论文：论软件三层结构的设计
目前，三层结构或多层结构已经成为软件开发的主流，采用三层结构有很多好处，例如，能有效降低建设和维护成本，简化管理，适应大规模和复杂的应用需求，可适应不断的变化和新的业务需求等。在三层结构的开发中，中间件的设计占重要地位。
请围绕“软件三层结构的设计”论题，依次对以下3个方面进行论述。
（1）概要叙述你参与分析和开发的软件项目以及你所担任的主要工作。
（2）具体讨论你是如何设计三层结构的，详细描述其设计过程，遇到过的问题以及解决的办法。
（3）分析你采用三层结构所带来的效果如何，以及有哪些还需要进一步改进的地方，如何改进？
我所在的单位是国内主要的商业银行之一，作为单位的主要技术骨干，2010年1月，我主持了远期结售汇系统的开发，该系统是我行综合业务系统XX2010的一个子系统，由于银行系统对安全性、可靠性、可用性和响应速度要求很高，我选择了三层C/S结构作为该系统的软件架构，在详细地设计三层结构的过程中，我采用了字符终端为表示层，CICSTRANSATIONSERVER为中间层，DB2UDB8.2为数据库层，并采用了CICSSWITCH组并行批量的办法来解决设计中遇到的问题，保证了远期结售汇系统按计划完成并顺利投产，我设计的软件三层结构得到了同事和领导的一致认同和称赞。但是，我也看到在三层结构设计中存在一些不足之处，例如，中间层的负载均衡算法过于简单，容易造成系统负荷不均衡，并行批量设计不够严谨，容易造成资源冲突等。
正文：
我所在的单位是国内主要的商业银行之一。众所周知，银行的业务存在一个“二八定理”：即银行的百分之八十的利润是由百分之二十的客户所创造。为了更好地服务大客户，适应我国对外贸易的蓬勃发展态势，促进我国对外贸易的发展，2010年1月，我行开展了远期结售汇业务。
所谓的远期结售汇就是企业在取得中国外汇管理局的批准后，根据对外贸易的合同等凭证与银行制定合约，银行根据制定合约当天的外汇汇率，通过远期汇率公式，计算出交割当天的外汇汇率，并在那天以该汇率进行成交的外汇买卖业务。远期结售汇系统是我行综合业务系统XX2010的一个子系统，它主要包括了联机部分、批量部分、清算部分和通兑部分，具有协议管理、合约管理、报价管理、外汇敞口管理、账务管理、数据拆分管理、报表管理、业务缩微和事后监督等功能。
我作为单位的主要技术骨干之一，主持并参与了远期结售汇系统的项目计划，需求分析、设计、编码和测试阶段的工作。由于银行系统对安全性，可靠性，可用性和响应速度要求很高，我选择了三层C/S结构作为该系统的软件架构，下面，我将分层次详细介绍三层C/S软件架构的设计过程。
（1）表示层为字符终端。我行以前一直使用IBM的VisualGen2.0附带的图形用户终端来开发终端程序，但在使用的过程中，分行的业务人员反映响应速度比较漫，特别是业务量比较大的时候，速度更是难以忍受。为此，我行最近自行开发了一套字符终端CITE，它采用VisualBasic作为开发语言，具有响应速度快、交互能力强、易学、编码快和功能强大的特点，在权衡了两者的优点和缺点之后，我决定选择字符终端CITE作为表示层。
（2）中间层为CICSTransationServer（CTS）。首先，我行与IBM公司一直保持着良好的合作关系，而我行的大部分技术和设备都采用了IBM公司的产品，其中包括大型机，由于CICS在IBM的大型机上得到了广泛的应用，并在我行取得了很大的成功，为了保证与原来系统的兼容和互用性，我采用了IBM的CTS作为中间层，连接表示层和数据库层，简化系统的设计，使开发人员可以专注于表示逻辑和业务逻辑的开发工作，缩短了开发周期，减少开发费用和维护费用，提高了开发的成功率；其次，对于中间层的业务逻辑，我采用了我行一直使用的VisualAgeforJava作为开发平台，它具有简单易用的特点，特别适合开发业务逻辑，可以使开发人员快速而准确地开发出业务逻辑，确保了远期结售汇系统的顺利完成；最后，由于采用了CTS，确保了系统的开放性和互操作性，保证了与我行原来的联机系统和其他系统的兼容，保护了我行的原有投资。
