系统架构设计师 案例论文系统架构专业知识.docx

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1、论文【简答题】阅读以下关于分布式系统设计的叙述,回答问题。【说明】某软件公司拟开发一套电信领域的分布式系统,该系统后台多个功能模块同时运行时的计算负载较大,且需要控制不同的特定电信硬件设备,由于硬件体积和I/O端口冲突等原因,这些设备需要分散安装在多个不同计算机系统中。该系统上线运行后将为企业最终用户提供724小时的不间断服务,而用户的单次接入服务往往需要后台多个模块共同协作完成。基于上述原因,该系统后台软件模块需分布在局域网内的多台计算机上。项目组决定基于ISO的开放分布进程(ODP)规范来进行系统架构的设计与开发,近期项目组召开了多次会议,对架构设计阶段的关键问题进行了讨论分析。【问题1】

2、ODP从5个标准的视点组织分析系统的架构,这些视点描述了同一系统的不同重要方面,请根据图中不同视点所关注的核心内容,将备选的架构视点填入图中的(1)(5)。备选答案:技术选择架构、企业业务架构、分布式工程架构、计算接口架构、逻辑信息架构【问题2】在技术选择架构规划时,王工认为系统应基于现有分布式基础设施(分布式中间件)来构建,因为这样可以充分利用现有基础设施提供的各种支撑,在更短时间内构造出质量更高的分布式系统;而李工则认为可基于基本的进程间通信机制自主开发系统的支撑平台,这样可以避免对特定中间件的依赖,项目组经过认真讨论,最终采用了王工的方案。请用400字以内文字,从构件管理支持、互操作支持

3、以及公共服务支持三个方面说明现有分布式基础设施为构建分布式系统所提供的基本支撑。【问题3】由于系统后台模块的分布式特性,后台分布式对象之间的互操作机制是需要考虑的核心问题之一。下图所示是当前分布式基础设施中支持分布式对象互操作的基本机制,请将相应部件名称填入图中(1)(2);基于图给出的结构,用300字以内文字说明完成一次分布式对象调用的详细步骤。1、【问题1】(1)企业业务架构(2)逻辑信息架构(3)计算接口架构(4)分布式工程架构(5)技术选择架构【问题2】(1)构件管理支持:现有分布式基础设施一般通过构件容器为构件提供基本的运行环境;具体功能一般包括管理构件的实例及其生命周期、管理构件的

4、元信息等。(2)互操作支持:现有分布式基础设施均提供了高层通信协议以屏蔽节点的物理特性以及各节点在处理器、操作系统、程序设计语言等方面的异构性;基于互操作支持,开发人员在开发与调用分布式对象时,均不需自己编写处理底层通信的代码。(3)公共服务支持:现有分布式基础设施通常将针对分布式软件的通用支持集成于一身,以公共服务的形式提供给应用程序;其提供的常见公共服务包括命名服务、事务服务、安全服务、持久性  服务等。 【问题3】(1)存根/桩 (2)框架或(1)代理 (2)存根一次远程调用的过程如下:客户程序将调用请求发送给客户端桩,对于客户程序来说,桩就是服务程序在客户端的代理。

5、客户端桩负责将远程调用请求进行编组并发送给通信总线。调用请求经通信总线传送到服务端框架。服务端框架将调用请求解组并分派给真正的远程对象实现(服务程序)。服务程序完成客户端的调用请求,将结果返回给服务端框架。服务端框架将调用结果编组并发送给通信总线。调用结果经通信总线传送到客户端桩。客户端桩将调用结果解组并返回给客户程序,客户程序得到调用结果。答案:解析:【简答题】论基于架构的软件设计方法及应用基于架构的软件设计(Architecture-Based Software Design,ABSD.方法以构成软件架构的商业、质量和功能需求等要素来驱动整个软件开发过程。ABSD是一个自顶向下,递归细化的

