第22章 2013真题作文

目录题目2013.11-论软件架构建模技术与应用题目2013.11-企业应用系统的分层架构风格题目2013.11-论软件可靠性设计技术的应用题目2013.11-分布式存储系统架构设计题目2013.11-论软件架构建模技术与应用软件架构用来处理软件高层次结构的设计和实施它以精心选择的形式将若干结构元素进行装配从而满足系统的主要功能和性能需求。软件架构设计的首要问题是如何表示软件架构即如何对软件架构建模。根据建模的侧重点不同可以将软件架构模型分为结构模型、框架模型、动态模型、过程模型和功能模型。Kruchten在1995年提出了“41”视图模型将5种模型有机地统一在一起。请围绕“软件架构建模技术与应用”论题依次从以下三个方面进行论述。1.概要叙述你参与管理和开发的软件项目以及你在其中所承担的主要工作。2.简要叙述“41”视图模型的主要内容。结合你参与项目的实际情况详细说明该项目需求及所涉及的软件架构包括使用到的视图模型、创建的架构模型及使用的建模工具等。3.说明该项目软件架构的实施效果分析其是否满足了项目的需求并说明原因。解析“41”视图模型从5个不同的视角来描述软件架构每个视图只关心系统的一个侧面所有视图结合在一起才能反映系统的软件结构的全部内容。这5个不同的视角包括逻辑视图、开发视图、进程视图、物理视图和场景。1.逻辑视图。逻辑视图主要支持系统的功能需求即系统提供给最终用户的服务。在逻辑视图中系统分解成一系列的功能抽象这些抽象主要来自问题领域。在OO技术中通过抽象、封装和继承可以用对象模型来代表逻辑视图用类图来描述逻辑视图。2.开发视图。开发视图也称为模块视图在UML中被称为实现视图它主要侧重于软件模块的组织和管理。开发视图要考虑软件内部的需求。3.进程视图。进程视图侧重于系统的运行特性主要关注一些非功能性需求。进程视图强调并发性、分布性、系统集成性和容错能力以及逻辑视图中的功能抽象如何适应进程结构等它也定义了逻辑视图中的各个类的操作具体是在哪一个线程中被执行。进程视图可以描述成多层抽象每个级别分别关注不同的方面。4.物理视图。物理视图在UML中被称为部署视图主要考虑如何把软件映射到硬件上它通常要考虑到解决系统拓扑结构、系统安装和通信等问题。5.场景。场景可以看作是那些重要系统活动的抽象它使4个视图有机联系起来。场景对应UML中的用例视图。题目2013.11-企业应用系统的分层架构风格软件架构风格是描述一类特定应用领域中系统组织方式的惯用模式反映了领域中诸多系统所共有的结构特征和语义特征并指导如何将各个模块和子系统有效组织成一个完整的系统。分层架构是一种常见的软件架构风格能够有效简化设计使得设计的系统结构清晰便于提高复用能力和产品维护能力。由于大量企业应用系统都由界面呈现、业务逻辑、数据存储三类功能构成因此广泛采用分层架构风格进行系统设计。请围绕“企业应用系统的分层架构风格”论题依次从以下三个方面进行论述1.概要叙述你参与管理和开发的企业应用系统建设项目以及你在基中所承担的主要工作。2.请结合项目实际情况指出应用系统都有哪些层次以及每个层次的主要功能。3.请结合项目实际情况指出设计每个层次时需要注意的问题及相应的解决方案。解析考生需要结合项目实际情况指出所开发的应用系统的总体架构特别是架构的层次关系。分层架构设计是一种常见的架构设计方法能够有效简化设计使设计的系统结构清晰便于提高复用能力和产品维护能力。一般来说架构可以分为表现层、中间层和持久层三个层次。(1)表现层。表现层主要负责接收用户的请求对用户的输入、输出进行检查与控制处理客户端的一些动作包括控制页面跳转等并向用户呈现最终的结果信息。表现层主要采用MVC结构来实现。控制器负责接收用户的请求并决定应该调用哪个模型来处理然后模型根据用户请求调用中间层进行相应的业务逻辑处理并返回数据最后控制器调用相应的视图来格式化模型返回的数据并通过视图呈现给用户。(2)中间层。中间层主要包括业务逻辑层组件、业务逻辑层工作流、业务逻辑层实体和业务逻辑层框架四个方面。