一、[材料型]问答题
试题一（共25分）阅读以下关于软件系统分析与建模的叙述，在答题纸上回答问题1至问题3。
【说明】某软件公司拟开发一套博客系统，要求能够向用户提供一个便捷发布自已心得，及时有效的与他人进行交流的平台。新用户发布个人博客之前，需要创建一个新的博客账户，以下为新用户注册的操作行为：
(a) 向系统请求创建一个新的博客账户；
(b) 输入个人详细信息；
(c) 使用证件数据库验证个人详细信息；
(d) 选择账户类型；
(e) 身份验证成功，创建新的博客账户；
(f）用户身份信息验证不成功；
(g) 以电子邮件的方式将账户详细信息发送给用户；
(h）博客账户申请被拒绝。
1、【问题1】（6分）在结构化和面向对象的软件分析过程中，通常会使用到数据流图、活动图和流程图，请分别描述这三种模型的特点和适用场景。
参考答案：
问题1:
数据流图：一种图形化工具，用来说明业务处理过程、系统边界内所包含的功能和系统中的数据流。数据流图适用于系统分析中的逻辑建模阶段，数据流图展现系统的数据流。
活动图：描述系统的工作流程和并发行为，可看作状态图的特殊形式，活动图中一个活动结束后将立即进入下一个活动（在状态图中状态的转移可能需要事件的触发）。动图侧重描述行为的动作。其次活动图可描述并发行为。
流程图：图形化的方式展示应用程序从数据输入开始到获得输出为止的逻辑过程，描述处理过程的控制流。流程图适用于系统设计中的物理建模阶段，流程图展现系统的控制流。
试题一（共25分）阅读以下关于软件系统分析与建模的叙述，在答题纸上回答问题1至问题3。
【说明】某软件公司拟开发一套博客系统，要求能够向用户提供一个便捷发布自已心得，及时有效的与他人进行交流的平台。新用户发布个人博客之前，需要创建一个新的博客账户，以下为新用户注册的操作行为：
(a) 向系统请求创建一个新的博客账户；
(b) 输入个人详细信息；
(c) 使用证件数据库验证个人详细信息；
(d) 选择账户类型；
(e) 身份验证成功，创建新的博客账户；
(f）用户身份信息验证不成功；
(g) 以电子邮件的方式将账户详细信息发送给用户；
(h）博客账户申请被拒绝。
2、【问题2】（9分）采用用例图和用例描述建模系统需求，请使用题干给出的（a）～（h），完善“博客账户创建用例描述”中的（1）～（6），如表1-1所示。将正确答案填在答题纸上。
参考答案：（1）（a）
（2）（d）
（3）（b）
（4）（c）
（5）（g）
（6）（h）
试题一（共25分）阅读以下关于软件系统分析与建模的叙述，在答题纸上回答问题1至问题3。
【说明】某软件公司拟开发一套博客系统，要求能够向用户提供一个便捷发布自已心得，及时有效的与他人进行交流的平台。新用户发布个人博客之前，需要创建一个新的博客账户，以下为新用户注册的操作行为：
(a) 向系统请求创建一个新的博客账户；
(b) 输入个人详细信息；
(c) 使用证件数据库验证个人详细信息；
(d) 选择账户类型；
(e) 身份验证成功，创建新的博客账户；
(f）用户身份信息验证不成功；
(g) 以电子邮件的方式将账户详细信息发送给用户；
(h）博客账户申请被拒绝。
3、【问题3】（10分）需求评审是通过将需求规格说明书递交给相关人员检查，以发现其中存在缺陷的过程。在需求工程中，需求评审是一个非常重要的过程。结合题干案例，请用300字以内的文字简要说明需求评审的内容及作用。
参考答案：
需求评审的内容：
（1）评审需求规格说明和初步的用户手册，确保软件需求的完整、准确、清晰。
（2）需求规格说明书中的软件需求是从系统需求、业务规格等正确推导出来；
（3）确保用户和软件设计人员对需求规格说明和初步的用户手册的理解达成共识，确保需求是符合干系人需求的。
（4）确保需求为系统设计、实现和测试提供了足够的基础。
（5）发现遗漏，以便尽快补充、更正。
需求评审的作用：
（1）发现二义性或是不确定性的需求
（2）发现未达成共识的需求，让项目干系人在需求问题上达成共识
（3）发现遗漏需求
（4）减少需求不一致的风险，提高软件质量与满意度。
试题二（共25分）阅读以下关于系统设计的叙述，在答题纸上回答问题1至问题3。
