(完整版)年下半年系統(tǒng)架構(gòu)設計師考試下午真題與答案資料

(完整版)2010年下半年系統(tǒng)架構(gòu)設計師考試下午真題與答案資料(完整版)2010年下半年系統(tǒng)架構(gòu)設計師考試下午真題與答案資料(完整版)2010年下半年系統(tǒng)架構(gòu)設計師考試下午真題與答案資料2010年下半年系統(tǒng)架構(gòu)設計師考試下午真題試題1: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（KeyWordinContext）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)容進行循環(huán)滾動閱讀.在對KWIC系統(tǒng)進行需求分析時,公司的業(yè)務專家發(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)進行設計時，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)風格，而李工則主張采用管道—過濾器的架構(gòu)風格。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行評價，最終采用了李工的方案?！締栴}1】（7分）

在實際的軟件項目開發(fā)中，采用恰當?shù)募軜?gòu)風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)風格，并對主程序-子程序和管道—過濾器這兩種架構(gòu)風格的特點進行描述?！締栴}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)風格進行評價，并指出采用李工方案的原因。

表1-1王工與李工的架構(gòu)風格評價

【問題3】（6分)

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

圖1—1李工給出的架構(gòu)示意圖試題答案：【問題1】

軟件架構(gòu)風格是描述特定軟件系統(tǒng)組織方式的慣用模式.組織方式描述了系統(tǒng)的組成構(gòu)件和這些構(gòu)件的組織方式，慣用模式則反映眾多系統(tǒng)共有的結(jié)構(gòu)和語義。

主程序—子程序架構(gòu)風格中，所有的計算構(gòu)件作為子程序協(xié)作工作，并由一個主程序順序地調(diào)用這些子程序，構(gòu)件通過共享存儲區(qū)交換數(shù)據(jù).

管道—過濾器架構(gòu)風格中，每個構(gòu)件都有一組輸入和輸出,構(gòu)件接受數(shù)據(jù)輸入，經(jīng)過內(nèi)部處理，然后產(chǎn)生數(shù)據(jù)輸出。這里的構(gòu)件稱為過濾器，構(gòu)件之間的連接件稱為數(shù)據(jù)流傳輸?shù)墓艿馈?/p>

【問題2】

根據(jù)題干描述：“用戶后續(xù)還有可能采用其它方式展示幫助內(nèi)容”，因此KWIC系統(tǒng)對功能變更要求較高；

根據(jù)題干描述：“…，后續(xù)還將采用其它的方法實現(xiàn)這一功能”，因此KWIC系統(tǒng)對實現(xiàn)某一個功能的算法變更要求較高。

KWIC是一個支持用戶交互的窗口界面程序，因此對性能要求并不高。

KWIC系統(tǒng)的顯示幫助內(nèi)容為文本，數(shù)據(jù)的表示基本不變,因此對數(shù)據(jù)表示變更要求不高。

綜合上述分析，可以看出應該采用李工提出的管道-過濾器架構(gòu)風格。

【問題3】

試題分析：【問題1】

本題主要考查軟件架構(gòu)風格的定義，并考查對兩種與本題相關(guān)的架構(gòu)風格的定義。軟件架構(gòu)風格是描述特定軟件系統(tǒng)組織方式的慣用模式。組織方式描述了系統(tǒng)的組成構(gòu)件和這些構(gòu)件的組織方式，慣用模式則反映眾多系統(tǒng)共有的結(jié)構(gòu)和語義.

主程序—子程序架構(gòu)風格中,所有的計算構(gòu)件作為子程序協(xié)作工作,并由一個主程序順序地調(diào)用這些子程序,構(gòu)件通過共享存儲區(qū)交換數(shù)據(jù)。

管道—過濾器架構(gòu)風格中,每個構(gòu)件都有一組輸入和輸出，構(gòu)件接受數(shù)據(jù)輸入，經(jīng)過內(nèi)部處理，然后產(chǎn)生數(shù)據(jù)輸出。這里的構(gòu)件稱為過濾器,構(gòu)件之間的連接件稱為數(shù)據(jù)流傳輸?shù)墓艿?

