1、2018年下半年模擬題絕密啟用前系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)師考試模擬題（一）上午試題3、在面向?qū)ο蠓椒ㄖ校畔⒘魇峭ㄟ^(guò)向參與者或內(nèi)部對(duì)象發(fā)送消息形成的。（ ）用于描述進(jìn)出系統(tǒng)的信息流。A.狀態(tài)圖 B.順序圖 C.數(shù)據(jù)流圖 D.流程圖試題分析狀態(tài)圖描述了一個(gè)對(duì)象在其生命周期中可能的狀態(tài)組合；順序圖用來(lái)描述對(duì)象按照時(shí)間順序的消息流來(lái)建模用例；數(shù)據(jù)流圖是一種描述數(shù)據(jù)通過(guò)系統(tǒng)的流程以及系統(tǒng)實(shí)施的工作或處理過(guò)程的過(guò)程模型；流程圖以圖形化的方式展示應(yīng)用程序從數(shù)據(jù)輸入開(kāi)始到獲得輸出為止的邏輯過(guò)程。試題答案（3）B在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的需求分析階段應(yīng)完成包括（ ）在內(nèi)的文檔。（5）AE-R圖 B.關(guān)系模式 C.數(shù)據(jù)字典和數(shù)據(jù)流圖

2、D.任務(wù)書和設(shè)計(jì)方案試題分析需求分析階段的任務(wù)是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界要處理的對(duì)象（組織、部門和企業(yè)等）進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，在了解現(xiàn)行系統(tǒng)的概況，確定新系統(tǒng)功能的過(guò)程中收集支持系統(tǒng)目標(biāo)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及處理方法。需求分析是在用戶調(diào)查的基礎(chǔ)上，通過(guò)分析，逐步明確用戶對(duì)系統(tǒng)的需求。在需求分析階段應(yīng)完成的文檔是數(shù)據(jù)字典和數(shù)據(jù)流圖。試題答案（5）C15、某公司欲構(gòu)建一個(gè)網(wǎng)絡(luò)化的開(kāi)放式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，要求采用專用網(wǎng)絡(luò)連接并管理存儲(chǔ)設(shè)備和存儲(chǔ)管理子系統(tǒng)。針對(duì)這種應(yīng)用，采用（ ）存儲(chǔ)方式最為合適。（15）A內(nèi)置式存儲(chǔ) B.DAS C.SAN D.NAS試題分析開(kāi)放系統(tǒng)的直連式存儲(chǔ)（Direct-Attached Storage，DA

3、S）在服務(wù)器上外掛了一組大容量硬盤，存儲(chǔ)設(shè)備與服務(wù)器主機(jī)之間采用SCSI通道連接，帶寬為10MB/s、20MB/s、40MB/s和80MB/s等。直連式存儲(chǔ)直接將存儲(chǔ)設(shè)備連接到服務(wù)器上，這種方法難以擴(kuò)展存儲(chǔ)容量，而且不支持?jǐn)?shù)據(jù)容錯(cuò)功能，當(dāng)服務(wù)器出現(xiàn)異常時(shí)會(huì)造成數(shù)據(jù)丟失。網(wǎng)絡(luò)接入存儲(chǔ)（Network Attached Storage，NAS）是將存儲(chǔ)設(shè)備連接到現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)上，提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和文件訪問(wèn)服務(wù)的設(shè)備。NAS服務(wù)器是在專用主機(jī)上安裝簡(jiǎn)化了的瘦操作系統(tǒng)（只具有訪問(wèn)權(quán)限控制、數(shù)據(jù)保護(hù)和恢復(fù)等功能）的文件服務(wù)器。NAS服務(wù)器內(nèi)置了與網(wǎng)絡(luò)連接所需要的協(xié)議，可以直接聯(lián)網(wǎng)，具有權(quán)限的用戶都可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪

4、問(wèn)NAS服務(wù)器中的文件。存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（Storage Area Network，SAN）是一種連接存儲(chǔ)設(shè)備和存儲(chǔ)管理子系統(tǒng)的專用網(wǎng)絡(luò)，專門提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理功能。SAN可以被看作是負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸?shù)暮蠖司W(wǎng)絡(luò)，而前端網(wǎng)絡(luò)（或稱為數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)）則負(fù)責(zé)正常的TCP/IP傳輸。也可以把SAN看作是通過(guò)特定的互連方式連接的若干臺(tái)存儲(chǔ)服務(wù)器組成的單獨(dú)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，提供企業(yè)級(jí)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)。試題答案（15）C24、 統(tǒng)一過(guò)程（UP）定義了初啟階段、精化階段、構(gòu)建階段、移交階段和產(chǎn)生階段，每個(gè)階段以達(dá)到某個(gè)里程碑時(shí)結(jié)束，其中（ ）的里程碑是生命周期架構(gòu)。A.初啟階段 B.精化階段 C.構(gòu)建階段 D.移交階段試題分析本題

5、考查軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程的基礎(chǔ)知識(shí)。統(tǒng)一過(guò)程（UP）定義了初啟階段、精化階段、構(gòu)建階段、移交階段和產(chǎn)生階段，每個(gè)階段達(dá)到某個(gè)里程碑時(shí)結(jié)束。其中初啟階段的里程碑是生命周期目標(biāo)，精化階段的里程碑是生命周期架構(gòu)，構(gòu)建階段的里程碑是初始運(yùn)作功能，移交階段的里程碑是產(chǎn)品發(fā)布。試題答案（24）B33-35、某軟件公司正在承擔(dān)開(kāi)發(fā)一個(gè)字處理器的任務(wù)。在需求分析階段，公司的相關(guān)人員整理出一些相關(guān)的系統(tǒng)需求，其中，“找出文檔中的拼寫錯(cuò)誤并提供一個(gè)替換項(xiàng)列表來(lái)供選擇替換拼錯(cuò)的詞”屬于（ ）；“顯示提供替換詞的對(duì)話框以及實(shí)現(xiàn)整個(gè)文檔范圍的替換”屬于（ ）；“用戶能有效地糾正文檔中的拼寫錯(cuò)誤”屬于（ ）。（33）A.業(yè)務(wù)需求

6、 B.用戶需求 C.功能需求 D.性能需求 （34）A.業(yè)務(wù)需求 B.用戶需求 C.功能需求 D.性能需求 （35）A.業(yè)務(wù)需求 B.用戶需求 C.功能需求 D.性能需求試題分析本題主要考查需求分析及分類知識(shí)。軟件需求包括三個(gè)不同的層次：業(yè)務(wù)需求、用戶需求和功能需求。業(yè)務(wù)需求反映了組織機(jī)構(gòu)或客戶對(duì)系統(tǒng)、產(chǎn)品高層次的目標(biāo)要求，它們?cè)陧?xiàng)目視圖與范圍文檔中予以說(shuō)明。用戶需求描述了用戶使用產(chǎn)品必須要完成的任務(wù)，這在用例文檔或方案腳本說(shuō)明中予以說(shuō)明。功能需求定義了開(kāi)發(fā)人員必須實(shí)現(xiàn)的軟件功能FF0C使得用戶能完成他們的任務(wù)，從而滿足了業(yè)務(wù)需求。以題干中字處理程序?yàn)槔坝脩裟苡行У丶m正文檔中的拼寫錯(cuò)誤”是

7、業(yè)務(wù)需求，因?yàn)樵摦a(chǎn)品的包裝盒封面上可能會(huì)標(biāo)明這是個(gè)滿足業(yè)務(wù)需求的拼寫檢查器。而對(duì)應(yīng)的用戶需求則是“找出文檔中的拼寫錯(cuò)誤并通過(guò)一個(gè)提供的替換項(xiàng)列表來(lái)供選擇替換拼錯(cuò)的詞”。同時(shí)，該拼寫檢查器還有許多功能需求，如找到并高亮度提示錯(cuò)詞的操作；顯示提供替換詞的對(duì)話框以及實(shí)現(xiàn)整個(gè)文檔范圍的替換。試題答案（33）B（34）C（35）A 關(guān)于企業(yè)應(yīng)用集成(EAI)技術(shù)，描述不正確的是:（41 ）。（41）A.EAI 可以實(shí)現(xiàn)表示集成、數(shù)據(jù)集成、控制集成、應(yīng)用集成等B.表示集成和數(shù)據(jù)集成是白盒集成，控制集成是黑盒集成C.EAI 技術(shù)適用于大多數(shù)實(shí)施電子商務(wù)的企業(yè)以及企業(yè)之間的應(yīng)用集成D.在做數(shù)據(jù)集成之前必須首先