业务逻辑层组件分为接口和实现类两个部分接口用于定义业务逻辑组件定义业务逻辑组件必须实现的方法。通常按模块来设计业务逻辑组件每个模块设计为一个业务逻辑组件并且每个业务逻辑组件以多个DAO组件作为基础从而实现对外提供系统的业务逻辑服务。业务逻辑层工作流能够实现在多个参与者之间按照某种预定义的规则传递文档、信息或任务的过程自动进行从而实现某个预期的业务目标或者促进此目标的实现。业务逻辑层实体提供对业务数据及相关功能的状态编程访问业务逻辑层实体数据可以使用具有复杂架构的数据来构建这种数据通常来自数据库中的多个相关表。业务逻辑层实体数据可以作为业务过程的部分I/O参数传递业务逻辑层的实体是可序列化的以保持它们的当前状态。业务逻辑层是实现系统功能的核心组件采用容器的形式便于系统功能的开发、代码重用和管理。(3)持久层。持久层主要负责数据的持久化存储主要负责将业务数据存储在文件、数据库等持久化存储介质中。持久层的主要功能是为业务逻辑提供透明的数据访问、持久化、加载等能力。企业应用系统的分层架构风格分层架构风格在软件架构中占据着举足轻重的地位尤其在企业应用系统领域其重要性更是不言而喻。下面我将结合我参与管理和开发的一个企业应用系统建设项目从三个方面详细论述分层架构风格的应用。1. 项目概述及我的主要工作我参与管理和开发的企业应用系统建设项目是一套面向制造业的企业资源计划ERP系统。该项目旨在整合企业内部的各类资源包括人力、物力、财力等实现资源的优化配置和高效利用。系统涵盖了生产管理、库存管理、采购管理、销售管理、财务管理等多个模块以满足企业日常运营的全方位需求。在项目中我主要承担了系统架构师的角色负责整体架构设计、技术选型、开发团队的技术指导以及项目进度的把控。我带领团队采用分层架构风格进行系统设计确保系统的可扩展性、可维护性和高可用性。同时我还参与了核心模块的开发工作如业务逻辑层的实现和数据库设计等。2. 应用系统的层次及每个层次的主要功能结合项目实际情况我们将ERP系统划分为以下几个层次表示层用户界面层主要功能负责与用户进行交互展示系统功能和数据接收用户输入并将用户请求传递给业务逻辑层。在ERP系统中表示层包括了各种图形用户界面GUI如生产管理界面、库存查询界面、采购订单界面等这些界面通过直观的操作方式让用户能够方便地进行业务操作。业务逻辑层主要功能是系统的核心部分负责实现企业的业务规则和业务流程。它接收表示层传来的用户请求进行业务处理如计算生产计划、审核采购订单、统计财务数据等并将处理结果返回给表示层或传递给数据访问层进行数据持久化。数据访问层主要功能负责与数据库进行交互实现数据的增删改查操作。它为业务逻辑层提供数据访问接口将业务数据保存到数据库中或从数据库中检索出业务逻辑层所需的数据。数据存储层数据库层主要功能负责存储系统中的所有数据包括企业的基础数据如员工信息、物料信息、业务数据如订单数据、库存数据以及系统配置数据等。数据库层需要保证数据的安全性、完整性和一致性。3. 设计每个层次时需要注意的问题及相应的解决方案表示层问题界面设计复杂不同用户对界面风格和操作习惯有不同的要求且界面需要能够适应不同的设备如PC端、移动端。解决方案采用响应式设计理念使界面能够自适应不同屏幕尺寸的设备。同时提供界面主题定制功能允许用户根据自己的喜好选择界面主题。业务逻辑层问题业务规则复杂且多变不同企业的业务流程可能存在差异且业务逻辑层需要处理大量的并发请求。解决方案采用设计模式如策略模式、工厂模式来封装业务规则提高代码的可维护性和可扩展性。对于并发处理采用多线程技术和负载均衡策略确保系统在高并发情况下的稳定性。数据访问层问题数据库访问性能瓶颈大量数据操作时容易出现响应缓慢的情况且需要保证数据访问的安全性。解决方案采用数据库连接池技术减少数据库连接的开销。对于复杂查询采用索引优化和查询优化技术提高查询效率。在数据安全方面采用参数化查询防止SQL注入攻击对敏感数据进行加密存储。数据存储层问题数据量庞大数据备份和恢复策略复杂且需要保证数据的高可用性。