【問題2】

本問題是一道填表題，其核心是對兩種架構(gòu)風格在算法變更、功能變更、數(shù)據(jù)表示變更和性能等方面的特點進行比較。其中共享數(shù)據(jù)的主程序—子程序在算法變更方面靈活性較差,算法變更時一般需要重新編譯整個系統(tǒng);在功能變更方面也比較差；在數(shù)據(jù)表示方面，當需要變更時，也意味著程序傳遞參數(shù)的變化以及整個程序的調(diào)整，表現(xiàn)比較差；在性能方面，由于整個程序處在一個緊耦合的狀態(tài),因此性能較高.管道—過濾器架構(gòu)風格在算法變更方面實現(xiàn)比較簡單，只需要修改過濾器的實現(xiàn)即可;在功能變更方面也比較簡單；在數(shù)據(jù)表示方面，需要同時改變數(shù)據(jù)格式和過濾器的結(jié)構(gòu)，相對比較復雜；在性能方面,由于整個系統(tǒng)是松耦合連接在一起的，因此性能不高.

根據(jù)題干描述:“用戶后續(xù)還有可能采用其它方式展示幫助內(nèi)容”,因此KWIC系統(tǒng)對功能變更要求較高；根據(jù)題干描述：“…,后續(xù)還將采用其它的方法實現(xiàn)這一功能”，因此KWIC系統(tǒng)對實現(xiàn)某一個功能的算法變更要求較高；KWIC是一個支持用戶交互的窗口界面程序，因此對性能要求并不高;KWIC系統(tǒng)的顯示幫助內(nèi)容為文本，數(shù)據(jù)的表示基本不變,因此對數(shù)據(jù)表示變更要求不高。針對這些考慮，可以看出應該采用管道—過濾器的架構(gòu)風格。

【問題3】

本問題是一道讀圖題，考查用戶對系統(tǒng)架構(gòu)的理解程度。根據(jù)題干中的關(guān)鍵描述“…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)容進行循環(huán)滾動閱讀…”和“…公司的技術(shù)人員決定通過重復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…”,可以看出整個系統(tǒng)的流程是：輸入→文檔檢索→查詢結(jié)果按字母排序→剪切行首單詞→單詞插入行尾→輸出.所屬試卷:HYPERLINK”http：///tiku/tp1409.html”\o”2010年下半年系統(tǒng)架構(gòu)設計師考試下午真題（權(quán)威解析+標準答案)"\t"http：///wenda/_blank”2010年下半年系統(tǒng)架構(gòu)設計師考試下午真題（權(quán)威解析+標準答案）2條回答主程序/子程序的性能為什么比管道/過濾器好呢?因為共享數(shù)據(jù)了嗎？GreenPanda

2016-11—0421：00:49

評價(0）（0）（0）引用是的。試題：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)擴展至全國范圍.為了擴大信息技術(shù)對于未來業(yè)務發(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責CRSS的開發(fā)和維護工作.

項目組在仔細調(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,張工認為應該采用集中式的數(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)的可擴展性.試題答案：【問題1】

（1）張工提出的集中式數(shù)據(jù)架構(gòu)是由一個處理器、與它相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)存儲設備以及其他外圍設備組成，它被物理地定義到單個位置。系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)處理能力，用戶可以在同樣的站點上操作，也可以在地理位置隔開的其他站點上通過遠程終端來操作。系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)管理被某個或中心站點集中控制。

（2）劉工提出的分布式數(shù)據(jù)架構(gòu)使用多個計算機系統(tǒng)上的多個局部數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)構(gòu)成,數(shù)據(jù)可以在多個不同的局部數(shù)據(jù)庫中進行傳送，由不同的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件進行管理，運行在多種不同的計算機上，支持多種不同的操作系統(tǒng)。這些機器位于（或分布在）不同的地理位置并通過多種通信網(wǎng)絡連接在一起。企業(yè)數(shù)據(jù)可以分布在不同的計算機上,一個應用程序可以操作位于不同地理位置的機器上的數(shù)據(jù)。

【問題2】

讀寫分離架構(gòu)利用了數(shù)據(jù)庫的復制技術(shù)，將數(shù)據(jù)的讀和寫分布在不同的處理節(jié)點上，從而達到提高可用性和擴展性的目的.