8、對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)識(shí)并編成目錄試題分析企業(yè)應(yīng)用集成技術(shù)可以消除信息孤島，它將多個(gè)企業(yè)信息系統(tǒng)連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)無(wú)縫集成，使它們就像一個(gè)整體一樣。EAI所連接的應(yīng)用包括各種電子商務(wù)系統(tǒng)、ERP、CRM、SCM、OA、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)等。EAI可以包括表示集成、數(shù)據(jù)集成、控制集成和業(yè)務(wù)流程集成等多個(gè)層次和方面，也可以在多個(gè)企業(yè)之間進(jìn)行應(yīng)用集成。表示集成是黑盒集成，無(wú)須了解程序與數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)部構(gòu)造。數(shù)據(jù)集成是白盒集成，在集成之前必須先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)識(shí)并編成目錄，另外還要確定數(shù)據(jù)模型，保證數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中分布和共享?？刂萍梢卜Q為功能集成或應(yīng)用集成，屬于黑盒集成，它是在業(yè)務(wù)邏輯層上對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行集成的。業(yè)務(wù)流

9、程集成也稱為過(guò)程集成，它由一系列基于標(biāo)準(zhǔn)的、統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式的工作流組成。當(dāng)進(jìn)行業(yè)務(wù)流程集成時(shí)，企業(yè)必須對(duì)各種業(yè)務(wù)信息的交換進(jìn)行定義、授權(quán)和管理，以便改進(jìn)操作、減少成本、提高響應(yīng)速度。參考答案：B 某工廠生產(chǎn)甲、乙兩種產(chǎn)品，生產(chǎn)1公斤甲產(chǎn)品需要煤9公斤、電4度、油3公斤，生產(chǎn)1公斤乙產(chǎn)品需要煤4公斤、電5度、油10公斤。該工廠現(xiàn)有煤360公斤、電200度、油300公斤。已知甲產(chǎn)品每公斤利潤(rùn)為7千元，乙產(chǎn)品每公斤利潤(rùn)為1.2萬(wàn)元，為了獲取最大利潤(rùn)應(yīng)該生產(chǎn)甲產(chǎn)品 （48） 公斤，乙產(chǎn)品 （49） 公斤。（48）A20B21C22D23（49）A22B23C24D25試題分析設(shè)x1為甲產(chǎn)品生產(chǎn)量，x2為

10、乙產(chǎn)品生產(chǎn)量。對(duì)該問(wèn)題求解最優(yōu)方案可以由下列數(shù)學(xué)模型描述：max z=7x1+12x29x1+4x23604x1+5x22003x1+10x2300x10，x20求解得x1=20，x2=24。參考答案：A、C 某廠需要購(gòu)買生產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)某種產(chǎn)品，可以選擇購(gòu)買四種生產(chǎn)能力不同的設(shè)備，市場(chǎng)對(duì)該產(chǎn)品的需求狀況有三種（需求量較大、需求量中等、需求量較?。?。廠方估計(jì)四種設(shè)備在各種需求狀況下的收益由下表給出，根據(jù)收益期望值最大的原則，應(yīng)該購(gòu)買 （50） 。 （單位：萬(wàn)元） 設(shè)備收益需求狀況概率設(shè)備1設(shè)備2設(shè)備3設(shè)備4需求量較大概率為0.350302510需求量中等概率為0.420253010需求量較小概率為

11、0.3-20-10-510（50）A設(shè)備1B設(shè)備2C設(shè)備3D設(shè)備4試題分析設(shè)備l收益期望值為：0.350+0.420-0.320=17設(shè)備2收益期望值為：0.330+0.425-0.310=16設(shè)備3收益期望值為：0.325+0.430-0.35=18設(shè)備4收益期望值為：0.310+0.410+0.310=10因此，根據(jù)收益期望值最大的原則，應(yīng)該購(gòu)買設(shè)備3。參考答案：C 某公司新建一座200平方米的廠房，現(xiàn)準(zhǔn)備部署生產(chǎn)某產(chǎn)品的設(shè)備。該公司現(xiàn)空閑生產(chǎn)該產(chǎn)品的甲、乙、丙、丁四種型號(hào)的設(shè)備各3臺(tái)，每種型號(hào)設(shè)備每天的生產(chǎn)能力由下表給出。在廠房大小限定的情況下，該廠房每天最多能生產(chǎn)該產(chǎn)品 （51） 個(gè)。

12、甲乙丙丁占地面積（平方米）4020105每天生產(chǎn)能力（個(gè)）10060208（51）A500B520C524D530試題分析設(shè)備甲每平方米的生產(chǎn)能力為100/40=2.5個(gè)設(shè)備乙每平方米的生產(chǎn)能力為60/20=3個(gè)設(shè)備丙每平方米的生產(chǎn)能力為20/10=2個(gè)設(shè)備丁每平方米的生產(chǎn)能力為8/5=1.6個(gè)在有限的廠房和設(shè)備的情況下，為了生產(chǎn)最多的產(chǎn)品，應(yīng)該按照設(shè)備乙、甲、丙、丁的順序使用設(shè)備。所以，先安排3個(gè)設(shè)備乙，占用60平方米，每天能生產(chǎn)180個(gè)產(chǎn)品；再安排3個(gè)設(shè)備甲，占用120平方米，每天能生產(chǎn)300個(gè)產(chǎn)品；最后安排2個(gè)設(shè)備丙，占用20平方米，每天能生產(chǎn)40個(gè)產(chǎn)品。該廠房每天最多能生產(chǎn)該產(chǎn)品520

13、個(gè)。參考答案：B （ ）的選擇是開(kāi)發(fā)一個(gè)軟件系統(tǒng)時(shí)的基本設(shè)計(jì)決策；（ ）是最低層的模式，關(guān)注軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，描述了如何實(shí)現(xiàn)構(gòu)件及構(gòu)件之間的關(guān)系。引用一計(jì)數(shù)是C+管理動(dòng)態(tài)資源時(shí)常用的一種（ ）。（57）A架構(gòu)模式 B.慣用法 C.設(shè)計(jì)模式 D.分析模式 （58）A架構(gòu)模式 B.慣用法 C.設(shè)計(jì)模式 D.分析模式 （59）A架構(gòu)模式 B.慣用法 C.設(shè)計(jì)模式 D.分析模式試題分析本題考查軟件設(shè)計(jì)中使用的架構(gòu)模式、設(shè)計(jì)模式和慣用法的基本概念。架構(gòu)模式是軟件設(shè)計(jì)中的高層決策，例如C/S結(jié)構(gòu)就屬于架構(gòu)模式，架構(gòu)模式反映了開(kāi)發(fā)軟件系統(tǒng)過(guò)程中所作的基本設(shè)計(jì)決策；設(shè)計(jì)模式主要關(guān)注軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，與具體的

14、實(shí)現(xiàn)語(yǔ)言無(wú)關(guān)：慣用法則是實(shí)現(xiàn)時(shí)通過(guò)某種特定的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言來(lái)描述構(gòu)件與構(gòu)件之間的關(guān)系，例如引用-計(jì)數(shù)就是C+語(yǔ)言中的一種慣用法。試題答案（57）A（58）B（59）B65、某大型移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商欲開(kāi)發(fā)一個(gè)新的應(yīng)用系統(tǒng)以替換原有系統(tǒng)。在需求分析階段，為盡快從已有系統(tǒng)文檔資料和用戶處獲取整體系統(tǒng)需求，采用（ ）的方法捕獲需求最為合適。A.用戶訪談 B.聯(lián)合需求計(jì)劃 C.抽樣 D.頭腦風(fēng)暴試題分析需求獲取是一個(gè)確定和理解不同的項(xiàng)目干系人的需求和約束的過(guò)程。常見(jiàn)的需求獲取方式有用戶訪談、問(wèn)卷調(diào)查、抽樣和聯(lián)合需求計(jì)劃等。根據(jù)題干描述，應(yīng)該采用抽樣的方法。試題答案（65）C試題答案（70）DSystem an

