软考系列（系统架构师）- 2012年系统架构师软考案例分析考点

试题一 软件架构（架构风格对比、架构风格选取、架构设计过程）

【问题1】（12分）
请用200字以内的文字解释什么是软件架构风格，并从集成开发环境与用户的交互方式、集成开发环境的扩展性、集成开发环境的数据管理三个方面说明为什么最终采用了李工的设计方案。

软件架构风格是指描述特定软件系统组织方式的惯用模式。组织方式描述了系统的组成构件和这些构件的组织方式，惯用模式则反映众多系统共有的结构和语义。
从集成开发环境与用户的交互方式看，用户通常采用交互式的方式对脚本语言进行编辑、解释执行与调试。在这种情况下，采用以数据存储为中心的架构风格能够很好地支持交互式数据处理，而管道-过滤器架构风格则对用户的交互式数据处理支持有限。
从集成开发环境的扩展性来看，系统核心需求要求实现各种编辑、语法检查、解释执行等多种功能的灵活组织、配置与替换。在这种情况下，采用以数据存储为中心的架构风格，以数据格式解耦各种功能之间的依赖关系，并可以灵活定义功能之间的逻辑顺序。管道-过滤器架构风格同样以数据格式解耦数据处理过程之间的依赖关系，但其在数据处理逻辑关系的灵活定义方面较差。
从集成开发环境的数据管理来看，集成开发环境需要支持脚本语言、语法树（用于检查语法错误)、可视化模型、调试信息等多种数据类型，并需要支持数据格式的转换。 以数据存储为中心的架构将数据存储在统一的中心存储器中，中心存储器能够表示多种数据格式，并能够为数据格式转换提供各种支持。管道-过滤器架构风格通常只能支持有限度的数据格式，并且在数据格式转换方面的灵活性较差。

【问题2】（13分）
在对软件系统架构进行设计时，要对架构需求进行分析，针对特定需求选择最为合适的架构风格，因此实际的软件系统通常会混合多种软件架构风格。请对核心需求进行分析，说明为了满足需求（2）和（3），分别应采用何种架构风格，并概要说明采用相应架构风格后的架构设计过程。

为了满足需求（2），应该采用解释器架构风格。具体来说，需要：①为可视化编程元素及其拖拽关系定义某种语言，并描述其语法与语义；②编写解释器对该语言进行 解释；③生成对应的脚本语言程序。
为了满足需求（3），应该采用隐式调用架构风格。具体来说，首先需要定义“断点在调试过程中命中”这一事件，并实现当断点命中后的屏幕定位函数。集成开发环境维护一个事件注册表结构，将该事件与屏幕定位函数关联起来形成注册表中的一个记录项。在调试过程中，集成开发环境负责监听各种事件，当“断点在调试过程中命中”这一事件发生时，集成开发环境查找事件注册表，找到并调用屏幕定位函数，从而实现脚本语言编辑界面与调试代码的自动定位。

试题二 分布式开发（开放分布进程ODP、分布式对象调用·）

(1) 企业业务架构
(2) 逻辑信息架构
(3) 计算接口架构
(4) 分布式工程架构
(5) 技术选择架构

【问题2】（9分）
在技术选择架构规划时，王工认为系统应基于现有分布式基础设施（分布式中间件）来构建，因为这样可以充分利用现有基础设施提供的各种支撑，在更短时间内构造出质量更高的分布式系统；而李工则认为可基于基本的进程间通信机制自主开发系统的支撑平台，这样可以避免对特定中间件的依赖，项目组经过认真讨论，最终采用了王工的方案。请用400字以内文字，从构件管理支持、互操作支持以及公共服务支持三个方面说明现有分布式基础设施为构建分布式系统所提供的基本支撑。

(1) 构件管理支持：现有分布式基础设施一般通过构件容器为构件提供基本的运行环境；具体功能一般包括管理构件的实例及其生命周期、管理构件的元信息等。
(2) 互操作支持：现有分布式基础设施均提供了高层通信协议以屏蔽节点的物理特性以及各节点在处理器、操作系统、程序设计语言等方面的异构性；基于互操作支持，开发人员在开发与调用分布式对象时，均不需自己编写处理底层通信的代码。
(3) 公共服务支持：现有分布式基础设施通常将针对分布式软件的通用支持集成于一身，以公共服务的形式提供给应用程序；其提供的常见公共服务包括命名服务、事务 服务、安全服务、持久性服务等。

