2010年下半年軟考系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)師下午試題

作者：51CTO 2010-11-13 23:38:00

2010年下半年軟考在11月13日進(jìn)行，本文是51CTO.com第一時(shí)間獲得的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)師科目的下午試題，其專家參考答案我們也將盡快更新，請(qǐng)大家關(guān)注并參與討論。

【51CTO.com獨(dú)家特稿】2010年下半年全國(guó)軟考系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)師考試在11月13日舉行，以下為系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)師具體試題。

51CTO.com稍后將公布2010年下半年軟考試題和專家版答案、點(diǎn)評(píng)，敬請(qǐng)關(guān)注。51CTO軟考專區(qū)： http://training.51cto.com/softexam/

試題一（共25分）

閱讀以下關(guān)于軟件系統(tǒng)架構(gòu)選擇的說(shuō)明，在答題紙上回答問(wèn)題1至問(wèn)題3。

【說(shuō)明】

某公司欲針對(duì)Linux操作系統(tǒng)開(kāi)發(fā)一個(gè)KWIC（Key Word in Context)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(jìn)行循環(huán)滾動(dòng)閱讀。在對(duì)KWIC系統(tǒng)進(jìn)行需求分析時(shí)，公司的業(yè)務(wù)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(guò)重復(fù)剪切幫助文檔中的第一個(gè)單詞并將其插入到行尾的方式實(shí)現(xiàn)幫助文檔內(nèi)容的循環(huán)滾動(dòng)，后續(xù)還將采用其它的方法實(shí)現(xiàn)這一功能。

在對(duì)KWIC系統(tǒng)的架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，公司的架構(gòu)師王工提出采用共享數(shù)據(jù)的主程序-子程序的架構(gòu)風(fēng)格，而李工則主張采用管道-過(guò)濾器的架構(gòu)風(fēng)格。在架構(gòu)評(píng)估會(huì)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(duì)這兩種方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，最終采用了李工的方案。

[問(wèn)題1]（7分）

在實(shí)際的軟件項(xiàng)目開(kāi)發(fā)中，采用恰當(dāng)?shù)募軜?gòu)風(fēng)格是項(xiàng)目成功的保證。請(qǐng)用200字以內(nèi)的文字說(shuō)明什么是軟件架構(gòu)風(fēng)格，并對(duì)主程序-子程序和管道-過(guò)濾器這兩種架構(gòu)風(fēng)格的特點(diǎn)進(jìn)行描述。

[問(wèn)題2]（12分）

請(qǐng)完成表1-1中的空白部分（用+表示優(yōu)、-表示差），對(duì)王工和李工提出的架構(gòu)風(fēng)格進(jìn)行評(píng)價(jià)，并指出采用李工方案的原因。

[問(wèn)題3]（6分）

圖1-1是李工給出的架構(gòu)設(shè)計(jì)示意圖，請(qǐng)將恰當(dāng)?shù)墓δ苊枋鎏钊雸D中的(1)一(4)。

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試題二（共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。

［說(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(mén)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(xiě)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。

［問(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。

［問(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)。

［問(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。

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試題三（共25分）

閱讀以下關(guān)于汽車電子基礎(chǔ)軟件架構(gòu)的說(shuō)明，在答題紙上回答問(wèn)題1至問(wèn)題3。

【說(shuō)明】

某軟件公司承擔(dān)了某項(xiàng)國(guó)家重點(diǎn)項(xiàng)目的研制工作，任務(wù)重點(diǎn)是參考國(guó)外汽車電子發(fā)展趨勢(shì)，開(kāi)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(shí)現(xiàn)汽車企業(yè)未來(lái)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃。

該軟件公司接收此項(xiàng)任務(wù)后，調(diào)動(dòng)全體技術(shù)人員深入收集國(guó)外相關(guān)技術(shù)資料，經(jīng)過(guò)多方調(diào)研和分析，公司提出遵照國(guó)際組織最新推出的AUTOSAR規(guī)范，按統(tǒng)籌規(guī)劃、分步驟實(shí)施的原則，實(shí)現(xiàn)汽車公司的基礎(chǔ)軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)。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(xiàng)目工作所包含的內(nèi)容，即軟件架構(gòu)和基礎(chǔ)軟件。