15、alysis is traditionally done top-down using structured analysis based on（ ）. Object-oriented analysis focuses on creation of models. The three types of theanalysis model are（ ）. There are two substages of object-oriented analysis.（ ）focuses on real-world things whose semantics the application captur

16、es. The object constructedin the requirement analysis shows the（ ）of the real-world system and organizes it intoworkable pieces.（ ）addresses the computer aspects of the application that are visible tousers. The objects are those which can be expected to vary from time to time quite rapidly.A.functio

17、nal decompositionB.object abstractionC.data inheritanceD.information generalizationA.function model，class model and state modelB.class model，interaction model and state modelC.class model，interaction model and sequence modelD.function model，interaction model and state modelA.Static analysisB.Semanti

18、c analysisC.Scope analysisD.Domain analysisA.static structureB.system componentsC.data flowsD.program proceduresA.Program analysisB.Function requirementC.Application analysisD.Physical model試題分析傳統(tǒng)的系統(tǒng)分析以功能分解為基礎(chǔ)，利用結(jié)構(gòu)化分析自頂向下完成。面向?qū)ο蠓治鲫P(guān)注于模型的創(chuàng)建。該分析模型有三種類型：類模型、交互模型和狀態(tài)模型。面向?qū)ο蠓治鲇袃蓚€(gè)子階段。領(lǐng)域分析側(cè)重于現(xiàn)實(shí)世界中那些語(yǔ)義被應(yīng)用程序獲取

19、的事物。在需求分析中所構(gòu)造的對(duì)象說(shuō)明了現(xiàn)實(shí)世界系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)并將其組織為可用的片段。應(yīng)用分析處理應(yīng)用系統(tǒng)中用戶可見(jiàn)的計(jì)算機(jī)問(wèn)題。所分析的對(duì)象可能會(huì)被預(yù)計(jì)時(shí)不時(shí)地發(fā)生較快的變化。試題答案（71）A（72）B（73）D（74）A（75）C下午試題試題一（25分）閱讀以下軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)的問(wèn)題，在答題紙上回答問(wèn)題1和問(wèn)題2。某軟件開(kāi)發(fā)公司欲為某電子商務(wù)企業(yè)開(kāi)發(fā)一個(gè)在線交易平臺(tái)，支持客戶完成網(wǎng)上購(gòu)物活動(dòng)中的在線交易。在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)之初，企業(yè)對(duì)該平臺(tái)提出了如下要求：（1）在線交易平臺(tái)必須在1s內(nèi)完成客戶的交易請(qǐng)求。（2）該平臺(tái)必須保證客戶個(gè)人信息和交易信息的安全。（3）當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，該平臺(tái)的平均故障恢復(fù)時(shí)間必須

20、小于10s。（4）由于企業(yè)業(yè)務(wù)發(fā)展較快，需要經(jīng)常為該平臺(tái)添加新功能或進(jìn)行硬件升級(jí)。添加新功能或進(jìn)行硬件升級(jí)必須在6小時(shí)內(nèi)完成。針對(duì)這些要求，該軟件開(kāi)發(fā)公司決定采用基于架構(gòu)的軟件開(kāi)發(fā)方法，以架構(gòu)為核心進(jìn)行在線交易平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)?！締?wèn)題1】（9分）軟件質(zhì)量屬性是影響軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)的重要因素。請(qǐng)用200字以內(nèi)的文字列舉六種不同的軟件質(zhì)量屬性名稱，并解釋其含義?！締?wèn)題2】（16分）請(qǐng)對(duì)該在線交易平臺(tái)的4個(gè)要求進(jìn)行分析，用300字以內(nèi)的文字指出每個(gè)要求對(duì)應(yīng)何種軟件質(zhì)量屬性；并針對(duì)每種軟件質(zhì)量屬性，各給出2種實(shí)現(xiàn)該質(zhì)量屬性的架構(gòu)設(shè)計(jì)策略。試題分析本題考查考生對(duì)于質(zhì)量屬性及質(zhì)量屬性實(shí)現(xiàn)策略的掌握情況。【問(wèn)題

21、1】常見(jiàn)的軟件質(zhì)量屬性有多種，例如性能（Performance）、可用性（Availability）、可靠性（Reliability）、健壯性（Robustness）、安全性（Security）、可修改性（Modification）、可變性（Changeability）、易用性（Usability）、可測(cè)試性（Testability）、功能性（Functionality）和互操作性（Inter-operation）等。這些質(zhì)量屬性的具體含義是：（1）性能是指系統(tǒng)的響應(yīng)能力，即要經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間才能對(duì)某個(gè)事件做出響應(yīng)，或者在某段時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)所能處理事件的個(gè)數(shù)。（2）可用性是系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行的時(shí)間比例。

22、（3）可靠性是指軟件系統(tǒng)在應(yīng)用或錯(cuò)誤面前，在意外或錯(cuò)誤使用的情況下維持軟件系統(tǒng)功能特性的基本能力。（4）健壯性是指在處理或環(huán)境中，系統(tǒng)能夠承受壓力或變更的能力。（5）安全性是指系統(tǒng)向合法用戶提供服務(wù)的同時(shí)能夠阻止非授權(quán)用戶使用的企圖或拒絕服務(wù)的能力。（6）可修改性是指能夠快速地以較高的性能價(jià)格比對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行變更的能力。（7）可變性是指體系結(jié)構(gòu)經(jīng)擴(kuò)充或變更成為新體系結(jié)構(gòu)的能力。（8）易用性是衡量用戶使用一個(gè)軟件產(chǎn)品完成指定任務(wù)的難易程度。（9）可測(cè)試性是指軟件發(fā)現(xiàn)故障并隔離、定位其故障的能力特性，以及在一定的時(shí)間和成本前提下，進(jìn)行測(cè)試設(shè)計(jì)、測(cè)試執(zhí)行的能力。（10）功能性是系統(tǒng)所能完成所期望工作的能

23、力。（11）互操作性是指系統(tǒng)與外界或系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的相互作用能力?！締?wèn)題2】本題主要結(jié)合實(shí)際案例，考查實(shí)現(xiàn)各種質(zhì)量屬性的策略。（1）在線交易平臺(tái)必須在1s內(nèi)完成客戶的交易請(qǐng)求。該要求主要對(duì)應(yīng)性能，可以采用的架構(gòu)設(shè)計(jì)策略有增加計(jì)算資源、改善資源需求（減少計(jì)算復(fù)雜度等）、資源管理（并發(fā)、數(shù)據(jù)復(fù)制等）和資源調(diào)度（先進(jìn)先出隊(duì)列、優(yōu)先級(jí)隊(duì)列等）。（2）該平臺(tái)必須嚴(yán)格保證客戶個(gè)人信息和交易信息的保密性和安全性。該要求主要對(duì)應(yīng)安全性，可以采用的架構(gòu)設(shè)計(jì)策略有抵御攻擊（授權(quán)、認(rèn)證和限制訪問(wèn)等）、攻擊檢測(cè)（入侵檢測(cè)等）、從攻擊中恢復(fù)（部分可用性策略）和信息審計(jì)等。（3）當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，該平臺(tái)的平均故障恢復(fù)時(shí)間必須

24、小于l0s。該要求主要對(duì)應(yīng)可用性，可以采用的架構(gòu)設(shè)計(jì)策略有Ping/Echo、心跳、異常和主動(dòng)冗余等。（4）由于企業(yè)業(yè)務(wù)發(fā)展較快，需要經(jīng)常為該平臺(tái)添加新功能或進(jìn)行硬件升級(jí)。添加新功能或進(jìn)行平臺(tái)升級(jí)必須在6小時(shí)內(nèi)完成。該要求主要對(duì)應(yīng)可修改性，可以采用的架構(gòu)設(shè)計(jì)策略有軟件模塊泛化、限制模塊之間通信、使用中介和延遲綁定等。試題答案【問(wèn)題1】常見(jiàn)的軟件質(zhì)量屬性有多種，例如性能（Performance）、可用性（Availability）、可靠性（Reliability）、健壯性（Robustness）、安全性（Security）、可修改性（Modification）、可變性（Changeability