6、软件开发方法,它以软件系统功能的分解为基础,通过选择架构风格实现质量和商业需求,并强调在架构设计过程中使用软件架构模板。采用ABSD方法,设计活动可以从项目总体功能框架明确后就开始,因此该方法特别适用于开发一些不能预先决定所有需求的软件系统,如软件产品线系统或长生命周期系统等,也可为需求不能在短时间内明确的软件项目提供指导。请围绕“基于架构的软件开发方法及应用”论题,依次从以下三个方面进行论述。1概要叙述你参与开发的、采用ABSD方法的软件项目以及你在其中所承担的主要工作。2结合项目实际,详细说明采用ABSD方法进行软件开发时,需要经历哪些开发阶段?每个阶段包括哪些主要活动?3阐述你在软件开发

7、的过程中都遇到了哪些实际问题及解决方法。1、答案:解析:1论文中要具体介绍项目的背景与总体需求、系统所采用的技术路线以及你所承担的实际工作。2采用ABSD方法进行软件开发时,需要经历架构需求、架构设计、架构文档化、架构复审、架构实现和架构演化六个阶段。1)架构需求阶段需要明确用户对目标软件系统在功能、行为、性能、设计约束等方面的期望。其主要活动包括需求获取、标识构件和架构评审。(1)需求获取活动需要定义开发人员必须实现的软件功能,使得用户能够完成他们的任务,从而满足功能需求。与此同时,还要获得软件质量属性,满足一些非功能性需求。(2)标识构件活动首先需要获得系统的基本结构,然后对基本结构进行分

8、组,最后将基本结构进行打包成构件。(3)架构需求评审活动组织一个由系统涉众(用户、系统分析师、架构师、设计实现人员等)组成的小组,对架构需求及相关构件进行审查。审查的主要内容包括所获取的需求是否真实反映了用户需求,构件合并是否合理等。2)架构设计阶段是一个迭代过程,利用架构需求生成并调整架构决策。主要活动包括提出架构模型、将已标识的构件映射到架构中、分析构件之间的相互作用、产生系统架构和架构设计评审。3)架构文档化的主要活动是对架构设计进行分析与整理,生成架构规格说明书和测试架构需求的质量设计说明书。4)在一个主版本的软件架构分析之后,需要安排一次由外部人员(客户代表和领域专家)参加的架构复审

9、。架构复审需要评价架构是否能够满足需求,质量属性需求是否在架构中得以体现、层次是否清晰、构件划分是否合理等。从而标识潜在的风险,及早发现架构设计中的缺陷和错误。5)架构实现主要是对架构进行实现的过程,主要活动包括架构分析与设计、构件实现、构件组装和系统测试。6)架构演化阶段主要解决用户在系统开发过程中发生的需求变更问题。主要活动包括架构演化计划、构件变动、更新构件的相互作用、构件的组装与测试和技术评审。3在软件开发的过程中可能遇到的问题包括:在架构需求获取过程中如何对捕获的架构需求进行筛选和优先级排序;在架构复审过程中如何解决评审人员的意见不一致问题;在架构实现过程中如何根据项目组实际情况选择

10、开发语言与开发平台;在架构演化过程中如何筛选并处理用户的需求变更,等等。【简答题】论企业应用系统的数据持久层架构设计数据持久层(Data Persistence Layer)通常位于企业应用系统的业务逻辑层和数据源层之间,为整个项目提供一个高层、统一、安全、并发的数据持久机制,完成对各种数据进行持久化的编程工作,并为系统业务逻辑层提供服务。它能够使程序员避免手工编写访问数据源的方法,使其专注于业务逻辑的开发,并且能够在不同项目中重用本框架,这大大简化了数据的增加、删除、修改、查询功能的开发过程,同时又不丧失多层结构的天然优势,继承延续应用系统架构的可伸缩性和可扩展性。当运用关系型数据库作为数据