（3）数据层为DB2UDB8.2由于DB2在大型事务处理系统中表现出色，我行一直使用DB2作为事务处理的数据库，并取得了很大的成功，在DB2数据库的使用方面积累了自己独到的经验和大量的人才，为了延续技术的连续性和保护原有投资，我选择了DB2UDB8.2作为数据层。
但是，在设计的过程中也遇到了一些困难，我们主要采取了以下的办法来解决：
（1）CICSSwitch组。众所周知，银行系统对于安全性，可靠性，可用性和响应速度要求很高，特别是我行最近进行了数据集中，全国只设两个数据中心，分别在XX和YY两个地方，这样对以上的要求就更高了，为了保障我行的安全生产，我采用了CTSSwitch组技术。为了简化系统的设计和缩短通信时间，我采用了简单的负载均衡算法，例如这次分配给N个CTS，下次则分配给第N+1个CTS，当到了最后一个，就从第一个开始；为了更好地实现容错，我采用了当第N个CTS失效的时候，把它正在处理的业务转到N+1个上面继续处理，这样大大增加了系统的可用性，可以为客户提供更好的服务；此外，我还采用了数据库连接池的技术，大大缩短了数据库处理速度，提高了系统运行速度。
（2）并行批量。银行系统每天都要处理大量的数据，为了确保白天的业务能顺利进行，有一部分的账务处理，例如一部分内部户账务处理，或者代理收费业务和总账与分户账核对等功能就要到晚上批量地去处理，但是，这部分数据在数据集中之后就显得更加庞大，我行以前采用串行提交批量作业的办法，远远不能适应数据中心亿万级的数据处理要求，在与其他技术骨干讨论之后，并经过充分的论证和试验，我决定采用了并行批量的技术，所谓的并行批量，就是在利用IBM的OPC（TivoliOperations，PlanningandControl）技术，把批量作业按时间和业务处理先后顺序由操作员统一提交的基础上，再利用DB2的Partition技术，把几个地区分到一个Partiton里面分别处理，大大提高了银行系统的数据处理速度，确保了远期结售汇系统三层结构的先进性。在并行批量的设计过程中，我考虑到批量作业有可能因为网络错误或者资源冲突等原因而中断，这样在编写批量程序和作业的时候必须支持断点重提，以确保生产的顺利进行。
由于软件三层结构设计得当，并采取了有效的措施去解决设计中遇到的问题，远期结售汇系统最后按照计划完成并顺利投产，不但保证了系统的开放性、可用性和互用性，取得了良好的社会效益和经济效益，而且我的软件三层结构设计得到了同事和领导的一致认同与称赞，为我行以后系统的开发打下了良好的基础。
在总结经验的同时，我也看到了我在软件三层结构设计中的不足之处。
首先，负载算法过于简单，容易造成系统的负荷不均衡：由于每个业务的处理时间不一样，有的可能差距很远，简单的顺序加一负载分配算法就容易造成负载不均衡，但是如果专门设置一个分配器，则增加了一次网络通信，使得系统的速度变慢，这样对响应速度要求很高的银行系统来说也是不可行的，于是我决定采用基于统计的分配算法，即在收到请求的时候，根据预先设定的权值，按概率直接分配给CTS。
