题目：试题一（25分） 阅读以下关于软件架构设计的叙述，在答题纸上回答问题1至问题3 【说明】 某软件公司为某品牌手机厂商开发一套手机应用程序集成开发环境，以提高开发手机应用程序的质量和效率。在项目之初，公司的系统分析师对该集成开发环境的需求进行了调研和分析，具体描述如下： a．需要同时支持该厂商自行定义的应用编程语言的编辑、界面可视化设计、编译、调试等模块，这些模块产生的模型或数据格式差异较大，集成环境应提供数据集成能力。集成开发环境还要支持以适配方式集成公司现有的应用模拟器工具。 b．经过调研，手机应用开发人员更倾向于使用Windows系统，因此集成开发环境的界面需要与Windows平台上的主流开发工具的界面风格保持一致口 c．支持相关开发数据在云端存储，需要保证在云端存储数据的机密性和完整性。 d．支持用户通过配置界面依据自己的喜好修改界面风格，包括颜色、布局、代码高亮方式等，配置完成后无需重启环境。 e．支持不同模型的自动转换。在初始需求中定义的机器性能条件下，对于一个包含50个对象的设计模型，将其转换为相应代码框架时所消耗时间不超过5秒。 f．能够连续运行的时间不小于240水时，意外退出后能够在1 0秒之内自动重启。 g．集成开发环境具有模块化结构，支持以模块为单位进行调试、测试与发布口 h．支持应用开发过程中的代码调试功能：开发人员可以设置断点，启动调试，编辑器可以自动卷屏并命中断点，能通过变量监视器查看当前变量取值。 在对需求进行分析后，公司的架构师小张查阅了相关的资料，认为该集成开发环境应该采用管道—过滤器(Pipe-Filter)的架构风格，公司的资深架构师王工在仔细分析后，认为应该采用数据仓储（Data Repository）的架构风格。公司经过评审，最终采用了王工的方案。 【问题1】（10分） 识别软件架构质量属性是进行架构设计的重要步骤。请分析题干中的需求描述，填写表1-1中(1)～(5)处的空白。 【问题3】（8分） 在确定采用数据仓库架构风格后，王工给出了集成开发环境的架构图。请填写图1-1中(1)～(4)处的空白，完成该集成开发环境的架构图。

题目：试题五 (共 25 分) 阅读以下关于 Web 系统架构设计的叙述，在答题纸上回答问题 1 至问题 3. 【说明】 某电子商务企业因发展良好，客户量逐步增大，企业业务不断扩充，导致其原有的 B2C 商品交易平台己不能满足现有业务需求。因此，该企业委托某软件公司重新开发一套商品交易平台。该企业要求新平台应可适应客户从手机、平板设备、电脑等不同终端设备访问系统，同时满足电商定期开展"秒杀"、"限时促销"等活动的系统高并发访问量的需求。面对系统需求，软件公司召开项目组讨论会议，制定系统设计方案。讨论会议上，王工提出可以应用响应式Web设计满足客户从不同设备正确访问系统的需求。同时，采用增如镜像站点、CDN 内容分发等方式解决高并发访问量带来的问题。李工在王工的提议上补充，仅仅依靠上述外网加速技术不能完全解决高用户并发访问问题，如果访问量持续增加，系统仍存在崩溃可能.李工提出应同时结合负载均衡、缓存服务器、web 应用服务器、分布式文件系统、分布式数据库等方法设计系统架构。经过项目组讨论,最终决定综合王王和李工的思路，完成新系统的架构设计。   【问题 1】 (5 分) 请用 200 字以内的文字描述什么是"响应式 Web 设计"，并列举 2 个响应式 Web 设计的实现方式。 【问题 2】 (16 分) 综合王工和李工的提议，项目组完成了新商品交易平台的系统架构设计方案.新系统架构图如图 5-1 所示。请从选项 (a) - (j) 中为架构图中(1) - (8) 处空白选择相应的内容，补充支持高并发的 Web 应用系统架构设计图 (a) Web 应用层 (b) 界面层 (c) 负载均衡层 (d) CDN内容分发 (e) 主数据库 (f) 缓存服务器集群 (g) 从数据库 (h) 写操作 (i) 读操作 (j) 文件服务器集群 【问题 3】 (4 分) 根据李工的提议，新的 B2C 商品交易平台引入了主从复制机制。请针对交易平台的特点，简要叙述引入该机制的好处。

