2024年4月10日发(作者：)

全国计算机技术与软件专业技术资格（水平）考试

高级 系统架构设计师

2018

年 下半年 下午试卷 案例

（考试时间

150

分钟）

试题一

【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：

1.1

(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：

1.2

(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

)。

问题：

1.3

(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)。

试题二 【说明】

某公司欲建设一个房屋租赁服务系统，统一管理房主和租赁者的信息，提供快捷的租赁服

务。本系统的主要功能描述如下：

1

. 登记房主信息。记录房主的姓名、住址、身份证号和联系电话等信息，并写入房主信息

文件。

2

. 登记房屋信息。记录房屋的地址、房屋类型(如平房、带阳台的楼房、独立式住宅等)、

楼层、租金及房屋状态(待租赁、已出租)等信息，并写入房屋信息文件。一名房主可以在

系统中登记多套待租赁的房屋。

3

. 登记租赁者信息。记录租赁者的个人信息，包括：姓名、性别、住址、身份证号和电话

号码等，并写入租赁者信息文件。

4

. 安排看房。已经登记在系统中的租赁者，可以从待租赁房屋列表中查询待租赁房屋信

息。租赁者可以提出看房请求，系统安排租赁者看房。对于每次看房，系统会生成一条看

房记录并将其写入看房记录文件中。

5

. 收取手续费。房主登记完房屋后，系统会生成一份费用单，房主根据费用单交纳相应的

费用。

6

. 变更房屋状态。当租赁者与房主达成租房或退房协议后，房主向系统提交变更房屋状态

的请求。系统将根据房主的请求，修改房屋信息文件。

问题：

2.1

(12

分)

若采用结构化方法对房屋租赁服务系统进行分析，得到如图

2-1

所示的顶层

DFD

。使用题

干中给出的词语，给出图

2-1

中外部实体

E1~E2

、加工

P1~P6

以及数据存储

D1~D4

的名称。

图

2-1

房屋租赁服务系统顶层

DFD

问题：

2.2

(5

分)

若采用信息工程(

InformationEngineering

)方法对房屋租赁服务系统进行分析，得到如图

2-2

所示的

ERD

。请给出图

2-2

中实体(

1)~ (5

)的名称。

图

2-2

房屋租赁服务系统

ERD

问题：

2.3

(8

分)

(1

)信息工程方法中的“实体(

entity

)” 与面向对象方法中的“类(

class

)”之间有哪些不

同之处？

(2

)在面向对象方法中通常采用用例(

UseCase

)来捕获系统的功能需求。用例可以按照不同

的层次来进行划分，其中的

EssentialUseCases

和

RealUseCases

有哪些区别?

试题三 【说明】

某公司长期从事宇航领域嵌入式实时系统的软件研制任务。公司为了适应未来嵌入式系统

网络化、智能化和综合化的技术发展需要，决定重新考虑新产品的架构问题，经理将论证

工作交给王工负责。王工经调研和分析，完成了新产品架构设计方案，提交公司高层讨

论。

问题：

3.1

(14

分)

王工提交的设计方案中指出：由于公司目前研制的嵌入式实时产品属于简单型系统，其嵌

入式子系统相互独立，功能单一，时序简单。而未来满足网络化、智能化和综合化的嵌入

式实时系统将是一种复杂系统，其核心特征体现为实时任务的机理、状态和行为的复杂

性。简单任务和复杂任务的特征区分主要表现在十个方面。请参考表

3-1

给出的实时任务

特征分类，用题干中给出的(

a)~(t)20

个实时任务特征描述，补充完善表

3-1

给出的空(

1)~(14

)。

(a

)任务属性不会随时间变化而改变；

(b

)任务的属性与时间相关；

(c

)任务仅可以从非连续集中获取特征变量；

(d

)任务变量域是连续的；

(e

)功能原理不依赖于上下文；

(f

) 功能原理依赖于上下文；

(g

)任务行为可以用

step-by-step

顺序分析方法来理解；

(h

)许多任务在产生访问活动时相互间是并发处理的，很难用

step-by-step

方法分析；

(i

) 因果关系相互影响；

(j

) 行为特征依赖于大量的反馈机制；

(k

)系统内构成、策略和描述是相似的；

(l

) 系统内存在许多不同的构成、策略和描述；

(m

)功能关系是非线性的；

(n

) 功能关系是线性的；

(o

) 不同的子任务是相互独立的，任务内部仅存在少量的交互操作；

(p

) 不同的子任务有很高的交互操作，要把一个单任务的行为隔离开是困难的；

(q

) 域特征有非常整齐的原则和规则；

(r

) 许多不同的上下文依赖于规则；

(s

) 原理和规则在表面属性上很容易被识别；

(t

) 原理被覆盖、抽象，而不会在表面属性上被识别。

表

3-1

简单任务和复杂任务特征比较

问题：

3.2

(11

分) 王工设计方案中指出：要满足未来网络化、智能化和综合化的需求，应该设计一

种能够充分表达嵌入式系统行为的、且具有一定通用性的通信架构，以避免复杂任务的某

些特征带来的通信复杂性。通常为了实现嵌入式系统中计算组件间的通信，在架构上需要

一种简单的架构风格，用于屏蔽不同协议、不同硬件和不同结构组成所带来的复杂性。图

3-1

给出了一种“腰(

Waistline

)" 型通信模式的架构风格。腰型架构的关键是基本消息通

信(

BMTS

)，通常

BMTS

的消息与时间属性相关，支持事件触发消息、速率约束消息和时间触

发消息。 请说明基于

BMTS

的消息通信网络的主要特征和上述三种消息的基本含义，并举

例给出两种具有时间触发消息能力的网络总线。 图

3-1

“腰”型通信模式架构风格

试题四 【说明】

某企业是为城市高端用户提供高品质蔬菜生鲜服务的初创企业，创业初期为快速开展业

务，该企业采用轻量型的开发架构(脚本语言+关系型数据库)研制了一套业务系统。业务开

展后受到用户普遍欢迎，用户数和业务数量迅速增长，原有的数据库服务器已不能满足高

度并发的业务要求。为此，该企业成立了专门的研发团队来解决该问题。

张工建议重新开发整个系统，采用新的服务器和数据架构，解决当前问题的同时为日后的

扩展提供支持。但是，李工认为张工的方案开发周期过长，投入过大，当前应该在改动尽

量小的前提下解决该问题。李工认为访问量很大的只是部分数据，建议采用缓存工具

MemCache

来减轻数据库服务器的压力，这样开发量小，开发周期短，比较适合初创公司，

同时将来也可以通过集群进行扩展。然而，刘工又认为李工的方案中存在数据可靠性和一

致性问题，在宕机时容易丢失交易数据，建议采用

Redis

来解决问题。在经过充分讨论，

该公司最终决定采用刘工的方案。

问题：

4.1

(9

分)

在李工和刘工的方案中，均采用分布式数据库缓存技术来解决问题。请说明分布式数据库

缓存的基本概念。

表

4-1

中对

MemCache

和

Redis

两种工具的优缺点进行了比较，请补充完善表

4-1

中的空(

1)~ (6

)。

问题：

4.2

(8

分)

刘工认为李工的方案存在数据可靠性和一致性的问题，请说明原因。

为避免数据可靠性和一致性的问题，刘工的方案采用

Redis

作为数据库缓存，请说明基本

的

Redis

与原有关系数据库的数据同步方案。

问题：

4.3

(8

分)

请给出

Redis

分布式存储的

2

种常见方案和

Redis

集群切片的几种常见方式。

试题五 【说明】