解决方案采用分布式数据库系统将数据分散存储在多个节点上提高数据存储的可靠性和扩展性。定期进行数据备份并建立灾难恢复机制。通过以上措施我们成功地构建了一个高效、稳定、易维护的ERP系统满足了企业的业务需求同时也为系统的后续升级和扩展打下了坚实的基础。题目2013.11-论软件可靠性设计技术的应用随着软件的日益普及系统中软件成分不断增加使得系统对软件的依赖越来越强。软件的可靠性对系统可靠性的影响越来越大。而实践证明保障软件可靠性最有效、最经济、最重要的手段是在软件设计阶段采取措施进行可靠性控制为此提出了软件可靠性设计的概念。软件可靠性设计就是在常规的软件设计中应用各种方法和技术使软件设计在兼顾用户功能和性能需求的同时全面满足软件的可靠性要求。软件可靠性设计应和软件的常规设计紧密结合贯穿于软件设计过程的始终。请围绕“软件可靠性设计技术的应用”论题依次从以下三个方面进行论述。1.概要叙述你参与管理和开发的软件项目以及你在其中所承担的主要工作。2.结合项目实际论述你在项目开发过程中进行软件可靠性设计时遵循的基本原则论述你在该项目中所采用的具体可靠性设计技术。3.阐述你在具体的可靠性设计工作中为了分析影响软件可靠性的主要因素所采用的可靠性分析方法。解析1.概要论述你参与管理和开发的信息系统项目以及你在其中所承担的主要工作。2.结合项目实际论述你在进行软件可靠性设计时遵循的基本原则你所采用的具体可靠性设计技术的基本内容。可靠性设计需要遵循的原则有(1)软件可靠性设计是软件设计的一部分必须在软件的总体设计框架中使用并且不能与其他设计原则相冲突。(2)软件可靠性设计在满足提高软件质量要求的前提下以提高和保障软件可靠性为最终目标。(3)软件可靠性设计应确定软件的可靠性目标不能无限扩大并且在功能、用户需求、开发费用之后考虑。常见的可靠性设计技术有容错设计、检错设计、降低复杂度设计等技术。容错设计技术对于软件失效后果特别严重的场合采用容错设计技术。常见的容错设计技术有三种恢复块设计、N版本程序设计和冗余设计。恢复块设计选择一组软件操作作为容错设计单元把普通的程序块变成恢复块。一个恢复块包含有若干个功能相同、设计差异的程序块文本一个运行文本多个备份文本构成“动态冗余”一旦运行文本出现故障则用备份文本替换。软件容错的恢复块方法就是使软件包含有一系列恢复块。N版本程序设计N版本程序的核心是通过设计出多个模块或不同版本对于相同初始条件和相同输入的操作结果实现多数表决防止其中某一软件模块/版本的故障提供错误的服务以实现软件容错。冗余设计在一套完整的软件系统之外设计一种不同路径、不同算法或不同实现方法的模块或系统作为备份在出现故障时可以使用冗余的部分进行替换从而维持软件系统的正常运行。缺点是费用和资源的消耗会有所增加。检错技术在软件系统中无需在线容错的地方或不能采用冗余设计技术的部分如果对可靠性要求较高故障有可能导致严重的后果时一般采用检错技术在软件出现故障后能及时发现并报警其缺点是不能自动解决故障。降低复杂度设计软件复杂性与软件可靠性有着密切的关系是产生软件缺陷的重要根源。在设计时考虑降低软件的复杂性是提高软件可靠性的有效方法。降低复杂度设计的思想是在保证实现软件功能的基础上简化软件结构缩短程序代码优化软件数据流向降低软件复杂度从而提高软件可靠性。考生应该结合实际工作具体解释遵循的原则和采用的一种或多种可靠性设计技术。3.阐述你在具体的可靠性设计工作中为了分析影响软件可靠性的主要因素所采用的可靠性分析方法。在软件可靠性设计之前和软件可靠性设计过程中都需要采用软件可靠性分析和预测方法来确定当前系统中的主要可靠性因素、目标。常见的软件可靠性分析方法包括故障树分析方法、失效模式与效应分析方法等。故障树分析方法一种自顶向下的软件可靠性分析方法即从软件系统不希望发生的事件(顶事件)特别是对人员和设备的安全及可靠性产生重大影响的事件开始向下逐步追查导致顶事件发生的原因直至基本事件(底事件)从而确定软件故障原因的各种可能组合方式和(或)发生概率。基本的步骤是软件故障树的建立、定性分析和定量分析。