免费智能真题库 > 历年试卷 > 系统架构设计师 > 2021年下半年 系统架构设计师 上午试卷 综合知识
  第37题      
  知识点:   软件架构   软件架构建模   开发环境   视图   组织结构
  章/节:   软件架构基础知识       

 
4+1视图模型可以从多个视图或视角来描述软件架构。其中,(37)用于捕捉设计的并发和同步特证;(38)描述了在开发环境中软件的静态组织结构
 
 
  A.  逻辑视图
 
  B.  开发视图
 
  C.  进程视图
 
  D.  物理视图
 
 
 

 
  第46题    2011年下半年  
   47%
1995年Kruchten提出了著名的“4+1”视图,用来描述软件系统的架构。在“4+1” 视图中,(46)用来描述设计的对..
  第48题    2016年下半年  
   41%
某公司拟为某种新型可编程机器人开发相应的编译器。该编译过程包括词法分析、语法分析、语义分析和代码生成四个阶段,每个阶段产..
  第54题    2011年下半年  
   34%
某软件公司正在设计一个图像处理软件,该软件需要支持用户在图像处理过程中的撤销和重做等动作,为了实现该功能,采用(54)最为合..
   知识点讲解    
   · 软件架构    · 软件架构建模    · 开发环境    · 视图    · 组织结构
 
       软件架构
        随着嵌入式技术的发展,特别是在后PC时代,嵌入式软件系统得到了极大的丰富和发展,形成了一个完整的软件体系,如下图所示。这个体系自底向上由3部分组成,分别是嵌入式操作系统、支撑软件和应用软件。
        
        嵌入式系统的软件架构
        嵌入式操作系统(Embedded Operating System,EOS)由操作系统内核、应用程序接口、设备驱动程序接口等几部分组成。嵌入式操作一般采用微内核结构。操作系统只负责进程的调度、进程间的通信、内存分配及异常与中断管理最基本的任务,其他大部分的功能则由支撑软件完成。
        嵌入式系统中的支撑软件由窗口系统、网络系统、数据库管理系统及Java虚拟机等几部分组成。对于嵌入式系统来讲,软件的开发环境大部分在通用台式计算机和工作站上运行,但从逻辑上讲,它仍然被认为是嵌入式系统支撑软件的一部分。支撑软件一般用于一些浅度嵌入的系统中,如智能手机、个人数字助理等。
        嵌入式系统中的应用软件是系统整体功能的集中体现。系统的能力总是通过应用软件表现出来的。
 
       软件架构建模
        设计软件架构的首要问题是如何表示软件架构,即如何对软件架构建模。根据建模的侧重点不同,可以将软件架构的模型分为5种,分别是结构模型、框架模型、动态模型、过程模型和功能模型。
        (1)结构模型:这是一个最直观、最普遍的建模方法。这种方法以架构的构件、连接件(connector)和其他概念来刻画结构,并力图通过结构来反映系统的重要语义内容,包括系统的配置、约束、隐含的假设条件、风格、性质等。研究结构模型的核心是架构描述语言。
        (2)框架模型:框架模型与结构模型类似,但它不太侧重描述结构的细节而更侧重于整体的结构。框架模型主要以一些特殊的问题为目标建立只针对和适应该问题的结构。
        (3)动态模型:动态模型是对结构或框架模型的补充,研究系统的“大颗粒”的行为性质。例如,描述系统的重新配置或演化。动态可以指系统总体结构的配置、建立或拆除通信通道或计算的过程。这类系统常是激励型的。
        (4)过程模型:过程模型研究构造系统的步骤和过程。因而结构是遵循某些过程脚本的结果。
        (5)功能模型:该模型认为架构是由一组功能构件按层次组成,下层向上层提供服务。它可以看作是一种特殊的框架模型。
        在这5种模型中,最常用的是结构模型和动态模型。这5种模型各有所长,将5种模型有机地统一在一起,形成一个完整的模型来刻画软件架构更合适。例如,Kruchten在1995年提出了一个“4+1”的视图模型。“4+1”视图模型从5个不同的视角包括逻辑视图、进程视图、物理视图、开发视图和场景视图来描述软件架构。每一个视图只关心系统的一个侧面,5个视图结合在一起才能反映系统的软件架构的全部内容。“4+1”视图模型如下图所示。
        