25、）、易用性（Usability）、可測(cè)試性（Testability）、功能性（Functionality）和互操作性（Inter-operation）等。這些質(zhì)量屬性的具體含義是：（1）性能是指系統(tǒng)的響應(yīng)能力，即要經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間才能對(duì)某個(gè)事件做出響應(yīng)，或者在某段時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)所能處理事件的個(gè)數(shù)。（2）可用性是系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行的時(shí)間比例。（3）可靠性是指軟件系統(tǒng)在應(yīng)用或錯(cuò)誤面前，在意外或錯(cuò)誤使用的情況下維持軟件系統(tǒng)功能特性的基本能力。（4）健壯性是指在處理或環(huán)境中，系統(tǒng)能夠承受壓力或變更的能力。（5）安全性是指系統(tǒng)向合法用戶提供服務(wù)的同時(shí)能夠阻止非授權(quán)用戶使用的企圖或拒絕服務(wù)的能力。（6）可修改性是指

26、能夠快速地以較高的性能價(jià)格比對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行變更的能力。（7）可變性是指體系結(jié)構(gòu)經(jīng)擴(kuò)充或變更成為新體系結(jié)構(gòu)的能力。（8）易用性是衡量用戶使用一個(gè)軟件產(chǎn)品完成指定任務(wù)的難易程度。（9）可測(cè)試性是指軟件發(fā)現(xiàn)故障并隔離、定位其故障的能力特性，以及在一定的時(shí)間和成本前提下，進(jìn)行測(cè)試設(shè)計(jì)、測(cè)試執(zhí)行的能力。（10）功能性是系統(tǒng)所能完成所期望工作的能力。（11）互操作性是指系統(tǒng)與外界或系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的相互作用能力?！締?wèn)題2】（1）在線交易平臺(tái)必須在1s內(nèi)完成客戶的交易請(qǐng)求。該要求主要對(duì)應(yīng)性能，可以采用的架構(gòu)設(shè)計(jì)策略有增加計(jì)算資源、改善資源需求（減少計(jì)算復(fù)雜度等）、資源管理（并發(fā)、數(shù)據(jù)復(fù)制等）和資源調(diào)度（先進(jìn)先出隊(duì)

27、列、優(yōu)先級(jí)隊(duì)列等）。（2）該平臺(tái)必須嚴(yán)格保證客戶個(gè)人信息和交易信息的保密性和安全性。該要求主要對(duì)應(yīng)安全性，可以采用的架構(gòu)設(shè)計(jì)策略有抵御攻擊（授權(quán)、認(rèn)證和限制訪問(wèn)等）、攻擊檢測(cè)（入侵檢測(cè)等）、從攻擊中恢復(fù)（部分可用性策略）和信息審計(jì)等。（3）當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，該平臺(tái)的平均故障恢復(fù)時(shí)間必須小于l0s。該要求主要對(duì)應(yīng)可用性，可以采用的架構(gòu)設(shè)計(jì)策略有Ping/Echo、心跳、異常和主動(dòng)冗余等。（4）由于企業(yè)業(yè)務(wù)發(fā)展較快，需要經(jīng)常為該平臺(tái)添加新功能或進(jìn)行硬件升級(jí)。添加新功能或進(jìn)行平臺(tái)升級(jí)必須在6小時(shí)內(nèi)完成。該要求主要對(duì)應(yīng)可修改性，可以采用的架構(gòu)設(shè)計(jì)策略有軟件模塊泛化、限制模塊之間通信、使用中介和延遲綁定等。

28、試題二（25分）閱讀以下關(guān)于軟件系統(tǒng)數(shù)據(jù)架構(gòu)建模的說(shuō)明，在答題紙上回答問(wèn)題1至問(wèn)題3?！菊f(shuō)明】RMO是一家運(yùn)動(dòng)服裝制造銷售公司，計(jì)劃在五年時(shí)間內(nèi)將銷售區(qū)域從華南地區(qū)擴(kuò)展至全國(guó)范圍。為了擴(kuò)大信息技術(shù)對(duì)于未來(lái)業(yè)務(wù)發(fā)展的價(jià)值，公司邀請(qǐng)咨詢顧問(wèn)幫助他們制訂戰(zhàn)略信息系統(tǒng)規(guī)劃。經(jīng)過(guò)評(píng)審，咨詢顧問(wèn)給出的戰(zhàn)略規(guī)劃要點(diǎn)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(xiàng)目組負(fù)責(zé)CRSS的開(kāi)發(fā)和維護(hù)工作。項(xiàng)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(shí)，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(jiǎn)單、易維護(hù)且開(kāi)發(fā)及運(yùn)行成本低；而劉工建

29、議采用分布式的數(shù)據(jù)架構(gòu)，并提出在開(kāi)發(fā)中通過(guò)“局部數(shù)據(jù)庫(kù)+緩存”的讀寫分離結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，具有較好的運(yùn)行性能和可擴(kuò)展性。項(xiàng)目組經(jīng)過(guò)集體討論，考慮到公司的未來(lái)發(fā)展規(guī)劃，最終采用了劉工的建議?！締?wèn)題1】（8分）請(qǐng)用300字以內(nèi)的文字，說(shuō)明張工和劉工提出的數(shù)據(jù)架構(gòu)的基本思想?！締?wèn)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(diǎn)故障，請(qǐng)用200字以內(nèi)文字簡(jiǎn)要說(shuō)明如何建立CRSS的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)；對(duì)于數(shù)據(jù)的讀取、添加、更改和刪除操作分別如何實(shí)現(xiàn)?！締?wèn)題3】（4分）RMO公司銷售區(qū)域?qū)⒃谖磥?lái)五年大面積擴(kuò)展，其潛在客戶數(shù)量也會(huì)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(qǐng)分別說(shuō)明在集

30、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。試題分析本題考查考生對(duì)于軟件系統(tǒng)數(shù)據(jù)架構(gòu)建模的掌握情況。數(shù)據(jù)架構(gòu)定義了信息系統(tǒng)中文件和數(shù)據(jù)庫(kù)的分布結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)架構(gòu)建模是以數(shù)據(jù)為中心，建模業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)類型和結(jié)構(gòu)，以及設(shè)計(jì)滿足應(yīng)用需求的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。傳統(tǒng)以主機(jī)為中心的信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中，利用單個(gè)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中式存儲(chǔ)，物理上所有的數(shù)據(jù)位于同一個(gè)位置，構(gòu)成的是一種集中式的數(shù)據(jù)架構(gòu)；現(xiàn)代基于網(wǎng)絡(luò)的分布式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中，很少有組織會(huì)將其全部的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在單個(gè)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，通常需要多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)組成，數(shù)據(jù)在這些數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)之間可以傳送，由多個(gè)不同的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)控制，構(gòu)成的是一種分布式的數(shù)據(jù)架構(gòu)?！締?wèn)題1

31、】集中式數(shù)據(jù)架構(gòu)中，一個(gè)或多個(gè)局域網(wǎng)中的客戶共享一個(gè)單獨(dú)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的單個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)。系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)處理能力，用戶可以在同樣的站點(diǎn)上操作，也可以在地理位置隔開(kāi)的其他站點(diǎn)上通過(guò)遠(yuǎn)程終端來(lái)操作。系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)管理被某個(gè)或中心站點(diǎn)集中控制。單個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)就是簡(jiǎn)單、易維護(hù)開(kāi)發(fā)及運(yùn)行成本低；但由于所有的客戶直接請(qǐng)求服務(wù)器，容易發(fā)生性能瓶頸，如果服務(wù)失敗，單個(gè)服務(wù)器不能提供備份和恢復(fù)，所有依賴的應(yīng)用程序都將不能工作。分布式數(shù)據(jù)架構(gòu)中，使用多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以及用戶能夠訪問(wèn)遠(yuǎn)程系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)可以在多個(gè)不同的數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行傳送，由不同的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)軟件進(jìn)行管理，運(yùn)行在多種不同的計(jì)算機(jī)上，支持多種不同的操

