2024年下半年系统架构设计师案例分析

全国计算机技术与软件专业技术资格（水平）考试

下六他月系统架构设计肺下午试卷I

（考试畤间14:00—16:30共150分钟）

II按下述规定封的填写答题纸

1.在答题纸的指定位置填写你所在的省、自治区、直辖市、计划军列市的名称。

2.在答题纸的指定位置填写准考证号、出生年月日和姓名。

3.答ggMU二除填写上述内容外只能写解答。

4.本试卷共5道题，试题壹是必答题，试题二至试题五选答1道。每题25分，

满分75分。

5.解答畤字迹务必清晰，字迹不清畤，将不评分。

6.仿照下面例题，将解答写在答题纸的封应栏内。

例题

年下六月全国计算机技术与软件专业技术资格（水平）考试曰期是（1）

月⑵曰。

由于封的的解答是“11月4曰"，故在答题纸的封应栏内写上“11”和“4”

（参看下表）。

例题解答栏

(1)11

(2)4

试题壹是必答题

试题壹

阅^如下有关软件架构评估的论述，在答题纸上I口I答冏题1和冏题2.

【阐明】

某军位悬了建设健全的公路桥梁养护管理档案，拟明发壹套公路桥梁在线管理系统。在

系统的需求分析与架构设计阶段，顾客提出的需求、质量属性描述和架构特性如下：

(a)系统顾客分悬高级管理员、数据管理员和数据维护员等三类；

(b)系统应常具有完善的安全防护措施，可以封黑客的袭击行悬谨行检测与防御；

(c)正常负载状况下，系统必须在0.5秒内封顾客的查询祈求选行响应；

(d)封查询祈求处理畤间的规定将影响系统的数据传播协议和处埋谩程的设计；

(e)系统的顾客名不能悬中文，规定必须以字母房:度不少于5他字符；

(f)更改系统加密的级别将封安全性和性能产生影响：

(g)网络失效彳发，系统需要在10秒内发现籍误并启用备用系统；

(h)查询谩程中波及到的桥梁与公路的实畤状态视频传指必须保证画面具有1024*768的辨

别率，40帧/秒的速率；

(i)在系统升级畤，必须保证在10人月内可添加麦种新的消息处理中间件；

(j)系统主站黠断重彳爰，必须在3秒内将祈求重定向到备用站黠；

(k)假如每秒钟顾客查询祈求的数量是10值I，处理^佃祈求的畤问卷30亳秒，则系统应

保证在1秒内完毕顾客的查询祈求；

(I)封桥梁信息数据库的所有操作都必须迤行完整记录；

(m)更改系统的Web界面接口必须在4人周内完毕；

(n)假如"养护汇报生成哑务逻辑的描述尚未到达共识，垢午导致部分业务功能模块规则的

矛盾，影响系统的可修改性

(O)系统必须提供速程调试接口，并支持系统的速程调试。

在封系统需求，质量属性描述和架构特性暹行分析的基础上，系统的架构部给出了三低候选

的架构设计方案，企业目前正在组织系统^发的有关人员封系统架构暹行评估。

(mi](12分)

在架构评估谩程中，质量属性效用树(utilitytree)是封系统质量属性逛行识别和优先级

排序的重要工具。^w合出合适的质量属性，填入图1-1中（1）、（2）空白处；并选择题干描

述的（a广（。），填入⑶~（6）空白处，完毕该系统的效用树。

【冏题2】（13分）

在架构评估遇程中，需要封的识别系统的架构凰险、敏感黠和权衡黠，并迤行合理的架

构决策。as用3oo字以内的文字给出系统架构凰险、敏感钻和权衡黠的定义，并拢题干⑶

~（。）中分别选出1低।封系统架构凰险、敏感.粘和权衡贴最悬恰常的描述。

优下列的4道试题(试题二至试题五)中任选2道解答。

假如解答的:式题数超谩2道，则题号小的2道解答有效。

试题二

阅^如下有关软件系统设计的论述，在答题飙上回答冏H1至冏题3.

