2026年软件需求分析与系统设计案例分析实战教学题库

2026年软件需求分析与系统设计案例分析实战教学题库一、选择题（每题2分，共10题）1题：某电商平台需要支持千万级用户的实时商品搜索，以下哪种数据结构最适合用于索引商品信息？A.哈希表B.B树C.布隆过滤器D.跳表2题：在需求分析阶段，用户提出“系统需要支持批量导入订单”的功能，属于哪种需求类型？A.功能性需求B.非功能性需求C.业务需求D.约束条件3题：某物流系统需要保证订单配送的实时性，要求响应时间不超过2秒，这属于哪种非功能性需求？A.可靠性B.性能需求C.安全性D.易用性4题：在系统设计中，采用微服务架构的主要优势是什么？A.提高系统复杂度B.降低可维护性C.提升容错能力D.减少开发人员数量5题：某政务系统需要满足国家信息安全等级保护三级要求，以下哪项不符合安全设计原则？A.数据传输加密B.双因素认证C.日志全量存储D.允许未授权访问二、简答题（每题5分，共5题）6题：简述需求分析的主要步骤及其作用。7题：解释什么是“用例图”，并说明其在系统设计中的作用。8题：描述数据库设计中的“范式”概念，并举例说明第三范式（3NF）的优缺点。9题：什么是“负载均衡”？列举至少三种常见的负载均衡算法。10题：在系统设计中，如何平衡“可扩展性”与“性能”？请结合实际案例说明。三、案例分析题（每题15分，共2题）11题：某金融机构的在线交易系统需求分析背景：某银行计划开发一款支持实时交易、多币种结算的在线交易平台，用户量预计达百万级。要求：1.分析该系统的主要功能性需求和非功能性需求。2.设计系统架构，说明关键技术选型（数据库、缓存、消息队列等）。3.提出至少三种潜在的技术风险及应对措施。12题：某智慧城市交通管理系统设计背景：某城市需建设一个实时监控、智能调度交通信号灯的系统，覆盖全市2000个交叉路口。要求：1.设计系统的核心模块（数据采集、信号控制、可视化展示等）。2.说明如何保证系统的高可用性和低延迟。3.提出系统部署方案（云原生或传统部署），并说明理由。答案与解析一、选择题答案与解析1题：答案：B（B树适合磁盘存储的索引结构，支持高效范围查询和平衡读写性能）解析：哈希表适用于精确查询，布隆过滤器用于快速判断元素是否存在，跳表适用于有序数据的高效查询，但B树在平衡磁盘I/O和查询效率方面表现最佳。2题：答案：A（批量导入订单属于系统必须执行的操作，属于功能需求）解析：非功能性需求关注系统性能、安全等属性，业务需求是用户业务目标，约束条件是开发限制。3题：答案：B（响应时间属于性能指标）解析：可靠性关注系统稳定性，安全性涉及数据加密、权限控制等，易用性关注用户交互体验。4题：答案：C（微服务通过服务隔离提升容错能力）解析：微服务架构将系统拆分为独立服务，单个服务故障不影响全局，但会增加运维复杂度。5题：答案：D（未授权访问违反安全设计原则）解析：信息安全要求严格控制访问权限，数据加密、双因素认证、日志存储都是标准安全措施。二、简答题答案与解析6题：需求分析步骤：1.需求获取（访谈、文档分析等）；2.需求分析（功能拆解、逻辑建模）；3.需求确认（用户评审、原型验证）；4.需求文档编写（用例、需求规格说明）。作用：明确用户需求，避免开发偏差，为系统设计提供依据。7题：用例图：描述用户与系统交互的场景集合，包含参与者、用例、关系等。作用：帮助梳理业务流程，便于开发团队理解需求，也可用于测试用例设计。8题：范式：数据库设计规范，通过消除冗余和依赖提高数据一致性。第三范式（3NF）：非主属性不依赖于非传递属性。优点：减少数据冗余，避免更新异常；缺点：多表关联查询可能降低性能。9题：负载均衡：将请求分发到多个服务器，提高系统吞吐量。算法：1.轮询（RoundRobin）；2.最少连接（LeastConnections）；3.加权轮询（WeightedRoundRobin）。10题：平衡方法：1.水平扩展（增加服务器）配合缓存（如Redis）减轻数据库压力；2.异步处理（消息队列如Kafka）降低实时性要求。案例：微信支付通过分库分表+消息队列处理高并发。三、案例分析题答案与解析11题：1.需求分析：-功能性需求：支持实时交易、多币种结算、风险校验、对账功能；-非功能性需求：TPS≥10000，99.99%可用性，数据加密传输。2.架构设计：-数据库：读写分离（MySQLCluster），交易数据用Redis缓存；-消息队列：Kafka处理异步任务（如对账）；-安全：TLS1.3加密，数字签名校验。3.风险及应对：-风险：交易超时→采用事务补偿机制；-风险：巨额伪造交易→加入风控规则引擎。12题：1.核心模块：-数据采集：摄像头数据（边缘计算+MQTT）；-信号控制：基于车流量动态调整信号灯；-可视化：Echarts大屏展示实时路况。2.高可用方案：-节点冗余（Kubernetes多副本）；