问答题

阅读以下软件架构设计的问题,在答题纸上回答问题1和问题2。
某软件开发公司欲为某电子商务企业开发一个在线交易平台,支持客户完成网上购物活动中的在线交易。在系统开发之初,企业对该平台提出了如下要求。
(1)在线交易平台必须在1秒内完成客户的交易请求。
(2)该平台必须保证客户个人信息和交易信息的安全。
(3)当发生故障时,该平台的平均故障恢复时间必须小于10秒。
(4)由于企业业务发展较快,需要经常为该平台添加新功能或进行硬件升级。添加新功能或进行硬件升级必须在6小时内完成。
针对这些要求,该软件开发公司决定采用基于架构的软件开发方法,以架构为核心进行在线交易平台的设计与实现。

软件质量属性是影响软件架构设计的重要因素。请用200字以内的文字列举6种不同的软件质量属性名称,并解释其含义。

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2.问答题

某软件公司开发一项基于数据流的软件,其系统的主要功能是对输入的数据进行多次分析、处理和加工,生成需要的输出数据。需求方对该系统的软件可靠性要求很高,要求系统能够长时间无故障运行。该公司将该系统设计交给王工负责。王工给出该系统的模块示意图如图12-18所示。王工解释:只要各个模块的可靠度足够高,失效率足够低,则整个软件系统的可靠性是有保证的。

李工对王工的方案提出了异议。李工认为王工的说法有两个问题:第一,即使每个模块的可靠度足够高,假设各个模块的可靠度均为0.99,但是整个软件系统模块之间全部采用串联,则整个软件系统的可靠度为0.99=0.96,即整个软件系统的可靠度下降明显;第二,软件系统模块全部采用串联结构,一旦某个模块失效,则意味着整个软件系统失效。
李工认为,应该在软件系统中采用冗余技术中的动态冗余或者软件容错的N版本程序设计技术,对容易失效或者非常重要的模块进行冗余设计,将模块之间的串联结构部分变为并联结构,来提高整个软件系统的可靠性。同时,李工给出了采用动态冗余技术后的软件系统模块示意图,如图12-19所示。

刘工建议,李工方案中M1和M4模块没有采用容错设计,但M1和M4发生故障有可能导致严重后果。因此,可以在M1和M4模块设计上采用检错技术,在软件出现故障后能及时发现并报警,提醒维护人员进行处理。
注:假设各个模块的可靠度均为0.99

请给出检错技术的优缺点,并说明检测技术常见的实现方式和处理方式。
7.问答题

某软件公司开发一项基于数据流的软件,其系统的主要功能是对输入的数据进行多次分析、处理和加工,生成需要的输出数据。需求方对该系统的软件可靠性要求很高,要求系统能够长时间无故障运行。该公司将该系统设计交给王工负责。王工给出该系统的模块示意图如图12-18所示。王工解释:只要各个模块的可靠度足够高,失效率足够低,则整个软件系统的可靠性是有保证的。

李工对王工的方案提出了异议。李工认为王工的说法有两个问题:第一,即使每个模块的可靠度足够高,假设各个模块的可靠度均为0.99,但是整个软件系统模块之间全部采用串联,则整个软件系统的可靠度为0.99=0.96,即整个软件系统的可靠度下降明显;第二,软件系统模块全部采用串联结构,一旦某个模块失效,则意味着整个软件系统失效。
李工认为,应该在软件系统中采用冗余技术中的动态冗余或者软件容错的N版本程序设计技术,对容易失效或者非常重要的模块进行冗余设计,将模块之间的串联结构部分变为并联结构,来提高整个软件系统的可靠性。同时,李工给出了采用动态冗余技术后的软件系统模块示意图,如图12-19所示。

刘工建议,李工方案中M1和M4模块没有采用容错设计,但M1和M4发生故障有可能导致严重后果。因此,可以在M1和M4模块设计上采用检错技术,在软件出现故障后能及时发现并报警,提醒维护人员进行处理。
注:假设各个模块的可靠度均为0.99