【阐明】

某软件企业受该省教育部门委托建设高校数字化教育教孥资源共享平台，实土兄以众筹众

创的方式组织省内壹般高校联合^展教育教阜资源内容建设，实现全省优质教阜资源整合和

共享。该资源共享平台的重要功能模块包括：

(1)统壹身份认证模块：提供统壹的认证入口，卷平台其他关键业务模块提供顾客管理、

身份认证、权限分级和军船登录等功能；

(2)共享资源管理模块：提供教阜资源申报流程服务，包括了资源申报、分类定制、资

料上传、资源审核和资源公布等功能；

(3)共享资源展示模块：提供教育教^共享资源的展示服务，包括资源导航、视频黏播、

资源检索、分类展示、资源评价和推荐等功能；

(4)资源元模型管理模块：根据资源类型提供共享资源的描述属性、内容属性和展示属

性，包括共享资源统壹原则和规范、资源加工和在线编相工具、数字水印和模板定制等功能;

(5)系统综合管理模块：提供系统管理和维护服务，包括系统配置、数据备份恢复、资

源导入导出和记录分析等功能。

项目组通谩度析和讨论，决定采用基「JavaEE的MVC噢式设计资源共享平台的软件架构,

如图2-1所示。

【周题1](9分)

MVC架构中包括哪三种元素，它俨j的作用分别是什么?精根据图2-1所示架构将JavaEE

中JSP、Servlet、Service、JavaBeanDAO五种构件分别填入空(1)~(5)所示位置八

（6分）

项H组架构闱j王工提出在图2-1所示架构设计中加入EJB构件，采用企业级JavaEE架构

^发资源共享平台。阐明EJB构件中的Bean（构件）分悬哪三种类型，每种类型Bean的职

责是什么。

【周题3】（10分）

假如采用王工提出的企业JavaEE架构，精阐明下列（a「（e）所幺合出的业务功能构件中，

有状态和辗状态构件分别包括哪些。

（a）IdentificationBean（身份认证构件）

（b）ResPublishBean（资源公布构件）

（c）ResRetrievalBean（资源检索构件）

（d）OnlineEditBean（在线编辑构件）

（e）StatisticsBean（记录分析构件）

试题三

阅^如下有关机器人慷作系统架构的描述，回答冏题1至冏题3

【阐明】

伴随人工智能技术的发展，工业机器人已成卷目前二业界的热黠研究封象。某宇航设备

企业卷了扩大业务范围，决策层研究决定准备^展工业机器人研制新业务。企业将论证工作

交^了软件架构如王工，王工通遇度析和调研，优机器人市埸琪实状况、领域需求、构成及

关键技术和凰险分析等方面I荆展了综合论证。论证汇报指出：首先，卷了保障我司机器人研

制的持续性，应根据领域需求选择壹种适应的设计架构；另壹方面，卷了规避凰险，企业的

研制工作不能优零^始，应富采用国际^源小区所提供机器人操作系统(RobotOperating

System,ROS)作卷机器人^发的基本平台。

在讨论曾上，架构肺李工提出不宜样意见,他认四企业针封宇航领域已发了某款嵌入

式实畴操作系统，且被多种宇航装备使用，可靠性较高。因此应常采用既有架构体系作卷机

器人的【引发平台。曾上王工阐明了机器人操作系统与该款操作系统的差异，要沿用需要迤行

改造，技入较大。通谩剧烈讨论，企业领导同意了王工采用ROS的意见。

【冏题1】(5分)

王工拟采用的ROS具有分布式暹程框架，以黑i强悻占设计以及服务和节黠管理器方式，使

得执行程序可以各自独立地设计，松散地、实畤地组合起来。适些逛程可以按照功能包和功

能包集的方式分组，因而可以轻易地分享和公布。希用400字以内文字阐明ROS与嵌入式

实畴操作系统的共同黠，以及在实畴性和任务通信方式两值I方面的差异。

【冏题2】(10分)

ROS卷应用程序间通信提供了主题(Topic)、服务(Service)和勤作(Action)三种消息通

信方式，每种通信方式均有其特黠片青将如下^出的三类通信的重要特熟填入表3-1中(1)・(5)