［問(wèn)題1］(7分）

AUTOSAR規(guī)范中要求，汽車電子軟件開(kāi)發(fā)流程應(yīng)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(kāi)發(fā)過(guò)程，公司李工和王工分別提出了兩種軟件開(kāi)發(fā)流程，其開(kāi)發(fā)流程見(jiàn)圖3-2和3-3（圖中ECU是指汽車電子中的電子控制單元）。請(qǐng)說(shuō)明李工和王工誰(shuí)定義的流程更符合AUTOSAR的規(guī)定，并說(shuō)明理由。

［問(wèn)題2］（10分）

圖3-1中的II-1.1.1項(xiàng)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(qǐng)說(shuō)明（1）~（5)箭頭所標(biāo)的具體操作含義。

［問(wèn)題3]（8分）

AUTOSAR是一種開(kāi)放式架構(gòu)，用150字以內(nèi)的文字，說(shuō)明采用AUTOSAR架構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)，并說(shuō)明汽車電子ECU覆蓋汽車的哪三個(gè)領(lǐng)域。

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試題四（共25分）

閱讀以下關(guān)于系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)工具集成的說(shuō)明，在答題紙上回答問(wèn)題1至問(wèn)題3。

【說(shuō)明】

TeleDev是一個(gè)大型的電信軟件開(kāi)發(fā)公司，公司內(nèi)部采用多種商業(yè)/開(kāi)源的工具進(jìn)行軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)工作。為了提高系統(tǒng)開(kāi)發(fā)效率，公司管理層決定開(kāi)發(fā)一個(gè)分布式的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)工具集成框架，將現(xiàn)有的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)工具有效集成在一起。集成框架開(kāi)發(fā)小組經(jīng)過(guò)廣泛調(diào)研，得到了如下核心需求：

(1)目前使用的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)工具的運(yùn)行平臺(tái)和開(kāi)發(fā)語(yǔ)言差異較大，集成框架應(yīng)無(wú)縫集成各個(gè)工具的功能；

(2)目前使用的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)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(yīng)實(shí)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(shí)際的開(kāi)發(fā)流程靈活、動(dòng)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(yīng)能集成一些常用的第三方實(shí)用工具，如即時(shí)通信，郵件系統(tǒng)等。

集成框架開(kāi)發(fā)小組經(jīng)過(guò)分析與討論，最終決定采用企業(yè)服務(wù)總線(ESB)作為集成框架的基礎(chǔ)架構(gòu)。

［問(wèn)題1]（8分）

ESB是目前企業(yè)級(jí)應(yīng)用集成常用的基礎(chǔ)架構(gòu)。請(qǐng)列舉出ESB的4個(gè)主要功能，并從集成系統(tǒng)的部署方式、待集成系統(tǒng)之間的禍合程度、集成系統(tǒng)的可擴(kuò)展性3個(gè)方面說(shuō)明為何采用ESB作為集成框架的基礎(chǔ)架構(gòu)。

［問(wèn)題2］（12分）

在ESB基礎(chǔ)架構(gòu)的基礎(chǔ)上，請(qǐng)根據(jù)題干描述中的4個(gè)需求，說(shuō)明每個(gè)需求應(yīng)該采用何種具體的集成方式或架構(gòu)風(fēng)格最為合適。

［問(wèn)題3］（5分）

請(qǐng)指出在實(shí)現(xiàn)工具之間數(shù)據(jù)格式的靈活轉(zhuǎn)換時(shí)，通常采用的設(shè)計(jì)模式是什么，并對(duì)實(shí)現(xiàn)過(guò)程進(jìn)行簡(jiǎn)要描述。

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試題五（共25分）

閱讀以下信息系統(tǒng)可靠性問(wèn)題的說(shuō)明，在答題紙上回答問(wèn)題1至問(wèn)題3。

【說(shuō)明】

某軟件公司開(kāi)發(fā)一項(xiàng)基于數(shù)據(jù)流的軟件，其系統(tǒng)的主要功能是對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)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(duì)該系統(tǒng)的軟件可靠性要求很高，要求系統(tǒng)能夠長(zhǎng)時(shí)間無(wú)故障運(yùn)行。該公司將該系統(tǒng)設(shè)計(jì)交給王工負(fù)責(zé)。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(gè)模塊的可靠度足夠高，失效率足夠低，則整個(gè)軟件系統(tǒng)的可靠性是有保證的。

李工對(duì)王工的方案提出了異議。李工認(rèn)為王工的說(shuō)法有兩個(gè)問(wèn)題：第一，即使每個(gè)模塊的可靠度足夠高，但是整個(gè)軟件系統(tǒng)模塊之間全部采用串聯(lián)，則整個(gè)軟件系統(tǒng)的可靠度明顯下降。假設(shè)各個(gè)模塊的可靠度均為0.99則整個(gè)軟件系統(tǒng)的可靠度為0.994≈0.96：第二，軟件系統(tǒng)模塊全部采用串聯(lián)結(jié)構(gòu)時(shí)，一旦某個(gè)模塊失效，則意味著整個(gè)軟件系統(tǒng)失效。

