(jì)了多個(gè)產(chǎn)品，技術(shù)成熟，且費(fèi)用較小。但公司經(jīng)過(guò)評(píng)審后，決定采用李工的方案。

請(qǐng)用500字以?xún)?nèi)的文字，說(shuō)明VME和FC各自的特點(diǎn)，并針對(duì)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(wèn)題2】（5分）

公司依據(jù)ARINC653標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)了滿(mǎn)足ARINC653標(biāo)準(zhǔn)的操作系統(tǒng)，該操作系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)中可能發(fā)生的模塊級(jí)、分區(qū)級(jí)和進(jìn)程級(jí)的錯(cuò)誤進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)了如圖3-3所示的系統(tǒng)健康監(jiān)控機(jī)制，請(qǐng)分別將備選答案中的各種錯(cuò)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(cuò)誤、分區(qū)切換時(shí)出現(xiàn)的錯(cuò)誤、應(yīng)用進(jìn)程錯(cuò)誤、進(jìn)程健康監(jiān)控。

注：ARINC653標(biāo)準(zhǔn)（Avionics Application Software Standard Interface）是美國(guó)航空電子工程協(xié)會(huì)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(shí)間片調(diào)度。分區(qū)間具有時(shí)空隔離特點(diǎn)。分區(qū)內(nèi)的每一執(zhí)行單元稱(chēng)為進(jìn)程。

【問(wèn)題3】（6分）

為了實(shí)現(xiàn)滿(mǎn)足ARINC653標(biāo)準(zhǔn)的操作系統(tǒng)的時(shí)空分區(qū)隔離機(jī)制，項(xiàng)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(gè)分區(qū)出現(xiàn)故障時(shí)，不會(huì)蔓延到模塊中同一處理器的其它分區(qū)。請(qǐng)用500字以?xún)?nèi)的文字，說(shuō)明如何采用PowerPC實(shí)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(jì)的說(shuō)明，在答題紙上回答問(wèn)題1至問(wèn)題3。

【說(shuō)明】

某公司擬開(kāi)發(fā)一個(gè)市場(chǎng)策略跟蹤與分析系統(tǒng)，根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)上用戶(hù)對(duì)公司產(chǎn)品信息的訪(fǎng)問(wèn)情況和產(chǎn)品實(shí)際銷(xiāo)售情況來(lái)追蹤各種市場(chǎng)策略的效果。其中互聯(lián)網(wǎng)上用戶(hù)對(duì)公司產(chǎn)品信息的訪(fǎng)問(wèn)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(jì)，并生成不同格式的數(shù)據(jù)報(bào)表；公司產(chǎn)品的實(shí)際銷(xiāo)售情況則需要通過(guò)各個(gè)分公司的產(chǎn)品銷(xiāo)售電子表格或數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行采集與匯總。得到相關(guān)數(shù)據(jù)后，還要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與統(tǒng)計(jì)，并通過(guò)瀏覽器以在線(xiàn)的方式向市場(chǎng)策略制定者展示最終的市場(chǎng)策略效果。

在對(duì)市場(chǎng)策略跟蹤與分析系統(tǒng)的架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，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(fǎng)問(wèn)功能以標(biāo)準(zhǔn)Web服務(wù)接口的形式對(duì)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(shí)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(guò)對(duì)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(guò)渲染后在瀏覽器的環(huán)境中進(jìn)行展示。在架構(gòu)評(píng)估會(huì)議上，專(zhuān)家對(duì)這兩種方案進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，最終采用了李工的方案。

【問(wèn)題1】（7分）

請(qǐng)根據(jù)題干描述，對(duì)市場(chǎng)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?xún)?nèi)的文字說(shuō)明李工方案的優(yōu)點(diǎn)。

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

【問(wèn)題2】（12分）

請(qǐng)從數(shù)據(jù)獲取方式、數(shù)據(jù)交互方式和數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)的上下文無(wú)關(guān)性三個(gè)方面對(duì)王工和李工的方案進(jìn)行比較，并用500字以?xún)?nèi)的文字說(shuō)明為什么沒(méi)有采用王工的方案。

【問(wèn)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(qǐng)用200字以?xún)?nèi)的文字解釋什么是REST，并指出在REST中將哪三種關(guān)注點(diǎn)進(jìn)行分離。

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

【說(shuō)明】

某大型跨國(guó)企業(yè)的IT部門(mén)一年前基于SOA（Service-Oriented Architecture）對(duì)企業(yè)原有的多個(gè)信息系統(tǒng)進(jìn)行了集成，實(shí)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(yùn)作的統(tǒng)一信息系統(tǒng)平臺(tái)。隨著集成后系統(tǒng)的投入運(yùn)行，IT部門(mén)發(fā)現(xiàn)在滿(mǎn)足企業(yè)正常業(yè)務(wù)運(yùn)作要求的同時(shí)，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(fǎng)問(wèn)等嚴(yán)重安全事件。針對(duì)這一情況，企業(yè)決定由IT部門(mén)成立專(zhuān)門(mén)的項(xiàng)目組負(fù)責(zé)提高現(xiàn)有系統(tǒng)的安全性。

項(xiàng)目組在仔細(xì)調(diào)研和分析了系統(tǒng)現(xiàn)有安全性問(wèn)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(shí)為系統(tǒng)核心業(yè)務(wù)功能的訪(fǎng)問(wèn)提供訪(fǎng)問(wèn)控制機(jī)制，以保證只有授權(quán)用戶(hù)才能使用特定功能。

經(jīng)過(guò)分析和討論，項(xiàng)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(fǎng)問(wèn)控制機(jī)制時(shí)，張工認(rèn)為應(yīng)該采用傳統(tǒng)的強(qiáng)制訪(fǎng)問(wèn)控制（Mandatory Access Control）機(jī)制，而王工則建議采用基于角色的訪(fǎng)問(wèn)控制（Role-Based Access Control）與可擴(kuò)展訪(fǎng)問(wèn)控制標(biāo)記語(yǔ)言（eXtensible Access Control Markup Language，XACML）相結(jié)合的機(jī)制。項(xiàng)目組經(jīng)過(guò)集體討論，最終采用了王工的方案。

【問(wèn)題1】（8分）

請(qǐng)用400字以?xún)?nèi)的文字，分別針對(duì)采用對(duì)稱(chēng)加密策略與公鑰加密策略，說(shuō)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(wèn)題2】（9分）

請(qǐng)用300字以?xún)?nèi)的文字，從授權(quán)的可管理性、細(xì)粒度訪(fǎng)問(wèn)控制的支持和對(duì)分布式環(huán)境的支持三個(gè)方面指出項(xiàng)目組采用王工方案的原因。

【問(wèn)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(guò)程，請(qǐng)分別將備選答案填入圖中的（1）～（4）。

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