试题一

阅读以下关于软件架构评估的说明，回答下列问题。

【说明】

某软件公司拟为某市级公安机关开发一套特种车辆管理与监控系统，以提高特种车辆管理的效率和准确性。在系统需求分析与架构设计阶段，用户提出的部分需求和关键质量属性场景如下：

    (a)系统用户分为管理员、分管领导和普通民警等三类；

    (b)正常负载情况下，系统必须在0.5秒内对用户的车辆查询请求进行响应；

    (c)系统能够抵御99.999%的黑客攻击；

    (d)系统的用户名必须以字母开头，长度不少于5个字符；

    (e)对查询请求处理时间的要求将影响系统的数据传输协议和处理过程的设计；

    (f)网络失效后，系统需要在2分钟内发现并启用备用网络系统；

    (g)在系统升级时，需要保证在1个月内添加一个新的消息处理中间件；

    (h)查询过程中涉及到的车辆实时视频传输必须保证20帧/秒的速率，且画面具有600×480的分辨率；

    (i)更改系统加密的级别将对安全性和性能产生影响；

    (j)系统主站点断电后，需要在3秒内将请求重定向到备用站点；

    (k)假设每秒中用户查询请求的数量是10个，处理请求的时间为30毫秒，则“在1秒内完成用户的查询请求”这一要求是可以实现的；

    (l)对用户信息数据的授权访问必须保证99.999%的安全性；

    (m)目前对“车辆信息实时监控”业务逻辑的描述尚未达成共识，这可能导致部分业务功能模块的重复，影响系统的可修改性；

    (n)更改系统的Web界面接口必须在1周内完成；

    (o)系统需要提供远程调试接口，并支持系统的远程调试。

    在对系统需求和质量属性场景进行分析的基础上，系统的架构师给出了三个候选的架构设计方案。公司目前正在组织系统开发的相关人员对系统架构进行评估。

根据题目描述，该项目的质量属性包括可用性、安全性、性能效率和可维护性。对于每种质量属性，都需要采取相应的设计策略来实现。

1. 可用性：系统用户分为不同角色，需要在系统设计中考虑如何确保不同用户的顺畅使用。通过负载均衡设计，可以分配服务器资源，确保系统在正常负载下迅速响应。此外，快速响应设计策略也至关重要，以减少用户等待时间，提高用户体验。
2. 安全性：系统需要抵御黑客攻击并保证用户信息数据的安全访问。为此，可以采取安全协议设计策略，如使用SSL/TLS等安全协议对数据传输进行加密。同时，实施严格的访问控制，确保只有授权用户能访问系统，增强系统的安全性。
3. 性能效率：对查询请求处理时间的要求直接影响系统的数据传输协议和处理过程的设计。为了实现高性能效率，可以优化数据处理流程，提高系统处理效率。此外，选择合适的数据结构也能提高数据处理的性能。
4. 可维护性：项目中可能存在业务功能模块的重复和影响系统的可修改性问题。为了解决这个问题，可以采取模块化设计策略，降低系统复杂度，方便功能模块的修改和扩展。同时，提供远程调试接口，支持系统的远程调试，方便系统维护和故障排除，也是实现可维护性的重要策略。