【计算机类职业资格】高级系统架构设计师下午试题(Ⅰ)-6及答案解析.doc
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1、高级系统架构设计师下午试题()-6 及答案解析(总分:255.00,做题时间:90 分钟)一、试题一(总题数:1,分数:45.00)阅读以下系统架构文档化的叙述,根据要求回答问题。说明软件架构(software Architecture)用来处理软件高层次结构的设计和实施。它以精心选择的形式将若干结构元素进行装配,从而满足系统主要功能和性能需求,并满足其他非功能性需求。软件架构为软件系统提供了一个结构、行为和属性的高级抽象模式,可以使用一个公式来表达:软件架构=构成系统的元素,指导元素集成的形式,关系和约束“4+1”视图模型用 5个视图组成的模型来描述软件架构,如图 315所示。(分数:45.
2、00)(1).问题 1结合你的系统架构设计经验,请用 300字以内的文字简要说明开发视图(Development View)和物理视图(Physical View)的主要功能,以及两者分别关注哪些需求点。(分数:15.00)_(2).问题 2结合你的系统架构设计经验,请用 300字以内的文字简要说明进程架构主要解决的问题,以及如何区分主要任务和次要任务。(分数:15.00)_(3).问题 3软件架构在软件需求与设计之间架起一座桥梁,也是风险承担者进行交流的手段,允许不同的风险承担者找出他们所关心的软件架构问题。假设采用面向对象的设计方法,各个视图涉及的组件(元素)包括类(或对象)、模块、节点、
3、任务和步骤等,风险承担者包括最终用户、系统架构师、程序员、系统实施工程师和项目经理等。请在表 3-9中的(1)(10)空缺处填入恰当的内容。表 39各软件架构视图组件及风险承担者表逻辑视图 进程视图 物理视图 开发视图 场 景组件(元素) (1) (3) (5) (7) (9)风险承担者 (2) (4) (6) (8) (10)(分数:15.00)_二、试题二(总题数:1,分数:45.00)阅读以下关于面向服务架构的应用叙述,根据要求回答问题。说明某航空公司的主要业务系统(如订票系统、航班调度系统等)始建于 20世纪七八十年代,之后随着信息化的进展,陆续积累了许多异构的遗产信息系统。这些系统部
4、分采用了 J2EE、.NET 等技术进行开发,分布在不同的地理位置,采用不同的协议进行数据传输。近年来,该公司在企业集成方面也是煞费苦心,已经在几个主要的核心系统之间构建了用于信息集成的信息 Hub(Information Hub),其他业务应用之间也有不少点到点的集成。尽管这些企业集成技术在一定程度上增进了系统间的信息共享,但是面对历史异构的遗产信息系统,企业的业务整合、功能整合仍是困难重重,主要表现如下。(1)由于大部分核心应用构建在主机之上,因此 Information Hub是基于主机技术开发,很难被开放系统使用。(2)Information Hub对事件支持不强,被集成的系统间的事件
5、以点到点流转为主,被集成系统间耦合性强。(3)牵扯到多个系统间的业务协作以硬编码为主,将业务活动自动化的成本高,周期长,被开发的业务活动模块重用性差。某软件开发公司承接了该航空公司应用系统集成任务,项目组经过多方讨论和论证之后,决定采用以面向服务为中心的企业集成技术,一步步解决该公司所面临的企业集成问题。(分数:45.00)(1).问题 1项目组在讨论架构方案时,某位架构师提出采用企业服务总线(ESB)架构模式,通过 ESB的事件服务(Event Service)完成订阅发布,使应用程序间的事件集成不再需要原来的点到点方式,从而解耦组件之间的依赖关系,降低软件系统互连的复杂性。结合你的系统架构