11、存储机制时,在业务层与数据源间加入数据持久层,能够解决对象与关系的“阻抗不匹配”问题,将对象的状态持久化存储到关系型数据库中。请围绕“企业应用系统的数据持久层架构设计”论题,依次从以下三方面进行论述。1概要叙述你参与分析和设计的企业应用系统开发项目以及你所担任的主要工作。2分析在企业应用系统的数据持久层架构设计中有哪些数据访问模式,并详细阐述每种数据访问模式的主要内容。3数据持久层架构设计的好坏决定着应用程序性能的优劣,请结合实际说明在数据持久层架构设计中需要考虑哪些问题。1、答案:解析:1.简要描述所参与分析和设计的企业应用系统开发项目,并明确指出在其中承担的主要任务和开展的主要工作。2.分

12、析在企业应用系统的数据持久层架构设计中有哪些数据访问模式,并详细阐述每种数据访问模式的主要内容。企业应用系统的数据持久层架构设计中主要有五种数据访问模式:(1)在线访问(Online Access)。OA是最基本的数据访问模式,也是在实际开发过程中最常采用的。这种数据访问模式会占用一个数据库连接,读取数据,每个数据库操作都会通过这个连接不断地与后台的数据源进行交互。(2)数据访问对象(Data Access Object)。DAO模式是标准的J2EE设计模式之一,开发人员常常用这种模式将底层数据访问操作与高层业务逻辑分离开。一个典型的DAO实现通常包括:一个DAO工程类;一个DAO接口;一个实

13、现了DAO接口的具体类,包含访问特殊数据源中数据的逻辑;数据传输对象。(3)数据传输对象(Data Transfer Object)。DTO是经典EJB设计模式之一,它本身是一组对象或者数据的容器,需要跨越不同的进程或者网络的边界来传输数据。对象本身应该不包含具体的业务逻辑,并且通常这些对象内部职能进行一些诸如内部一致性检查和基本验证之类的方法,而且这些方法最好不要再调用其他的对象行为。在具体实现DTO时,可以使用编程语言内置的集合对象,也可以通过创建自定义类来实现DTO对象。(4)离线数据模型(Off-line Data Model)。ODM以数据为中心,数据从数据源获取之后,将按照某种预定

14、义的结构存放在系统中,成为应用的中心。离线方式可以使得对数据的各种操作独立于各种与后台数据源之间的连接或者事务;通过与XML集成数据可以方便地与XML格式的文档之间相互转换;独立于数据源,ODM定义了数据的存储结构和规则。(5)对象关系映射(Object Relational Mapping)。ORM是随着面向对象软件开发方法发展而产生的,面向对象开发方法是主流的开发方法,关系型数据库是企业级应用环境中永久存放数据的主流数据存储系统。对象和关系数据是业务实体的两种表现形式,业务实体在内存中表现为对象,在数据库中表现为关系数据。ORM一般以中间件的形式存在,能够帮助将应用程序中的数据转换成关系型

15、数据库中的记录;或者将关系数据库中的记录转换成应用程序中便于操作的对象。3.数据持久层架构设计的好坏决定着应用程序性能的优劣,无论在C/S,还是在B/S结构中,持久层在处理数据的同时,对服务器锁的类型和持续时间、输入输出活动量以及处理器负荷等产生主要影响,并由此影响应用程序的总体性能。在持久层设计阶段需要考虑的问题包括:网络流量问题;返回结果集的问题;查询或锁定超时的问题;应用程序开发工具的问题;使用游标的问题;应用层设计的问题等。 【简答题】论决策支持系统的开发与应用决策支持系统(Decision Support Systems,DSS)是以管理科学、运筹学、控制论和行为科学为基础,以计算机