CRSS的分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)需要由多個局部數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、多個熱備份數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和多個數(shù)據(jù)緩存組成.局部數(shù)據(jù)庫負責數(shù)據(jù)的寫入，多個熱備份數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)用以解決單點故障的問題，數(shù)據(jù)緩存負責為應用提供所讀取的數(shù)據(jù)。

（1）讀取數(shù)據(jù)：應用訪問緩存，如果命中則返回，否則從局部數(shù)據(jù)庫系統(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，應用將數(shù)據(jù)直接寫入局部數(shù)據(jù)庫。

（3)更改數(shù)據(jù)：應用更改局部數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，將緩存中的數(shù)據(jù)標記為失效。

（4)刪除數(shù)據(jù)：應用刪除局部數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，將緩存中的數(shù)據(jù)標記為失效。

【問題3】

張工提出的集中式數(shù)據(jù)架構(gòu)通過向上擴展（ScaleUp)提升系統(tǒng)的可擴展性。具體的實現(xiàn)方式包括硬件擴容（增加CPU數(shù)量、內(nèi)存容量、磁盤數(shù)量）和硬件升級（更換為高端主機或高速磁盤等）。

劉工提出的分布式數(shù)據(jù)架構(gòu)通過向外擴展（ScaleOut）提升系統(tǒng)的可擴展性.具體的實現(xiàn)方式包括數(shù)據(jù)復制、數(shù)據(jù)垂直切分（或/和）水平切分、緩存和全文搜索。試題分析：本題考查考生對于軟件系統(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)務數(shù)據(jù)類型和結(jié)構(gòu)，以及設計滿足應用需求的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。傳統(tǒng)以主機為中心的信息系統(tǒng)開發(fā)中,利用單個的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中式存儲，物理上所有的數(shù)據(jù)位于同一個位置，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)絡的分布式系統(tǒng)開發(fā)中，很少有組織會將其全部的數(shù)據(jù)存儲在單個的數(shù)據(jù)庫中,通常需要多個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)組成，數(shù)據(jù)在這些數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)之間可以傳送，由多個不同的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)控制,構(gòu)成的是一種分布式的數(shù)據(jù)架構(gòu)。

【問題1】

集中式數(shù)據(jù)架構(gòu)中，一個或多個局域網(wǎng)中的客戶共享一個單獨計算機系統(tǒng)中的單個數(shù)據(jù)庫.系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)處理能力，用戶可以在同樣的站點上操作,也可以在地理位置隔開的其他站點上通過遠程終端來操作.系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)管理被某個或中心站點集中控制。單個數(shù)據(jù)庫服務器結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點就是簡單、易維護開發(fā)及運行成本低;但由于所有的客戶直接請求服務器，容易發(fā)生性能瓶頸，如果服務失敗，單個服務器不能提供備份和恢復，所有依賴的應用程序都將不能工作。

分布式數(shù)據(jù)架構(gòu)中，使用多個計算機系統(tǒng)以及用戶能夠訪問遠程系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)可以在多個不同的數(shù)據(jù)庫中進行傳送，由不同的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件進行管理,運行在多種不同的計算機上，支持多種不同的操作系統(tǒng)。這些機器位于（或分布在）不同的地理位置并通過多種通信網(wǎng)絡連接在一起。企業(yè)數(shù)據(jù)可以分布在不同的計算機上,一個應用程序可以操作位于不同地理位置的機器上的數(shù)據(jù)。多個數(shù)據(jù)庫服務器結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點就是系統(tǒng)的容錯能力和對廣域網(wǎng)容量的需求有所降低,可以采用多種策略提升整個系統(tǒng)的服務質(zhì)量；由于多個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)分布在不同的網(wǎng)絡節(jié)點上,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)復雜、運行成本高并且維護困難。

在實際應用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)架構(gòu)建模中，應根據(jù)不同的應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要擴展其銷售區(qū)域，其潛在客戶數(shù)量也會因此大幅度增加，所以良好的可擴展性是CRSS系統(tǒng)所必需的質(zhì)量屬性；并且由于其銷售區(qū)域擴大后,系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)會存儲于不同的地理位置,所以采用分布式數(shù)據(jù)架構(gòu)最為合理。

