2025年下半年系统架构设计师案例分析

全国计算机技术与软件专业技术资格（水平）考试下六個月系统架构设计師下午试卷I（考试時间14:00～16:30共150分钟）請按下述规定對的填写答題紙1.在答題紙的指定位置填写你所在的省、自治区、直辖市、计划單列市的名称。2.在答題紙的指定位置填写准考证号、出生年月曰和姓名。3.答題紙上除填写上述内容外只能写解答。4.本试卷共5道題，试題一是必答題，试題二至试題五选答1道。每題25分，满分75分。5.解答時字迹务必清晰，字迹不清時，将不评分。6.仿照下面例題，将解答写在答題紙的對应栏内。例題年下六個月全国计算机技术与软件专业技术资格（水平）考试曰期是（1）月（2）曰。由于對的的解答是“11月4曰”，故在答題紙的對应栏内写上“11”和“4”（参看下表）。例題解答栏（1）11（2）4试題一是必答題试題一阅讀如下有关软件架构评估的论述，在答題紙上回答問題1和問題2.【阐明】某單位為了建设健全的公路桥梁养护管理档案，拟開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，顾客提出的需求、质量属性描述和架构特性如下:(a)系统顾客分為高级管理员、数据管理员和数据维护员等三类；(b)系统应當具有完善的安全防护措施，可以對黑客的袭击行為進行检测与防御；(c)正常负载状况下，系统必须在0.5秒内對顾客的查询祈求進行响应；(d)對查询祈求处理時间的规定将影响系统的数据传播协议和处理過程的设计；(e)系统的顾客名不能為中文，规定必须以字母開頭，長度不少于5個字符；(f)更改系统加密的级别将對安全性和性能产生影响；(g)网络失效後，系统需要在10秒内发現錯误并启用备用系统；(h)查询過程中波及到的桥梁与公路的实時状态视频传播必须保证画面具有1024*768的辨别率，40帧/秒的速率；(i)在系统升级時，必须保证在10人月内可添加一种新的消息处理中间件；(j)系统主站點断電後，必须在3秒内将祈求重定向到备用站點；(k)假如每秒钟顾客查询祈求的数量是10個，处理單個祈求的時间為30毫秒，则系统应保证在1秒内完毕顾客的查询祈求；(l)對桥梁信息数据库的所有操作都必须進行完整记录；(m)更改系统的Web界面接口必须在4人周内完毕；(n)假如"养护汇报生成"业务逻辑的描述尚未到达共识，也許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)系统必须提供遠程调试接口，并支持系统的遠程调试。在對系统需求，质量属性描述和架构特性進行分析的基础上，系统的架构師給出了三個候选的架构设计方案，企业目前正在组织系统開发的有关人员對系统架构進行评估。【問題1】(12分)在架构评估過程中，质量属性效用树(utilitytree)是對系统质量属性進行识别和优先级排序的重要工具。請給出合适的质量属性，填入图1-1中(1)、(2)空白处；并选择題干描述的(a)~(o)，填入(3)~(6)空白处，完毕该系统的效用树。【問題2】(13分)在架构评估過程中，需要對的识别系统的架构風险、敏感點和权衡點，并進行合理的架构决策。請用300字以内的文字給出系统架构風险、敏感點和权衡點的定义，并從題干(a)~(o)中分别选出1個對系统架构風险、敏感點和权衡點最為恰當的描述。

