系统构架设计师下午2016下半年Ⅰ

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1、1 真题 系统构架设计师下午2016 下半年 案例分析题 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： 1 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。 2 经过调研，手机应用开发人员更倾向于使用Windows系统，

2、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。 3 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。 4 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，配置完成后无须重启环境。 5 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。 6 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。 7 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。 8 支持应用开

3、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。 第 1 题： 问题 1 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 11 中(1) (5) 处的空白。 _ 2 参考答案： (1)f(2)性能(3)d(4)g(5)b

4、 详细解答： 第 2 题： 问题 2 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12 中(1) (4) 处的空白。 _ 参考答案： (1) 工具之间无直接交互，通过数据仓储间接交互(2) 流式数据(3) 数据驱 动 (4) 与数据仓储进行数据适配 详细解答： 第 3 题： 问题 3 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 11 中(1) (4) 处的空白，完成该集成开发环境的架构图。 _ 参考答案： (1) 模型数据库 (2) 代码编辑工具(3) 数据格式转换器(4) 模拟器解析： 本题主

5、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， 需 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。 问 题 1 识别软件架构质量属性是进行架构设计的重要步骤。根据对相关质量属性 的定义和含义， 其中“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”，这描述的是系统的性能属性； “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”描述的则是系统的可用性；

6、 “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 3 高亮方式等，配置完成后无须重启环境”描述的是系统的可修改性；“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” 描述的是系统 的可测试性；。 “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”描述的是系统的易用性。 问题 2 对不同的架构设计决策是架构师必须 具有的基本能力， 根据题干要求： (1) 从交互方式方面看， 管道一过滤器风格具 有顺序结构或有限的循环结构；采用数据仓储风格时， 工具之间

7、无直接交互， 通 过数据仓储间接交互。 (2) 从数据结构方面看， 管道一过滤器风格具有数据驱动 的特征，数据到来后就进行计算；数据仓储风格以文件或模型为主要数据结构。 (3) 从控制结构方面看，管道一过滤器风格具有顺序结构或有限的循环结构；数 据仓储风格则以业务功能驱动。 (4) 从扩展方法方面看， 管道一过滤器风格主要 采用适配器方式实现扩展性； 数据仓储风格中， 每个工具需要与数据仓储进行数 据适配。 问题 3 本题目主要考查数据仓储风格的实际设计与应用。结合风格 定义，从图中可以看出，位于核心位置的组件(1) 应该是数据库模型。根据题 干描述，可以直接接入数据库的组件(2) 应该是代码

8、编辑工具。 (3) 和(4) 对应题 干描述“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” ， 因此应该分别填入数据格式转换器和模拟器。 详细解答： 阅读以下关于软件系统建模的叙述，在答题纸上回答问题1 至问题 3。 说明 某软件公司计划开发一套教学管理系统，用于为高校提供教学管理服务。该 教学管理系统基本的需求包括： (1) 系统用户必须成功登录到系统后才能使用系统的各项功能服务； (2) 管理员(Registrar)使用该系统管理学校 (University)、系(Department) 、 教师(Lecturer)、学生(Student) 和

9、课程 (Course) 等教学基础信息； (3) 学生使用系统选择并注册课程，必须通过所选课程的考试才能获得学分； 如果考试不及格，必须参加补考，通过后才能获得课程学分； (4) 教师使用该系统选择所要教的课程，并从系统获得选择该课程的学生名 单； (5) 管理员使用系统生成课程课表， 维护系统所需的有关课程、 学生和教师的 信息； (6) 每个月到了月底系统会通过打印机打印学生的考勤信息。 项目组经过分析和讨论，决定采用面向对象开发技术对系统各项需求建模。 第 4 题： 问题 1 用例建模用来描述待开发系统的功能需求，主要元素是用例和参与者。请根据 题目所述需求，说明教学服务系统中有哪些参与

10、者。_ 参考答案： 参与者：学生、教师、管理员、时间、打印机。 4 详细解答： 第 5 题： 问题 2 用例是对系统行为的动态描述，用例获取是需求分析阶段的主要任务之一。请 指出在面向对象系统建模中，用例之间的关系有哪几种类型?对题目所述教学服 务系统的需求建模时，“登录系统”用例与“注册课程”用例之间、“参加考 试”用例与“参加补考”用例之间的关系分别属于哪种类型?_ 参考答案： 用例之间的关系： 泛化(Generalization)、 包含(Include)和扩展 (Extend) 。 用例“登录系统”与用例“注册课程”之间的关系是包含(Include)关系；用例 “参加考试”与用例“参加

