结构化软件系统建模
博学公司拟开发一个商业情报处理系统，使公司能够及时针对市场环境的变化及时调整发展战略，以获取最大的商业利益。项目组 经过讨论，决定采用结构化分析和设计方法。在系统分析阶段，为了更好地对情报数据处理流程及其与外部角色的关联进行建模，项目组成员分别给出了自己的设计 思路：
①小张提出先构建系统流程图(System Flowcharts)，以便更精确地反映系统的业务处理过程及数据的输入和输出。
②小李提出先构建系统数据流图(Data Flow Diagrams)，来展现系统的处理过程和定义业务功能边界，并给出了情报分类子系统的0层和1层数据流图，后者如图12-1所示。

项目组经讨论确定以数据流图作为本阶段的建模手段。工程师老王详细说明了流程图和数据流图之间的区别与联系，并指出了图12-1所示的数据流图中存在的错误。

阅读以下信息系统可靠性问题的说明，在答题纸上回答问题1至问题3。
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20-5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，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明显下降。假设各个模块的可靠度均为0.99，则整个软件系统的可靠度为0.99⁴≈0.96：第二，软件系统模块全部采用串联结构时，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20-6所示。
刘工建议，李工方案中M1和M4模块没有采用容错设计，但是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。

阅读以下信息系统可靠性问题的说明，在答题纸上回答问题1至问题3。
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20-5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，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明显下降。假设各个模块的可靠度均为0.99，则整个软件系统的可靠度为0.99⁴≈0.96：第二，软件系统模块全部采用串联结构时，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20-6所示。
刘工建议，李工方案中M1和M4模块没有采用容错设计，但是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。

阅读以下关于电子政务系统安全架构的叙述，回答问题1至问题3。
博学公司通过投标，承担了某省级城市的电子政务系统，由于经费、政务应用成熟度、使用人员观念等多方面的原因，该系统计划采用分阶段实施的策略来建设，最先建设急需和重要的部分。在安全建设方面，先投入一部分资金保障关键部门和关键信息的安全，之后在总结经验教训的基础上分两年逐步完善系统。因此，初步考虑使用防火墙、入侵检测、病毒扫描、安全扫描、日志审计、网页防篡改、私自拨号检测、PKI技术和服务等保障电子政务的安全。
由于该电子政务系统涉及政府安全问题，为了从整个架构上设计好该系统的安全体系，博学公司首席架构师张博士召集了项目组人员多次讨论。在一次关于安全的方案讨论会上，谢工认为由于政务网对安全性要求比较高，因此要建设防火墙、入侵检测、病毒扫描、安全扫描、日志审计、网页防篡改、私自拨号检测系统，这样就可以全面保护电子政务系统的安全。王工则认为谢工的方案不够全面，还应该在谢工提出的方案的基础上，使用PKI技术，进行认证、机密性、完整性和抗抵赖性保护。

阅读以下关于电子政务系统安全架构的叙述，回答问题1至问题3。
博学公司通过投标，承担了某省级城市的电子政务系统，由于经费、政务应用成熟度、使用人员观念等多方面的原因，该系统计划采用分阶段实施的策略来建设，最先建设急需和重要的部分。在安全建设方面，先投入一部分资金保障关键部门和关键信息的安全，之后在总结经验教训的基础上分两年逐步完善系统。因此，初步考虑使用防火墙、入侵检测、病毒扫描、安全扫描、日志审计、网页防篡改、私自拨号检测、PKI技术和服务等保障电子政务的安全。
由于该电子政务系统涉及政府安全问题，为了从整个架构上设计好该系统的安全体系，博学公司首席架构师张博士召集了项目组人员多次讨论。在一次关于安全的方案讨论会上，谢工认为由于政务网对安全性要求比较高，因此要建设防火墙、入侵检测、病毒扫描、安全扫描、日志审计、网页防篡改、私自拨号检测系统，这样就可以全面保护电子政务系统的安全。王工则认为谢工的方案不够全面，还应该在谢工提出的方案的基础上，使用PKI技术，进行认证、机密性、完整性和抗抵赖性保护。

阅读以下关于电子政务系统安全架构的叙述，回答问题1至问题3。
博学公司通过投标，承担了某省级城市的电子政务系统，由于经费、政务应用成熟度、使用人员观念等多方面的原因，该系统计划采用分阶段实施的策略来建设，最先建设急需和重要的部分。在安全建设方面，先投入一部分资金保障关键部门和关键信息的安全，之后在总结经验教训的基础上分两年逐步完善系统。因此，初步考虑使用防火墙、入侵检测、病毒扫描、安全扫描、日志审计、网页防篡改、私自拨号检测、PKI技术和服务等保障电子政务的安全。
由于该电子政务系统涉及政府安全问题，为了从整个架构上设计好该系统的安全体系，博学公司首席架构师张博士召集了项目组人员多次讨论。在一次关于安全的方案讨论会上，谢工认为由于政务网对安全性要求比较高，因此要建设防火墙、入侵检测、病毒扫描、安全扫描、日志审计、网页防篡改、私自拨号检测系统，这样就可以全面保护电子政务系统的安全。王工则认为谢工的方案不够全面，还应该在谢工提出的方案的基础上，使用PKI技术，进行认证、机密性、完整性和抗抵赖性保护。