【说明】某软件公司为某企业开发一套在线办公自动化系统，以提升企业管理服务的质量和效率。公司决定采用面向对象方法开发该系统，张工负责对员工请假审批业务进行了分析，具体描述如下：企业员工通过请假申请页面提出请假申请后，首先由部门经理进行审核，若请假理由不合理，部门经理拒绝请假申请，将申请退回给员工，员工对请假申请表进行修改再次提交，或放弃请假申请。若请假理由合理，且请假天数小于等于3天，则部门经理直接批准请假申请，生成请假批准单，申请结束。若请假天数大于3天，则在部门经理批准请假申请后，需要提交给副总经理审核批准。副总经理若认为该申请合理，则审核通过，生成请假批准单，流程结束；若副总经理认为申请不合理，则拒绝请假申请，将请假申请退回给员工。
4、【问题1】（11分）识别设计类是面向对象设计过程中的重要环节之一，设计类表达了类的职责，即该类所承担的任务。请用300字以内的文字说明设计类通常包含哪3种类型，以及每种类型的主要职责，并从题干描述案例涉及的具体类为每种类型的设计类举出两个实例。
参考答案：
类可以分为三种类型，分别是实体类、边界类和控制类。
1）实体类：存储和管理系统内部的信息，实体类通常需要放入持久存储体（数据库、文件等）。实体对象（实体类的实例）用于保存和更新事件、人员等信息。本题的实体类有企业员工、部门经理、副总经理、请假批准单等。
2）控制类
控制类是用于控制用例工作的类，体现应用程序的执行逻辑。本题的控制类有提交请假申请、批准请假申请、拒绝请假申请。
3）边界类：位于系统与外界的交接处，用于系统外部环境与系统内部的交互。本题的边界类有请假申请页、请假申请表等。
试题二（共25分）阅读以下关于系统设计的叙述，在答题纸上回答问题1至问题3。
【说明】某软件公司为某企业开发一套在线办公自动化系统，以提升企业管理服务的质量和效率。公司决定采用面向对象方法开发该系统，张工负责对员工请假审批业务进行了分析，具体描述如下：企业员工通过请假申请页面提出请假申请后，首先由部门经理进行审核，若请假理由不合理，部门经理拒绝请假申请，将申请退回给员工，员工对请假申请表进行修改再次提交，或放弃请假申请。若请假理由合理，且请假天数小于等于3天，则部门经理直接批准请假申请，生成请假批准单，申请结束。若请假天数大于3天，则在部门经理批准请假申请后，需要提交给副总经理审核批准。副总经理若认为该申请合理，则审核通过，生成请假批准单，流程结束；若副总经理认为申请不合理，则拒绝请假申请，将请假申请退回给员工。
5、【问题2】（6分）识别类之间的关系是面向对象分析过程中的重要环节之一，常见的类之间关系包括泛化关系、关联关系、聚合关系、组合关系等。请用300字以内的文字对泛化关系和关联关系的内涵进行描述，并根据题干具体类的描述为这两种关系各举出一种实例。
参考答案：
泛化关系：一般事物与该事物中特殊种类之间的关系，也就是类的继承。例如：员工和部门经理属于泛化关系。
关联关系：两个类之间存在可以相互作用的联系，即一个类知道另外一个类的属性和方法，含有“知道”、“了解”的含义。例如：“员工可以提交请假申请单”语句中，员工和请假记录之间就是关联关系。
试题二（共25分）阅读以下关于系统设计的叙述，在答题纸上回答问题1至问题3。
【说明】某软件公司为某企业开发一套在线办公自动化系统，以提升企业管理服务的质量和效率。公司决定采用面向对象方法开发该系统，张工负责对员工请假审批业务进行了分析，具体描述如下：企业员工通过请假申请页面提出请假申请后，首先由部门经理进行审核，若请假理由不合理，部门经理拒绝请假申请，将申请退回给员工，员工对请假申请表进行修改再次提交，或放弃请假申请。若请假理由合理，且请假天数小于等于3天，则部门经理直接批准请假申请，生成请假批准单，申请结束。若请假天数大于3天，则在部门经理批准请假申请后，需要提交给副总经理审核批准。副总经理若认为该申请合理，则审核通过，生成请假批准单，流程结束；若副总经理认为申请不合理，则拒绝请假申请，将请假申请退回给员工。
6、【问题3】（8分）在面向对象的设计过程中，状态图描述了一个实体基于事件反应的动态行为。请根据题干描述，填写图2-1中的（a）～（d）空白，完成请假审批的状态图。 
参考答案：
（a）部门经理拒绝请假申请
（b）请假天数大于3天
（c）副总经理拒绝请假申请
（d）请假天数小于等于3天
试题三：暂缺
7、暂缺
参考答案：暂缺
试题三：暂缺
8、暂缺
参考答案：暂缺
试题三：暂缺
9、暂缺
参考答案：暂缺
试题四（共25分）
阅读以下关于微服务架构中的数据管理的叙述，在答题纸上回答问题1至问题3。
【说明】
某大型电商平台构建了一个在线B2B商店系统。该系统采用微服务架构，将系统功能分解为多个松散耦合且可独立部署的较小组件或服务。最终设计的系统包括了电商系统中常见的服务：客户服务、订单服务、支付服务等，其中：