32、作系統(tǒng)。這些機(jī)器位于（或分布在）不同的地理位置并通過(guò)多種通信網(wǎng)絡(luò)連接在一起。企業(yè)數(shù)據(jù)可以分布在不同的計(jì)算機(jī)上，一個(gè)應(yīng)用程序可以操作位于不同地理位置的機(jī)器上的數(shù)據(jù)。多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)就是系統(tǒng)的容錯(cuò)能力和對(duì)廣域網(wǎng)容量的需求有所降低，可以采用多種策略提升整個(gè)系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量；由于多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)分布在不同的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上，位于不同位置的數(shù)據(jù)之間需要同步和協(xié)作，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運(yùn)行成本高并且維護(hù)困難。在實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)架構(gòu)建模中，應(yīng)根據(jù)不同的應(yīng)用需求選擇集中式或分布式的數(shù)據(jù)架構(gòu)。本題中由于RMO要擴(kuò)展其銷售區(qū)域，其潛在客戶數(shù)量也會(huì)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；并

33、且由于其銷售區(qū)域擴(kuò)大后，系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)會(huì)存儲(chǔ)于不同的地理位置，所以采用分布式數(shù)據(jù)架構(gòu)最為合理。【問(wèn)題2】讀寫分離架構(gòu)應(yīng)用非常廣泛，很多網(wǎng)站采用數(shù)據(jù)庫(kù)+緩存的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)緩存層來(lái)承載大量的讀訪問(wèn)，如廣泛采用的Mencached，其自身往往不具備持久層存儲(chǔ)的功能，通常和數(shù)據(jù)庫(kù)一起組成分布式的數(shù)據(jù)架構(gòu)，由數(shù)據(jù)庫(kù)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)持久化存儲(chǔ)和寫入功能，緩存負(fù)責(zé)承載大量的并發(fā)訪問(wèn)，從而提高了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理效率。要避免數(shù)據(jù)訪問(wèn)的單點(diǎn)故障，通常采用主數(shù)據(jù)庫(kù)熱備份的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。所以，要實(shí)現(xiàn)題目要求的分布式數(shù)據(jù)架構(gòu)，需要多個(gè)局部數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、多個(gè)熱備份數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)和多個(gè)數(shù)據(jù)緩存組成。讀寫分離結(jié)構(gòu)中，應(yīng)用讀取數(shù)據(jù)時(shí)訪問(wèn)緩存，

34、如果沒(méi)有命中所需數(shù)據(jù)，則從主數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取數(shù)據(jù)并寫入緩存；對(duì)于新增、修改和刪除操作，需要采用延遲加載的策略，新增時(shí)只修改主數(shù)據(jù)庫(kù)，修改和刪除時(shí)除了修改主數(shù)據(jù)庫(kù)中的內(nèi)容，還需要將緩存中的數(shù)據(jù)標(biāo)記為失效。【問(wèn)題3】傳統(tǒng)的集中式數(shù)據(jù)架構(gòu)中由于只有單個(gè)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，所以要滿足可擴(kuò)展性的要求，更多的只能通過(guò)硬件的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。具體的實(shí)現(xiàn)方式包括硬件擴(kuò)容（增加CPU/內(nèi)存容量/磁盤數(shù)量）和硬件升級(jí)（更換高端主機(jī)或高速磁盤等）?；诰W(wǎng)絡(luò)的分布式數(shù)據(jù)架構(gòu)中由多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)共同組成，可以通過(guò)更改和優(yōu)化數(shù)據(jù)分布來(lái)滿足系統(tǒng)可擴(kuò)展性的要求。具體的實(shí)現(xiàn)方式包括數(shù)據(jù)復(fù)制、數(shù)據(jù)垂直切分（或/和）水平切分、緩存和全文搜索。試題答

35、案【問(wèn)題1】（1）張工提出的集中式數(shù)據(jù)架構(gòu)是由一個(gè)處理器、與它相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備以及其他外圍設(shè)備組成，它被物理地定義到單個(gè)位置。系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)處理能力，用戶可以在同樣的站點(diǎn)上操作，也可以在地理位置隔開(kāi)的其他站點(diǎn)上通過(guò)遠(yuǎn)程終端來(lái)操作。系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)管理被某個(gè)或中心站點(diǎn)集中控制。（2）劉工提出的分布式數(shù)據(jù)架構(gòu)使用多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上的多個(gè)局部數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)構(gòu)成，數(shù)據(jù)可以在多個(gè)不同的局部數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行傳送，由不同的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)軟件進(jìn)行管理，運(yùn)行在多種不同的計(jì)算機(jī)上，支持多種不同的操作系統(tǒng)。這些機(jī)器位于（或分布在）不同的地理位置并通過(guò)多種通信網(wǎng)絡(luò)連接在一起。企業(yè)數(shù)據(jù)可以分布在不同的計(jì)算機(jī)上，一個(gè)應(yīng)用程序可以操作

36、位于不同地理位置的機(jī)器上的數(shù)據(jù)。【問(wèn)題2】讀寫分離架構(gòu)利用了數(shù)據(jù)庫(kù)的復(fù)制技術(shù)，將數(shù)據(jù)的讀和寫分布在不同的處理節(jié)點(diǎn)上，從而達(dá)到提高可用性和擴(kuò)展性的目的。CRSS的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)需要由多個(gè)局部數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、多個(gè)熱備份數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)和多個(gè)數(shù)據(jù)緩存組成。局部數(shù)據(jù)庫(kù)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的寫入，多個(gè)熱備份數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)用以解決單點(diǎn)故障的問(wèn)題，數(shù)據(jù)緩存負(fù)責(zé)為應(yīng)用提供所讀取的數(shù)據(jù)。（1）讀取數(shù)據(jù)：應(yīng)用訪問(wèn)緩存，如果命中則返回，否則從局部數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中讀取數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)加載到緩存后返回。（2）添加數(shù)據(jù)：采用延遲加載策略，應(yīng)用將數(shù)據(jù)直接寫入局部數(shù)據(jù)庫(kù)。（3）更改數(shù)據(jù)：應(yīng)用更改局部數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，將緩存中的數(shù)據(jù)標(biāo)記為失效。（4）刪除數(shù)據(jù)：

37、應(yīng)用刪除局部數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，將緩存中的數(shù)據(jù)標(biāo)記為失效?！締?wèn)題3】張工提出的集中式數(shù)據(jù)架構(gòu)通過(guò)向上擴(kuò)展（Scale Up）提升系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。具體的實(shí)現(xiàn)方式包括硬件擴(kuò)容（增加CPU數(shù)量、內(nèi)存容量、磁盤數(shù)量）和硬件升級(jí)（更換為高端主機(jī)或高速磁盤等）。劉工提出的分布式數(shù)據(jù)架構(gòu)通過(guò)向外擴(kuò)展（Scale Out）提升系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。具體的實(shí)現(xiàn)方式包括數(shù)據(jù)復(fù)制、數(shù)據(jù)垂直切分（或/和）水平切分、緩存和全文搜索。試題三（25分）閱讀以下關(guān)于嵌入式軟件體系架構(gòu)的敘述，在答題紙上回答問(wèn)題1至問(wèn)題3。某公司承擔(dān)了一項(xiàng)宇航嵌入式設(shè)備的研制任務(wù)。本項(xiàng)目除對(duì)硬件設(shè)備環(huán)境有很高的要求外，還要求支持以下功能：（1）設(shè)備由多個(gè)

