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39题      
  知识点:   分层系统   软件架构   物联网分层   物联网   应用领域
  章/节:   数据通信与计算机网络   软件架构的风格       

 
软件架构风格是描述某一特定应用领域中系统组织方式的惯用模式,按照软件架构风格,物联网系统属于( )软件架构风格。
 
 
  A.  层次型
 
  B.  事件系统
 
  C.  数据线
 
  D.  C2
 
 
 

 
  第68题    2015年下半年  
   69%
某高校欲构建财务系统,使得用户可通过校园网访问该系统。根据需求,公司给出如下2套方案。
方案一:
1)出口设备采用一..
  第15题    2010年下半年  
   42%
网络系统生命周期可以划分为5个阶段,实施这5个阶段的合理顺序是(15).
  第14题    2011年下半年  
   46%
建筑物综合布线系统中的垂直子系统是指(14)。
 
  第50题    2018年下半年  
   61%
在仓库风格中,有两种不同的构件,其中,(49)说明当前状态,(50)在中央数据存储上执行。
  第50题    2017年下半年  
   27%
软件架构风格描述某一特定领域中的系统组织方式和惯用模式,反映了领域中众多系统所共有的(48)特征。对于语音识别、知识推理等..
  第54题    2009年下半年  
   56%
某公司欲开发一个基于图形用户界面的集成调试器。该调试器的编辑器和变量监视器可以设置调试断点。当调试器在断点处暂停运行时,..
   知识点讲解    
   · 分层系统    · 软件架构    · 物联网分层    · 物联网    · 应用领域
 
       分层系统
        层次系统组织成一个层次结构,每一层为上层服务,并作为下层的客户。在一些层次系统中,除了一些精心挑选的输出函数外,内部的层只对相邻的层可见。这样的系统中构件在一些层实现了虚拟机(在另一些层次系统中层是部分不透明的),连接件通过决定层间如何交互的协议来定义。这种风格支持基于可增加抽象层的设计。这样,允许将一个复杂问题分解成一个增量步骤序列的实现。由于每一层最多只影响两层,同时只要给相邻层提供相同的接口,允许每层用不同的方法实现,同样为软件重用提供了强大的支持。
        下图是层次系统风格的示意图。层次系统最广泛的应用是分层通信协议。在这一应用领域中,每一层提供一个抽象的功能,作为上层通信的基础。较低的层次定义低层的交互,最低层通常只定义硬件物理连接。
        
        层次系统风格
        层次系统有许多可取的属性:
        (1)支持基于抽象程度递增的系统设计,使设计者可以把一个复杂系统按递增的步骤进行分解。
        (2)支持功能增强,因为每一层至多和相邻的上下层交互,因此功能的改变最多影响相邻的上下层。
        (3)支持重用。只要提供的服务接口定义不变,同一层的不同实现可以交换使用。这样,就可以定义一组标准的接口,而允许各种不同的实现方法。
        但是,层次系统也有其不足之处:
        (1)并不是每个系统都可以很容易地划分为分层的模式,甚至即使一个系统的逻辑结构是层次化的,出于对系统性能的考虑,架构设计师不得不把一些低级或高级的功能综合起来。
        (2)很难找到一个合适的、正确的层次抽象方法。
 
       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。
 
       物联网分层
        物联网可以分为三个层次:感知层、网络层和应用层。
        (1)感知层:用于识别物体、采集信息,就好比人通过视觉、嗅觉、听觉、触觉来感受事物,采集各类信息。如二维码、RFID、摄像头、传感器。
        (2)网络层:传递信息和处理信息。通信网与互联网的融合网络、网络管理中心、信息中心和智能处理中心等。
        (3)应用层:解决信息处理和人机交互的问题。
 
       物联网
               物联网概念及关键技术
               (1)物联网概念。物联网(IoT: Internet of Things)即“物物相联之网”,指通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把物与物、人与物进行智能化连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种新兴网络。从计算机的协同处理来划分,可分为独立计算、互联网和物联网时代,如下图所示。
               
               物联网时代的划分图
               物联网不是一种物理上独立存在的完整网络,而是架构在现有互联网或下一代公网或专网基础上的联网应用和通信能力,是具有整合感知识别、传输互联和计算处理等能力的智能型应用。
               物联网概念的3个方面:
               .物:客观世界的物品,主要包括人、商品、地理环境等。
               .联:通过互联网、通信网、电视网以及传感网等实现网络互联。
               .网:首先,应和通信介质无关,有线无线都可。其次,应和通信拓扑结构无关,总线、星型均可。最后,只要能达到数据传输的目的即可。
               (2)物联网架构。物联网从架构上面可以分为感知层、网络层和应用层,如下图所示。
               
