案例分析架构分析汇总-系统架构师考试

2018年下

试题一
阅读以下关于软件系统设计的叙述，在答题纸上回答问题 1 至问题 3。
【说明】
某文化产业集团委托软件公司开发一套文化用品商城系统，业务涉及文化用品销售、定制、
竞拍和点评等板块，以提升商城的信息化建设水平。该软件公司组织项目组完成了需求调研，
现已进入到系统架构设计阶段。考虑到系统需求对架构设计决策的影响，项目组先列出了可能
影响系统架构设计的部分需求如下：
（a）用户界面支持用户的个性化定制；
（b）系统需要支持当前主流的标准和服务，特别是通信协议和平台接口；
（c）用户操作的响应时间应不大于 3 秒，竞拍板块不大于 1 秒；
（d）系统具有故障诊断和快速恢复能力；
（e）用户密码需要加密传输；
（f） 系统需要支持不低于 2G 的数据缓存；
（g）用户操作停滞时间超过一定时限需要重新登录验证；
（h）系统支持用户选择汉语、英语或法语三种语言之一进行操作。
项目组提出了两种系统架构设计方案：瘦客户端 C/S 架构和胖客户端 C/S 架构，经过对上述
需求逐条分析和讨论，最终决定采用瘦客户端 C/S 架构进行设计。
【问题 1】 （8 分）
在系统架构设计中，决定系统架构设计的非功能性需求主要有四类：操作性需求、性能需求、安全性需求和文化需求。请简要说明四类需求的含义。

【问题 2】 （8 分）
根据表 1-1 的分类，将题干所给出的系统需求（a）~（h）分别填入（1） ~ （4）。
表 1-1 需求分类

【问题 3】（9 分）
请说明瘦客户端 C/S 架构能够满足题干中给出的哪些系统需求（只需要回答出三个系统需求）。
答案：
【问题1】
系统性能需求（Performance Requirements）：指响应时间、吞吐量、准确性、有效性、资源利用率等与系统完成任务效率相关的指标。可靠性、可用性等指标归为此类。
安全性需求（Security Requirements）：系统向合法用户提供服务并阻止非授权用户使用服务方面的系统需求。
操作性需求（Operational Requirements）:与用户操作使用系统相关的一些需求。
文化需求（Cultural Requirements）：带有文化背景因素的系统需求。
【问题2】
（1）（a）（b）
（2）（c）（d）（f）
（3）（e）（g）
（4）（h）

【问题3】
（a）瘦的把业务逻辑从客户端放到了服务上。
（b）胖和瘦无明显差异
（c）胖客户端，在客户端的运算能力强一些。瘦客户端可以在服务端面用集群做支持
（d）瘦客户端将业务逻辑迁移到应用服务器上，所以故障只要修复服务器上的内容，而胖客户端要更新所有客户端，工作量大，所以此情况下瘦客户端有优势。
（e）胖客户端的后端是数据库，没有业务逻辑，此时要做加密传输没有基础，但瘦客户端可以做到。
（f）胖客户端做到2G数据缓存很容易，而瘦客户端不现实。
（g）瘦客户端与胖客户端均可做到。
（h）瘦客户端与胖客户端均可做到。

2017年下

试题一
阅读以下关于软件架构评估的叙述，在答题纸上回答问题1和问题2.
【说明】
某单位为了建设健全的公路桥梁养护管理档案，拟开发一套公路桥梁在线管理系统。在系统的需求分析与架构设计阶段，用户提出的需求、质量属性描述和架构特性如 下:
(a) 系统用户分为高级管理员、数据管理员和数据维护员等三类；
(b) 系统应该具备完善的安全防护措施，能够对黑客的攻击行为进行检测与防御；
© 正常负载情况下，系统必须在 0.5 秒内对用户的查询请求进行响应；
(d) 对查询请求处理时间的要求将影响系统的数据传输协议和处理过程的设计；
(e) 系统的用户名不能为中文，要求必须以字母开头，长度不少于5个字符；
(f) 更改系统加密的级别将对安全性和性能产生影响；
(g) 网络失效后，系统需要在 10 秒内发现错误并启用备用系统；
(h) 查询过程中涉及到的桥梁与公路的实时状态视频传输必须保证画面具有1024*768的分辨率， 40帧 /秒的速率；
(i) 在系统升级时，必须保证在 10 人月内可添加一个新的消息处理中间件；
(j) 系统主站点断电后，必须在 3 秒内将请求重定向到备用站点；
(k) 如果每秒钟用户查询请求的数量是 10 个，处理单个请求的时间为 30 毫秒，则系统应保证在 1秒内完成用户的查询请求；
(l) 对桥梁信息数据库的所有操作都必须进行完整记录；
(m) 更改系统的 Web 界面接口必须在 4 人周内完成；
(n) 如果"养护报告生成"业务逻辑的描述尚未达成共识，可能导致部分业务功能 模块规则的矛盾，影响系统的可修改性
(O) 系统必须提供远程调试接口，并支持系统的远程调试。
在对系统需求，质量属性描述和架构特性进行分析的基础上，系统的架构师给出了三个候选的架构设计方案，公司目前正在组织系统开发的相关人员对系统架构进行评估。