38、處理機(jī)模塊組成，需要時(shí)外場(chǎng)可快速更換（即LRM結(jié)構(gòu)）；（2）應(yīng)用軟件應(yīng)與硬件無(wú)關(guān)，便于軟硬件的升級(jí)；（3）由于宇航嵌入式設(shè)備中要支持不同功能，系統(tǒng)應(yīng)支持完成不同功能任務(wù)間的數(shù)據(jù)隔離；（4）宇航設(shè)備可靠性要求高，系統(tǒng)要有故障處理能力。公司在接到此項(xiàng)任務(wù)后，進(jìn)行了反復(fù)論證，提出三層棧（TLS）軟件總體架構(gòu)，如圖3-1所示，并將軟件設(shè)計(jì)工作交給了李工，要求其在三周內(nèi)完成軟件總體設(shè)計(jì)工作，給出總體設(shè)計(jì)方案。 圖3-1 宇航嵌入式設(shè)備軟件架構(gòu)【問(wèn)題1】（8分） 用150字以內(nèi)的文字，說(shuō)明公司制定的TLS軟件架構(gòu)的層次特點(diǎn)，并針對(duì)上述功能需求（1）（4），說(shuō)明架構(gòu)中各層內(nèi)涵。【問(wèn)題2】（10分） 在TLS

39、軟件架構(gòu)的基礎(chǔ)上，關(guān)于選擇哪種類型的嵌入式操作系統(tǒng)問(wèn)題，李工與總工程師發(fā)生了嚴(yán)重分歧。李工認(rèn)為，宇航系統(tǒng)是實(shí)時(shí)系統(tǒng)，操作系統(tǒng)的處理時(shí)間越快越好，隔離意味著以時(shí)間作代價(jià)，沒(méi)有必要，建議選擇類似于VxWorks5.5的操作系統(tǒng)；總工程師認(rèn)為，應(yīng)用軟件間隔離是宇航系統(tǒng)安全性要求，宇航系統(tǒng)在選擇操作系統(tǒng)時(shí)必須考慮這一點(diǎn)，建議選擇類似于Linux的操作系統(tǒng)。 請(qǐng)說(shuō)明兩種操作系統(tǒng)的主要差異，完成表3-1中的空白部分，并針對(duì)本任務(wù)要求，用200字以內(nèi)的文字說(shuō)明你選擇操作系統(tǒng)的類型和理由。 表3-1 兩種操作系統(tǒng)的主要差異 【問(wèn)題3】（7分） 故障處理是宇航系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中極為重要的組成部分。故障處理主要包括故

40、障監(jiān)視、故障定位、故障隔離和系統(tǒng)容錯(cuò)（重組）。用150字以內(nèi)的文字說(shuō)明嵌入式系統(tǒng)中故障主要分哪幾類？并分別給出兩種常用的故障濾波算法和容錯(cuò)算法。試題分析本題考查嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的概念，主要包括嵌入式軟件體系結(jié)構(gòu)的框架設(shè)計(jì)，提高宇航設(shè)備可靠性的設(shè)計(jì)方法和掌握根據(jù)用戶需求開(kāi)展軟件需求分析的手段。此類題目要求考生認(rèn)真閱讀題目對(duì)用戶需求的描述，在分析、論證和概念設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)例要求完善問(wèn)題的解析。本題重點(diǎn)考查考生歸納問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。本題首先給出用戶針對(duì)宇航設(shè)備的4項(xiàng)功能要求：（1）設(shè)備由多個(gè)處理機(jī)模塊組成，需要時(shí)外場(chǎng)可快速更換（即LRM結(jié)構(gòu)）；（2）應(yīng)用軟件應(yīng)與硬件無(wú)關(guān)，便于軟硬件

41、的升級(jí)；（3）由于宇航嵌入式設(shè)備中要支持不同功能，系統(tǒng)應(yīng)支持完成不同功能任務(wù)間的數(shù)據(jù)隔離；（4）宇航設(shè)備可靠性要求高，系統(tǒng)要有故障處理能力。從4項(xiàng)要求分析看，第一項(xiàng)要求是考查考生的基礎(chǔ)硬件知識(shí)，宇航設(shè)備應(yīng)該由多個(gè)硬件模塊組成，各個(gè)模塊承擔(dān)著不同功能，外場(chǎng)可快速更換是指在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)（如機(jī)場(chǎng)、發(fā)射基地）能夠用備份模塊替換掉故障硬件模塊，從而節(jié)省維修時(shí)間。此項(xiàng)要求是本題設(shè)計(jì)軟件體系總體架構(gòu)的基礎(chǔ)，也是采用三層棧（TLS）的首要點(diǎn)。第二項(xiàng)要求是考查考生從軟硬件升級(jí)方面理解三層棧（TLS）架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)橛布奖闵?jí)的基礎(chǔ)是不會(huì)引起軟件的更改（或極少更改），要想達(dá)到應(yīng)用軟件與硬件的無(wú)關(guān)性，必須采用操作系

42、統(tǒng)實(shí)現(xiàn)硬件隔離。第三項(xiàng)要求是考查考生根據(jù)用戶軟件的技術(shù)要求，如何考慮操作系統(tǒng)的分析方法。要支持任務(wù)間的數(shù)據(jù)隔離，具有進(jìn)程管理的操作系統(tǒng)最為合適，這里考查了考生必須深入了解什么是操作系統(tǒng)的進(jìn)程概念。第四項(xiàng)要求是考查考生掌握設(shè)計(jì)高可靠性設(shè)備通常采用的技術(shù)。如果考生理解了上述4個(gè)用戶要求，就能容易地回答本題的三個(gè)問(wèn)題。【問(wèn)題1】本題給出的TLS結(jié)構(gòu)框架主要通過(guò)硬件抽象，形成模塊支持層軟件，將操作系統(tǒng)對(duì)硬件資源的管理抽象成對(duì)一種邏輯上相關(guān)的抽象資源的管理，這樣就將操作系統(tǒng)軟件與硬件進(jìn)行了分離。而應(yīng)用軟件訪問(wèn)硬件資源靠操作系統(tǒng)提供的服務(wù)進(jìn)行，這樣，應(yīng)用軟件僅僅和具體功能實(shí)現(xiàn)有關(guān)，而不需關(guān)心硬件配置。因此

43、，TLS結(jié)構(gòu)框架的主要特點(diǎn)可概述為以下4點(diǎn)：（1）應(yīng)用軟件僅與操作系統(tǒng)服務(wù)相關(guān)，不直接操作硬件。（2）操作系統(tǒng)通過(guò)模塊支持原軟件訪問(wèn)硬件，可與具體硬件無(wú)關(guān)。（3）模塊支持層將硬件抽象成標(biāo)準(zhǔn)操作。（4）通過(guò)三層棧的劃分可實(shí)現(xiàn)硬件的快速更改與升級(jí)，應(yīng)用軟件的升級(jí)不會(huì)引起硬件的變更。基于這種思想，TLS結(jié)構(gòu)框架實(shí)現(xiàn)了宇航設(shè)備中軟件功能服務(wù)，這樣考生就可以完整地?cái)⑹龈鲗榆浖脑O(shè)計(jì)內(nèi)涵，即：（1）應(yīng)用層主要完成宇航設(shè)備的具體工作，由多個(gè)功能任務(wù)組成，各功能任務(wù)間的隔離由操作系統(tǒng)層實(shí)現(xiàn)。（2）操作系統(tǒng)層實(shí)現(xiàn)應(yīng)用軟件與硬件的隔離，為應(yīng)用軟件提供更加豐富的計(jì)算機(jī)資源服務(wù)。操作系統(tǒng)為應(yīng)用軟件提供標(biāo)準(zhǔn)的API接口

44、（如POSIX），確保了應(yīng)用軟件的可升級(jí)性。（3）模塊支持層為操作系統(tǒng)管理硬件資源提供統(tǒng)一管理方法，用一種抽象的標(biāo)準(zhǔn)接口實(shí)現(xiàn)軟件與硬件的無(wú)關(guān)性，達(dá)到硬件的升級(jí)要求，便于硬件的外場(chǎng)快速更換。【問(wèn)題2】選擇操作系統(tǒng)的依據(jù)是本題第三項(xiàng)的用戶要求，主要考查考生對(duì)目前常用的嵌入式操作系統(tǒng)的了解程度。第一小問(wèn)的表格給出的VxWorks和Linux兩個(gè)操作系統(tǒng)是嵌入式系統(tǒng)常用的軟件，兩個(gè)軟件在資源管理上存在本質(zhì)區(qū)別，考生必須明確差異后，方能回答第二小問(wèn)。兩種操作系統(tǒng)的差異如下表所示。通過(guò)比較，顯然選用類似于Linux的嵌入式操作系統(tǒng)適用本題要求。理由包括三點(diǎn)：（1）Linux操作系統(tǒng)是一種安全性較強(qiáng)的操作系