        “4+1”视图模型
        (1)逻辑视图(logic view):主要支持系统的功能需求,即系统提供给最终用户的服务。在逻辑视图中,系统分解成一系列的功能抽象,这些抽象主要来自问题领域。这种分解不但可以用来进行功能分析,而且可用作标识在整个系统的各个不同部分的通用机制和设计元素。在面向对象技术中,通过抽象、封装和继承,可以用对象模型来代表逻辑视图,用类图来描述逻辑视图。逻辑视图中使用的风格为面向对象的风格,逻辑视图设计中要注意的主要问题是要保持一个单一的、内聚的对象模型贯穿整个系统。
        (2)开发视图(development view):也称为模块视图(module view),主要侧重于软件模块的组织和管理。软件可通过程序库或子系统进行组织,这样,对于一个软件系统,就可以由不同的人进行开发。开发视图要考虑软件内部的需求,如软件开发的容易性、软件的重用和软件的通用性,要充分考虑由于具体开发工具的不同而带来的局限性。开发视图通过系统输入输出关系的模型图和子系统图来描述。可以在确定了软件包含的所有元素之后描述完整的开发角度,也可以在确定每个元素之前,列出开发视图原则。
        (3)进程视图(process view):侧重于系统的运行特性,主要关注一些非功能性的需求,例如系统的性能和可用性。进程视图强调并发性、分布性、系统集成性和容错能力,以及逻辑视图中的主要抽象如何适合进程结构。它也定义逻辑视图中的各个类的操作具体是在哪一个线程中被执行的。进程视图可以描述成多层抽象,每个级别分别关注不同的方面。
        (4)物理视图(physical view):主要考虑如何把软件映射到硬件上,它通常要考虑到解决系统拓扑结构、系统安装、通信等问题。当软件运行于不同的结点上时,各视图中的构件都直接或间接地对应于系统的不同结点上。因此,从软件到结点的映射要有较高的灵活性,当环境改变时,对系统其他视图的影响最小。
        (5)场景(scenarios):可以看作是那些重要系统活动的抽象,它使四个视图有机联系起来,从某种意义上说场景是最重要的需求抽象。在开发架构时,它可以帮助设计者找到架构的构件和它们之间的作用关系。同时,也可以用场景来分析一个特定的视图,或描述不同视图构件间是如何相互作用的。场景可以用文本表示,也可以用图形表示。
        :逻辑视图和开发视图描述系统的静态结构,而进程视图和物理视图描述系统的动态结构。对于不同的软件系统来说,侧重点也有所不同。例如,对于管理信息系统来说,比较侧重于从逻辑视图和开发视图来描述系统,而对于实时控制系统来说,则比较注重于从进程视图和物理视图来描述系统。
 
       开发环境
        下图是一个典型的CPD环境,通常包含三个高度集成的部分:
        (1)运行在宿主机和目标机上的强有力的交叉开发工具和实用程序。
        (2)运行在目标机上的高性能、可裁剪的RTOS。
        (3)连接宿主机和目标机的多种通信方式。例如,以太网、串口线、ICE(In-Circuit Emulator,在线仿真器)、ROM仿真器等。
        宿主机提供的基本开发工具有交叉编译器、交叉链接器和源代码调试器等,作为目标机的嵌入式系统则可能提供一个动态装载器、链接装载器、监视器和一个调试代理等。在目标机和宿主机之间有一组连接,通过这组连接程序代码,映像从宿主机下载到目标机,这组连接同时也用来传输宿主机和目标机调试代理之间的信息。
        