【问题1】 (12 分)
在架构评估过程中，质量属性效用树 (utility tree) 是对系统质量属性进行识别和优先级排序的重要工具。请给出合适的质量属性，填入图 1-1 中 (1)、(2) 空白处；并选择题干描述的 (a)~(o) ，填入(3) ~(6) 空白处，完成该系统的效用树。

【问题2】(13 分)
在架构评估过程中，需要正确识别系统的架构风险、敏感点和权衡点，并进行合理的架构决策。请用 300 字以内的文字给出系统架构风险、敏感点和权衡点的定义，并从题干(a) ~(o) 中分别选出 1个对系统架构风险、敏感点和权衡点最为恰当的描述。
答案：
【问题1】
（1）安全性
（2）可修改性
（3）（h）
（4）（l）
（5）（j）
（6）（m）
【问题2】
系统架构风险是指架构设计中潜在的、存在问题的架构决策所带来的隐患。
敏感点是指为了实现某种特定的质量属性，一个或多个构件所具有的特性。
权衡点是影响多个质量属性的特性，是多个质量属性的敏感点。
风险点：（n）
敏感点：（d）
权衡点：（f）

2016年下

试题一
阅读以下关于软件架构设计的叙述，在答题纸上回答问题1至问题3 。
【说明】
某软件公司为某品牌手机厂商开发一套手机应用程序集成开发环境，以提高开发手机应用程序的质量和效率。在项目之初，公司的系统分析师对该集成开发环境的需求进行了调研和分析，具体描述如下：
a．需要同时支持该厂商自行定义的应用编程语言的编辑、界面可视化设计、编译、调试等模块，这些模块产生的模型或数据格式差异较大，集成环境应提供数据集成能力。集成开发环境还要支持以适配方式集成公司现有的应用模拟器工具。
b．经过调研，手机应用开发人员更倾向于使用Windows系统，因此集成开发环境的界面需要与Windows平台上的主流开发工具的界面风格保持一致。
c．支持相关开发数据在云端存储，需要保证在云端存储数据的机密性和完整性。
d．支持用户通过配置界面依据自己的喜好修改界面风格，包括颜色、布局、代码高亮方式等，配置完成后无需重启环境。
e．支持不同模型的自动转换。在初始需求中定义的机器性能条件下，对于一个包含50个对象的设计模型，将其转换为相应代码框架时所消耗时间不超过5秒。
f．能够连续运行的时间不小于240小时，意外退出后能够在10秒之内自动重启。
g．集成开发环境具有模块化结构，支持以模块为单位进行调试、测试与发布。
h．支持应用开发过程中的代码调试功能：开发人员可以设置断点，启动调试，编辑器可以自动卷屏并命中断点，能通过变量监视器查看当前变量取值。
在对需求进行分析后，公司的架构师小张查阅了相关的资料，认为该集成开发环境应该采用管道一过滤器(Pipe-Filter)的架构风格，公司的资深架构师王工在仔细分析后，认为应该采用数据仓储（Data Repository）的架构风格。公司经过评审，最终采用了王工的方案。
【问题1】（10分）
识别软件架构质量属性是进行架构设计的重要步骤。请分析题干中的需求描述，填写表1-1中(1)～(5)处的空白。

（1）f （2）性能 （3）g （4）h （5）b
【问题2】（7分）
请在阅读题干需求描述的基础上，从交互方式、数据结构、控制结构和扩展方法4个方面对两种架构风格进行比较，填写表1-2中(1)～(4)处的空白。

（1）星型
（2）数据流
（3）数据流驱动
（4）模型适配
【问题3】（8分）
在确定采用数据仓库架构风格后，王工给出了集成开发环境的架构图。请填写图1-1中(1)～(4)处的空白，完成该集成开发环境的架构图。

