免费智能真题库 > 历年试卷 > 信息系统项目管理师 > 2017年下半年 信息系统项目管理师 上午试卷 综合知识
  第7题      
  知识点:   软件构件   复用   架构设计   开发过程   评估   软件架构   软件架构设计   维护
  关键词:   软件架构   软件开发过程   维护   开发   开发过程   软件开发        章/节:   信息系统及其技术和开发方法       

 
研究软件架构的根本目的是解决软件的复用、质量和维护问题,软件架构设计师是软件开发过程中关键的一步,因此需要对其进行评估,在这一活动中,评估人员关注的是系统的( )属性。
 
 
  A.  功能
 
  B.  性能
 
  C.  质量
 
  D.  安全
 
 
 

 
  第28题    2012年下半年  
   32%
在J2EE 架构中,访问数据库的应用程序编程接口采用(28)效率最高。
  第7题    2015年上半年  
   41%
MVC是模型-视图-控制器架构模式的缩写,以下关于MVC的叙述中,()是不正确的。
  第33题    2014年上半年  
   57%
风险的成本估算完成后,可以针对风险表中的每个风险计算其风险曝光度。某软件小组计划项目中采用60个可复用的构件,每个构件平均..
   知识点讲解    
   · 软件构件    · 复用    · 架构设计    · 开发过程    · 评估    · 软件架构    · 软件架构设计    · 维护
 
       软件构件
        构件技术就是利用某种编程手段,将一些人们所关心的,但又不便于让最终用户直接操作的细节进行封装,同时对各种业务逻辑规则进行实现,用于处理用户的内部操作细节,这个封装体就常常被称作构件。对我们而言,构件就是实现了某些功能的,有输入、输出接口的黑匣子。
        对于构件,应当按可复用的要求进行设计、实现、打包、编写文档。构件应当是内聚的,并具有相当稳定的公开接口。有的构件具有广泛的可复用性,可复用到众多种类的应用系统中。有的构件则只在有限的特定范围内被复用。
        构件有不同的含义。有人采用大型的定义,即一个构件是相关工作成品的一个集合,把所有种类的工作成品(如文档、指南、计划、测试、代码)都看成是可复用构件。MS、UML、OMG使用“构件”一词指一个封装的代码模块或大粒度的运行的模块。
 
       复用
        软件复用是指将已有的软件及其有效成分用于构造新的软件或系统。构件技术是软件复用实现的关键。
 
       架构设计
        WebApp描述了使WebApp达到其业务目标的基础结构,典型使用多层架构来构造,包括用户界面或展示层、基于一组业务规则来指导与客户端浏览器进行信息交互的控制器,以及可以包含WebApp的业务规则的内容层或模型层,描述将以什么方式来管理用户交互、操作内部处理任务、实现导航及展示内容。模型-视图-控制器(Model-View-Controller,MVC)结构是WebApp基础结构模型之一,它将WebApp功能及信息内容分离。
 
       开发过程
        嵌入式系统软件的开发过程可以分为项目计划、可行性分析、需求分析、概要设计、详细设计、程序建立、下载、调试、固化、测试及运行等几个阶段。
        项目计划、可行性分析、需求分析、概要设计及详细设计等几个阶段,与通用软件的开发过程基本一致,都可按照软件工程方法进行,如采用原型化方法、结构化方法等。
        :由于嵌入式软件的运行和开发环境不同,开发工作是交叉进行的,所以每一步都要考虑到这一点。
        程序建立阶段的工作是根据详细设计阶段产生的文档进行的,主要是源代码编写、编译链接等子过程,这些工作都在宿主机上进行,不需要用到目标机。产生应用程序的可执行文件后,就要用到交叉开发环境进行调试,根据实际情况可以选用3.6.3节中提到的调试方法或其有效组合来进行。由于嵌入式系统对安全性和可靠性的要求比通用计算机系统要高,所以,在对嵌入式系统进行白盒测试时,要求有更高的代码覆盖率。
        最后,要将经调试后正确无误的可执行程序固化到目标机上。根据嵌入式系统硬件配置的不同,可以固化在EPROM(Erasable Programmable ROM,可擦除可编程ROM)和Flash等存储器中,也可固化在DOC(DiskOnChip)等电子盘中,通常还要借助一些专用编程器进行。
 