6、设计经验,请用 400字以内的文字简要说明在 ESB环境中组件之间典型的交互过程,以及 ESB具有的核心功能。(分数:15.00)_(2).问题 2将彼此关联的业务活动组成自动化流程可以进一步提高该航空公司业务活动的效率。以服务为中心的企业集成通过流程服务来完成业务流程集成。结合你的系统架构设计经验,请用 300字以内的文字列举出 3种 SOA架构中的流程服务内容,并给出简要说明。(分数:15.00)_(3).问题 3若项目组采用 Web Service作为基于 SOA集成方法的实现技术,请根据该航空公司目前的实际情况,用300字以内的文字说明系统应该分为哪几个层次,并简要说明每个层次的功能。
7、(分数:15.00)_三、试题三(总题数:1,分数:60.00)阅读以下关于数据库应用系统性能分析方面的说明,根据要求回答问题。说明某大中型企业采用 Oracle数据库建立一个经济信息统计方面的大型数据库应用系统。尽管配置了比较良好的硬件和网络环境,但该数据库应用系统实施后的整体性能表现较差。特别是随着业务量与信息量的迅速扩大,数据库系统的存取速度显著减慢,存储效率也明显下降。该企业通过反复实践与摸索,并邀请数据库专家一起会诊,认为可以从以下 4个方面进一步优化数据库应用系统。(1)由于数据库应用中最主要的查询与修改数据操作大多需通过:I/O 来完成的,因此需要通过调整服务器配置(即对硬件设备
8、进行升级)、操作系统配置与数据库管理系统的有关参数,优化系统的 I/O性能,尤其是改进磁盘 I/O的效率与性能。(2)优化“索引”的建立与使用机制,尽可能提高数据查询的速度或效率。(3)合理使用聚类(Culster),改进查询响应时间和系统的综合性能。其中,“聚类”是指把单独组织的,但在逻辑上经常需连接的,较为稳定的几个基本表聚集在一起(在物理上实现邻近存放),可以显著减少数据的搜索时间,从而提高性能。(4)对应用系统中使用的 SQL语句进行调优,针对每条 SQL语句都建立对应的索引等。(分数:60.00)(1).问题 1许多开发技术人员由于缺乏经验,通常在建立实体(如基本表、索引或表空间等)
9、时,都习惯于使用 DBMS提供的“缺省参数”,结果常常会引起数据库应用系统性能较差的隐患。结合你的系统架构设计经验,请用 200字以内文字简要说明使用 DBMS默认参数的缺点。(分数:15.00)_(2).问题 2该企业所邀请的数据库专家的会诊建议中,选取合适的“索引字段”,对于索引实现的效率具有相当重要的作用。结合你的系统架构设计经验,请用 200字以内的文字,指出选用具有哪些特征的字段作为索引手段较为合适。(分数:15.00)_(3).问题 3(1)该企业所邀请的数据库专家会诊意见中,针对每条 SQL语句都建立索引的建议是否合适?请简要说明理由。(2)结合你的系统架构设计经验,请列举出 4
10、条 SQL语句优化的基本策略。(分数:15.00)_(4).问题 4在数据库中,当某个业务表中的数据量很大且急速膨胀时,为了保持较高的数据响应速度,可以对该数据表进行分片设计。请用 300字以内的文字简要说明对数据表分片需要满足的条件,以及常见的数据表分片方法。(分数:15.00)_四、试题四(总题数:1,分数:45.00)阅读以下关于嵌入式实时操作系统软件的选型分析方面的叙述,回答问题。说明某研究所承担了一项宇航嵌入式系统的研制任务,本项任务技术难度大,可靠性要求高,进度要求紧,预计软件规模约在一万行以上。而该所原先承担的相关项目均是用汇编语言编写的(软件规模较小,一般是几百行)。项目主管工