11、补考”之间的关系是扩展(Extend) 关系。 详细解答： 第 6 题： 问题 3 类图主要用来描述系统的静态结构，是组件图和配置图的基础。请指出在面向 对象系统建模中，类之间的关系有哪几种类型?对题目所述教学服务系统的需求 建模时，类 University与类 Student 之间、类 University和类 Department 之 间、类 Student 和类 Course 之间的关系分别属于哪种类型?_ 参考答案： 类 之 间 的 关 系 ： 关 联 (Association)、 聚 集 (Aggregation)、 组 合 (Composition) 、 泛化(Generaliza

12、tion)、 依赖(Dependence)。 类 University与 类 Student之间 的 关 系 是 聚集 (Aggregation)关 系 ； 类 University和 类 Department 之间的关系是组合 (Composition) 关系；类 Student 和类 Course 之 间的关系是关联 (Association)关系。解析：本题考查面向对象系统建模的相关 知识。 此类题目要求考生能够理解面向对象系统建模的基本概念和方法，并在 应用系统开发中结合系统需求， 利用面向对象建模技术构建系统的需求模型、分 析模型和设计模型。 UML 是面向对象系统的标准建模语言，是

13、一种定义良好、易 于表达、功能强大的建模语言。UML 在支持面向对象分析与设计的基础上，能够 支持从需求分析开始的软件开发全过程。在 UML 建模过程中，通过建立系统用例 模型和静态模型， 搭建系统体系结构。 用例模型属于系统的高级视图，按照面向 对象的原则将系统要实现的行为划分为用例，并基于用例按照交互关系和时间产 生顺序图；在用例模型的基础上抽象出系统的类，明确各模块之间的关系按照合 适的粒度构建系统类图。 对于复杂的交互过程， 需要补充状态图、 活动图和协作 图等系统模型，对系统内部处理细节进行建模。该题目针对教学管理系统需求， 主要考查考生对于用例图和类图进行系统建模的掌握情况。 问题

14、 1 本问题考 查考生对用例建模中 “参与者” 元素的理解。 参与者是为了完成一个事件而与系 统交互的实体， 参与者可以表示与系统接口的任何事物和任何人。这可以包括人 5 ( 不仅仅是最终用户 ) 、外部系统和其他组织， 参与者位于建模的系统的外部。在 识别参与者时， 要注意参与者是与系统交互的所有事物，该角色的承担者除了人 之外，还可以是其他系统和硬件设备，甚至是系统时钟。 按照题目中给出的系统 需求说明，从需求 (3) 、 (4) 、(5) 中可以得到由人承担的参与者包括学生、教师、 管理员；需求 (6) 可以得到的参与者是时间(系统时钟 ) 和打印机。 问题 2 本 题考查考生对用例及其

15、用例之间关系的理解。用例是系统中执行的一系列动作， 这些动作生成特定参与者可见的价值结果。用例表示系统所提供的服务， 它定义 了系统是如何被参与者所使用的， 描述了参与者为了使用系统所提供的某一个完 整 功 能 而 与 系 统 之 间 发 生 的 交 互 过 程 。 用 例 之 间 的 关 系 主 要 有 泛 化 (Generalization)、包含 (Include)和扩展 (Extend) 。 (1) 当可以从两个或多个 用例中提取公共行为时， 可以使用包含关系来表示。 (2) 如果一个用例混合了两 种或两种以上不同场景， 即根据情况可能发生多种分支，则可以将这个用例分为 一个基本用例和

16、一个或多个扩展用例。 (3) 当多个用例共同拥有一个类似的结构 和行为的时候， 可以将它们的共性抽象成父用例，其他的用例作为泛化关系中的 子用例。在题目要求中，用例“登录系统”是用例“注册课程”和其他用例执 行的公共行为，两者是包含(Include)关系。用例“参加补考”是用例“参加考 试”的一种分支和特殊场景，两者之间的关系是扩展(Extend) 关系。 问题 3 本题考查考生对类图及类之间关系的理解。类图主要用来描述系统的静态结构， 是组件图和配置图的基础。 每个用例对应一个类图， 描述参与这个用例实现的所 有概念类， 而用例的实现主要通过交互图来表示。当确定类之后， 要识别类与类 之 间 的 关 系 ， 主 要 包 括 关 联 (Association)、 聚 集 (Aggregation)、 组 合 (Composition) 、泛化 (Generalization)和依赖 (Dependence)。 (1) 关联提供了 类之间的结构关系， 将多个类的实例