16、技术、仿真技术和信息技术为手段,以人机交互方式进行半结构化和非结构化决策的信息系统。它调用各种信息资源,并提供各种分析工具,为决策者提供分析问题、建立模型、模拟决策过程和方案的环境,帮助决策者提高决策水平和质量。决策支持系统在许多领域得到了广泛的应用,己成为许多行业经营管理中一个不可缺少的现代化支持工具。请围绕“决策支持系统的开发与应用”论题,依次从以下三个方面进行论述。1概要叙述你参与管理和开发的决策支持系统项目以及在其中所担任的主要工作。2简要叙述决策支持系统包含的典型组成部件及对应的基本功能。说明在建立决策支持系统时需解决的一般关键问题。3说明你所参与管理和开发的决策支持系统的应用场合以

17、及对决策结果的要求,具体阐述在开发过程中所采用的关键技术、实旌过程和实际应用的效果。1、答案:解析:1简要叙述所参与管理和开发的决策支持系统项目,并明确指出在其中承担的主要任务和开展的主要工作。2决策支持系统包括如下典型组件:(1)接口部分,即输入/输出的界面,是人机交互的窗口。(2)模型管理子系统,具有存储、动态建模的功能。目前模型管理的实现是通过模型库系统来完成的。(3)知识管理子系统,集中管理决策问题领域的知识(规则和事实),包括知识的获取、表达、管理等功能。(4)数据管理子系统,DSS的数据库通常包括在数据仓库中。数据仓库是集成的、面向主题的数据库集合。数据仓库通常从内部和外部数据源中

18、抽取。内部数据主要来自于组织的交易处理系统。外部数据包括行业数据、市场调查数据等。(5)用户,用户可看作系统的一部分。DSS的用户主要是企业各层次的管理者和商业分析人员。在建立决策支持系统时,主要有以下几个关键问题:1)建立数据仓库系统数据仓库系统必须为决策支持的分析处理提供以下服务:(1)根据主题需要,从OLTP数据库中抽取分析用的数据。为此在抽取过程中要对原始数据进行分类、求和、统计等处理,抽取的过程实际上是数据的再组织。(2)在抽取过程中,完成数据净化,即去掉不合格的原始数据,必要时还必须对缺损的数据加以补充。(3)在改变分析决策的主题时,可以按主题进行数据查询和访问。(4)采用多级存储

19、模式,解决数据量巨大及按照主题、粒度划分的数据组织问题。2)模型、方法和知识管理系统采用数据仓库和多维数据库技术的数据管理子系统将数据进行整理(预处理)和净化之后,形成可靠的易于进行决策的“数据源”(即数据仓库或多维数据库),这个“数据源”的结构与形式和决策支持系统所采用的模型与知识有关。决策粗略地分为结构化决策支持、非结构化决策支持、半结构化决策支持。一个较好的决策支持系统必须完成这三方面的决策支持。模型、方法和知识的管理是决策支持系统的核心,它对依据问题建立的模型库、方法库和知识库进行管理。(1)对模型库、方法库和知识库进行维护。模型、方法和知识管理系统必须有对三库的维护界面;可根据问题的

20、需要对模型、方法和知识库进行增加、删除和修改,并保证三库的一致性:一是系统运行过程调用每个库时不发生矛盾,特别是对知识库的维护更为复杂;二是每种模型、方法和知识都能调用到。(2)模型、方法和知识管理系统根据用户的要求和数据仓库提供的数据,能有效地选择模型、方法和知识,经系统运行得到相应的结果,并将结果送给交互环境进行输出。智能决策支持系统一般是在模型、方法和知识管理系统的基础上增加专家系统和数据采掘与知识发现技术。智能决策支持系统(Intelligence Decision Support System,IDSS)的主要任务包括:(1)分析和识别问题;(2)描述决策问题和决策知识;(3)形成候

21、选的决策方案(目标、规划、方法和途径等);(4)构造决策问题的求解模型(如数学模型、运筹学模型、程序模型、经验模型等);(5)建立评价决策问题的各种准则(如价值准则、科学准则、效益准则等);(6)多方案、多目标、多准则情况下的比较和优化;(7)综合分析,包括决策结果或方案对实际问题可能产生的作用和影响的分析,以及各种环境因素、变量对决策方案或结果的影响程序分析等。3)用户交互环境用户交互环境是决策者或决策部门与决策支持系统打交道的界面,它负责接收用户发出的各种命令,根据这些命令调用不同的子系统,并获得处理结果,最后再将这些结果输出给用户。交互环境的好坏直接影响着用户对系统的使用。一个好的交互环

