软考系统架构师案例分析知识点解读.docx

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软考系统架构师案例分析知识点解读

系统规划：

包括系统项目提出预可行性分析；系统方案制定、评价和改进；新旧系统分析和比较；现有软件、硬件和数据资源有效利用；

软件架构设计：

XML技术；基于架构软件开发过程；软件质量属性；架构（模型）风格；特定领域软件架构；基于架构软件开发方法；架构评估；软件产品线；系统演化

设计模式：

设计模式概念；设计模式组成；模式和软件架构；设计模式分类；设计模式实现；

系统设计：

处理流程设计；人机界面设计；文件涉及；存储设计；数据库设计；网络应用系统设计；系统运行环境集成与设计；中间件；应用服务器；性能设计与性能评估；系统转换设计划；

软件系统建模：

系统需求、建模作用以及意义；定义问题（目标、功能、性能）与归结模型（静态结构模型、动态行为模型、物理模型）；结构化系统建模；数据流图；面向对象系统建模；统一建模语言（UML）；数据库建模；E-R图；逆向工程；

分布式系统设计：

分布式通行协议设计；基于对象分布式系统设计；基于web分布式系统设计；基于消息和协同分布式系统设计；异构分布式系统互操作性设计；

嵌入式系统设计：

实时系统和嵌入式系统特征；实时任务调度和多任务设计；中断处理和异常处理；嵌入式系统开发设计

系统可靠性分析与设计：

系统故障模型和可靠性模型；系统可靠性分析与可靠度计算；提高系统可靠性措施；系统故障对策和系统备份与恢复；

系统安全性和保密性设计：

系统访问控制技术；数据完整性；数据与文件加密；通信安全性；系统安全性设计；

1、概念类

系统规划

项目计划：

包括范围计划、工作范围计划、活动定义、资源需求、资源计划、活动排序、费用估算、进度计划、费用计划；项目辅助计划包括质量计划、沟通计划、人力资源计划、风险计划、采购计划。