阅读以下关于软件架构评估的说明，在答题纸上回答问题1和问题2。
某网上购物电子商务公司拟升级正在使用的在线交易系统，以提高用户网上购物在线支付环节的效率和安全性。在系统的需求分析与架构设计阶段，公司提出的需求和关键质量属性场景如下：
①正常负载情况下，系统必须在0.5秒内对用户的交易请求进行响应。
②信用卡支付必须保证99.999%的安全性。
③对交易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。
④网络失效后，系统需要在1.5分钟内发现错误并启用备用系统。
⑤需要在20人月内为系统添加一个新的CORBA中间件。
⑥交易过程中涉及到的产品介绍视频传输必须保证画面具有600×480的分辨率，20帧／秒的速率。
⑦更改加密的级别将对安全性和性能产生影响。
⑧主站点断电后，需要在3秒内将访问请求重定向到备用站点。
⑨假设每秒中用户交易请求的数量是10个，处理请求的时间为30毫秒，则“在1秒内完成用户的交易请求”这一要求是可以实现的。
⑩用户信息数据库授权必须保证99.999%可用。
11.目前对系统信用卡支付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。12.更改Web界面接口必须在4人周内完成。
13.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3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。

阅读以下关于软件架构评估的说明，在答题纸上回答问题1和问题2。
某网上购物电子商务公司拟升级正在使用的在线交易系统，以提高用户网上购物在线支付环节的效率和安全性。在系统的需求分析与架构设计阶段，公司提出的需求和关键质量属性场景如下：
1.正常负载情况下，系统必须在0.5秒内对用户的交易请求进行响应。
2.信用卡支付必须保证99.999%的安全性。
3.对交易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。
4.网络失效后，系统需要在1.5分钟内发现错误并启用备用系统。
5.需要在20人月内为系统添加一个新的CORBA中间件。
6.交易过程中涉及到的产品介绍视频传输必须保证画面具有600×480的分辨率，20帧／秒的速率。
7.更改加密的级别将对安全性和性能产生影响。
8.主站点断电后，需要在3秒内将访问请求重定向到备用站点。
9.假设每秒中用户交易请求的数量是10个，处理请求的时间为30毫秒，则“在1秒内完成用户的交易请求”这一要求是可以实现的。
10.用户信息数据库授权必须保证99.999%可用。
11.目前对系统信用卡支付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。12.更改Web界面接口必须在4人周内完成。
13.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3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。

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20-4中（1）、（2）空白处；并选择题干描述的（1）～（2），填入（3）～（6）空白处，完成该系统的效用树。

阅读以下关于软件系统架构选择的说明，在答题纸上回答问题1至问题3。
博学公司欲针对Linux操作系统开发一个KWIC（Key Wordin Context）检索系统。该系统接收用户输入的查询关键字，依据字母顺序给出相关帮助文档并根据帮助内容进行循环滚动阅读。在对KWIC系统进行需求分析时，公司的业务专家发现用户后续还有可能采用其他方式展示帮助内容。根据目前需求，公司的技术人员决定通过重复剪切帮助文档中的第一个单词并将其插入到行尾的方式实现帮助文档内容的循环滚动，后续还将采用其他的方法实现这一功能。
在对KWIC系统的架构进行设计时，公司的架构师王工提出采用共享数据的主程序.子程序的架构风格，而李工则主张采用管道.过滤器的架构风格。在架构评估会议上，大家从系统的算法变更、功能变更、数据表示变更和性能等方面对这两种方案进行评价，最终采用了李工的方案。

图20-2是李工给出的架构设计示意图，请将恰当的功能描述填入图中的（1）～（4）。

阅读以下关于软件系统架构选择的说明，在答题纸上回答问题1至问题3。
博学公司欲针对Linux操作系统开发一个KWIC（Key Wordin Context）检索系统。该系统接收用户输入的查询关键字，依据字母顺序给出相关帮助文档并根据帮助内容进行循环滚动阅读。在对KWIC系统进行需求分析时，公司的业务专家发现用户后续还有可能采用其他方式展示帮助内容。根据目前需求，公司的技术人员决定通过重复剪切帮助文档中的第一个单词并将其插入到行尾的方式实现帮助文档内容的循环滚动，后续还将采用其他的方法实现这一功能。
在对KWIC系统的架构进行设计时，公司的架构师王工提出采用共享数据的主程序.子程序的架构风格，而李工则主张采用管道.过滤器的架构风格。在架构评估会议上，大家从系统的算法变更、功能变更、数据表示变更和性能等方面对这两种方案进行评价，最终采用了李工的方案。

请完成表20-3中的空白部分（用+表示优、-表示差），对王工和李工提出的架构风格进行评价，并指出采用李工方案的原因。