        典型交叉平台开发环境
        目前,嵌入式系统中常用的目标文件格式是COFF(Common Object File Format)和ELF(Executable Linking Format)。另外,一些系统还需要有一些专门工具将上述格式转换成二进制代码格式才可使用。典型地,一个目标文件包含:
        (1)关于目标文件的通用信息,如文件尺寸、启动地址、代码段和数据段等具体信息。
        (2)机器体系结构特定的二进制指令和数据。
        (3)符号表和重定位表。
        (4)调试信息。
 
       视图
        幻灯片视图功能为用户提供了各种适应不同使用情况的操作界面,其中包括普通视图、幻灯片浏览视图、幻灯片放映视图。当启动PowerPoint时,系统默认的是普通视图工作方式。
               普通视图。
               普通视图也称为编辑视图。在该视图工作方式下,可进行演示文稿的编辑和制作,如输入文字、绘制图形和插入图片、插入声音和视频、设置动画及切换效果、设置超链接等。普通视图有4个工作区域,如上图所示。
               .大纲/幻灯片工作区:位于窗口的左侧,可通过单击“大纲”选项卡或“幻灯片”选项卡在幻灯片文本大纲或幻灯片缩略图之间切换。
               .主工作区:位于窗口的中部,用于显示和编辑当前幻灯片。
               .任务窗格:位于窗口的右侧,提供常用命令的窗口。主要操作包括创建新演示文稿;选择幻灯片的版式;选择设计模板、配色方案和动画方案;创建自定义动画;设置幻灯片切换等。
               .备注区:位于窗口的下方,用户可以添加备注信息。
               幻灯片放映视图。
               在该视图方式下,可以放映演示文稿中的所有幻灯片。若幻灯片添加了切换效果,则会播放出来;若为幻灯片中的对象设置了动画效果,则在放映时即可展现动画效果。设置的超链接只有在幻灯片放映视图中才有效。
               幻灯片浏览视图。
               在该视图方式下,可以观察演示文稿的全局并了解演示文稿的风格,还可以调整演示文稿的顺序。可以对幻灯片进行选择、复制、删除、隐藏等操作,设置幻灯片的切换效果。
 
       组织结构
        实施项目的组织结构对能否获得项目所需资源和以何种条件获取资源起着制约作用。组织结构一般有三种类型:职能型、矩阵型和项目型。矩阵型可进一步划分为弱矩阵、平衡矩阵和强矩阵。不同组织结构的区别如下表所示。
        
        组织结构的三种类型
        各种组织结构都有其优缺点,如下表所示。
        
        组织结构的优缺点
        很多组织在不同的组织层级上用到上述所有的结构,这种组织通常被称为复合型组织。例如,在典型的职能型组织中建立专门的项目团队来实施重要的项目;又如,组织采用强矩阵结构管理其大多数项目,而小项目则采用职能型结构管理。
   题号导航      2021年下半年 系统架构设计师 上午试卷 综合知识   本试卷我的完整做题情况  
1 /
2 /
3 /
4 /
5 /
6 /
7 /
8 /
9 /
10 /
11 /
12 /
13 /
14 /
15 /
 
16 /
17 /
18 /
19 /
20 /
21 /
22 /
23 /
24 /
25 /
26 /
27 /
28 /
29 /
30 /
 
31 /
32 /
33 /
34 /
35 /
36 /
37 /
38 /
39 /
40 /
41 /
42 /
43 /
44 /
45 /
 
46 /
47 /
48 /
49 /
50 /
51 /
52 /
53 /
54 /
55 /
56 /
57 /
58 /
59 /
60 /
 
61 /
62 /
63 /
64 /
65 /
66 /
67 /
68 /
69 /
70 /
71 /
72 /
73 /
74 /
75 /
 
第37题    在手机中做本题