2025上半年软考系统分析师考试案例分析真题(网友回忆版)

2025上半年软考系统分析师考试案例分析练习题(网友回忆版)一、案例背景与系统规划某副省级城市“智慧医疗”专班拟在2025年底前建成覆盖全市的“云影像共享平台”，实现公立医院医学影像数据统一存储、AI辅助诊断、跨机构调阅及医保结算联动。项目一期（2025.1—2025.6）必须完成市属12家三甲医院的PACS接入、区域影像中心IDC机房建设、以及面向基层医疗机构的SaaS影像调阅服务上线。市卫健委任命甲单位为总集成方，乙医院为试点龙头，丙云服务商为基础设施提供方。甲单位聘请你为系统分析师，负责需求梳理、架构设计及风险评估。2025年3月，甲单位组织“需求评审+架构决策”联合会议，会议输出《联合备忘录》共五条：1.影像原始DICOM文件平均大小80MB，峰值并发上传3000例/小时；2.影像调阅95%请求为缩略图（512×512，JPEG），5%为原始DICOM，调阅峰值并发8000TPS；3.必须满足《网络安全等级保护2.0》第四级扩展要求，且通过商用密码应用安全性评估（国密算法SM2/SM3/SM4）；4.医保结算接口须与省医保局“双通道”平台对接，交易响应时间≤500ms，成功率≥99.9%；5.系统上线后，若单家医院因平台故障导致影像业务中断，中断时长不得超过15min，全年累计不得超过2h。二、需求获取与分析【问题1】（12分）甲单位需求组采用“现场跟诊+影像科室座谈”方式收集需求，但发现放射科医生对“AI辅助诊断”功能描述差异极大：A主任强调“肺结节检出率≥95%，假阳≤2个/扫描”；B主任强调“磨玻璃结节体积测量误差≤5%”；C主任强调“报告自动生成，且可回写RIS”。需求组据此列出三条候选需求：①支持肺结节AI检出并给出置信度；②支持磨玻璃结节体积测量；③支持报告结构化模板并回写RIS。请结合需求优先级排序方法（MoSCoW+Kano），说明如何与甲方达成共识，并给出最终优先级排序结果。【答案】1.建立评价矩阵：将“法规强制、业务价值、技术难度、成本风险”作为四维权重，各25分。2.MoSCoW初筛：①属Must：若无AI检出，则无法体现“智慧医疗”建设成效，且与市卫健委绩效指标直接挂钩；②属Should：磨玻璃体积测量为科研型需求，暂无政策强制；③属Could：报告回写RIS可提升医生效率，但现有RIS接口标准不一，落地风险高。3.Kano验证：对12家医院105名放射科医师发放问卷，统计“满意/不满意”系数。①若提供AI检出，74%医师“满意”，若缺失，81%“不满意”→基本型；②磨玻璃体积测量，提供时42%“满意”，缺失时仅18%“不满意”→魅力型；③报告回写，提供时58%“满意”，缺失时35%“不满意”→期望型。4.综合得分：①基本型+Must，得分95；②魅力型+Should，得分68；③期望型+Could，得分71。5.共识结论：优先级①>③>②；一期落地①，③采用“可配置开关”预留接口，②列入二期科研版。三、系统架构设计【问题2】（13分）根据峰值模型，团队给出两种候选架构：方案A：集中式存储+CDN分发——所有DICOM原始文件存入丙云对象存储（OSS），缩略图通过CDN边缘节点缓存；方案B：分布式存储+边缘计算——在市属3个区各部署一套MinIO集群，原始文件分片存储，缩略图由边缘网关实时生成并缓存。请从“性能、可扩展性、运维复杂度、合规性”四个维度进行对比，给出量化打分（满分25分/维度），并选出推荐方案。【答案】1.性能：方案A：原始上传链路长，跨域带宽3Gbps，峰值3000×80MB=240GB/3600s≈0.56Gbps，富余；缩略图命中CDN缓存95%，回源带宽0.04×8000×50kB≈1.6Gbps，总带宽压力1.6+0.56=2.16Gbps，可接受。得分22。方案B：边缘本地写，无跨域，上传延迟低；缩略图实时生成CPU消耗大，需16核/区，边缘节点成本增加。得分23。2.可扩展性：A：OSS桶自动横向扩展，但单桶QPS上限50k，需分医院分桶，扩展规则复杂。得分21。B：MinIO联邦模式，3区可线性扩展到9区，且DICOMID按Hash切片，扩展简单。得分24。3.运维复杂度：A：丙云托管，免运维；但CDN回源失败场景需人工预热，SLA依赖云商。得分23。B：需自建MinIO、监控、备份，故障域多，运维人力增加3人。得分18。4.合规性：A：数据出市，需通过省网信办跨境评估，流程6个月；且OSS默认多地域冗余，数据物理位置不可控。得分19。B：数据不出市，满足《健康医疗数据安全指南》第5.2条“数据本地留存”要求；国密网关可下沉到边缘。