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  第1题      
  知识点:   CPU   编码   键盘   运维

 
(共25分)
阅读以下关于系统分析任务的叙述,在答题纸上回答问题1至问题3。
【说明】
某公司是一家以运动健身器材销售为主营业务的企业,为了扩展销售渠道,解决原销售系统存在的许多问题,公司委托某软件企业开发一套运动健身器材在线销售系统。目前,新系统开发处于问题分析阶段,所分析各项内容如下所述:
(a)用户需要用键盘输入复杂且存在重复的商品信息;
(b)订单信息页面自动获取商品信息并填充;
(c)商品订单需要远程访问库存数据并打印提货单;
(d)自动生成电子提货单并发送给仓库系统;
(e)商品编码应与原系统商品编码保持一致;
(f)商品订单处理速度太慢;
(g)订单处理的平均时间减少30%;
(h)数据编辑服务器CPU性能较低;
(i)系统运维人员数量不能增加。
 
问题:1.1   (8分)
问题分析阶段主要完成对项目开发的问题、机会和/或指示的更全面的理解。请说明系统分析师在问题分析阶段通常需要完成哪四项主要任务。
 
问题:1.2   (9分)
因果分析是问题分析阶段一项重要技术,可以得出对系统问题的真正理解,并且有助于得到更具有创造性和价值的方案。请将题目中所列(a) ~ (i)各项内容填入表中(1) ~ (4)对应位置。
                                                 表1-1问题、机会、目标和约束条件
 
问题:1.3   (8分)
系统约束条件可以分为四类,请将类别名称填入表中(1) ~ (4)对应的位置。
                                                     表1-2 约束条件分类
 
 
 

   知识点讲解    
   · CPU    · 编码    · 键盘    · 运维
 
       CPU
        CPU即中央处理器,它是计算机系统的核心部分。刚才所列的系统性能评价指标都是围绕CPU的。当然,这些指标的评价结果是建立在CPU与其他系统部件(如内存)的协同工作的基础上的。单就CPU而言,考察它在系统中的工作性能要关注CPU利用率、队列长度、每秒中断次数,等。
 
       编码
               编码过程
               在给定了软件设计规格说明书后,下一步的工作就是编写代码。一般来说,编码工作可以分为四个步骤:
               (1)确定源程序的标准格式,制订编程规范。
               (2)准备编程环境,包括软硬件平台的选择,包括操作系统、编程语言、集成开发环境等。
               (3)编写代码。
               (4)进行代码审查,以提高编码质量。为提高审查的效率,在代码审查前需要准备一份检查清单,并设定此次审查须找到的bug数量。在审查时,要检查软件规格说明书与编码内容是否一致;代码对硬件和操作系统资源的访问是否正确;中断控制模块是否正确等。
               编码准则
               在嵌入式系统中,由于资源有限,且实时性和可靠性要求较高,因此,在开发嵌入式软件时,要注意对执行时间、存储空间和开发/维护时间这三种资源的使用进行优化。也就是说,代码的执行速度要越快越好,系统占用的存储空间要越小越好,软件开发和维护的时间要越少越好。
               具体来说,在编写代码时,需要做到以下几点:
               .保持函数短小精悍。一个函数应该只实现一个功能,如果函数的代码过于复杂,将多个功能混杂在一起,就很难具备可靠性和可维护性。另外,要限制函数的长度,一般来说,一个函数的长度最好不要超过100行。
               .封装代码。将数据以及对其进行操作的代码封装在一个实体中,其他代码不能直接访问这些数据。例如,全局变量必须在使用该变量的函数或模块内定义。对代码进行封装的结果就是消除了代码之间的依赖性,提高了对象的内聚性,使封装后的代码对其他行为的依赖性较小。
               .消除冗余代码。例如,将一个变量赋给它自己,初始化或设置一个变量后却从不使用它,等等。研究表明,即使是无害的冗余也往往和程序的缺陷高度关联。
               .减少实时代码。实时代码不但容易出错、编写成本较高,而且调试成本可能更高。如果可能,最好将对执行时间要求严格的代码转移到一个单独的任务或者程序段中。
               .编写优雅流畅的代码。
               .遵守代码编写标准并借助检查工具。用自动检验工具寻找缺陷比人工调试便宜,而且能捕捉到通过传统测试检查不到的各种问题。
               编码技术
                      编程规范
                      在嵌入式软件开发过程中,遵守编程规范,养成良好的编程习惯,这是非常重要的,将直接影响到所编写代码的质量。
                      编程规范主要涉及的三方面内容:
                      .命名规则。从编译器的角度,一个合法的变量名由字母、数字和下画线三种字符组成,且第一个字符必须为字母或下画线。但是从程序员的角度,一个好的名字不仅要合法,还要载有足够的信息,做到“见名知意”,并且在语意清晰、不含歧义的前提下,尽可能地简短。
                      .编码格式。在程序布局时,要使用缩进规则,例如变量的定义和可执行语句要缩进一级,当函数的参数过长时,也要缩进。另外,括弧的使用要整齐配对,要善于使用空格和空行来美化代码。例如,在二元运算符与其运算对象之间,要留有空格;在变量定义和代码之间要留有空行;在不同功能的代码段之间也要用空行隔开。
                      .注释的书写。注释的典型内容包括:函数的功能描述;设计过程中的决策,如数据结构和算法的选择;错误的处理方式;复杂代码的设计思想等。在书写注释时要注意,注释的内容应该与相应的代码保持一致,同时要避免不必要的注释,过犹不及。
                      性能优化
                      由于嵌入式系统对实时性的要求较高,因此一般要求对代码的性能进行优化,使代码的执行速度越快越好。以算术运算为例,在编写代码时,需要仔细地选择和使用算术运算符。一般来说,整数的算术运算最快,其次是带有硬件支持的浮点运算,而用软件来实现的浮点运算是非常慢的。因此,在编码时要遵守以下准则:
                      .尽量使用整数(char、short、int和long)的加法和减法。
                      .如果没有硬件支持,尽量避免使用乘法。
                      .尽量避免使用除法。
                      .如果没有硬件支持,尽量避免使用浮点数。
                      下图是一个例子,其中两段代码的功能完全一样,都是对一个结构体数组的各个元素进行初始化,但采用两种不同的方法来实现。下图(a)采用数组下标的方法,在定位第i个数组元素时,需要将i乘以结构体元素的大小,再加上数组的起始地址。下图(b)采用的是指针访问的方法,先把指针fp初始化为数组的起始地址,然后每访问完一个数组元素,就把fp加1,指向下一个元素。在一个奔腾4的PC上,将这两段代码分别重复10 700次,右边这段代码需要1ms,而左边这段代码需要2.13ms。
                      