22、境,其输入应当简单、易学、易用。其输出应当做到内容丰富、形式活泼。3考生需结合自身参与项目的实际状况,指出其参与管理和开发的决策支持系统的应用行业或领域,选择一个关键问题说明其设计、实现的具体过程、方法以及对实际应用效果的分析。 【简答题】论企业信息化规划的实施与应用企业信息化建设是一项长期而艰巨的任务,不可能在短时间内完成。信息化规划是企业信息化建设的纲领和向导,是信息系统设计和实施的前提和依据。信息化规划以整个企业的发展目标和战略、企业各部门的目标与功能为基础,同时结合行业信息化方面的实践和对信息技术发展趋势的掌握,制定出企业信息化远景、目标和发展战略,从而达到全面、系统地指导企

23、业信息化建设的目的。请围绕“企业信息化规划的实施与应用”论题,依次从以下三个方面进行论述。1概要叙述你参与的企业信息化规划项目以及你在其中所担任的主要工作。2简要叙述企业信息化规划的主要内容。结合你参与的项目的实际情况,详细分析有关企业的信息化规划目标及规划的具体内容。3说明你所参与实施的企业信息化规划的步骤及效果,介绍其是否达到了预期的目标并分析原因。1、答案:解析:1简要叙述所参与管理和开发的企业信息化规划项目,并明确指出在其中承担的主要任务和开展的主要工作。2企业信息化规划的内容企业信息化规划不仅涉及到信息系统规划,同时与企业规划、业务流程建模等紧密相关,是融合企业战略、管理规划、业务流

24、程重组等内容的“业务+管理+技术”的规划活动,如下图所示。涉及到业务流程重组和信息资源规划、信息技术战略规划、信息系统战略规划和企业战略规划等多个领域。所有的规划都应该围绕企业关键目标的实现而展开,并为企业目标的实现提供支持和必须的服务。进行信息化规划时,需要做好以下几个方面的工作:(1)明确发展目标和实施重点。(2)成立领导机构。(3)做好企业业务信息化需求分析。(4)确定企业信息化不同发展阶段的投资预算。(5)制定必要的促进企业信息化建设的规章制度。3结合实际项目,详细阐述企业信息化规划的目标和实施重点,对于企业业务信息化需求分析应进行重点论述。说明企业信息化规划的实施过程,总结实施效果并

25、进行进一步的分析。 【简答题】论软件可靠性设计技术的应用随着软件的日益普及,系统中软件成分不断增加,使得系统对软件的依赖越来越强。软件的可靠性对系统可靠性的影响越来越大。而实践证明,保障软件可靠性最有效、最经济、最重要的手段是在软件设计阶段采取措施进行可靠性控制,为此提出了软件可靠性设计的概念。软件可靠性设计就是在常规的软件设计中,应用各种方法和技术,使软件设计在兼顾用户功能和性能需求的同时,全面满足软件的可靠性要求。软件可靠性设计应和软件的常规设计紧密结合,贯穿于软件设计过程的始终。请围绕“软件可靠性设计技术的应用”论题,依次从以下三个方面进行论述。1概要叙述你参与管理和开发的软件

26、项目以及你在其中所承担的主要工作。2结合项目实际,论述你在项目开发过程中,进行软件可靠性设计时遵循的基本原则;论述你在该项目中所采用的具体可靠性设计技术。3阐述你在具体的可靠性设计工作中,为了分析影响软件可靠性的主要因素,所采用的可靠性分析方法。1、答案:解析:1概要论述你参与管理和开发的信息系统项目以及你在其中所承担的主要工作。2结合项目实际,论述你在进行软件可靠性设计时遵循的基本原则,你所采用的具体可靠性设计技术的基本内容。可靠性设计需要遵循的原则有:(1)软件可靠性设计是软件设计的一部分,必须在软件的总体设计框架中使用,并且不能与其他设计原则相冲突。(2)软件可靠性设计在满足提高软件质量