得分24。综合得分：A=85，B=89。推荐方案B，但需追加“统一运维平台+自动化巡检”降低运维扣分。四、数据建模与库设计【问题3】（10分）影像元数据库采用MySQL8.0，需支持“序列影像报告”三级结构。其中：a)序列（Study）表预计总量1亿条，日均新增30万；b)影像（Image）表预计总量30亿条，日均新增900万；c)报告（Report）表预计总量1亿条，90%在影像上传后2h内生成。请给出：1.水平分片策略（片键、分片数、分片算法）；2.二级索引优化方案，确保“根据患者ID+检查时间范围查询”平均RT≤100ms；3.归档冷数据方案，要求6个月后数据移入低成本存储，且查询仍能透明访问。【答案】1.片键选择：Study表：片键(organization_id,study_date)，分片64片，采用MySQLInnoDBCluster的Range+Hash混合分区，先按organization_id范围，再按study_date月度Hash子分区；Image表：以study_id为片键，同一study的image落入同一片，保证局部性；分片256片，采用一致性Hash；Report表：report_id采用雪花算法，按report_id取模64分片。2.二级索引：联合索引(patient_id,study_date)使用InnoDB分区裁剪，查询时带上分区键organization_id，可裁剪到单分区；采用覆盖索引，将study_uid、accession_number加入索引，避免回表；开启MySQL8.0并行查询（innodb_parallel_read_threads=4），在128并发下测试平均RT87ms。3.冷数据：采用InnoDB分区交换技术，将6个月前分区转为CSV引擎并压缩，转存至MinIO冷存（纠删码1.5副本），通过Federated引擎映射；查询透明：建立MySQLCONNECT引擎表，指向CSV外链，应用层零改动；实测冷查询RT1.2s，满足离线调阅场景。五、可靠性分析与计算【问题4】（15分）系统可用性目标：全年中断累计≤2h。给定：1)单台物理服务器年故障率0.05，修复时间MTTR=4h；2)磁盘年故障率0.02，MTTR=0.5h；3)市电年中断0.8次，MTTR=0.25h；4)网络出口年中断1.2次，MTTR=0.3h；5)软件发布导致故障年概率0.5次，MTTR=0.75h。假设所有故障独立，且采用N+1热备冗余，求：a)系统年停机时间期望；b)若要求中断≤2h，冗余级别是否足够？如不足，请给出最小冗余度。【答案】a)计算单组件可用度：服务器A_s=1−0.05×4/8760=0.999977；磁盘A_d=1−0.02×0.5/8760=0.999999；市电A_p=1−0.8×0.25/8760=0.999977；网络A_n=1−1.2×0.3/8760=0.999959；软件A_sw=1−0.5×0.75/8760=0.999957。系统串联可用度A_sys=A_s²×A_d²×A_p×A_n×A_sw=0.999977²×0.999999²×0.999977×0.999959×0.999957≈0.999846。年停机时间=8760×(1−0.999846)=1.35h。b)1.35h<2h，理论上满足；但考虑故障叠加尾风险，需引入冗余：服务器采用N+2，可用度提升至1−C(3,2)×(1−A_s)²≈0.9999998；再算系统A_sys’≈0.999975，停机时间=0.22h，远小于2h。结论：当前N+1冗余度足够，但为吸收软件+市电叠加故障，建议关键组件（服务器、网络）升级到N+2，全年停机期望降至0.22h。六、安全与合规设计【问题5】（10分）平台需通过等保2.0四级测评，其中“安全区域边界”要求“对跨网访问采用国密算法双向认证”。影像调阅场景存在两种跨网流量：①医院内网PACS→区域影像中心上传原始DICOM；②医生互联网移动终端→区域影像中心调阅缩略图。请给出：1.技术实现方案（协议、端口、证书体系）；2.密钥生命周期管理流程；3.测评时需提供的关键证据（截图、日志、配置）。【答案】1.技术实现：①内网→中心：采用IPSecVPN隧道，ESP封装，国密SM2证书双向认证，端口UDP4500，证书由市级CA签发，算法套件ECCSM2SM4SM3；②互联网→中心：采用HTTPSAPI，TLS1.3扩展国密套件SM2WITHSM4SM3，端口443，客户端证书预置在医生移动App，支持国密软算法或内置SE芯片。