從下列的4道试題（试題二至试題五）中任选2道解答。假如解答的试題数超過2道，则題号小的2道解答有效。试題二阅讀如下有关软件系统设计的论述，在答題紙上回答問題1至問題3.【阐明】某软件企业受该省教育部门委托建设高校数字化教育教學资源共享平台，实現以众筹众创的方式组织省内一般高校联合開展教育教學资源内容建设，实現全省优质教學资源整合和共享。该资源共享平台的重要功能模块包括：(1)统一身份认证模块：提供统一的认证入口，為平台其他关键业务模块提供顾客管理、身份认证、权限分级和單點登录等功能；(2)共享资源管理模块：提供教學资源申报流程服务，包括了资源申报、分类定制、资料上传、资源审核和资源公布等功能；(3)共享资源展示模块：提供教育教學共享资源的展示服务，包括资源导航、视频點播、资源检索、分类展示、资源评价和推荐等功能；(4)资源元模型管理模块：根据资源类型提供共享资源的描述属性、内容属性和展示属性，包括共享资源统一原则和规范、资源加工和在线编辑工具、数字水印和模板定制等功能；(5)系统综合管理模块：提供系统管理和维护服务，包括系统配置、数据备份恢复、资源导入导出和记录分析等功能。项目组通過度析和讨论，决定采用基于JavaEE的MVC模式设计资源共享平台的软件架构，如图2-1所示。图2-1资源共享平台软件架构【問題1】(9分)MVC架构中包括哪三种元素，它們的作用分别是什么?請根据图2-1所示架构将JavaEE中JSP、Servlet、Service、JavaBean、DAO五种构件分别填入空(1)~（5）所示位置。【問題2】(6分)项目组架构師王工提出在图2-1所示架构设计中加入EJB构件，采用企业级JavaEE架构開发资源共享平台。請阐明EJB构件中的Bean(构件)分為哪三种类型，每种类型Bean的职责是什么。【問題3】(10分)假如采用王工提出的企业JavaEE架构，請阐明下列(a)-(e)所給出的业务功能构件中，有状态和無状态构件分别包括哪些。（a）IdentificationBean(身份认证构件)（b）ResPublishBean(资源公布构件)（c）ResRetrievalBean(资源检索构件)（d）OnlineEditBean(在线编辑构件)（e）StatisticsBean(记录分析构件)

试題三阅讀如下有关机器人操作系统架构的描述，回答問題1至問題3【阐明】伴随人工智能技术的发展，工业机器人已成為目前工业界的热點研究對象。某宇航设备企业為了扩大业务范围，决策层研究决定准备開展工业机器人研制新业务。企业将论证工作交給了软件架构師王工，王工通過度析和调研，從机器人市場現实状况、领域需求、构成及关键技术和風险分析等方面開展了综合论证。论证汇报指出：首先，為了保障我司机器人研制的持续性，应根据领域需求选择一种适应的设计架构；另一方面，為了规避風险，企业的研制工作不能從零開始，应當采用国际開源小区所提供机器人操作系统(RobotOperatingSystem，ROS)作為机器人開发的基本平台。在讨论會上，架构師李工提出不一样意見，他认為企业针對宇航领域已開发了某款嵌入式实時操作系统，且被多种宇航装备使用，可靠性较高。因此应當采用既有架构体系作為机器人的開发平台。會上王工阐明了机器人操作系统与该款操作系统的差异，要沿用需要進行改造，技入较大。通過剧烈讨论，企业领导同意了王工采用ROS的意見。【問題1】(5分)王工拟采用的ROS具有分布式進程框架，以點對點设计以及服务和节點管理器方式，使得执行程序可以各自独立地设计，松散地、实時地组合起来。這些進程可以按照功能包和功能包集的方式分组，因而可以轻易地分享和公布。請用400字以内文字阐明ROS与嵌入式实時操作系统的共同點，以及在实時性和任务通信方式两個方面的差异。【問題2】(10分)ROS為应用程序间通信提供了主題(Topic)、服务(Service)和動作(Action)三种消息通信方式，每种通信方式均有其特點。請将如下給出的三类通信的重要特點填入表3-1中(1)-(5)的空白处，将答案写在答題紙上。(a)合用于传播传感器信息〈数据流)(b)可以懂得与否调用成功(c)一對多模式(d)有握手信号(e)服务执行完會有反馈(f)可以监控長時间执行的進程(g)较复杂(h)也許让系统過载(数据太多)(i)服务执行完之前，程序會等待(j)建立通信较慢(k)也許丢失数据【問題3】(10分)ROS的架构定义了ROS系统由多种各自独立的节點(组件〉构成，并且各個节點之间可以通過公布/订阅(Publish/Subscribe)消息模型進行通信。图3-1給出一种简朴机器人构造实例，請根据如下文字描述，补充图3-1中(1)~(5)处空白，将答案写在答題紙上。"机器人開始阶段，所有节點都要注册(Registration)到Master上，注册後，摄像頭节點申明它要公布(Publish)一种叫做/image_data的消息。此外两個节點（图像处理处理节點和图像显示节點）申明它們需要订阅(Subscribe)這個/image_data消息。因此，一旦摄像頭节點收到相机发送的数据(Data)，就立即将数据/image_data直接发送到此外两個节點。