虚拟化技术：

计算元件在虚拟基础上运行；有完全虚拟化，准虚拟化，操作系统层虚拟化等；

虚拟化收益：

1、有效提高服务器资源利用率

2、支持运行在不同操作系统之上多个业务共享一台服务器

3、减少服务器数量，降低硬件成本

4、节约场地面积，减少能耗

软件架构设计

架构风险：

架构设计中潜在、存在问题架构决策所带来隐患

敏感点：

为了实现某种特定质量属性，一个或者多个系统组件所具有特性

权衡点：

影响多个质量属性，并且对多个质量属性来说都是敏感点系统属性

软件质量属性包括：

功能性、性能、可用性、可靠性、健壮性、安全性、可修改性、可变性、易用性、可测试性、互操作性

六种质量属性策略：

1、可用性

错误检测：

命令/响应，心跳机制，异常监控

错误恢复：

表决（裁决表），主动冗余，被动冗余，备件，状态再同步，检查点/回滚

错误预防：

从服务中删除，事物（要么全成功，要么全失败），定期重置，进程监视器

2、可修改性

局部化修改：

维持语义一致性，预期期望变更，泛化该模块，限制可能选择

防止连锁反应：

信息隐藏，维持现有接口，限制通信路径，仲裁者使用

推迟绑定时间：

运行时注册，配置文件，多态，构件更换

3、性能

资源需求：

减少处理时间所需资源，减少所处理事件数量，控制资源使用，限制执行时间

资源管理：

引入并发，维持数据或计算多个副本，增加可用资源

资源仲裁：

先进/先出，固定优先级，动态优先级调度，静态调度

4、安全性

抵抗攻击：

对用户进行身份验证，对用户进行授权，维护数据机密性，维护完整性，限制暴露信息，限制访问

检测攻击：

部署入侵检测系统

从攻击中恢复：

恢复，识别攻击者

5、可测试性

输入/输出：

记录/回放，将接口—实现分离，优化访问线路/接口

内部监控：

当监视器处于激活状态时，记录事件

6、易用性

运行时：

任务模型，用户模型，系统模型

设计时：

将用户接口与应用其余部分分离

支持用户主动：

支持用户主动操作

软件架构风格：

描述某一类特定应用领域中软件系统组织方式和惯用方式；组织方式描述了系统组成构建和这些构建组织方式，惯用模式则反映众多系统共有结构和语义。

1、数据流风格

批处理序列：

每个处理步骤是一个独立程序，每一步必须在前一步结束后才能开始，数据必须是完整，以整体方式传递

管道/过滤器：

每个构件都有一组输入和输出，构件接受数据输入，经过内部处理，然后产生输出数据流。

这里构件被称为过滤器，连接件就是数据流传输管道。

2、调用/返回风格

主程序/子程序：

计算构件作为子程序协作工作，并由一个主程序顺序地调用这些子程序，构件通过共享存储区交换数据。

数据抽象和面向对象：

将数据表示和基本操作封装在对象中。

层次结构：

构件组织成一个层次结构，每层为上一层提供服务，使用下一层服务，只能见到与自己邻接层。

3、独立构件风格

进程通信：

构件是独立过程，连接件是消息传递。

特点是构件通常是命名过程，消息传递方式可以是点到点、异步或同步方式，及远程过程（方法）调用

事件驱动系统：

构件不直接调用一个过程，而是触发或广播一个或多个事件。

构件中过程在一个或多个事件中注册，当一个事件被触发，系统自动调用在这个事件中注册所有过程。

4、虚拟机风格

解释器：

一个解释器通常包括完成解释工作解释引擎，一个包含将被解释代码存储区，一个记录解释引擎当前工作状态数据结构，以及一个记录源代码被解释执行进度数据结构。

基于规则系统：

包括规则集、规则解释器、规则/数据选择器及工作内存。

5、仓库风格

数据库系统：

主要有两大类，一个是中央共享数据源，保存当前系统数据状态；另一个是多个独立处理元素，处理元素对数据元素进行操作。

黑板系统：

是一个全局数据库，包含解域全部状态，是知识源互相作用唯一媒介。

超文本系统：

是一种非线性网状信息组织方法，以节点为基本单位，链作为节点之间联想式关联。

6、复制风格

复制仓库：

通过利用多个进程提供相同服务，来改善数据可访问 性（accessibility of data）和服务可伸缩性（scalability of service）。

缓存：

复制个别请求结果，以便可以被后面请求重用。

控制环路架构风格：

将过程输出制定属性维护在一个特定参考值。

企业服务总线（ESB）：

是传统中间件技术与XML、WEB服务等技术结合产物，主要支持异构系统集成。

ESB基于内容路由和过滤，具备复杂数据传输能力，并可以提供一系列标准接口。

ESB主要功能：

1、应用程序位置透明性

2、输出协议转换

3、消息格式转换

4、消息路由

5、消息增强

6、安全支持

7、监控和管理

设计模式

创建模式：

主要用于创建对象，为设计类实例化新对象提供指南

包括：

工厂方法（FactoryMethod）、抽象工厂（AbstractFactory）、单例（Singleton）、构建（Builder）、原型（Prototype）

结构模式：

主要用于处理类或对象组合，对类如何设计以形成更大结构提供指南

包括：

适配器（Adapter）、合成（Composite）、装饰（Decorator）、代理（Proxy）、享元（Flyweight）、门面（Facade）、桥接（Bridge）

行为模式：

主要用于描述类或对象交互以及职责分配，对类之间交互以及分配责任方式提供指南

包括：

策略（Strategy）、模版方法（TemplateMethod）、迭代器（Iterator）、责任链（ChainofResponsibility）、命令（Command）、备忘录（Mediator）、状态（State）、访问者（Visitor）、解释器（Interpreter）、调停者（Mediator）、观察者（Observer）

系统设计

数据流图：

作为一种图形化工具，用来说明业务处理过程、系统边界内所包含功能和系统中数据流；

流程图：

以图形化方式展示应用程序从数据输入开始到获得输出为止逻辑过程，描述处理过程控制流；

JRP（联合需求分析会议）：

通过召开一系列高度结构化分组会议，快速分析问题、定义需求；

软件系统建模

用例建模：

描述参与者和系统之间主要交互；用例建模可以描述利益相关者所看到系统行为；

组件建模：

确定系统子系统、模块和组件结构，为子系统、模块分配需求和职责，每个组建元素作为一个自包含单元，用于开发、部署和执行。

服务建模：

提供了通用应用程序，并将应用程序定义为一组抽象服务接口。

性能建模：

是对系统性能进行度量，为每个组件确定性能指标。

包括执行时间、资源使用、开发复杂性、维护复杂性等。

分布式系统设计

嵌入式系统设计

系统可靠性分析与设计

冷备份：

在数据库关闭情况下，对数据库中关键文件进行复制；

热备份：

在数据库运行情况下，对数据库中关键数据进行备份，要求数据库管理系统提供支持

系统安全性和保密性设计

信息系统安全威胁来自于：

1、物理环境：

对系统所用设备威胁，如：

自然灾害，电源故障，数据库故障，设备被盗等造成数据丢失或者信息泄露

2、通信链路：

传输线路上安装窃听装置或者对通信链路进行干扰

3、网络系统：

由于因特网开放性、国际性、无安全管理性，对内部网络形成严重安全威胁

4、操作系统：

操作系统本身后门或者安全缺陷，如木马和陷阱门

5、应用系统：

网络服务或者用户业务系统安全威胁，包括应用系统自身漏洞

6、管理：

人员管理和各种安全管理制度

用户认证方式：

1、用户名和口令认证

2、基于公钥、签名认证方式

3、持卡认证方式

4、基于人体生物特征别认证方式

对称加密策略：

机密性：

发送者利用对称密钥对要发送数据进行加密，只有拥有相同密钥接收者才能正确解密，从而提供机密性；

完整性：

发送者根据要发送数据生成消息摘要，利用对称密钥对消息认证进行加密并附加到数据上发送；接收者使用相同密钥将对方发送消息认证码解密，并根据接收到数据重新生成消息认证码，比较两个认证码是否相同以验证数据完整性