题目：试题四 (共 2S 分) 阅读以下关于数据库设计的叙述，在答题纸上回答问题 1 至问题 3。 【说明】 某制造企业为拓展网上销售业务，委托某软件企业开发一套电子商务网站。初期仅解决基本的网上销售、订单等功能需求。该软件企业很快决定基于.NET 平台和 SQL Server 数据库进行开发，但在数据库访问方式上出现了争议。王工认为应该采用程序在线访问的方式访问数据库:而李工认为本企业内部程序员缺乏数据库开发经验，而且应用筒单，应该采用 ORM<对象关系映射>方式。最终经过综合考虑，该软件企业采用了李工的建议。 随着业务的发展，该电子商务网站逐渐发展成一个通用的电子商务平台，销售多家制造企业的产品，电子商务平台的功能也日益复杂。目前急需对该电子商务网站进行改造，以支持对多种异构数据库平台的数据访问，同时满足复杂的数据管理需求。该软件企业针对上述需求，对电子商务网站的架构进行了重新设计，新增加了数据访问层，同时采用工厂设计模式解决异构数据库访问的问题。新设计的系统架构如图 4-1 所示。 【问题 1】 (9 分) 请用 300 字以内的文字分别说明数据库程序在线访问方式和 ORM 方式的优缺点，说明该软件企业采用 ORM 的原因。 【问题 2】 (9 分) 请用 100 宇以内的文字说明新体系架构中增加数据访问层的原因。请根据图 4-1 所示，填写图中空白处(1) - (3)。 【问题 3】 (7 分) - 应用程序设计中，数据库访问需要良好的封装性和可维护性，因此经常使用工厂设计模式来实现对数据库访问的封装。请解释工厂设计模式，并说明其优点和应用场景: 请解释说明工厂模式在数据访问层中的应用。 请用 100 宇以内的文字说明新体系架构中增加数据访问层的原因。请根据图 4-1 所示，填写图中空白处(1) - (3)。

题目：试题三〈共 25 分) 阅读以下关于机器人操作系统架构的描述，回答问题 1 至问题 3 【说明】 随着人工智能技术的发展，工业机器人已成为当前工业界的热点研究对象。某宇航设备公司为了扩大业务范围，决策层研究决定准备开展工业机器人研制新业务。公司将论证工作交给了软件架构师王工，王工经过分析和调研，从机器人市场现状、领域需求、 组成及关键技术和风险分析等方面开展了综合论证。论证报告指出:首先，为了保障本公司机器人研制的持续性，应根据领域需求选择一种适应的设计架构:其次，为了规避风险，公司的研制工作不能从零开始，应该采用国际开源社区所提供机器人操作系统 (Robot Operating System ，ROS)作为机器人开发的基本平台。 在讨论会上，架构师李工提出不同意见，他认为公司针对宇航领域已开发了某款嵌入式实时操作系统，且被多种宇航装备使用，可靠性较高。因此应该采用现有架构体系作为机器人的开发平台。会上王工说明了机器人操作系统与该款操作系统的差别，要沿用需要进行改造，技入较大。经过激烈讨论，公司领导同意了王工采用 ROS 的意见。   【问题 1】 (5 分) 王工拟采用的 ROS 具有分布式进程框架，以点对点设计以及服务和节点管理器方式， 使得执行程序可以各自独立地设计，松散地、实时地组合起来。这些进程可以按照功能包和功能包集的方式分组，因而可以容易地分享和发布。请用 400 字以内文字说明 ROS 与嵌入式实时操作系统的共同点，以及在实时性和任务通信方式两个方面的差异。 【问题 2】 (10 分) ROS 为应用程序问通信提供了主题(Topic) 、服务 (Service)和动作 (Action) 三种消息通信方式，每种通信方式都有其特点。请将以下给出的三类通信的主要特点填入表 3-1 中(1)-(5) 的空白处，将答案写在答题纸上。 (a) 适合用于传输传感器信息〈数据流) (b)能够知道是否调用成功 (c) 一对多模式 (d) 有握手信号 (e) 服务执行完会有反馈 (f) 可以监控长时间执行的进程 (g) 较复杂 (h) 可能让系统过载(数据太多) (i) 服务执行完之前，程序会等待 (j) 建立通信较慢 (k) 可能丢失数据                           表3-1 ROS三类通信的主要特点 【问题 3】 (10 分) ROS 的架构定义了 ROS 系统由多个各自独立的节点(组件〉组成，并且各个节点之间可以通过发布/订阅(Pu blish/Subscribe )消息模型进行通信。图 3-1 给出一个简单机器人结构实例，请根据以下文字描述，补充图 3-1 中(1)-(5) 处空白，将答案写在答题纸上。"机器人开始阶段，所有节点都要注册 (Registration) 到 Master 上，注册后，摄像 头节点声明它要发布(Pu blish)一个叫做 limage_data 的消息。另外两个节点〈图像处理处理节点和图像显示节点〉声明它们需要订阅( Subscribe) 这个 image _data 消息。因此， 一旦摄像头节点收到相机发送的数据(Data)，就立即将数据image_data直接发送到另外两个节点。