11、程师将软件开发的论证工作分别布置给了架构师阮工和刘工,要求他们根据本项目的技术要求,在一周内分别提出软件的实施方案。(1)该宇航嵌入式系统由数据处理机、信号处理机及数据采集模块组成。信号处理机主要通过数据采集模块将大量不固定时间周期的外部数据采集进来,进行预处理(如 FFT变换)后提交给数据处理机;数据处理机根据功能要求完成各种计算处理工作,并将结果输出。为了达到数据处理机和信号处理机的标准化,这两类处理机均采用同种处理机的体系结构(如 PowerPC 7410)。整个系统工作的最大周期为 1s,最小周期为 5ms。数据处理机上的任务分布如表 3-10所示。表 3-10数据处理机上的任务分布表
12、工作周期 任务数(个) 共占时间(ms)5 1 110 2 440 2 850 3 91000 2 3(2)一周后,架构师阮工和刘工提交了各自的实施方案,其共同之处在于二者均提出采用操作系统及相应的软件开发环境。但是,阮工和刘工在选择什么样的操作系统及开发环境方面出现了较大分歧。阮工的实施方案指出,为了满足本项目的技术要求,并有利于本所软件的长期发展,应选用具有硬实时处理能力的嵌入式实时操作系统及开发环境(例如 VxWorks等);而刘工的实施方案指出,操作系统主要完成对计算机资源的管理与分配工作,考虑到人们对操作系统及软件开发工具的熟悉程度,本项目应选用具有大众化的,开发人员容易上手的嵌入式
13、操作系统(例如 Windows CE、Linux 等)。(3)在两人争执不下的情况下,项目主管工程师组织了相关专家对阮工和刘工提交的实施方案进行了评审。最后,专家组一致认为阮工的方案切实可行,操作系统的选型论证充分、客观,可以作为本所未来几年中相关项目的软件开发的基本环境。同时专家组还就具体实施选择嵌入式实时操作系统及开发环境产品时应着重考虑的相关问题提出了几点建议。(分数:45.00)(1).问题 1为什么专家组一致认为阮工的实施方案切实可行?请用 200字以内的文字简要说明。(分数:15.00)_(2).问题 2选择实时嵌入式操作系统及开发环境时应考虑哪几方面问题?请用 200字以内的文字
14、简要论证。(分数:15.00)_(3).问题 3根据本项目中任务的时间性能参数,请用 200字以内的文字(也可用图示)描述任务的被调度关系,并分析系统是否可调度(暂不考虑操作系统的时间开销)?(分数:15.00)_五、试题五(总题数:1,分数:60.00)阅读以下关于办公自动化(OA)系统的相关叙述,根据要求回答问题。说明某企业的办公自动化(OA)系统采用 Browse/Server架构,服务器是一台 PC Server(4路 2.7 GHz处理器,4 GB内存),安装的平台软件包括 Microsoft Internet Information Server 5.0、ASRNET 和 SQL
15、Server2000。现对该 OA系统进行负载压力测试,采用专业的负载压力测试工具来执行测试,并使用 2台笔记本电脑安装测试工具模拟客户端执行“登录”业务操作。测试目标分别为以下两个。(1)测试系统分别在 2 Mbps和 4 Mbps网络带宽下,能够支持用户登录的最大并发用户数。(2)测试服务器的吞吐量(即每秒可以处理的交易数),主要包括服务器 CPU平均使用率达到 85%时系统能够支持的最大吞吐量,以及服务器 CPU平均使用率达到 100%时系统能够支持的最大吞吐量。本次测试的性能需求是:指标“响应时间”合理范围为 05s。在 2Mbps和 4Mbps网络带宽的测试环境下,客户端性能及服务器
16、资源使用情况的测试结果如表 311所示。表 3-11性能测试结果网络带宽 测试对象 测试指标 平均值登录响应时间 3.391s虚拟用户数 N/A客户端性能每秒处理完成登录的个数 11.897交易/s2Mbps服务器资源使用情况 CPU使用率 78%登录响应时间 4.795s虚拟用户数 N/A客户端性能每秒处理完成登录的个数 13.447交易/s4Mbps服务器资源使用情况 CPU使用率 98%在 2Mbps带宽的网络测试环境下,负载压力测试工具上客户端性能的显示结果如图 3-16所示(注:图中登录响应时间的纵坐标单位是 0.1s),服务器资源使用情况如图 3-17所示。在 4Mbps带宽的网络