【問題2】

讀寫分離架構(gòu)應用非常廣泛，很多網(wǎng)站采用數(shù)據(jù)庫+緩存的方式來實現(xiàn)。通過緩存層來承載大量的讀訪問,如廣泛采用的Mencached，其自身往往不具備持久層存儲的功能，通常和數(shù)據(jù)庫一起組成分布式的數(shù)據(jù)架構(gòu)，由數(shù)據(jù)庫負責數(shù)據(jù)持久化存儲和寫入功能，緩存負責承載大量的并發(fā)訪問，從而提高了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理效率。要避免數(shù)據(jù)訪問的單點故障，通常采用主數(shù)據(jù)庫熱備份的方式來實現(xiàn)。所以，要實現(xiàn)題目要求的分布式數(shù)據(jù)架構(gòu)，需要多個局部數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、多個熱備份數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和多個數(shù)據(jù)緩存組成。

讀寫分離結(jié)構(gòu)中,應用讀取數(shù)據(jù)時訪問緩存，如果沒有命中所需數(shù)據(jù)，則從主數(shù)據(jù)庫中讀取數(shù)據(jù)并寫入緩存；對于新增、修改和刪除操作，需要采用延遲加載的策略,新增時只修改主數(shù)據(jù)庫，修改和刪除時除了修改主數(shù)據(jù)庫中的內(nèi)容，還需要將緩存中的數(shù)據(jù)標記為失效。

【問題3】

傳統(tǒng)的集中式數(shù)據(jù)架構(gòu)中由于只有單個的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，所以要滿足可擴展性的要求，更多的只能通過硬件的方式來實現(xiàn)。具體的實現(xiàn)方式包括硬件擴容（增加CPU/內(nèi)存容量/磁盤數(shù)量)和硬件升級（更換高端主機或高速磁盤等）。

基于網(wǎng)絡的分布式數(shù)據(jù)架構(gòu)中由多個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)共同組成，可以通過更改和優(yōu)化數(shù)據(jù)分布來滿足系統(tǒng)可擴展性的要求.具體的實現(xiàn)方式包括數(shù)據(jù)復制、數(shù)據(jù)垂直切分(或/和）水平切分、緩存和全文搜索。試題：

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】

某軟件公司承擔了某項國家重點項目的研制工作，任務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3-1AUTOSAR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李工設計的流程

圖3—3王工設計的流程【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.試題答案：【問題1】

李工設計的流程符合AUTOSAR要求，理由是：

李工定義的流程是將軟件組件描述、系統(tǒng)描述和ECU資源描述同時定義，而王工定義的流程僅僅只做系統(tǒng)描述；

王工定義的流程沒有考慮軟件組件的描述，只是簡單將軟件組件作為第4步被集成；

李工定義的ECU軟件開發(fā)流程的優(yōu)勢是明確了頂層定義階段，并行度高，迭代清晰。

【問題2】

（1）操作系統(tǒng)的警報管理發(fā)現(xiàn)ECU系統(tǒng)出錯時，啟動錯誤處理程序；

（2）錯誤處理程序?qū)⒕唧w動作交由進程管理完成對發(fā)生錯誤的任務進行處理;

（3)錯誤處理程序產(chǎn)生一個錯誤事件；

（4）任務控制塊處理程序調(diào)用資源管理功能，實現(xiàn)硬件資源重分配;

（5）任務控制塊處理程序通知事件管理,對錯誤事件進行應答。

【問題3】

采用AUTOSAR開放式架構(gòu)的優(yōu)點是：

（1）可以有效支持多廠家汽車電子基礎(chǔ)軟件的研制；

（2）有利于軟件的重用，可根據(jù)不同的ECU結(jié)構(gòu),通過數(shù)據(jù)配置,自動生成各種ECU軟件組件；

（3)AUTOSAR定義的軟件框架,支持了汽車電子軟件的全生存周期，包括構(gòu)架、開發(fā)、測試、驗證、授權(quán)、版本和接口；

AUTOSAR規(guī)范覆蓋整個汽車電子的三大領(lǐng)域：動力、底盤、車身.試題分析：本題主要考查汽車電子基礎(chǔ)軟件架構(gòu)的分析與設計,特別是系統(tǒng)的開發(fā)和架構(gòu)設計方面。

【問題1】

本問題主要考查在一定規(guī)范的約束下，系統(tǒng)設計流程的設計與定義。AUTOSAR規(guī)范中要求,汽車電子軟件開發(fā)流程應盡量滿足并發(fā)、可多次迭代的特性。因此應該緊扣該規(guī)范對系統(tǒng)設計流程方面的要求，對李工和王工定義的流程進行評價。具體來說:

（1）李工定義的流程是將軟件組件描述、系統(tǒng)描述和ECU資源描述同時定義，而王工定義的流程僅僅只做系統(tǒng)描述；

（2)王工定義的流程沒有考慮軟件組件的描述，只是簡單將軟件組件作為第4步被集成；

（3）李工定義的ECU軟件開發(fā)流程的優(yōu)勢是明確了頂層定義階段，并行度高，迭代清晰。

綜上，應該采用李工的設計方案.