请解释李工提出的动态冗余和N版本程序设计技术,给出如图12-18所示模块M2采用如图12-19所示的动态冗余技术后的可靠度。
10.问答题

甲公司承担了一项为宇航系统配套生产高性能嵌入式计算机系统的任务,用户要求该系统要具有高速并发处理能力、低功耗、高可靠性,并可以有效地防止系统故障的蔓延。根据用户对本项目的要求,甲公司成立了软/硬件两个项目组,总体设计由硬件组承担,负责高性能嵌入式计算机系统体系结构设计,软件组负责确定软件的技术需求和应用软件开发平台的软件设计工作。
在处理器选型方面,硬件组王工与软件组张工在讨论采用哪种CPU体系结构方面发生争议。目前,流行的处理器结构包括单核结构、多处理器结构、超线程结构、多核结构、共享Cache的多核结构和超线程技术的多核结构共6种,如图12-20所示。

王工提出,根据用户要求,本嵌入式系统应具有高速并行处理能力,采用多处理器结构比较适合,主要理由是多处理器结构设计简单、可支持多个进程在不同处理器上并发处理:而张工提出,必须分清"多处理器结构"与"多核结构"的优点和缺点,多处理器结构虽然支持多进程的并发处理,但没有直接实现多线程并发执行;多核结构可以直接实现多线程并发执行。要提高应用的并行性就必须利用多个硬件资源的并行工作,建议采用超线程技术的多核结构的处理器。请填写图12-20(f)中的(1)~(8),并用300字以内的文字对上述6种处理器结构的工作原理进行简要描述。

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李工接到任务后,认为本项目比较简单,很快就安排3名技术人员分别负责数据采集/输出模块、数据处理模块和比较监控模块的编写。总工程师听到汇报后,认为李工的方案和安排不妥,理由是李工忽视了系统的可靠性要求,对系统需求的理解不够深入。为实现系统关于可靠性方面的需求:①你认为在组织结构、人员分工、设计开发等方面应做出哪些安排和规定?②请写出关于余度表决算法的考虑。

题型:问答题

在本项目中,如果计算机采用了多线程技术实现应用程序的并发操作,程序设计人员将面临多种挑战,其主要原因在于:程序会同时发生多个动作,对这些同时发生的动作及它们之间的交互进行管理将面临4方面的挑战,即同步、通信、负载均衡和可伸缩性,用200字以内的文字对上述4种挑战进行简要描述,并给出如表12-14所示的常用并发程序设计模式的分解方式。

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供应链管理过程是企业的一个关键业务过程。请用200字以内的文字回答:供应链管理主要包括哪3个子过程?电子商务环境下,供应链管理过程的整合、优化有何意义?

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在架构评估过程中,质量属性效用树(UtilityTree)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12-24中(1)、(2)空白处;并选择题干描述的(a)~(m),填入(3)~(6)空白处,完成该系统的效用树。

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目前,互联网上已经存在很多Mashup应用,各大网站也纷纷提供了各种格式的Mashup数据接口。请用300字以内的文字给出3种目前经常使用的Mashup数据接口,并加以简单说明。

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请用150字以内文字,说明双机冗余热备方式主要解决的是系统运行中的哪些问题?在选择双机冗余热备产品时通常需要考虑哪些问题?

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为了防止系统故障的蔓延,解决应用进程间的相互影响,在超线程技术的多核结构需要选择一种嵌入式操作系统作为本高性能嵌入式计算机系统的运行环境,请用200字以内的文字说明选择的操作系统应具备哪些主要功能。

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请用300字以内文字,从技术方面说明备份中心的作用,以及在租用商业备份中心时的注意事项。

题型:问答题

王工提出,根据用户要求,本嵌入式系统应具有高速并行处理能力,采用多处理器结构比较适合,主要理由是多处理器结构设计简单、可支持多个进程在不同处理器上并发处理:而张工提出,必须分清"多处理器结构"与"多核结构"的优点和缺点,多处理器结构虽然支持多进程的并发处理,但没有直接实现多线程并发执行;多核结构可以直接实现多线程并发执行。要提高应用的并行性就必须利用多个硬件资源的并行工作,建议采用超线程技术的多核结构的处理器。请填写图12-20(f)中的(1)~(8),并用300字以内的文字对上述6种处理器结构的工作原理进行简要描述。

题型:问答题

一个完整的电子商务系统必须处理销售生命周期中消费者经历的多个阶段。请用200字以内的文字简要叙述有哪些阶段。

题型:问答题