                      算术运算性能优化的例子
 
       键盘
        键盘的结构通常有两种形式:线性键盘和矩阵键盘。在不同的场合下,这两种键盘均得到了广泛的应用。
        线性键盘由若干个独立的按键组成,每个按键的一端与微机的一个I/O口相连。有多少个键就要有多少根连线与微机的I/O口相连,因此,只适用于按键少的场合。矩阵键盘的按键按NM列排列,每个按键占据行列的一个交点,需要的I/O口数目是N+M,容许的最大按键数是N×M。显然,矩阵键盘可以减少与微机接口的连线数,简化结构,是一般微机常用的键盘结构。根据矩阵键盘的识键和译键方法的不同,矩阵键盘又可以分为非编码键盘和编码键盘两种。
        非编码键盘主要用软件的方法识键和译键。根据扫描方法的不同,可以分为行扫描法、列扫描法和反转法3种。
        编码键盘主要用硬件来实现键的扫描和识别,通常使用8279专用接口芯片,在硬件上要求较高。
 
       运维
        运维是运行维护的简称,是一种IT服务形态。在《信息技术服务分类与代码》(GB/T 29264-2012)中,对运行维护服务(operation maintenance service)给出的定义是“采用信息技术手段及方法,依据需方提出的服务级别要求,对其信息系统的基础环境、硬件、软件及安全等提供的各种技术支持和管理服务”。
        运维是信息系统全生命周期中的重要阶段,也是内容最多、最繁杂的部分,是对信息系统提供维护和技术支持以及其他相关的支持和服务。运维服务的主要对象包括基础设施、硬件平台、基础软件、应用软件以及依赖于IT基础设施的数据中心、业务应用等信息系统,其范围可以是单个IT基础设施的运维,也可以是整体IT基础设施和业务应用的总体运维。运维服务交付内容主要包括咨询评估、例行操作、响应支持和优化改善。
        在《信息技术服务分类与代码》(GB/T 29264-2012)中,将运行维护服务分成基础环境运维、硬件运维服务、软件运维服务、安全运维服务、运维管理服务和其他运行维护服务六类,每类运维服务及其说明见下表。
        
        运维服务分类与代码
        
        任何组织和个人提供运维服务需要依据需方提出的服务级别要求,并确保提供的运行维护服务符合与需方约定的质量要求。因此,具备相应运维服务能力是服务组织提供服务的必要条件,比如规范和明确运维人员的岗位职责和工作安排、提供绩效考核量化依据、提供解决事故和问题经验、提供知识的积累和共享手段、实现完善的IT运维管理、提高组织经营水平和服务水平等等。在《信息技术服务运行维护第1部分:通用要求》(GB/T 28827.1-2012)中给出了供方运维服务的能力模型,该模型定义了运行维护服务能力的四个关键要素:人员、资源、技术和过程,每个要素通过关键指标反映应具备的条件和能力。模型也给出了供方为持续提升运维能力的管理方法。
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