       评估
        评估测试不只针对物理设备,更重要的是要评估、比较各种网络技术。通常使用模拟测试配置和模拟负载进行子系统(如路由器)和网络技术(如ATM或FDDI等)的评估。评估测试不适用于全局网络,因为全局网络拓扑负载、网络设备太多,不好准确定位引起问题的原因和位置,不能进行有效的比较。多数评估测试在专用的子网测试环境中进行。
        很多公司都有其固定合作的网络设备供应商,如路由器、集线器或交换机的供应商,通常很少再做设备比较测试,但网络技术的比较测试需要经常进行。企业经常面对选择哪种技术以及怎样比较不同技术的问题,所以技术评估是评估测试中很重要的一项。
        在比较设备与技术时,除了使用专用于待测设备或技术的工程负载外,有经验的程序员也使用真实负载,使用真实负载可以了解待测设备或技术在特定环境下的运行性能。通过两种负载模式检测结果的比较,可以获知待测设备还有多少多余容量。
        评估测试与设备或技术的功能/特征测试一样,用于比较待测设备或技术的性能、稳定性、特性、易用性配置和管理等方面的功能。
        评估测试实质是衰减测试的基础,评估测试中对几种设备或技术进行比较;衰减测试中对同一设备的不同版本进行比较。测试中选择设备的标准也完全可作为验证升级版本工作正常与否的标准。尽可能多地集成在计划/设计阶段进行测试是非常好的方法,最初的产品评估测试可以被开发阶段的可接受性测试和升级阶段的衰减性测试所借鉴。
        评估测试是最常进行的测试,在设备选型、技术选型,以及网络系统升级过程中都要进行或多或少的评估测试。
        用于评估测试的负载模式和测试脚本要能有效覆盖被检测的设备和技术。常使用最好情形(工程负载)和真实负载模式进行测试,两种方式都提供了唯一的、重要的检测结果,测试人员要能够理解、解释测试结果间的不同。
        工程检测结果是被测设备和技术在最理想的情形下测试得到的结果,因此不能在真实运行环境里显示它们的运行性能;真实检测结果能很好地显示待测设备或技术在运行网络环境中的性能,但无法预测设备的总容量。如果时间允许,两种测试都要做。通常测试人员只有时间进行一种测试,一般进行最好情形的测试。许多公开发行的测试报告都是基于最好情形(工程负载)下的测试结果。
        所有的测试配置都是模拟的。用于设备比较的测试配置不一定要代表运行网络的典型配置,任何有效、公正的测试配置都能对被测产品进行很好的比较。然而,测试配置和负载越接近运行网络的配置和负载,测试的结果越能反映被测设备在运行网络中的运行情况。
        在安装和配置测试网络时必须注意:要确保配置中所有测试组件都是最新版本,使测试尽可能地公正和统一,以取得最好的测试结果。在测试非正式版时一定要小心,因为发布日期经常有错误。测试配置中安装了非正式版后,它还可能会变,所以非正式版的测试结果和正式版的测试结果经常不一致,分析非正式版的设备经常会延误项目的进行。
        进行评估测试时,除了被测设备,测试配置中的所有网络组件都要保持不变。这一点非常重要,只有这样才能保证被测设备可以进行公平比较。对于子网,这一点很容易做到(一个网络设备很容易被另一个设备所替代)。
        网络技术评估要比较各种网络技术,因而测试配置中的几个网络组件都需要更换。重要的是不要改变源或目标配置。在配置中不仅通信线路需要更换,路由器也需要更换。传输负载和端点的配置要保持不变。
        需要评估测试计划中的各个测试任务,逐步完成测试、数据收集和数据解释。在评估测试中,各测试进行的先后次序没有关系,因为它们不是线性关系,而是多次重复进行的。当在测试中发现了新的信息时,以前所做的测试可能要重新进行以确定它的测试结果,或要对以前的测试稍作改变以检验网络运行的其他方面。此外,在评估期间设备提供商经常发布新的版本或非正式的版本,所以各种基于这种设备的测试都要重新进行。
        制定网络设备、技术比较或取舍标准时,不仅要参考评估测试所得的测试结果数据,还要综合考虑其他一些信息,如各设备的性能价格比,但由于没有运行网络的持续和峰值负载要求,所以缺少比较基准,往往将产品评估测试引入歧途。
        最后要根据评估测试所得的数据和图表对网络系统作出总结性评估,并撰写网络系统评估报告。
 
       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。
 
       软件架构设计
        软件架构也称为软件体系结构,需要考虑如何对系统进行分解,对分解后的组件及其之间的关系进行设计,满足系统的功能和非功能需求。软件架构形成过程如下图所示。
        