题目：试题二(共 25 分) 阅读以下关于软件系统设计的叙述，在答题纸上回答问题 1 至问题 3. 【说明】 某软件企业受该省教育部门委托建设高校数字化教育教学资源共享平台，实现以众筹众创的方式组织省内普通高校联合开展教育教学资源内容建设，实现全省优质教学资 源整合和共享。该资源共享平台的主要功能模块包括: (1)统一身份认证模块，提供统一的认证入口，为平台其他核心业务模块提供用 户管理、身份认证、权限分级和单点登录等功能: (2) 共享资源管理模块:提供教学资源申报流程服务，包括了资源申报、分类定制、资料上传、资源审核和资源发布等功能: (3)共享资源展示模块:提供教育教学共享资源的展示服务，包括资源导航、视 频点播、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:依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，包括共享资源统一标准和规范、资源加工和在线编辑工具、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、资源导入导出和统计分析等功能。 项目组经过分析和讨论，决定采用基于 Java EE 的 MVC 模式设计资源共享平台的 软件架构，如图 2-1 所示。 图2-1 【问题 1】 (9 分) MVC 架构中包含哪三种元素，它们的作用分别是什么?请根据图 2-1 所示架构将 JavaEE 中JSP、Servlet、Service、JavaBean、DAO 五种构件分别填入空 (1)--(5) 所示位置。 【问题 2】(6 分) 项百组架构师王工提出在图 2-1 所示架构设计中加入 EJ B 构件，采用企业级 JavaEE架构开发资源共享平台。请说明 EJB 构件中的 Bean (构件)分为哪三种类型，每种类型Bean 的职责是什么。 【问题 3】(10 分) 如果采用王工提出的企业级 JavaEE 架构，请说明下列(a)-(e) 所给出的业务功能构件中，有状态和无状态构件分别包括哪些。 （a）Identification Bean(身份认证构件〉 （b）ResPublish Bean(资源发布构件) （c）ResRetrieval Bean(资源检索构件) （d）OnlineEdit Bean(在线编辑构件) （e）Statistics Bean(统计分析构件)

题目：试题一(共 25 分) 阅读以下关于软件架构评估的叙述，在答题纸上回答问题 1 和问题 2. 【说明】 某单位为了建设健全的公路桥梁养护管理档案，拟开发一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，用户提出的需求、质量属性描述和架构特性如下: (a) 系统用户分为高级管理员、数据管理员和数据维护员等三类: (b) 系统应该具备完善的安全防护措施，能够对黑客的攻击行为进行检测与防御: (c) 正常负载情况下，系统必须在 0.5 秒内对用户的查询请求进行响应: (d) 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: (e) 系统的用户名不能为中文，要求必须以字母开头，长度不少于 5 个字符; (f) 更改系统加密的级别将对安全性和性能产生影响; (g) 网络失效后，系统需要在 10 秒内发现错误并启用备用系统， (h) 查询过程中涉及到的桥梁与公路的实时状态视频传输必须保证画面具有 1024*768 的分辨率， 40 帧 /秒的速率: (i) 在系统升级时，必须保证在 10 人月内可添加一个新的消息处理中间件: (j) 系统主站点断电后，必须在 3 秒内将请求重定向到备用站点: (k) 如果每秒钟用户查询请求的数量是 10 个，处理单个请求的时间为 30 毫秒，则系统应保证在 1 秒内完成用户的查询请求: (l) 对桥梁信息数据库的所有操作都必须进行完整记录: (m) 更改系统的 Web 界面接口必须在 4 人周内完成: (n) 如果"养护报告生成"业务逻辑的描述尚未达成共识，可能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) 系统必须提供远程调试接口，并支持系统的远程调试。 在对系统需求，质量属性描述和架构特性进行分析的基础上，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。   【问题 1】(12 分) 在架构评估过程中，质量属性效用树 (utility tree) 是对系统质量属性进行识别和优先级排序的重要工具。请给出合适的质量属性，填入图 1-1 中 (1)、(2) 空白处:并选择题干描述的 (a)~ (0) ，填入(3)~(6) 空白处，完成该系统的效用树。 【问题 2】(13 分) 在架构评估过程中，需要正确识别系统的架构风险、敏感点和权衡点，并进行合理的架构决策。请用 300 字以内的文字给出系统架构风险、敏感点和权衡点的定义，并从题干(a) - (0) 中分别选出 1 个对系统架构风险、敏感点和权衡点最为恰当的描述。