1、 客户服务负责对客户相关的信息进行管理和维护；
2、 订单服务负责对订单信息的管理和维护；
3、支付服务负责对在线支付功能和信息的管理和维护等。
为了确保微服务之间的松耦合，每个服务都有自己的数据，其中，订单服务使用了 NoSQL 数据库，客户服务和支付服务使用了关系数据库。
李工认为由于不同服务使用了各自的不同数据库，使得跨服务操作可能存在数据不一致。比如订单与支付的数据一致性问题，系统通过订单服务在本地 NoSQL 数据库中创建订单记录，同时在支付服务的关系数据库中创建支付记录，且必须保证订单记录和支付记录的一致性，该问题在系统构建时需要考虑。
10、【问题1】（7分）
李工建议采用两阶段提交协议（2PC）来解决服务数据的一致性问题。请用200字以内的文字简要说明2PC；说明2PC是否能解决该问题，并简要解释原因。
参考答案：
问题1:
（1两阶段提交协议（Two-phase Commit，2PC）经常⽤来实现分布式事务，在两阶段协议中，系统⼀般包含两类节点：⼀类为协调者（coordinator），通常⼀个系统中只有⼀个；另⼀类为事务参与者（participants，cohorts或workers），⼀般包含多个。协议中假设每个节
点都会记录操作⽇志并持久化到⾮易失性存储介质，即使节点发⽣故障⽇志也不会丢失。
（2）可以，可以保证数据的强一致性，许多分布式关系型数据管理系统采用此协议来完成分布式事务。它是协调所有分布式原子事务参与者，并决定提交或取消（回滚）的分布式算法。同时也是解决一致性问题的一致性算法。该算法能够解决很多的临时性系统故障（包括进程、网络节点、通信等故障），被广泛地使用。但是，它并不能够通过配置来解决所有的故障，在某些情况下它还需要人为的参与才能解决问题。参与者为了能够从故障中恢复，它们都使用日志来记录协议的状态，虽然使用日志降低了性能但是节点能够从故障中恢复。
试题四（共25分）
阅读以下关于微服务架构中的数据管理的叙述，在答题纸上回答问题1至问题3。
【说明】
某大型电商平台构建了一个在线B2B商店系统。该系统采用微服务架构，将系统功能分解为多个松散耦合且可独立部署的较小组件或服务。最终设计的系统包括了电商系统中常见的服务：客户服务、订单服务、支付服务等，其中：
1、 客户服务负责对客户相关的信息进行管理和维护；
2、 订单服务负责对订单信息的管理和维护；
3、支付服务负责对在线支付功能和信息的管理和维护等。
为了确保微服务之间的松耦合，每个服务都有自己的数据，其中，订单服务使用了 NoSQL 数据库，客户服务和支付服务使用了关系数据库。
李工认为由于不同服务使用了各自的不同数据库，使得跨服务操作可能存在数据不一致。比如订单与支付的数据一致性问题，系统通过订单服务在本地 NoSQL 数据库中创建订单记录，同时在支付服务的关系数据库中创建支付记录，且必须保证订单记录和支付记录的一致性，该问题在系统构建时需要考虑。
11、【问题2】（8分）
王工建议采用分布式数据管理方案，用事件驱动架构来解决服务数据的一致性问题，在订单服务和支付服务之间通过可靠的消息队列实现事件的传递，其基本操作步骤如下，请填写其中的空白处。
（1）订单服务接收订购请求，创建一个订单，该记录状态为（a），发布一个“创建订单”事件；
（2）（b）接收“创建订单”事件，记录（c），发布一个“支付完成事件；
（3）订单服务接收“支付完成”事件，修改订单记录状态为（d）。
参考答案：
a新建，b支付服务，c支付，d支付完成
试题四（共25分）
阅读以下关于微服务架构中的数据管理的叙述，在答题纸上回答问题1至问题3。
【说明】
某大型电商平台构建了一个在线B2B商店系统。该系统采用微服务架构，将系统功能分解为多个松散耦合且可独立部署的较小组件或服务。最终设计的系统包括了电商系统中常见的服务：客户服务、订单服务、支付服务等，其中：
1、 客户服务负责对客户相关的信息进行管理和维护；
2、 订单服务负责对订单信息的管理和维护；
3、支付服务负责对在线支付功能和信息的管理和维护等。
为了确保微服务之间的松耦合，每个服务都有自己的数据，其中，订单服务使用了 NoSQL 数据库，客户服务和支付服务使用了关系数据库。
李工认为由于不同服务使用了各自的不同数据库，使得跨服务操作可能存在数据不一致。比如订单与支付的数据一致性问题，系统通过订单服务在本地 NoSQL 数据库中创建订单记录，同时在支付服务的关系数据库中创建支付记录，且必须保证订单记录和支付记录的一致性，该问题在系统构建时需要考虑。