        架构的形成过程概要
        软件架构设计需要从用户业务需求、未来应用环境、需求分析、硬件基础、接口输入、数据处理、运算或控制规律、用户使用等方面进行综合、权衡和分析基础上产生。面向某种问题的架构一旦确定就很难改变,随后的架构设计需要通过一系列的迭代开发完善,使得软件架构日趋成熟、稳定。
        软件架构的重要作用也在于控制一个软件系统的使用、成本和风险。好的架构要求是和谐的软件架构,包括与上一级系统架构相互和谐、与系统中同一级的其他组件架构互相和谐,确保系统满足性能、可靠性、安全性、信息安全性和互操作性等方面的关键要求,也具有可扩展、可移植性,从而为一个软件带来长久的生命力。
        在大量开发实践中,有很多广泛使用并被普遍接受的软件架构设计原则,这些原则独立于具体的软件开发方法,主要包括抽象、信息隐藏、强内聚和松耦合、关注点分离等。
        (1)抽象:这是软件架构的核心原则,也是人们认识复杂客观世界的基本方法。抽象的实质是提取主要特征和属性,从具体的事务中通过封装来忽略细节,并且运用这些特征和属性,描述一个具有普遍意义的客观世界。软件架构设计中需要对流程、数据、行为等进行抽象。复杂系统含有多层抽象,从而有多个不同层次架构。
        (2)信息隐藏:包括局部化设计和封装设计。局部化设计就是将一个处理所涉及到的信息和操作尽可能地限制在局部的一个组件中,减少与其他组件的接口。而封装设计是将组件的外部访问形式尽可能简单、统一。
        (3)强内聚和松耦合:强内聚是指软件组件内的特性,即组件内所有处理都高度相关,所有处理组合在一起才能组成一个相对完整的功能。而松耦合是指软件组件之间的特性,软件组件之间应尽量做到没有或极少的直接关系,使其保持相对独立,这样使得未来的修改、复用简单,修改之后带来的影响最小。
        (4)关注点分离:所谓关注点是软件系统中可能会遇到的多变的部分。如为适应不同运行接口条件,需要进行适应性的参数调整和驱动配置。关注点分离设计是将这部分组件设计成为相对独立的部分,使未来的系统容易配置和修改。而核心的部分可以保持一个相对独立的稳定状态。如果功能分配使得单独的关注点组件足够简单,那么就更容易理解和实现。但“展示某些关注点得到满足时,可能会影响到其他方面的关注点,但架构师必须能够说明所有关注点都已得到满足”。
        以上的原则中,删除需求细节或对细节进行抽象是最重要的工作,为用户的需求创建抽象模型,通过抽象将特殊问题映射为更普遍的问题类别,并识别各种模式。
        软件架构设计使用纵向分解和横向分解两种方式。纵向分解就是分层,横向分解就是将每一个层面分成相对独立的部分。经过分解之后,可以将一个完整的问题分解成多个模块来解决。模块是其中可分解、可组装,功能独立、功能高度内聚、之间低耦合的一个组件。
        类似于建筑架构,软件架构也决定了软件产品的好用、易用、可靠、信息安全、可扩展、可重用等特性,好的软件架构也给人完整、明确、清晰等赏心悦目的感觉,具有较长的生命力。
        架构设计是围绕业务需求带来的问题空间到系统解决空间第一个顶层设计方案。按照抽象原则,在这个阶段进行的架构设计关注软件设计环节抽象出来的重要元素,而不是所有的设计元素。在架构设计时将软件这些要素看作是黑盒,架构设计需要满足黑盒的外部功能和非功能需求的目标。一个软件的架构设计首先为软件产品的后续开发过程提供基础,在此基础上可将一个大规模的软件分解为若干子问题和公共子问题。而一般意义的软件设计是软件的底层设计,开发人员需要关注各子问题或要素的进一步分解和实现,是根据架构设计所定义的每个要素的功能、接口,进一步实现要素组件内部的配置、处理和结构。在遵守组件外部属性前提下,考虑实现组件内部的细节及其实现方法。对于其中的公共子问题,形成公共类和工具类,从而可以达到重用的目的。
        一般的软件构架是根据需求自上而下方式来设计,即首先掌握和研究利益相关方的关键需求,基本思路是首先进行系统级的软件架构设计,需要将软件组件与其外部环境属性绑定在一起,关注软件系统与外部环境的交联设计;其次将一个大的系统划分成各组成部分,这些部分可以按照架构设计的不同方法,分为层次或成为模块;之后再开始研究所涉及到的要素,再实现这些要素以及定义这些要素之间的关系。
        在实际工作中,软件构架也可采用自底向上的方法,前提是已经建立了一个成熟稳定的软件架构,也可以称之为“模式”。模式是组织一级设计某一类具体问题的顶层思路,是为了解决共有问题解的方案模板,但并不是一个问题的设计或设计算法。
        模式常常整合在一起使用,提供解决更大、更复杂问题的解决方案,而组成一个解决问题的通用框架。框架往往提供统一平台和开发工具,而且已经高效地利用了已经经过验证的模式、技术和组件。在新软件系统的设计中指定沿用或重用这种架构框架,这时其他重要元素可以在这个架构基础上针对新的需求进行扩展,有时是针对性地进行参数化设计。所以在架构设计中可以借用模式的概念进行设计,采用成熟的先进的设计框架和工具提高开发的效率,保证设计正确性。
        下图所示是针对架构设计中非功能需求的多维度分析,从中可知任何一个因素的变化都会带来对其他因素的影响。实际上软件架构设计属于软件设计过程的一部分,但超越了系统内部的算法和数据结构的详细设计。
        
        架构的多维度分析
        在架构设计阶段,需要定义边界条件、描述系统组织结构、对系统的定量属性进行约束、帮助对模型进行描述并基本构造早期的原型、更准确地描述费用和时间的评估。
 
       维护
        维护阶段是软件生存期中时间最长的阶段。软件一旦交付正式投入运行后便进入软件维护阶段。该阶段的关键任务是通过各种必要的维护活动使系统持久地满足用户的需要。每一项维护活动都应该准确地记录下来,作为正式的文档资料加以保存。
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第7题    在手机中做本题