45、統(tǒng)。內(nèi)核工作在系統(tǒng)態(tài)，應(yīng)用軟件工作在用戶態(tài)（這點(diǎn)是系統(tǒng)安全性要求），可以有效防止應(yīng)用軟件對(duì)操作系統(tǒng)的破壞。（2）Linux操作系統(tǒng)調(diào)度的最小單位是線程，線程歸屬于進(jìn)程，進(jìn)程具有自己獨(dú)立的資源。進(jìn)程通過(guò)存儲(chǔ)器管理部件（MMU）實(shí)現(xiàn)多功能應(yīng)用間隔離。（3）嵌入式Linux操作系統(tǒng)支持硬件抽象，可有效實(shí)現(xiàn)TLS結(jié)構(gòu)，并將硬件抽象與操作系統(tǒng)分離，可方便實(shí)現(xiàn)硬件的外場(chǎng)快速更換。【問(wèn)題3】作為宇航系統(tǒng)的嵌入式設(shè)備，硬軟件故障是宇航系統(tǒng)最為關(guān)注的內(nèi)容，根據(jù)宇航系統(tǒng)的特點(diǎn)和系統(tǒng)組成，故障一般分為三類，即硬件故障、應(yīng)用軟件故障和操作系統(tǒng)故障，在設(shè)計(jì)中，應(yīng)考慮這三類故障的處理方法。硬件故障一般包括CPU運(yùn)算錯(cuò)誤、

46、存儲(chǔ)器訪問(wèn)越界錯(cuò)誤、MMU配置錯(cuò)誤、定時(shí)器計(jì)數(shù)錯(cuò)誤和內(nèi)總線錯(cuò)誤等；應(yīng)用軟件故障一般包括計(jì)算越界、除0、溢出和超時(shí)等各種異常情況；操作系統(tǒng)故障一般包括越權(quán)訪問(wèn)、死鎖、資源枯竭、調(diào)度超時(shí)、配置越界和操作系統(tǒng)異常等。一般情況下，宇航系統(tǒng)的故障分為瞬態(tài)故障和永久故障，瞬態(tài)故障是指偶然發(fā)生的錯(cuò)誤，而永久故障是指發(fā)生后不可消失的錯(cuò)誤。在容錯(cuò)系統(tǒng)中，故障一般是由瞬態(tài)故障向永久故障轉(zhuǎn)變，將鑒別瞬態(tài)故障和永久故障的算法稱為濾波算法。在嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，常用的濾波算法包括門限算法、遞減算法、遞增算法和周期濾波算法等。故障的鑒別目的是實(shí)現(xiàn)宇航系統(tǒng)的容錯(cuò)與重構(gòu)。常用的容錯(cuò)算法是N+1備份、冷備、溫備和熱備。N+1備份

47、是指N個(gè)通用模塊之一的任何一個(gè)模塊發(fā)生故障后，將故障模塊的任務(wù)遷移到備份模塊運(yùn)行；冷備、溫備和熱備是三種備份方式，可根據(jù)宇航系統(tǒng)的總體備份時(shí)間或重要程度安排不同的備份算法。試題答案（3）【問(wèn)題1】TLS結(jié)構(gòu)框架的主要特點(diǎn)：（1）應(yīng)用軟件僅與操作系統(tǒng)服務(wù)相關(guān)，不直接操作硬件。（2）操作系統(tǒng)通過(guò)模塊支持原軟件訪問(wèn)硬件，可與具體硬件無(wú)關(guān)。（3）模塊支持層將硬件抽象成標(biāo)準(zhǔn)操作。（4）通過(guò)三層棧的劃分可實(shí)現(xiàn)硬件的快速更改與升級(jí)，應(yīng)用軟件的升級(jí)不會(huì)引起硬件的變更。TLS結(jié)構(gòu)框架的各層內(nèi)涵是：（1）應(yīng)用層主要完成宇航設(shè)備的具體工作，由多個(gè)功能任務(wù)組成，各功能任務(wù)間的隔離由操作系統(tǒng)層實(shí)現(xiàn)。（2）操作系統(tǒng)層實(shí)現(xiàn)

48、應(yīng)用軟件與硬件的隔離，為應(yīng)用軟件提供更加豐富的計(jì)算機(jī)資源服務(wù)。操作系統(tǒng)為應(yīng)用軟件提供標(biāo)準(zhǔn)的API接口（如POSIX），確保了應(yīng)用軟件的可升級(jí)性。（3）模塊支持層為操作系統(tǒng)管理硬件資源提供統(tǒng)一管理方法，用一種抽象的標(biāo)準(zhǔn)接口實(shí)現(xiàn)軟件與硬件的無(wú)關(guān)性，達(dá)到硬件的升級(jí)要求，便于硬件的外場(chǎng)快速更換?！締?wèn)題2】?jī)煞N操作系統(tǒng)的差異見(jiàn)下表。選擇類似于Linux的嵌入式操作系統(tǒng)。理由如下：（1）Linux操作系統(tǒng)是一種安全性較強(qiáng)的操作系統(tǒng)。內(nèi)核工作在系統(tǒng)態(tài)，應(yīng)用軟件工作在用戶態(tài)，可以有效防止應(yīng)用軟件對(duì)操作系統(tǒng)的破壞。（2）Linux操作系統(tǒng)調(diào)度的最小單位是線程，線程歸屬于進(jìn)程，進(jìn)程具有自己獨(dú)立的資源。進(jìn)程通過(guò)存儲(chǔ)

49、器管理部件（MMU）實(shí)現(xiàn)多功能應(yīng)用間隔離。（3）嵌入式Linux操作系統(tǒng)支持硬件抽象，可有效實(shí)現(xiàn)TLS結(jié)構(gòu)，并將硬件抽象與操作系統(tǒng)分離，可方便實(shí)現(xiàn)硬件的外場(chǎng)快速更換?！締?wèn)題3】（1）嵌入式系統(tǒng)中故障主要分為： 硬件故障：如CPU、存儲(chǔ)器和定時(shí)器等； 應(yīng)用軟件故障：如數(shù)值越界、異常和超時(shí)等； 操作系統(tǒng)故障：如越權(quán)訪問(wèn)、死鎖和資源枯竭等。（2）濾波算法： 門限算法 遞減算法 遞增算法 周期濾波算法（3）容錯(cuò)算法： N+1備份 冷備 溫備 熱備試題四（25分）閱讀以下關(guān)于數(shù)據(jù)集成的敘述，在答題紙上回答問(wèn)題 1 至問(wèn)題3。某互聯(lián)網(wǎng)銷售企業(yè)需要建立自己的電子商務(wù)平臺(tái)，將所有產(chǎn)品信息集中在一起，為用戶提供

50、全方位的產(chǎn)品信息檢索服務(wù)。但產(chǎn)品供應(yīng)商大多數(shù)已經(jīng)建有自己的電子商務(wù)平臺(tái)，且數(shù)據(jù)獨(dú)立存儲(chǔ)，而且數(shù)據(jù)格式和數(shù)據(jù)平臺(tái)有較大差異，有的供應(yīng)商甚至沒(méi)有采用數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)存儲(chǔ)商品信息。為此該企業(yè)專門成立專家組來(lái)論證其數(shù)據(jù)集成方案。李工提出采用集中式集成方式把產(chǎn)品供應(yīng)商的數(shù)據(jù)集中在一起，采用數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)與各家供應(yīng)商的數(shù)據(jù)集成。而王工提出采用松耦合的聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫(kù)集成方案。專家組經(jīng)過(guò)激烈討論，認(rèn)為王工方案更為合理，建議采用王工提出的集成方案。【問(wèn)題 1】（10 分）請(qǐng)結(jié)合數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)和聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫(kù)集成方案各自的特點(diǎn)，簡(jiǎn)要說(shuō)明專家組采用王工提出的集成方案的原因?！締?wèn)題 2】（7 分） 部分供應(yīng)商的產(chǎn)品信息沒(méi)有相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)