               物联网架构
               感知层:负责信息采集和物物之间的信息传输,信息采集的技术包括传感器、条码和二维码、RFID射频技术、音视频等多媒体信息,信息传输包括远近距离数据传输技术、自组织组网技术、协同信息处理技术、信息采集中间件技术等传感器网络。是实现物联网全面感知的核心能力,是物联网中包括关键技术、标准化方面、产业化方面亟待突破的部分,关键在于具备更精确、更全面的感知能力,并解决低功耗、小型化和低成本的问题。
               网络层:是利用无线和有线网络对采集的数据进行编码、认证和传输,广泛覆盖的移动通信网络是实现物联网的基础设施,是物联网三层中标准化程度最高、产业化能力最强、最成熟的部分,关键在于为物联网应用特征进行优化和改进,形成协同感知的网络。
               应用层:提供丰富的基于物联网的应用,是物联网发展的根本目标,将物联网技术与行业信息化需求相结合,实现广泛智能化应用的解决方案集,关键在于行业融合、信息资源的开发利用、低成本高质量的解决方案、信息安全的保障以及有效的商业模式的开发。
               各个层次所用的公共技术包括编码技术、标识技术、解析技术、安全技术和中间件技术。
               (3)物联网关键技术。感知层作为物联网架构的基础层面,主要是达到信息采集并将采集到的数据上传的目的,感知层主要包括:自动识别技术产品和传感器(条码、RFID、传感器等),无线传输技术(WLAN、Bluetooth、ZigBee、UWB),自组织组网技术和中间件技术,如下图所示。
               
               物联网关键技术设备
               物联网应用
               物联网的产业链(如下图所示)包括传感器和芯片、设备、网络运营及服务、软件与应用开发和系统集成。作为物联网“金字塔”的塔座,传感器将是整个链条需求总量最大和最基础的环节。将整体产业链按价值分类,硬件厂商的价值较小,占产业价值大头的公司通常都集多种角色为一体,以系统集成商的角色出现。
               
               物联网产业链
               (1)智能微尘:智能微尘(smart dust)(2001,美国国防部计划)是指具有电脑功能的一种超微型传感器,它可以探测周围诸多环境参数,能够收集大量数据,进行适当计算处理,然后利用双向无线通信装置将这些信息在相距1000英尺的微尘器件间往来传送。智能微尘的应用范围很广,除了主要应用于军事领域外,还可用于健康监控、环境监控、医疗等许多方面。
               (2)智能电网:物联网技术在传感技术、电网通信整合、安全技术和先进控制方法等关键技术领域助力美国新一代智能电网的建设,使配电系统进入计算机智能化控制的时代,以美国的可再生能源为基础,实现美国发电、输电、配电和用电体系的优化管理。
               (3)智慧物流:大型零售企业沃尔玛,拥有全美最大的送货车队,车辆全部安装了综合了GPS卫星定位、移动通信网络等功能的车载终端,调度中心可实时掌握车辆及货物的情况高效利用物流资源设施,使沃尔玛的配送成本仅占销售额的2%,远低于同行高达10%甚至20%的物流成本。提高物流效率,实现物流的全供应链流程管理支持。
               (4)智能家居:提供基于网络的通信,进行家居和建筑的自动化控制和外部共享信息,应用包括家庭安防类、信息服务类和家电设备管理等应用。
               (5)智能交通:瑞典在解决交通拥挤问题时,通过使用RFID技术、激光扫描、自动拍照和自由车流路边系统,自动检测标识车辆,向工作进出市中心的车辆收取费用。提供汽车信息服务,支持交通管理,车辆控制和安全系统,公共交通管理,商用车运营管理,交通应急管理以及出行和交通需求管理等领域。
               (6)智慧农业:荷兰阿姆斯特丹对城市建筑有另一个层面的应用,即利用城市内废弃建筑的多层结构提高种植面积,并利用物联网的感知与智能技术就地改造建筑内的LED照明设备与供水排水管道,形成自动根据天气条件补充光照与水分的城市农业。整合新型传感器技术,全流程的牧业管理和支持精细农业,应用涉及食品安全溯源,环境检测等应用。
               (7)环境保护:环境监测、河流区域监控、森林防火、动物监测等应用。
               (8)医疗健康:基于RFID技术的医疗健康服务管理,应用涉及医疗健康服务管理,药品和医疗器械管理以及生物制品管理等应用。
               (9)城市管理:应用物联网支撑城市综合管理,实现智慧城市。
               (10)金融服务保险业:依靠物联网支撑金融和保险行业体系,实现便捷和健壮的服务,应用涉及安全监控,手机钱包等。
               (11)公共安全:主要应用于机场防入侵,安全防范,城市轨道防控,城市公共安全等方面。
 
       应用领域
        Java目前主要应用于服务器端的企业级应用(Servlet、JSP)、手持设备(J2ME、K-Java、无线Java)、普通网页(Applet)、普通应用程序。
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第39题    在手机中做本题