【問題2】

本問題是一道讀圖題，要求考生在分析AUTOSAR定義的操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行分析與理解的基礎(chǔ)上進行填寫。根據(jù)圖示，系統(tǒng)從下至上依次可以分為中斷管理、事件管理、警報管理、進程管理和調(diào)度以及資源管理四個部分。根據(jù)圖中模塊之間的關(guān)系,可以看出，（1）處主要表示當操作系統(tǒng)的警報管理發(fā)現(xiàn)ECU系統(tǒng)出錯時，啟動錯誤處理程序；(2）表示錯誤處理程序?qū)⒕唧w動作交由進程管理完成對發(fā)生錯誤的任務進行處理；（3）表示錯誤處理程序產(chǎn)生一個錯誤事件；（4）表示任務控制塊處理程序調(diào)用資源管理功能，實現(xiàn)硬件資源重分配；（5)表示任務控制塊處理程序通知事件管理,對錯誤事件進行應答。

【問題3】

本題主要考查考生對AUTOSAR架構(gòu)的分析與總結(jié)能力。根據(jù)題干和上述兩個題目的回答，可以看出，采用AUTOSAR開放式架構(gòu)的優(yōu)點主要包括：

（1）具有廠商獨立性，可以有效支持多廠家汽車電子基礎(chǔ)軟件的研制；

（2）軟件層次上的重用性,可根據(jù)不同的ECU結(jié)構(gòu)，通過數(shù)據(jù)配置，自動生成各種ECU軟件組件;

(3）支持汽車電子軟件的全生存周期，包括構(gòu)架、開發(fā)、測試、驗證、授權(quán)、版本和接口；

另外，該規(guī)范覆蓋整個汽車電子的三大領(lǐng)域為動力、底盤和車身。所屬試卷:2010年下半年系統(tǒng)架構(gòu)設計師考試下午真題（權(quán)威解析+標準答案）”\t”/wenda/_blank”2010年下半年系統(tǒng)架構(gòu)設計師考試下午真題（權(quán)威解析+標準答案）試題:閱讀以下關(guān)于系統(tǒng)設計與開發(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)/開源的工具進行軟件系統(tǒng)設計與開發(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)設計與開發(fā)工具集成框架，將現(xiàn)有的系統(tǒng)設計與開發(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，集成框架應無縫集成各個工具的功能；

（2）目前使用的系統(tǒng)設計與開發(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，說明每個需求應該采用何種具體的集成方式或架構(gòu)風格最為合適。

【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，通常采用的設計模式是什么，并對實現(xiàn)過程進行簡要描述。試題答案：【問題1】

ESB的主要功能包括：

（1）應用程序的位置透明性

（2）傳輸協(xié)議轉(zhuǎn)換

(3）消息格式轉(zhuǎn)換

（4)消息路由

（5)消息增強

（6）安全支持

(7）監(jiān)控和管理

采用ESB作為集成框架，能夠?qū)崿F(xiàn)靈活的部署結(jié)構(gòu)，包括CS結(jié)構(gòu)、P2P結(jié)構(gòu)等.

采用ESB作為集成框架，待集成系統(tǒng)只需要和總線進行聯(lián)系，彼此之間不需要互相通信，這樣就大大降低了系統(tǒng)的耦合程度.