51、，而是直接嵌入在 WEB 頁(yè)面中供用戶瀏覽。數(shù)據(jù)集成時(shí)需要直接從供應(yīng)商電子商務(wù)平臺(tái)的網(wǎng)頁(yè)上獲取其產(chǎn)品信息。請(qǐng)簡(jiǎn)要給出此類數(shù)據(jù)集成的方法和基本步驟?！締?wèn)題 3】（8 分） 在方案評(píng)審會(huì)上，項(xiàng)目組針對(duì)李工和王工的方案展開(kāi)了激烈的討論。劉工指出兩種方案在實(shí)施的過(guò)程中，都存在數(shù)據(jù)源之間的語(yǔ)義映射和轉(zhuǎn)換問(wèn)題，都會(huì)帶來(lái)數(shù)據(jù)集成的不確定。請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明產(chǎn)生不確定的原因。試題分析本題主要考查數(shù)據(jù)集成中的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)方案和聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫(kù)方案的內(nèi)容?！締?wèn)題1】本問(wèn)題考查數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)和聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫(kù)集成方案的基本概念。數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)集成是把多種來(lái)的數(shù)據(jù)集中在一起，建立數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，所有數(shù)據(jù)都駐留在單個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上，配置大型處理器和存儲(chǔ)容量。數(shù)

52、據(jù)倉(cāng)庫(kù)主要用于決策支持，在數(shù)據(jù)處理過(guò)程中強(qiáng)調(diào)分析。其特點(diǎn)是：集成的數(shù)據(jù)；面向主題；數(shù)據(jù)相對(duì)穩(wěn)足；包含歷史信息。但是此種集成方法中需要將數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中的語(yǔ)義，而且需要定期的數(shù)據(jù)復(fù)制和數(shù)據(jù)更新。數(shù)據(jù)源往往指的是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫(kù)集成是把多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)聯(lián)合在一起，構(gòu)成“聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)”，數(shù)據(jù)之間通過(guò)接口查詢，互相通信，數(shù)據(jù)分布在不同地方的計(jì)算機(jī)或數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接。其特點(diǎn)是：聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫(kù)提供集成的數(shù)據(jù)格式，對(duì)用戶提供統(tǒng)一的訪問(wèn)，屏蔽了各個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的復(fù)雜性和分布情況，簡(jiǎn)化了開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢和對(duì)數(shù)據(jù)統(tǒng)一理解的工作。這種分布式的數(shù)據(jù)集成，更加符合應(yīng)用系統(tǒng)的實(shí)際情況。異構(gòu)數(shù)據(jù)源不僅僅是

53、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，通過(guò)中間件，可以擴(kuò)展到傳感器、文件和應(yīng)用程序等。兩種方式都需要將數(shù)據(jù)源中的數(shù)據(jù)語(yǔ)義轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一數(shù)據(jù)語(yǔ)義，這種轉(zhuǎn)換往往存在不定性?！締?wèn)題2】本問(wèn)題考查Web內(nèi)容提取或Web數(shù)據(jù)挖掘的相關(guān)知識(shí)。Web信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)往住是非結(jié)構(gòu)化或者半結(jié)構(gòu)化的，但同一個(gè)數(shù)據(jù)源往往有統(tǒng)一的頁(yè)面模式，但是其數(shù)據(jù)呈現(xiàn)是嵌入在頁(yè)面中。因此需要采用Web內(nèi)容提?。ㄍ诰?文本挖掘）的集成方法來(lái)獲取對(duì)應(yīng)供應(yīng)商的產(chǎn)品信息。 其基本的步驟是： （1）分析頁(yè)面，確定其頁(yè)面中的數(shù)據(jù)模式。制定數(shù)據(jù)挖掘的特征和提取規(guī)則，編寫特定的頁(yè)面分析和數(shù)據(jù)提取程序。 （2）抓取頁(yè)面，通過(guò)爬蟲技術(shù)獲取對(duì)應(yīng)的網(wǎng)頁(yè)。將遠(yuǎn)端的頁(yè)面下載到本地進(jìn)行存儲(chǔ)

54、，為后續(xù)數(shù)據(jù)提取做準(zhǔn)備。 （3）特征提取與處理，獲取相應(yīng)數(shù)據(jù)，依據(jù)的原則是分析頁(yè)面階段所形成的特征和提取規(guī)則。 （4）數(shù)據(jù)清洗，根據(jù)規(guī)則進(jìn)行判斷，拋棄異常數(shù)據(jù)。 （5）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，根據(jù)預(yù)先定義好的語(yǔ)義映射關(guān)系，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一格式。 Web內(nèi)容提取的算法程序本身是近似的，因此在獲取數(shù)據(jù)的內(nèi)容上存在不確定性。【問(wèn)題3】本問(wèn)題考查在數(shù)據(jù)集成過(guò)程存在的不確定性問(wèn)題。問(wèn)題1和問(wèn)題2中實(shí)際己經(jīng)明確了集成過(guò)程中存在不確定性。主要的原因在于數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)依靠模式映射來(lái)指明數(shù)據(jù)源中的數(shù)據(jù)和中介所用數(shù)據(jù)之間的語(yǔ)義關(guān)系，但映射過(guò)程中可能發(fā)生不確定性。具體原因有：（1）數(shù)據(jù)源與中介模式之間的語(yǔ)義映射可能是近似的。實(shí)際系

55、統(tǒng)中往往很難有非常精確、完整的語(yǔ)義映射。（2）用戶不熟悉模式或系統(tǒng)的域太寬，不能提供基于表單式的查詢接口，需要使用關(guān)鍵字查詢，但將關(guān)鍵字查詢轉(zhuǎn)換成一組候選的結(jié)構(gòu)化查詢時(shí)，會(huì)帶來(lái)不確定性。（3）數(shù)據(jù)常常是使用信息獲取技術(shù)從非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)源獲取的，而這些獲取技術(shù)一般只是“大致可用”，所取得的數(shù)據(jù)可能是不確定的。因此，在本試題中，無(wú)論采用數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)或者聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫(kù)集成方案，都存在數(shù)據(jù)源之間的語(yǔ)義映射和轉(zhuǎn)換問(wèn)題，都會(huì)帶來(lái)數(shù)據(jù)集成的不確定。試題答案（4）【問(wèn)題1】數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)集成是把多種來(lái)源的數(shù)據(jù)集中在一起，建立數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，所有數(shù)據(jù)都駐留在單個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上，配置大型處理器和存儲(chǔ)容量。數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)主要用于決策支持，在數(shù)

56、據(jù)處理過(guò)程中強(qiáng)調(diào)分析。其特點(diǎn)是：（1）集成的數(shù)據(jù)。（2）面向主題。（3）數(shù)據(jù)相對(duì)穩(wěn)定。（4）包含歷史信息。聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫(kù)集成是把多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)聯(lián)合在一起，構(gòu)成“聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)”，數(shù)據(jù)庫(kù)之間通過(guò)接口查詢，互相通信，數(shù)據(jù)分布在不同地方的計(jì)算機(jī)或數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接。其特點(diǎn)是：（1）聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫(kù)提供集成的數(shù)據(jù)格式，對(duì)用戶提供統(tǒng)一的訪問(wèn)，屏蔽了各個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的復(fù)雜性和分布情況，簡(jiǎn)化了開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢和對(duì)數(shù)據(jù)統(tǒng)一理解的工作。這種分布式的數(shù)據(jù)集成，更加符合應(yīng)用系統(tǒng)的實(shí)際情況。（2）異構(gòu)數(shù)據(jù)源不僅僅是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，通過(guò)中間件，可以擴(kuò)展到傳感器、文件和應(yīng)用程序等?！締?wèn)題2】此類數(shù)據(jù)往往是非結(jié)構(gòu)化或者半結(jié)構(gòu)化的，但同一個(gè)數(shù)據(jù)源往往有統(tǒng)一的頁(yè)面模式，因此應(yīng)該采用Web內(nèi)容提?。?/p>