试題四阅讀如下有关数据库设计的论述，在答題紙上回答問題1至問題3。【阐明】某制造企业為拓展网上销售业务，委托某软件企业開发一套電子商务网站。初期仅处理基本的网上销售、订單等功能需求。该软件企业很快决定基于.NET平台和SQLServer数据库進行開发，但在数据库访問方式上出現了争议。王工认為应當采用程序在线访問的方式访問数据库；而李工认為本企业内部程序员缺乏数据库開发經验，并且应用筒單，应當采用ORM(對象关系映射)方式。最终通過综合考虑，该软件企业采用了李工的提议。伴随业务的发展，该電子商务网站逐渐发展成一种通用的電子商务平台，销售多家制造企业的产品，電子商务平台的功能也曰益复杂。目前急需對该電子商务网站進行改造，以支持對多种异构数据库平台的数据访問，同步满足复杂的数据管理需求。该软件企业针對上述需求，對電子商务网站的架构進行了重新设计，新增長了数据访問层，同步采用工廠设计模式处理异构数据库访問的問題。新设计的系统架构如图4-1所示。【問題1】(9分)請用300字以内的文字分别阐明数据库程序在线访問方式和ORM方式的优缺陷，阐明该软件企业采用ORM的原因。【問題2】(9分)請用100字以内的文字阐明新体系架构中增長数据访問层的原因。請根据图4-1所示，填写图中空白处(1)-(3)。【問題3】(7分)应用程序设计中，数据库访問需要良好的封装性和可维护性，因此常常使用工廠设计模式来实現對数据库访問的封装。請解释工廠设计模式，并阐明其長处和应用場景:；請解释阐明工廠模式在数据访問层中的应用。

试題五阅讀如下有关Web系统架构设计的论述，在答題紙上回答問題1至問題3.【阐明】某電子商务企业因发展良好，客户量逐渐增大，企业业务不停扩充，导致其原有的B2C商品交易平台已不能满足既有业务需求。因此，该企业委托某软件企业重新開发一套商品交易平台。该企业规定新平台应可适应客户從手机、平板设备、電脑等不一样终端设备访問系统，同步满足電约定期開展"秒杀"、"限時促销"等活動的系统高并发访問量的需求。面對系统需求，软件企业召開项目组讨论會议，制定系统设计方案。讨论會议上，王工提出可以应用响应式Web设计满足客户從不一样设备對的访問系统的需求。同步，采用增長镜像站點、CDN内容分发等方式处理高并发访問量带来的問題。李工在王工的提议上补充，仅仅依托上述外网加速技术不能完全处理高顾客并发访問問題，假如访問量持续增長，系统仍存在瓦解也許。李工提出应同步結合负载均衡、缓存服务器、Web应用服务器、分布式文献系统、分布式数据库等措施设计系统架构。通過项目组讨论，最终决定综合王王和李工的思绪，完毕新系统的架构设计。【問題1】(5分)請用200字以内的文字描述什么是"响应式Web设计"，并列举2個响应式Web设计的实現方式。【問題2】(16分)综合王工和李工的提议，项目组完毕