2.密钥生命周期：生成：市级CAHSM生成SM2密钥对，私钥不出HSM；分发：医院通过RA线下申请，证书以USBKey或SE方式写入；使用：私钥仅允许在可信环境中调用，API网关集成国密SSL卸载；更新：证书有效期1年，到期前30天自动提醒，RA在线续期；撤销：CA通过CRL+OCSP实时发布，网关每15min同步。3.测评证据：①截图：VPN网关配置页显示“国密SM2证书已启用”“对端证书CN=xxxHospital””；②日志：IPSec建立日志含“InitiatorSM2signatureverified”；③配置：nginx.conf片段“ssl_ciphersECCSM2WITHSM4SM3”；④扫描：使用国密版nmap探测，仅暴露UDP4500、TCP443，无弱算法；⑤渗透：提供第三方报告，验证双向认证失败时返回Alert42（BadCertificate）。七、性能测试与容量规划【问题6】（15分）缩略图生成算法在GPU服务器运行，单卡（A10040GB）实测：•平均1s可完成20张512×512DICOM转JPEG；•GPU利用率90%，CPU利用率30%；•峰值场景需8000TPS，其中5%为原始DICOM下载，95%为缩略图调阅。请计算：1.缩略图缓存命中率分别98%、95%、90%三种情况下，GPU卡数；2.若采用边缘预生成策略（提前6h生成全部缩略图），是否还需GPU？给出理由；3.原始DICOM下载流量对存储I/O压力，给出IOPS与带宽需求，并判断MinIO集群磁盘类型（SATA/NVMe/混合）。【答案】1.实际需生成TPS：命中率98%→需生成160TPS；95%→400TPS；90%→800TPS。单卡吞吐20TPS，考虑80%安全上限，则：160/20/0.8=10卡；400/20/0.8=25卡；800/20/0.8=50卡。2.边缘预生成：日均新增900万影像，6h预生成窗口，需吞吐900万/(6×3600)≈417TPS；若采用CPU（OpenCV+多线程）单台64核可完成15TPS，需28台；因预生成不占用实时路径，峰值8000TPS由缓存直接返回，无需GPU。结论：可取消GPU，改用CPU批处理+对象存储缓存。3.原始DICOM下载：峰值8000TPS×5%=400TPS；平均大小80MB，带宽400×80MB=32GB/s=256Gbps；每请求随机读，块大小8MB，IOPS=400×(80/8)=4000；MinIO集群需满足256Gbps+4000IOPS；单盘NVMe3.5GB/s×8=28GB/s，需12盘；单盘SATA0.5GB/s，需64盘；考虑机位、功耗，采用混合：NVMe缓存层+SATA容量层，MinIOTiering自动分层，热数据5%放NVMe，满足带宽与IOPS。八、项目进度与风险管理【问题7】（10分）项目关键路径：需求确认(3w)→架构评审(1w)→基础设施(6w)→PACS改造(8w)→集成测试(4w)→上线(1w)。截至2025年3月31日，需求确认、架构评审已完成；基础设施完成50%，PACS改造尚未开始。请用earnedvalue法计算：1.PV、EV、AC（已知基础设施预算800万，PACS改造预算1200万，管理储备200万；实际支出基础设施500万）；2.CPI、SPI，并判断项目当前状态；3.若PACS改造因医院接口标准不统一，工期可能延长2~6周，给出风险应对策略（回避、转移、减轻、接受）。【答案】1.数据：BAC=800+1200=2000万；总工期23w，第10w末；PV=800×(10−4)/6=800万；EV=800×50%=400万；AC=500万。2.指标：CPI=EV/AC=0.8；SPI=EV/PV=0.5；结论：成本超支20%，进度落后50%，项目处于“重大偏差”状态。3.风险应对：回避：与市卫健委联合发布《PACS接口统一实施细则》，冻结医院接口变更，提前锁定版本；转移：引入具备成熟接口适配器的第三方厂商，签订延期违约金条款；减轻：搭建PACS仿真环境，提前与5家医院并行联调，缩短关键路径；接受：若延期≤2周，利用上线窗口浮动1周及管理储备；若>2周，启动委员会决策，二期上线。九、配置管理与发布策略【问题8】（8分）平台采用微服务+容器化，共42个服务，镜像平均大小1.2GB。发布窗口为每周四凌晨02:00—04:00。要求：①零停机；②若新版本异常，5min内回滚；③医院本地缓存镜像，避免重复下载。请给出：1.发布流水线设计（CI/CD工具、灰度策略、网络策略）；2.镜像同步与缓存方案；3.回滚机制及验证脚