题目：The architecture design specifies the overall architecture and the placement of software and hardware that will be used. Architecture design is a very complex process that is often left to experienced architecture designers and consultants. The first step is to refine the ( ) into more detailed requirements that are then employed to help select the architecture to be used and the software components to be placed on each device. In a ( ), one also has to decide whether to use a two-tier, three-tier, or n-tier architecture. Then the requirements and the architecturedesign are used to develop the hardware and software specification. There are four primary types of nonfunctional requirements that can be important in designing the architecture. ( ) specify  the operating environment(s) in which the system must perform and how those may change over time. ( ) focus  on the nonfunctional requirements issues such as response time, capacity, and reliability. (请作答此空) are the abilities to protect the information system from disruption and data loss, whether caused by an intentional act. Cultural and political requirements are specific to the countries in which the system will be used.

题目：The architecture design specifies the overall architecture and the placement of software and hardware that will be used. Architecture design is a very complex process that is often left to experienced architecture designers and consultants. The first step is to refine the () into more detailed requirements that are then employed to help select the architecture to be used and the software components to be placed on each device. In a (), one also has to decide whether to use a two-tier, three-tier, or n-tier architecture. Then the requirements and the architecturedesign are used to develop the hardware and software specification. There are four primary types of nonfunctional requirements that can be important in designing the architecture. ()  specify  the operating environment(s) in which the system must perform and how those may change over time. ( 请作答此空)  focus  on the nonfunctional requirements issues such as response time, capacity, and reliability. () are the abilities to protect the information system from disruption and data loss, whether caused by an intentional act. Cultural and political requirements are specific to the countries in which the system will be used.

题目：The architecture design specifies the overall architecture and the placement of software and hardware that will be used. Architecture design is a very complex process that is often left to experienced architecture designers and consultants. The first step is to refine the () into more detailed requirements that are then employed to help select the architecture to be used and the software components to be placed on each device. In a (), one also has to decide whether to use a two-tier, three-tier, or n-tier architecture. Then the requirements and the architecturedesign are used to develop the hardware and software specification. There are four primary types of nonfunctional requirements that can be important in designing the architecture. (请作答此空 )  specify  the operating environment(s) in which the system must perform and how those may change over time. ()  focus  on the nonfunctional requirements issues such as response time, capacity, and reliability. () are the abilities to protect the information system from disruption and data loss, whether caused by an intentional act. Cultural and political requirements are specific to the countries in which the system will be used.

题目：The architecture design specifies the overall architecture and the placement of software and hardware that will be used. Architecture design is a very complex process that is often left to experienced architecture designers and consultants. The first step is to refine the ( ) into more detailed requirements that are then employed to help select the architecture to be used and the software components to be placed on each device. In a (请作答此空), one also has to decide whether to use a two-tier, three-tier, or n-tier architecture. Then the requirements and the architecture design are used to develop the hardware and software specification. There are four primary types of nonfunctional requirements that can be important in designing the architecture. ( ) specify the operating environment(s) in which the system must perform and how those may change over time. ( ) focus on the nonfunctional requirements issues such as response time, capacity, and reliability. ( ) are the abilities to protect the information system from disruption and data loss, whether caused by an intentional act. Cultural and political requirements are specific to the countries in which the system will be used.