全国计算机技术与软件专业技术资格（水平）考试
2009 下半年 系统架构设计师 案例分析
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试题一是必答题 |
试题一
某软件开发公司欲为某电子商务企业开发一个在线交易平台，支持客户完成网上购物活 动中的在线交易。在系统开发之初，企业对该平台提出了如下要求：
(1) 在线交易平台必须在 Is 内完成客户的交易请求。
(2) 该平台必须保证客户个人信息和交易信息的安全。
(3) 当发生故障时，该平台的平均故障恢复时间必须小于 10s。
(4) 由于企业业务发展较快，需要经常为该平台添加新功能或进行硬件升级。添加新功 能或进行硬件升级必须在6 小时内完成。
针对这些要求，该软件开发公司决定采用基于架构的软件开发方法，以架构为核心进行 在线交易平台的设计与实现。
【问题 1】（9 分）
软件质量属性是影响软件架构设计的重要因素。请用 200 字以内的文字列举六种不同的 软件质量属性名称并解释其含义。
【问题 2】（16 分）
请对该在线交易平台的4 个要求进行分析，用 300 字以内的文字指出每个要求对应何种 软件质量属性；并针对每种软件质量属性，各给出 2 种实现该质量属性的架构设计策略。
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从下列的 4 道试题（试题二至试题五）中任选 2 道解答。 如果解答的试题数超过 2 道，则题号小的 2 道解答有效。 |
试题二
某公司拟开发一个商业情报处理系统，使公司能够及时针对市场环境的变化及时调整发 展战略，以获取最大的商业利益。项目组经过讨论，决定采用结构化分析和设计方法。在系 统分析阶段，为了更好地对情报数据处理流程及其与外部角色的关联进行建模，项目组成员 分别给出了自己的设计思路：
(1) 小张提出先构建系统流程图（SystemFlowcharts)， 以便更精确地反映系统的业务 处理过程及数据的输入和输出。
(2) 小李提出先构建系统数据流图（Data Flow Diagrams),来展现系统的处理过程和定 义业务功能边界，并给出了情报分类子系统的 0 层和 1 层数据流图，后者如下图所示。
项目组经讨论确定以数据流图作为本阶段的建模手段。工程师老王详细说明了流程图和 数据流图之间的区别与联系，并指出了上图所示数据流图中存在的错误。
【问题 1】（11 分）
流程图和数据流图是软件系统分析设计中常用的两种手段，请用 300 字以内文字简要说 明流程图与数据流图的含义及其区别，并说明项目组为何确定采用数据流图作为建模手段。
【问题 2】（6 分）
请分析指出上图所示的数据流图中存在的错误及其原因，并针对 1 层数据流图绘制出情 报分类子系统的0 层数据流图。
【问题 3】（8 分）
高质量的数据流图是可读的、内部一致的并能够准确表示系统需求。请用 300 字以内文 字说明在设计高质量的数据流图时应考虑的三个原则。
试题三
某公司承担了一项宇航嵌入式设备的研制任务。本项目除对硬件设备环境有很高的要求 外，还要求支持以下功能：
(1) 设备由多个处理机模块组成，需要时外场可快速更换（即LRM 结构）；
(2) 应用软件应与硬件无关，便于软硬件的升级；
(3) 由于宇航嵌入式设备中要支持不同功能，系统应支持完成不同功能任务间的数据隔离；
(4) 宇航设备可靠性要求髙，系统要有故障处理能力。
公司在接到此项任务后，进行了反复论证，提出三层栈（TLS)软件总体架构，如下图所 示，并将软件设计工作交给了李工，要求他在三周内完成软件总体设计工作，给出总体设计 方案
【问题 1】（8 分）
用 150 字以内的文字，说明公司制定的TLS 软件架构的层次特点，并针对上述功能需求
（1)-（4)，说明架构中各层内涵。
【问题 2】（10 分）