李工認(rèn)為，應(yīng)該在軟件系統(tǒng)中采用冗余技術(shù)中的動(dòng)態(tài)冗余或者軟件容錯(cuò)的N版本程序設(shè)計(jì)技術(shù)，對(duì)容易失效或者非常重要的模塊進(jìn)行冗余設(shè)計(jì)，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(lái)提高整個(gè)軟件系統(tǒng)的可靠性。同時(shí)，李工給出了采用動(dòng)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。

劉工建議，李工方案中M1和M4模塊沒(méi)有采用容錯(cuò)設(shè)計(jì)，但MI和M4發(fā)生故障有可能導(dǎo)致嚴(yán)重后果。因此，可以在M1和M4模塊設(shè)計(jì)上采用檢錯(cuò)技術(shù)，在軟件出現(xiàn)故障后能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并報(bào)警，提醒維護(hù)人員進(jìn)行處理。

注：假設(shè)各個(gè)模塊的可靠度均為0.99。

［問(wèn)題1]（4分）

在系統(tǒng)可靠性中，可靠度和失效率是兩個(gè)非常關(guān)鍵的指標(biāo)，請(qǐng)分別解釋其含義。

［問(wèn)題2]（13分）

請(qǐng)解釋李工提出的動(dòng)態(tài)冗余和N版本程序設(shè)計(jì)技術(shù)，給出圖5-1中模塊M2采用圖5-2動(dòng)態(tài)冗余技術(shù)后的可靠度。

請(qǐng)給出采用李工設(shè)計(jì)方案后整個(gè)系統(tǒng)可靠度的計(jì)算方法，并計(jì)算結(jié)果。

［問(wèn)題3]（8分）

請(qǐng)給出檢錯(cuò)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，并說(shuō)明檢測(cè)技術(shù)常見(jiàn)的實(shí)現(xiàn)方式和處理方式。

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論文試題

試題一論軟件的靜態(tài)演化和動(dòng)態(tài)演化及其應(yīng)用

軟件演化（Software Evolution）是指軟件在其生命周期內(nèi)的更新行為和過(guò)程。演化是一系列貫穿軟件生命周期始終的活動(dòng)，系統(tǒng)需求改變、功能實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)、新功能加入、軟件架構(gòu)改變、軟件缺陷修復(fù)、運(yùn)行環(huán)境改變均要求軟件系統(tǒng)能夠快速適應(yīng)變化，具有較強(qiáng)的演化能力。軟件靜態(tài)演化（Static Evolution）和動(dòng)態(tài)演化（Dynamic Evolution）是目前軟件演化的兩種重要類型。

請(qǐng)圍繞“軟件的靜態(tài)演化和動(dòng)態(tài)演化及其應(yīng)用”論題，依次從以下三個(gè)方面進(jìn)行論述。

1.概要敘述你參與管理和開(kāi)發(fā)的軟件項(xiàng)目以及你在其中所擔(dān)任的主要工作。

2.請(qǐng)分別對(duì)軟件靜態(tài)演化和動(dòng)態(tài)演化的特點(diǎn)進(jìn)行論述，說(shuō)明兩種軟件演化類型各自的優(yōu)缺點(diǎn)及其應(yīng)用場(chǎng)合，并舉例說(shuō)明各自的常見(jiàn)演化技術(shù)手段。

3.具體闡述你參與管理和開(kāi)發(fā)的項(xiàng)目中所進(jìn)行的軟件演化活動(dòng)的特點(diǎn)、演化的類型，以及所采取的對(duì)應(yīng)演化技術(shù)手段，說(shuō)明具體實(shí)施過(guò)程以及實(shí)際應(yīng)用的效果。

試題二論數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的應(yīng)用

隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，各組織機(jī)構(gòu)積累的數(shù)據(jù)量急劇增長(zhǎng)。如何從海量的數(shù)據(jù)中提取有用的知識(shí)成為當(dāng)務(wù)之急。數(shù)據(jù)挖掘(Data Mining）就是為順應(yīng)這種需要應(yīng)運(yùn)而生發(fā)展起來(lái)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，是知識(shí)發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵步驟。數(shù)據(jù)挖掘就是從大量的、不完全的、有噪聲的、模糊的、隨機(jī)的實(shí)際應(yīng)用數(shù)據(jù)中，提取隱含在其中的、人們事先不知道的、但又是潛在有用的信息和知識(shí)的過(guò)程。