（1）语法结构树
（2）编辑器
（3）适配器
（4）应用模拟器工具

2015年下

试题一
【说明】
某软件公司拟为某市级公安机关开发一套特种车辆管理与监控系统，以提高特种车辆管理的效率和准确性。在系统需求分析与架构设计阶段，用户提出的部分需求和关键质量属性场景如下：
(a)系统用户分为管理员、分管领导和普通民警等三类；
(b)正常负载情况下，系统必须在0.5秒内对用户的车辆查询请求进行响应；
©系统能够抵御99.999%的黑客攻击；
(d)系统的用户名必须以字母开头，长度不少于5个字符；
(e)对查询请求处理时间的要求将影响系统的数据传输协议和处理过程的设计；
(f)网络失效后，系统需要在2分钟内发现并启用备用网络系统；
(g)在系统升级时，需要保证在1个月内添加一个新的消息处理中间件；
(h)查询过程中涉及到的车辆实时视频传输必须保证20帧/秒的速率，且画面具有600*480的分辨率；
(i)更改系统加密的级别将对安全性和性能产生影响；
(j)系统主站点断电后，需要在3秒内将请求重定向到备用站点；
(k)假设每秒中用户查询请求的数量是10个，处理请求的时间为30毫秒，则“在1秒内完成用户的查询请求”这一要求是可以实现的；
(l)对用户信息数据的授权访问必须保证99.999%的安全性；
(m)目前对“车辆信息实时监控”业务逻辑的描述尚未达成共识，这可能导致部分业务功能模块的重复，影响系统的可修改性；
(n)更改系统的Web界面接口必须在1周内完成；
(o)系统需要提供远程调试接口，并支持系统的远程调试。
在对系统需求和质量属性场景进行分析的基础上，系统的架构师给出了三个候选的架构设计方案。公司目前正在组织系统开发的相关人员对系统架构进行评估。

【问题1】
在架构评估过程中，质量属性效用树（utility tree）是对系统质量属性进行识别和优先级排序的重要工具。请给出合适的质量属性，填入图1-1中(1)、(2)空白处；并选择题干描述中的(a)～(o)，将恰当的序号填入(3)～(6)空白处，完成该系统的效用树。


本题主要考查考生对于软件质量属性的理解、掌握和应用。在解答该问题时，应认真阅读题干中给出的场景与需求描述，分析该需求描述了何种质量属性，根据质量属性描述对其归类，并需要理解架构风险、敏感点和权衡点这些概念。
质量属性效用树是对质量属性进行分类、权衡、分析的架构分析工具，主要关注系统的性能、可用性、可修改性和安全性四个方面。根据对相关质量属性的定义和含义， 其中“正常负载情况下，系统必须在0.5秒内对用户的车辆查询请求进行响应”和“查询过程中涉及到的车辆实时视频传输必须保证画面具有600×480的分辨率，20帧/秒的速率”，这描述的是系统的性能属性；“网络失效后，系统需要在2分钟内发现错误并启用备用系统”和“系统主站点断电后，需要在3秒内将请求重定向到备用站点描述的则是系统的可用性；“在系统升级时，需要保证在20人月内添加一个新的消息处理中间件”和“更改系统的Web界面接口必须在4人周内完成”描述的是系统的可修改性；“车辆信息查询功能必须保证99.999%的安全性”和“用户信息数据库授权必须保证99.999%可用”描述的是系统的安全性。
【问题2】
在架构评估过程中；需要正确识别系统的架构风险、敏感点和权衡点，并进行合理的架构决策。请用300字以内的文字给出系统架构风险、敏感点和权衡点的定义，并从题干描述中的(a)～(o)各选出1个属于系统架构风险、敏感点和权衡点的描述。

系统架构风险是指架构设计中潜在的、存在问题的架构决策所带来的隐患。
敏感点是指为了实现某种特定的质量属性，一个或多个系统组件所具有的特性。权衡点是指影响多个质量属性，并对多个质量属性来说都是敏感点的系统属性。题干描述中，(m)描述的是系统架构风险；(e)描述的是敏感点；(i)描述的是权衡点。

系统的架构风险、敏感点和权衡点是对质量属性效用树进行分析的主要依据，根据相关概念，题干中“对查询请求处理时间的要求将影响系统的数据传输协议和处理过程的设计”描述的是敏感点；“目前对‘车辆信息实时监控’业务逻辑的描述尚未达成共识，这可能导致部分业务功能模块的重复，影响系统的可修改性”描述的是系统的架构风险;“更改系统加密的级别将对安全性和性能产生影响”描述的是权衡点。