采用ESB作為集成框架，在加入新的待集成系統(tǒng)時，只需要采用插件的方式實現(xiàn)傳輸協(xié)議和數(shù)據(jù)格式的適配即可，系統(tǒng)的可擴展性較強。

【問題2】

對于需求（1）來說，由于需要共享系統(tǒng)的功能，并且系統(tǒng)的運行平臺與語言差異較大，應該采用面向服務的方式進行功能集成，可以將工具的功能包裝為服務，實現(xiàn)跨語言與跨平臺訪問。

對于需求（2）來說,工具所支持的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)格式各不相同,并需要實現(xiàn)工具之間的靈活通信協(xié)議和數(shù)據(jù)格式交換，因此應該基于消息總線,以協(xié)議及數(shù)據(jù)適配器的方式實現(xiàn)靈活的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換。

對于需求（3）來說，集成框架需要根據(jù)實際的軟件系統(tǒng)開發(fā)流程，靈活、動態(tài)地定義系統(tǒng)設計與開發(fā)工具之間的協(xié)作關(guān)系,因此應該引入工作流定義語言及其引擎來動態(tài)描述工具之間的協(xié)作關(guān)系。

對于需求（4）來說,應該采用界面集成的方法對第三方工具進行集成，繞過工具內(nèi)部的復雜處理邏輯。

【問題3】

在實現(xiàn)工具之間數(shù)據(jù)格式的靈活轉(zhuǎn)換時,通常采用適配器設計模式。即應首先定義一個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口類，然后針對不同的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換需求定義對應的實際轉(zhuǎn)換類，實際轉(zhuǎn)換類需要繼承數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口類，并實現(xiàn)接口轉(zhuǎn)換類定義的接口。試題分析：本題主要考查系統(tǒng)集成的相關(guān)知識及應用,需要考生結(jié)合題干描述和自己的實際經(jīng)驗進行回答。

【問題1】

本問題主要考查企業(yè)服務總線（ESB）的基本概念，需要考生列舉出企業(yè)服務總線七個核心功能中的任意四個，根據(jù)ESB的特點,其核心功能包括：

（1）應用程序的位置透明性

（2）傳輸協(xié)議轉(zhuǎn)換

(3)消息格式轉(zhuǎn)換

（4）消息路由

(5)消息增強

（6）安全支持

（7）監(jiān)控和管理

根據(jù)集成系統(tǒng)的部署方式，可以看出采用ESB作為集成框架，能夠?qū)崿F(xiàn)靈活的部署結(jié)構(gòu),包括CS結(jié)構(gòu)、P2P結(jié)構(gòu)等。

從待集成系統(tǒng)之間的耦合程度，可以看出采用ESB作為集成框架，待集成系統(tǒng)只需要和總線進行聯(lián)系，彼此之間不需要互相通信，這樣就大大降低了系統(tǒng)的耦合程度.

從集成系統(tǒng)的可擴展性，可以看出采用ESB作為集成框架，在加入新的待集成系統(tǒng)時，只需要采用插件的方式實現(xiàn)傳輸協(xié)議和數(shù)據(jù)格式的適配即可，系統(tǒng)的可擴展性較強.

【問題2】

對于需求（1)“目前使用的系統(tǒng)設計與開發(fā)工具的運行平臺和開發(fā)語言差異較大，集成框架應無縫集成各個工具的功能"來說，由于需要共享系統(tǒng)的功能，并且系統(tǒng)的運行平臺與語言差異較大，應該采用面向服務的方式進行功能集成，可以將工具的功能包裝為服務，實現(xiàn)跨語言與跨平臺訪問.

對于需求(2)“目前使用的系統(tǒng)設計與開發(fā)工具所支持的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)格式各不相同,集成框架應實現(xiàn)工具之間的靈活通信和數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換”來說，工具所支持的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)格式各不相同，并需要實現(xiàn)工具之間的靈活通信協(xié)議和數(shù)據(jù)格式交換，因此應該基于消息總線，以協(xié)議及數(shù)據(jù)適配器的方式實現(xiàn)靈活的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換.

對于需求(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”來說，集成框架需要根據(jù)實際的軟件系統(tǒng)開發(fā)流程，靈活、動態(tài)地定義系統(tǒng)設計與開發(fā)工具之間的協(xié)作關(guān)系，因此應該采用解釋器架構(gòu)風格，引入工作流定義語言及其引擎來動態(tài)描述工具之間的協(xié)作關(guān)系.