請(qǐng)圍繞“論數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的應(yīng)用”論題，依次對(duì)以下三個(gè)方面進(jìn)行論述。

1.概要敘述你參與分析和開(kāi)發(fā)的軟件項(xiàng)目以及你所擔(dān)任的主要工作。

2.數(shù)據(jù)挖掘的主要任務(wù)是什么？具體論述你在項(xiàng)目中使用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)所解決的問(wèn)題。

3.數(shù)據(jù)挖掘的力一法主要有哪些？分析并討論你所選擇的數(shù)據(jù)挖掘方法，簡(jiǎn)述其具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程和實(shí)際應(yīng)用效果。

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試題三論大規(guī)模分布式系統(tǒng)緩存設(shè)計(jì)策略

大規(guī)模分布式系統(tǒng)通常需要利用緩存技術(shù)減輕服務(wù)器負(fù)載、降低網(wǎng)絡(luò)擁塞、增強(qiáng)系統(tǒng)可擴(kuò)展性。緩存技術(shù)的基本思想是將客戶最近經(jīng)常訪問(wèn)的內(nèi)容在緩存服務(wù)器中存放一個(gè)副本，當(dāng)該內(nèi)容下次被訪問(wèn)時(shí)，不必建立新的數(shù)據(jù)請(qǐng)求，而是直接由緩存提供。良好的緩存設(shè)計(jì)，是一個(gè)大規(guī)模分布式系統(tǒng)能夠正常、高效運(yùn)行的必要前提。在進(jìn)行大規(guī)模分布式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)時(shí)，必須從一開(kāi)始就針對(duì)應(yīng)用需求和場(chǎng)景對(duì)系統(tǒng)的緩存機(jī)制進(jìn)行全面考慮，設(shè)計(jì)一個(gè)可伸縮的系統(tǒng)緩存架構(gòu)。

請(qǐng)圍繞“大規(guī)模分布式系統(tǒng)緩存設(shè)計(jì)策略”論題，依次從以下三個(gè)方面進(jìn)行論述。

1.概要敘述你參與實(shí)施的大規(guī)模分布式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目以及你所擔(dān)任的主要工作。

2.從不同的用途和應(yīng)用場(chǎng)景考慮，請(qǐng)?jiān)敿?xì)闡述至少兩種常見(jiàn)的緩存工作模式，并說(shuō)明每種工作模式的適應(yīng)場(chǎng)景。

3.闡述你在設(shè)計(jì)大規(guī)模分布式系統(tǒng)的緩存機(jī)制時(shí)遇到了哪些問(wèn)題，如何解決。

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試題四論軟件可靠性評(píng)價(jià)

軟件可靠性評(píng)價(jià)是指選用和建立合適的可靠性數(shù)學(xué)模型，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)技術(shù)和其他手段，對(duì)軟件可靠性測(cè)試和系統(tǒng)運(yùn)行期間的軟件失效數(shù)據(jù)（也可能包含軟件生命周期內(nèi)其他可靠性數(shù)據(jù)）進(jìn)行處理，并評(píng)估和預(yù)測(cè)軟件可靠性的過(guò)程。

軟件可靠性評(píng)價(jià)是軟件可靠性活動(dòng)的重要組成部分，既可在軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程實(shí)施，也可針對(duì)最終軟件系統(tǒng)實(shí)施。軟件可靠性評(píng)價(jià)的難點(diǎn)在于軟件可靠性模型的選擇和軟件可靠性數(shù)據(jù)的收集與處理。

請(qǐng)圍繞“軟件可靠性評(píng)價(jià)”論題，依次從以下三個(gè)方面進(jìn)行論述。

1.簡(jiǎn)要概述你參與實(shí)施的軟件開(kāi)發(fā)項(xiàng)目以及你承擔(dān)的主要工作。

2.說(shuō)明你在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中所選擇的軟件可靠性模型，并論述在軟件可靠性模型選擇時(shí)應(yīng)該考慮的主要因素。

3.收集軟件可靠性數(shù)據(jù)時(shí)經(jīng)常遇到的問(wèn)題有哪些？簡(jiǎn)述你收集軟件可靠性數(shù)據(jù)時(shí)所遇到的具體問(wèn)題及解決的方法。

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