17、测试环境下,负载压力测试工具上客户端性能的显示结果如图 318所示(注:图中登录响应时间的纵坐标单位是 0.1s),服务器资源使用情况如图 319所示。(分数:60.00)(1).问题 1在 2Mbps带宽的网络测试环境下,分析案例中的测试结果,指出满足系统的性能指标需求时,系统能够承受的并发用户登录的最大数量,并简要说明理由。(分数:15.00)_(2).问题 2在 2Mbps带宽的网络测试环境下,分析案例中的测试结果,说明服务器 CPU资源使用率是否合理,以及带宽是否是系统瓶颈,并简要说明理由。(分数:15.00)_(3).问题 3在 4Mbps带宽的网络测试环境下,分析案例中的测试结果,
18、说明服务器 CPU资源使用率是否合理,以及增加带宽是否是提高系统性能的有效方法,并简要说明理由。(分数:15.00)_(4).问题 4结合你的系统架构设计经验,简要说明网络带宽成为系统性能瓶颈时,如何制定相应的解决方案?当 CPU使用率成为系统性能瓶颈时,如何制定相应的解决方案?(分数:15.00)_高级系统架构设计师下午试题()-6 答案解析(总分:255.00,做题时间:90 分钟)一、试题一(总题数:1,分数:45.00)阅读以下系统架构文档化的叙述,根据要求回答问题。说明软件架构(software Architecture)用来处理软件高层次结构的设计和实施。它以精心选择的形式将若干结
19、构元素进行装配,从而满足系统主要功能和性能需求,并满足其他非功能性需求。软件架构为软件系统提供了一个结构、行为和属性的高级抽象模式,可以使用一个公式来表达:软件架构=构成系统的元素,指导元素集成的形式,关系和约束“4+1”视图模型用 5个视图组成的模型来描述软件架构,如图 315所示。(分数:45.00)(1).问题 1结合你的系统架构设计经验,请用 300字以内的文字简要说明开发视图(Development View)和物理视图(Physical View)的主要功能,以及两者分别关注哪些需求点。(分数:15.00)_正确答案:(软件架构是软件系统的高层描述,给出了关于软件系统组织结构的一系
20、列高级的、重要的抽象,包括:系统组成的结构性构件;组成构件之间的接口;构件相对系统其他部分的可视行为;构件之间所采取的交互和协作关系。“4+1”视图模型用 5个视图组成的模型来描述软件架构。该模型包含以下 5个主要的视图。(1)逻辑视图(Logical View),描述了设计的对象模型(使用面向对象的设计方法时),支持系统的功能需求,即在为用户提供服务方面系统所应该提供的功能。(2)进程视图(Process View),描述了设计的并发和同步特征,支持系统的运行特性。(3)物理视图(Physical View),描述了软件到硬件的映射,反映了分布式特性,支持系统的拓扑、安装和通信需求。(4)开
21、发视图(Development View),描述了在开发环境中软件的静态组织结构,支持软件开发的内部需求。(5)场景(Scenario),用来说明重要的系统活动,是其他 4个视图在用例(Use Case)驱动下的综合。该视图是其他视图的冗余(因此为“+1”),但它起到了两个作用:作为一项驱动因素来发现架构设计过程中的架构元素;作为架构设计结束后的一项验证和说明功能,既以视图的角度来说明,又作为架构原型测试的出发点。软件内部需求是指任何一个软件都要满足的一些非功能方面的需求。大部分情况下,开发视图架构考虑的内部需求与以下几项因素有关:开发难度、软件管理、重用性和通用性及由工具集、编程语言所带来的
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