對于需求（4）“集成框架應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"來說，應該采用界面集成的方法對第三方工具進行集成，繞過工具內(nèi)部的復雜處理邏輯，實現(xiàn)功能集成。

【問題3】

本題主要考查數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換在實現(xiàn)層面上的常用方法。在實現(xiàn)工具之間數(shù)據(jù)格式的靈活轉(zhuǎn)換時，通常采用適配器設計模式。即應首先定義一個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口類，然后針對不同的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換需求定義對應的實際轉(zhuǎn)換類，實際轉(zhuǎn)換類需要繼承數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口類，并實現(xiàn)接口轉(zhuǎn)換類定義的接口。)試題:

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)設計交給王工負責。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。

李工認為,應該在軟件系統(tǒng)中采用冗余技術(shù)中的動態(tài)冗余或者軟件容錯的N版本程序設計技術(shù)，對容易失效或者非常重要的模塊進行冗余設計，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計,但M1和M4發(fā)生故障有可能導致嚴重后果。因此,可以在M1和M4模塊設計上采用檢錯技術(shù),在軟件出現(xiàn)故障后能及時發(fā)現(xiàn)并報警，提醒維護人員進行處理。

注：假設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，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。試題答案：【問題1】

可靠度就是系統(tǒng)在規(guī)定的條件下、規(guī)定的時間內(nèi)不發(fā)生失效的概率。

失效率又稱風險函數(shù)，也可以稱為條件失效強度，是指運行至此刻系統(tǒng)未出現(xiàn)失效的情況下,單位時間系統(tǒng)出現(xiàn)失效的概率。

【問題2】

動態(tài)冗余又稱為主動冗余，它是通過故障檢測、故障定位及故障恢復等手段達到容錯的目的。其主要方式是多重模塊待機儲備，當系統(tǒng)檢測到某工作模塊出現(xiàn)錯誤時,就用一個備用的模塊來替代它并重新運行。各備用模塊在其待機時，可與主模塊一樣工作，也可以不工作。前者叫熱備份系統(tǒng)（雙重系統(tǒng)），后者叫冷備份系統(tǒng)（雙工系統(tǒng)、雙份系統(tǒng)）。

N版本程序設計是一種靜態(tài)的故障屏蔽技術(shù)，其設計思想是用N個具有相同功能的程序同時執(zhí)行一項計算，結(jié)果通過多數(shù)表決來選擇。其中N個版本的程序必須由不同的人獨立設計,使用不同的方法、設計語言、開發(fā)環(huán)境和工具來實現(xiàn)，目的是減少N個版本的程序在表決點上相關(guān)錯誤的概率。

M2采用動態(tài)冗余后的可靠度為：

R=1—（1-0。99）3

=0。999999

李工給出的方案同時采用了串聯(lián)和并聯(lián)方式，其計算方法為首先計算出中間M2和M3兩個并聯(lián)系統(tǒng)的可靠度,再按照串聯(lián)系統(tǒng)的計算方法計算出整個系統(tǒng)的可靠度。

R=0.99*0.999999＊0。999999＊0.99=0。98

【問題3】

檢錯技術(shù)實現(xiàn)的代價一般低于容錯技術(shù)和冗余技術(shù)，但有一個明顯的缺點，就是不能自動解決故障，出現(xiàn)故障后如果不進行人工干預，將最終導致軟件系統(tǒng)不能正常運行.

檢錯技術(shù)常見的實現(xiàn)方式：最直接的一種實現(xiàn)方式是判斷返回結(jié)果，如果返回結(jié)果超出正常范圍,則進行異常處理；計算運行時間也是一種常用技術(shù),如果某個模塊或函數(shù)運行時間超過預期時間,可以判斷出現(xiàn)故障；還有置狀態(tài)標志位等多種方法，自檢的實現(xiàn)方式需要根據(jù)實際情況來選用。

檢錯技術(shù)的處理方式，大多數(shù)都采用“查處故障-停止軟件運行-報警”的處理方式。但根據(jù)故障的不同情況，也有采用不停止或部分停止軟件系統(tǒng)運行的情況,這一般由故障是否需要實時處理來決定。試題分析:本題考查信息系統(tǒng)中可靠性的設計，是比較傳統(tǒng)的題目，要求考生細心分析題目中所描述的內(nèi)容。

【問題1】

本問題考查信息系統(tǒng)可靠性的兩個基本概念:可靠度和失效率。可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力.考慮到軟件本身的復雜