失效模式与效应分析方法在软件开发阶段的早期通过识别软件失效模式分析造成的后果研究分析各种失效模式产生的原因寻找消除和减少其有害后果的方法以便尽早发现潜在的问题并采取相应的措施从而提高软件的可靠性和安全性。SFMEA的分析对象可以是开发早期阶段的高层次的子系统、部件也可以是详细设计阶段的单元、模块。对于不同的分析对象其软件失效模式是不同的采用的SFMEA分析方法也不同前者采用系统级分析方法(systemFMEA)后者为详细级分析方法(detailedFMEA)。其基本的步骤是系统定义、软件失效模式分析、软件失效原因分析、软件失效影响分析、改进措施分析。题目2013.11-分布式存储系统架构设计分布式存储系统(Distributed Storage System)通常将数据分散存储在多台独立的设备上。传统的网络存储系统采用集中的存储服务器存放所有数据存储服务器成为系统性能的瓶颈也是可靠性和安全性的焦点不能满足大规模存储应用的需要。分布式存储系统采用可扩展的系统结构利用多台存储服务器分担存储负荷利用位置服务器定位存储信息它不但提高了系统的可靠性、可用性和存取效率还易于扩展。请围绕“分布式存储系统架构设计”论题依次从以下三个方面进行论述。1.概要叙述你参与分析和开发的分布式存储系统项目以及你所承担的主要工作。2.简要说明在分布式存储系统架构设计中所使用的分布式存储技术及其实现机制详细叙述你在具体项目中选用了哪种分布式存储技术说明其原因和实施效果。3.冗余是提高分布式存储系统可靠性的主要方法通常在分布式存储系统设计中可采用哪些几余技术来提升系统的可靠性?你在具体项目中选用了哪种几余技术?说明其原因和实施效果。解析在分布式存储系统架构设计中所使用的分布式存储技术主要包括四类1.集群存储技术。集群存储系统是指架构在一个可扩充服务器集群中的文件系统用户不需要考虑文件是存储在集群中什么位置仅仅需要使用统一的界面就可以访问文件资源。当负载增加时只需在服务器集群中增加新的服务器就可以提高文件系统的性能。集群存储系统能够保留传统的文件存储系统的语义增加了集群存储系统必须的机制可以向用户提供高可靠性、高性能、可扩充的文件存储服务。2.分布式文件系统。分布式文件系统是指文件系统管理的物理存储资源不一定直接连接在本地节点上而是通过计算机网络与节点相连。分布式文件系统的设计基于客户机/服务器模式。一个典型的网络可能包括多个供多用户访问的服务器。另外对等特性允许一些系统扮演客户机和服务器的双重角色。分布式文件系统以透明方式链接文件服务器和共享文件夹然后将其映射到单个层次结构以便可以从一个位置对其进行访问而实际上数据却分布在不同的位置。用户不必再转至网络上的多个位置以查找所需的信息。3.网络存储技术。网络存储系统就是将“存储”和“网络”结合起来通过网络连接各存储设备实现存储设备之间、存储设备和服务器之间的数据在网络上的高性能传输。为了充分利用资源减少投资存储作为构成计算机系统的主要架构之一就不再仅仅担负附加设备的角色逐步成为独立的系统。利用网络将此独立的系统和传统的用户设备连接使其以高速、稳定的数据存储单元存在。用户可以方便地使用浏览器等客户端进行访问和管理。4.P2P网络存储技术。P2P网络存储技术的应用使得内容不是存在几个主要的服务器上而是存在所有用户的个人电脑上。这就为网络存储提供了可能性可以将网络中的剩余存储空间利用起来实现网络存储。人们对存储容量的需求是无止境的提高存储能力的方法有更换能力更强的存储器另外就是把多个存储器用某种方式连接在一起实现网络并行存储。相对于现有的网络存储系统而言应用P2P技术将会有更大的优势。P2P技术的主体就是网络中Peer也就是各个客户机数量是很大的这些客户机的空闲存储空间是很多的把这些空间利用起来实现网络存储。冗余是提高分布式存储系统可靠性的主要方法冗余的存储结构可以保证部分服务器失效时数据服务仍可正常访问。常用的冗余技术包括数据备份数据分割门限方案纠错编码和纠删编码等。考生根据所参与的实际项目指出采用了何种冗余技术并说明其原因和实施效果。