12、【问题3】（10分）
李工提出王工的方案会有数据库更新和发布事件的原子性问题，例如订单服务创建订单记录和发布“创建订单”事件需要原子性保障，否则会出现数据不一致状态。
王工认为可以使用本地事务发布事件的方法来解决该问题。请给出使用本地事务发布事件的基本方法，并说明该方法的缺点。
参考答案：
问题3；
（1）一个实现原子化的方法是使用本地事务来更新业务实体和事件列表，由一个独立进程来发布事件。具体来说，就是在存储业务实体状态的数据库中，使用一个事件表来充当消息队列。应用启动一个（本地）数据库事务，更新业务实体的状态，在事件表中插入一个事件，并提交该事务。一个独立的消息发布线程或进程查询该事件表，将事件发布到消息代理，并标注该事件为已发布。
（2）缺点：数据更新操作与所要发布的事件之间的对应关系，是由应用的开发者实现的，因此有很大可能出错。
试题五（共25分）
阅读以下关于 web 系统设计的叙述，在答题纸上回答问题1至问题3。
【说明】
某公司拟开发一个食品供应链溯源系统，该系统需要提供从原材料供应商、加工商、物流、分销商、零售商、消费者的食品供应链全流程溯源。该公同组建了项目组，并召开了项目开发讨论会。会上，张工提出适过二维码扫描获取食品信息，采用中心化数数据库作为数据存储媒介；李工提出使用中心化数据库容易产生数据信任、溯源追责困难等问题，建议建立区块链和数据库的映射存储，提供存储和查询操作功能，并提出采用数据接入层、数据核心层、应用表示层三层体系架构实现该食品溯源系统。
13、【问题1】（6分）去中心化和开放性是区块链的重要特征，请用200字以内的文字简要说明什么是区块链的去中心化和开放性。
参考答案：
问题1:
区块链的去中心化就是将这些数据分散存储在区块链网络中多个节点上。节点的多少并没有准确的限制，只要实现存储的数据无法被单元独立支配，就算是实现了去中心化。节点越多，数据的安全性也会越高，同时运行成本和所需能耗也会增长。
区块链的开放性是所有人都可以自由加入区块链，并得到所有信息，整个系统高度透明，只有各方的私有信息是加密的。
试题五（共25分）
阅读以下关于 web 系统设计的叙述，在答题纸上回答问题1至问题3。
【说明】
某公司拟开发一个食品供应链溯源系统，该系统需要提供从原材料供应商、加工商、物流、分销商、零售商、消费者的食品供应链全流程溯源。该公同组建了项目组，并召开了项目开发讨论会。会上，张工提出适过二维码扫描获取食品信息，采用中心化数数据库作为数据存储媒介；李工提出使用中心化数据库容易产生数据信任、溯源追责困难等问题，建议建立区块链和数据库的映射存储，提供存储和查询操作功能，并提出采用数据接入层、数据核心层、应用表示层三层体系架构实现该食品溯源系统。
14、【问题2】（7分）
分布式交易账本、哈希散列函数、公私钥签名、时间戳就是区块链的核心技术，请从上述技术中选择两种最适合解决数据信任问题的技术，并用300字以内的文字说明原因。
参考答案：
问题2:
分布式交易账本、公私钥签名
区块链技术以分布式账本技术为基础，通过加密签名添加私钥，执行智能合约，实现不可篡改、可审计的账本信息库。这个技术不依赖于具体的实体，也依赖于一些中央的、权威的组织。
试题五（共25分）
阅读以下关于 web 系统设计的叙述，在答题纸上回答问题1至问题3。
【说明】
某公司拟开发一个食品供应链溯源系统，该系统需要提供从原材料供应商、加工商、物流、分销商、零售商、消费者的食品供应链全流程溯源。该公同组建了项目组，并召开了项目开发讨论会。会上，张工提出适过二维码扫描获取食品信息，采用中心化数数据库作为数据存储媒介；李工提出使用中心化数据库容易产生数据信任、溯源追责困难等问题，建议建立区块链和数据库的映射存储，提供存储和查询操作功能，并提出采用数据接入层、数据核心层、应用表示层三层体系架构实现该食品溯源系统。
15、【问题3】（12分）
根据李工的建议，该系统将采用三层架构。请从下面给出的（a）～（m）候选项中进行选择，补充完善图5-1中（1）～（6）处空白的内容，完成该系统的架构设计方案。
图5-1 食品供应链溯源系统架构
参考答案：
（1）a）数据接入层
（2）k) 4G/WiFi
（3）
（4）
（5）h）数据核心层
（6）e）应用表示层
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