27、要求的前提下,以提高和保障软件可靠性为最终目标。(3)软件可靠性设计应确定软件的可靠性目标,不能无限扩大,并且在功能、用户需求、开发费用之后考虑。常见的可靠性设计技术有容错设计、检错设计、降低复杂度设计等技术。容错设计技术:对于软件失效后果特别严重的场合,采用容错设计技术。常见的容错设计技术有三种:恢复块设计、N版本程序设计和冗余设计。恢复块设计:选择一组软件操作作为容错设计单元,把普通的程序块变成恢复块。一个恢复块包含有若干个功能相同、设计差异的程序块文本,一个运行文本,多个备份文本,构成“动态冗余”,一旦运行文本出现故障,则用备份文本替换。软件容错的恢复块方法就是使软件包含有一系列恢复块。

28、N版本程序设计:N版本程序的核心是通过设计出多个模块或不同版本,对于相同初始条件和相同输入的操作结果,实现多数表决,防止其中某一软件模块/版本的故障提供错误的服务,以实现软件容错。冗余设计:在一套完整的软件系统之外,设计一种不同路径、不同算法或不同实现方法的模块或系统作为备份,在出现故障时可以使用冗余的部分进行替换,从而维持软件系统的正常运行。缺点是费用和资源的消耗会有所增加。检错技术:在软件系统中,无需在线容错的地方,或不能采用冗余设计技术的部分,如果对可靠性要求较高,故障有可能导致严重的后果时,一般采用检错技术,在软件出现故障后能及时发现并报警,其缺点是不能自动解决故障。降低复杂度设计:软

29、件复杂性与软件可靠性有着密切的关系,是产生软件缺陷的重要根源。在设计时考虑降低软件的复杂性,是提高软件可靠性的有效方法。降低复杂度设计的思想是在保证实现软件功能的基础上,简化软件结构,缩短程序代码,优化软件数据流向,降低软件复杂度,从而提高软件可靠性。考生应该结合实际工作,具体解释遵循的原则和采用的一种或多种可靠性设计技术。3阐述你在具体的可靠性设计工作中,为了分析影响软件可靠性的主要因素,所采用的可靠性分析方法。在软件可靠性设计之前和软件可靠性设计过程中,都需要采用软件可靠性分析和预测方法,来确定当前系统中的主要可靠性因素、目标。常见的软件可靠性分析方法包括故障树分析方法、失效模式与效应分析

30、方法等。故障树分析方法:一种自顶向下的软件可靠性分析方法,即从软件系统不希望发生的事件(顶事件),特别是对人员和设备的安全及可靠性产生重大影响的事件开始,向下逐步追查导致顶事件发生的原因,直至基本事件(底事件),从而确定软件故障原因的各种可能组合方式和(或)发生概率。基本的步骤是软件故障树的建立、定性分析和定量分析。失效模式与效应分析方法:在软件开发阶段的早期,通过识别软件失效模式,分析造成的后果,研究分析各种失效模式产生的原因,寻找消除和减少其有害后果的方法,以便尽早发现潜在的问题,并采取相应的措施,从而提高软件的可靠性和安全性。SFMEA的分析对象可以是开发早期阶段的高层次的子系统、部件,也可以是详细设计阶段的单元、模块。对于不同的分析对象,其软件失效模式是不同的,采用的SFMEA分析方法也不同,前者采用系统级分析方法(system FMEA),后者为详细级分析方法(detailedFMEA)。其基本的步骤是系统定义、软件失效模式分析、软件失效原因分析、软件失效影响分析、改进措施分析。考生应该结合实际工作,具体阐述自己所采用的一种或多种可靠性分析方法。

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