在 TLS 软件架构的基础上，关于选择哪种类型的嵌入式操作系统问题，李工与总工程师 发生了严重分歧。李工认为，宇航系统是实时系统，操作系统的处理时间越快越好，隔离意 味着以时间作代价，没有必要，建议选择类似于VxWorks5.5 的操作系统；总工程师认为， 应用软件间隔离是宇航系统安全性要求，宇航系统在选择操作系统时必须考虑这一点，建议 选择类似于Linux 的操作系统。
请说明两种操作系统的主要差异，完成下表中的空白部分，并针对本任务要求，用 200 字以内的文字说明你选择操作系统的类型和理由。
两种操作系统的主要差异
【问题 3】（7 分）
故障处理是宇航系统软件设计中极为重要的组成部分。故障处理主要包括故障监视、故 障定位、故障隔离和系统容错（重组)。用 150 字以内的文字说明嵌入式系统中故障主要分 哪几类？并分别给出两种常用的故障滤波算法和容错算法。
试题四
某公司欲开发一个车辆定速巡航控制系统，以确保车辆在不断变化的地形中以固定的速 度行驶。该系统的简化示意图如下图所示。各种系统输入的含义见下表。
图 4-1 定速巡航控制系统的简化示意图
表 4-1 定速巡航控制系统输入说明
公司的领域专家对需求进行深入分析后，将系统需求认定为：任何时刻，只要定速巡航 控制系统处于工作状态，就要有确定的期望速度，并通过调整引擎油门的设定值来维持期望 速度。
在对车辆定速巡航控制系统的架构进行设计时，公司的架构师王工提出采用面向对象的 架构风格，而李工则主张采用控制环路的架构风格。在架构评估会议上，专家对这两种方案 进行综合评价，最终采用了面向对象和控制环路相结合的混合架构风格。
【问题 1】 (5 分)
在实际的软件项目开发中，采用成熟的架构风格是项目成功的保证。请用 200 字以内的 文字说明：什么是软件架构风格；面向对象和控制环路两种架构风格各自的特点。
【问题 2】（12 分）
用户需求没有明确给出该系统如何根据输入集合计算输出。请用 300 字以内的文字针对 该系统的增减速功能，分别给出两种架构风格中的主要构件，并详细描述计算过程。
【问题 3】（8 分）
实际的软件系统架构通常是多种架构风格的混合，不同的架构风格都有其适合的应用场 景。以该系统为例，针对面向对象架构风格和控制环路架构风格，各给出两个适合的应用场 景，并简要说明理由。
试题五
某企业根据业务扩张的要求，需要将原有的业务系统扩展到互联网上，建立自己的B2C 业务系统，此时系统的安全性成为一个非常重要的设计需求。为此，该企业向软件开发商提 出如下要求：
(1) 合法用户可以安全地使用该系统完成业务；
(2) 灵活的用户权限管理；
(3) 保护系统数据的安全，不会发生信息泄漏和数据损坏；
(4) 防止来自于互联网上各种恶意攻击；
(5) 业务系统涉及到各种订单和资金的管理，需要防止授权侵犯；
(6) 业务系统直接面向最终用户，需要在系统中保留用户使用痕迹，以应对可能的商业 诉讼。
该软件开发商接受任务后，成立方案设计小组，提出的设计方案是：在原有业务系统的 基础上，保留了原业务系统中的认证和访问控制模块；为了防止来自互联网的威胁，增加了 防火墙和入侵检测系统。
企业和软件开发商共同组成方案评审会，对该方案进行了评审，各位专家对该方案提出 了多点不同意见。李工认为，原业务系统只针对企业内部员工，采用了用户名/密码方式是 可以的，但扩展为基于互联网的 B2C 业务系统后，认证方式过于简单，很可能造成用户身份 被盗取；王工认为，防止授权侵犯和保留用户痕迹的要求在方案中没有体现。而刘工则认为， 即使是在原有业务系统上的扩展与改造，也必须全面考虑信息系统面临的各种威胁，设计完 整的系统安全架构，而不是修修补补。
【问题 1】（9 分）
信息系统面临的安全威胁多种多样，来自多个方面。请指出信息系统面临哪些方面的安 全威胁并分别予以简要描述。
【问题 2】（8 分）
认证是安全系统中不可缺少的环节，请简要描述主要的认证方式，并说明该企业应采用 哪种认证方式。
【问题 3】（8 分）
请解释授权侵犯的具体含义；针对王工的意见给出相应的解决方案，说明该解决方案的 名称、内容和目标。
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