的空白处，将答案写在答题纸上。

(a)合用于传播传感器信息〈数据流)

(b)可以懂得与否调用成功

(c)壹封多模式

(d)有握手信号

(e)服务执行完曾有反馈

(f)可以监控是畴间执行的迤程

(g)较复杂

(h)也会午让系统谩载(数据太多)

(i)服务执行完之前，程序曾等待

(j)建立.通信较慢

(k)也^丢失数据

表3-1ROS三类通信的主要特点

类型特点

(a)适合用于传输传感器信息(数据

流)

主题(Topic)(1)

(2)

(h)可能让系统过载(数据太多)

(b)能够知道是否调用成功

(3)

服务(Service)

(e)服务执行完会有反馈

(4)

(5)

动作(Action)(g)较复杂

(d)有握手信号

【冏题3】(10分)

ROS的架构定义了R0S系统由多种各自独立的节黠(组件〉构成，并且各(T节粘之间可

以通遇公布/订阅(Publish/Subscribe)消息模型迤行通信。图3-1幺合出壹种简朴机器人构造实

例，者青根据如下文字描述，补充图3・1中(1产⑸处空白，将答案写在答题纸上。

”机器人^始阶段,所有节黠都要注册(Registration)到Master上,注册彳爰，摄像^节黠申

明它要公布(Publish)壹种叫做/image_data的消息。此外两他1节熟(图像处理处理节黠和图像

显示节黠)申明它俨］需要订阅(Subscribe)造他/image_data消息。因此，壹旦摄像醺节黠

收到相机发送的数据(Data),就立即将数据/image_data直接发送到此外两低I节黠。

ComputerontheRobotLaptop

试题四

阅^如下有关数据库设计的论述，在答题纸上回答冏题1至冏题3。

【阐明】

某制造企业卷拓展网上销售业务，委托某软件企业^发壹套霜子商务网站。初期仅处埋

基本的网上销售、订单等功能需求。该软件企业很快决定基于.NET平台和SQLServer数据库

暹行I引发，但在数据库访冏方式上出现了争议。王工认悬应管采用程序在线访冏的方式访

冏数据库：而李工认悬本企业内部程序员缺乏数据库I引发^验，并且应用筒军，应常采用

ORM（射象关系映射）方式.最终通谩综合考虑，该软件企业采用了李工的提议。

伴随业务的发展，该甯子商务网站逐渐发展成壹种通用的甯子商务平台，销出多家制造

企业的产品，甯子商务平台的功能也曰益复杂。目前急需封该甯子商务网站诞行改造，以支

持封多种异构数据库平台的数据访冏，同步满足复杂的数据管理需求。该软件企业针封上述

需求，封重子商务网站的架构暹行了重新设计，新增是了数据访冏层，同步采用工1敲设计模

式处理异构数据库访冏的司堰。新设计的系统架构如图4-1所示。

[^11（9分）

^用300字以内的文字分别阐明数据库程序在线访冏方式和ORM方式的优缺陷，阐明

该软件企业采用ORM的原因。

【周题2］（9分）

^用100字以内的文字阐明新体系架构中增是数据访冏层的原因。根据图4-1所示，

填写图中空白处⑴-⑶。

【冏题3】（7分）

应用程序设计中，数据库访冏需要良好的封装性和可维护性，因此常常使用工摩设计模

式来实Bi封数据库访冏的封装。器青解群工，椒设计模式，并阐明其房处和应用埸景:；精解科

阐明工腋模式在数据访周层中的应用。

试题五

阅^如下有关Web系统架构设计的论述，在答题纸上回答冏题1至冏题3.

【阐明】

某甯子商务企业因发展良好，客户量逐渐增大，企业业务不停扩充，导致其原有的B2c

商品交易平台已不能满足线有业务需求。因此，该企业委托某软件企业重新发壹套商品交

易平台。该企业规定新平台应可适应客户优手机、平板设备、雷脑等不壹样终端设备访冏系

统，同步满足雷:约定期I荆展“秒杀"、”限畴促销”等活勤的系统高并发访冏量的需求。面封系

统需求，软件企业召^项目组讨论曾议，制定系统设计方案。讨