(1) 桩
(2) 框架
一次远程调用的过程如下：
①客户程序将调用请求发送给客户端桩，对于客户程序来说，桩就是服务程序在客户端的代理。
②客户端桩负责将远程调用请求进行编组并发送给通信总线。
③调用请求经通信总线传送到服务端框架。
④服务端框架将调用请求解组并分派给真正的远程对象实现（服务程序)。
⑤服务程序完成客户端的调用请求，将结果返冋给服务端框架。
⑥服务端框架将调用结果编组并发送给通信总线。
⑦调用结果经通信总线传送到客户端桩。
⑧客户端桩将调用结果解组并返回给客户程序，客户程序得到调用结果。

试题三 嵌入式（开放式架构GOA特点、标准）

【问题1】（9分）
请用300字以内的文字简要说明开放式架构的四个基本特点。

①可移植性。各种计算机应用系统可在具有开放架构特性的各种计算机系统间进行移植，不论这些计算机是否同种型号、同种机型。
②可互操作性。如计算机网络中的各结点机都具有开放架构的特性，则该网上各结点机间可相互操作和资源共享。
③可剪裁性。如某个计算机系统是具有开放架构特性的，则在该系统的低档机上运行的应用系统应能在高档机上运行，原在高档机上运行的应用系统经剪裁后也可在低档机上运行。
④易获得性。在具有开放架构特性的机器上所运行的软件环境易于从多方获得，不受某个来源所控制。

试题四 系统开发（设计模式分类、选择）

【问题1】（6分）
设计模式按照其应用模式可以分为三类：创建型、结构型和行为型，
请用200字以内文字说明三者的作用。

创建型模式主要用于创建对象，为设计类实例化新对象提供指南。
结构型模式主要用于处理类或对象的组合，对类如何设计以形成更大的结构提供指南。 .
行为型模式主要用于描述类或对象的交互以及职责的分配，对类之间交互以及分配责任的方式提供指南。

【问题2】（9分）
请将项目组已经掌握的设计模式按照其作用分别归类到创建型、结构型和行为型模式中。

【问题3】（10分）
针对题目中所提出的设计要求（1）和（2），项目组应该分别选择何种设计模式？ 请分别用200字以内文字说明具体的解决方案。

(1) 策略模式
解决方案：在具有公共接口的独立类中定义每个计算。可以利用该模式创建各种促销类，它们从同一个超类继承。每个类都有相同名称的标准接口方法，用于根据订单编号计算将要折扣的金额总数。计算每个促销的内部代码对促销类来说完全不同（3分)。
(2) 适配器模式
解决方案：增加一个类作为适配器，转换类的接口到客户端类期望的另一个接口。实现一个适配器类，这个类为系统的其他部分提供了一个不变的方法供调用，为了集成不同商品供应商提供的税率计算类，编写一个适配器类的子类，包含调用购买类所需的代码。该子类将系统的调用映射到某个供应商的税率计算类。如果要更换供应商，那么只需要写一个新的适配器子类，其他保持不变。

试题五 数据库（数据库性能、NOSQL特点、存在问题）

【问题2】（8分）
请针对问题(1)~(4)，分别指出NoSQL数据库的哪些特点促使公司最终采用了 NoSQL数据库。

针对问题（1），NoSQL数据库支持高并发数据访问，性能较高。
针对问题（2），NoSQL数据库的数据存储结构松散，能够灵活支持多种类型的数据格式。
针对问题（3），NoSQL数据库能够支持海量数据的存储，且易于横向扩展。
针对问题（4），NoSQL数据库基于分布式数据存储，不存在单点故障和性能瓶颈，系统可用性高。

【问题3】（6分）
请指出该系统采用NoSQL数据库时可能存在的问题。

该系统采用NoSQL数据库时可能存在的问题有：
(1) NoSQL数据库的现有产品不够成熟，大多数产品处于初创期。
(2) NoSQL数据库并未形成一定的标准，产品种类繁多，缺乏官方支持。
(3) NoSQL数据库不提供对SQL的支持，学习和应用迁移成本较高。
(4) NoSQL数据库支持的特性不够丰富，现有产品提供的功能比较有限。