公钥加密策略：

机密性：

发送者利用接受者公钥对要发送数据进行加密，只有拥有对应私钥接收者才能将数据正确解密，从而提供机密性

完整性：

发送者根据要发送数据生成消息摘要，利用自己私钥对消息认证码加密并且附加到数据上发送；接收者利用对方公钥将对方发送消息认证码解密，并根据接收到数据重新生成消息认证码，比较两个认证码是否相同以验证数据完整性

2、优点缺点类

系统规划

软件架构设计

设计模式

系统设计

区别

数据流图

流程图

处理过程可以并行

某个时间点只能处于一个处理过程

展现系统数据流

展现系统控制流

展现全局处理过程，过程之间计时标准不同

处理过程遵循一致计时标准

适用于系统分析中逻辑建模阶段

适用于系统设计中物理建模阶段

传统系统集成方案

基于Web2.0Mashup技术

对现有平台要求

需要传统平台API层支持，集成过程复杂

仅需要用现有Web应用程序公开基于WebAPI（Web服务）构建应用程序，集成过程简单

新特性支持与功能扩展

需要采用编程方式完成系统功能扩展，设计数据存储层、业务逻辑层和表现层

直接使用Mashup技术集成两个或者多个WebAPI，创建新特性与功能

表现层支持

传统集成方式下表现层大多采用静态展现技术，当客户端发送请求时，需要刷新整个页面

用Ajax技术调用基于WebAPI，浏览器客户端不需要在每次与服务器通行时重新加载整个页面，动态特性强

底层集成技术支持

使用传统多层企业应用集成技术，涉及不同集成层次

采用SOA思想集成底层系统，强调功能暴露与服务，以服务形式集成并暴露有系统能力

软件系统建模

分布式系统设计

分布式数据库特点有：

数据独立性与位置透明性。

集中管理和节点自治相结合、支持全局数据库一致性和可恢复性、复制透明性（适度数据冗余）、易于扩展性。

分布式数据库优点：

1、具有灵活体系结构

2、适应分布式管理和控制结构

3、经济性能优越

4、系统可靠性高，可用性好

5、局部应用响应速度快

6、可扩展性好，易于集成现有系统

缺点：

1、系统开销大，主要花在通信部分

2、复杂存储结构

3、数据安全性和保密性较难处理

4、保持数据一致性算法复杂

分布式数据库中各局部数据库应该满足集中式数据库基本需求，除此之外还应保证数据库全局数据一致性，并发操作可串行性，故障全局可恢复性；

保证方法：

一致性：

数据副本一致性，保证分布式事务ACID属性，故障恢复一致性

嵌入式系统设计

系统可靠性分析与设计

备份方式

优点

缺点

冷备份

快速简单，维护方便

备份时，数据库关闭，不能做其他工作

可以恢复到备份时时间点上

单独使用时，只能恢复到备份时时间点上，数据丢失

与热备份相结合，实现实时/秒级恢复

不能按数据库中表或某个用户进行恢复

热备份

备份时数据库仍然可用

如果热备份出错，所得结果不能用于时间点恢复

可以实现实时/秒级恢复

不能出错，否则可能会引起数据库无法恢复

可对几乎所有数据库实体做恢复，速度快

维护比较困难

系统安全性和保密性设计

3、原则类

系统规划

软件架构设计

设计模式

系统设计

高质量数据流图设计原则：

1、复杂性最小化原则：

DFD分层结构就是把信息划分为晓得且相对独立一大批子集例子，这样就可以单独考查每一个DFD；

2、接口最小化原则：

在设计模式时，模型中各个元素之间接口数或者连接数最小化；

3、数据流一致性原则：

过程与过程分解数据流一致，有数据流出就有数据流入；数据流入需要有相应数据加工；

4、其他

1、电子政务包括：

政务信息查询；公共政务办公；政务办公自动化三个应用领域

读书好处

1、行万里路，读万卷书。

2、书山有路勤为径，学海无涯苦作舟。

3、读书破万卷，下笔如有神。

4、我所学到任何有价值知识都是由自学中得来。

——达尔文

5、少壮不努力，老大徒悲伤。

6、黑发不知勤学早，白首方悔读书迟。

——颜真卿

7、宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来。

8、读书要三到：

心到、眼到、口到

9、玉不琢、不成器，人不学、不知义。

10、一日无书，百事荒废。

——陈寿

11、书是人类进步阶梯。

12、一日不读口生，一日不写手生。

13、我扑在书上，就像饥饿人扑在面包上。

——高尔基

14、书到用时方恨少、事非经过不知难。

——陆游

15、读一本好书，就如同和一个高尚人在交谈——歌德

16、读一切好书，就是和许多高尚人谈话。

——笛卡儿

17、学习永远不晚。

——高尔基

18、少而好学，如日出之阳；壮而好学，如日中之光；志而好学，如炳烛之光。

——刘向

19、学而不思则惘，思而不学则殆。

——孔子

20、读书给人以快乐、给人以光彩、给人以才干。

——培根