其次，由于批量作业顺序设计得不过够严谨等各种原因，容易造成资源冲突：在远期结售汇系统运行了一段时间之后，数据中心的维护人员发现，系统有的时候会出现资源冲突现象。在经过仔细的分析之后，我发现，由于每天各个业务的业务量大小不一样，顺序的两个作业之间访问同一个表的时候便会产生资源冲突，另外，在OPC作业运行的过程中，操作员提交的其他作业与这个
表12-2描述了各种系统输入的含义。 
公司的领域专家对需求进行深入分析后，将系统需求认定为：任何时刻，只要定速巡航控制系统处于工作状态，就要有确定的期望速度，并通过调整引擎油门的设定值来维持期望速度。 在对车辆定速巡航控制系统的架构进行设计时，公司的架构师王工提出采用面向对象的架构风格，而李工则主张采用控制环路的架构风格。在架构评估会议上，专家对这两种方案进行综合评价，最终采用了面向对象和控制环路相结合的混合架构风格。 实际的软件系统架构通常是多种架构风格的混合，不同的架构风格都有其适合的应用场景。以该系统为例，针对面向对象架构风格和控制环路架构风格，各给出两个适合的应用场景，并简要说明理由。
表12-2描述了各种系统输入的含义。 公司的领域专家对需求进行深入分析后，将系统需求认定为：任何时刻，只要定速巡航控制系统处于工作状态，就要有确定的期望速度，并通过调整引擎油门的设定值来维持期望速度。 在对车辆定速巡航控制系统的架构进行设计时，公司的架构师王工提出采用面向对象的架构风格，而李工则主张采用控制环路的架构风格。在架构评估会议上，专家对这两种方案进行综合评价，最终采用了面向对象和控制环路相结合的混合架构风格。 在实际的软件项目开发中，采用成熟的架构风格是项目成功的保证。请用200字以内的文字说明：什么是软件架构风格；面向对象和控制环路两种架构风格各自的特点。
用150字以内的文字，说明公司制定的TLS软件架构的层次特点，并针对上述功能需求①～④，说明架构中各层内涵。
基于软件架构的设计（ArchitectureBasedSoftwareDevelopment，ABSD）强调由商业、质量和功能需求的组合驱动软件架构设计。它强调采用（1）来描述软件架构，采用（2）来描述需求。
空白（2）处应选择（） 软件系统架构
博学公司欲开发一个车辆定速巡航控制系统，以确保车辆在不断变化的地形中以固定的速度行驶。如图12-6所示给出了该系统的简化示意图。表12-2描述了各种系统输入的含义。
公司的领域专家对需求进行深入分析后，将系统需求认定为：任何时刻，只要定速巡航控制系统处于工作状态，就要有确定的期望速度，并通过调整引擎油门的设定值来维持期望速度。
在对车辆定速巡航控制系统的架构进行设计时，公司的架构师王工提出采用面向对象的架构风格，而李工则主张采用控制环路的架构风格。在架构评估会议上，专家对这两种方案进行综合评价，最终采用了面向对象和控制环路相结合的混合架构风格。
架构描述语言（Architecture Description Language，ADL）是一种为明确说明软件系统的概念架构和对这些概念架构建模提供功能的语言。ADL主要包括以下组成部分：组件、组件接口、（）和架构配置。
请详细阅读有关嵌入式软件架构设计方面的描述，回答问题1和问题2。
在嵌入式系统中，软件采用开放式架构已成为新的发展趋势。软件架构设计的优劣将直接影响软件的重用和移植能力。
某软件公司主要从事宇航领域的嵌入式软件研发工作。经二十多年的发展，其软件产品已被广泛应用于各种航天飞行器中。该公司积累了众多成熟软件，但由于当初没有充分考虑软件的架构，原有软件无法被再利用，为适应嵌入式软件技术发展需要，该公司决策层决定成立宇航嵌入式软件开放式架构研究小组，为公司完成开放式架构的定义与设计，确保公司软件资源能得到充分利用。研究小组查阅了大量的国外资料和标准，最终将研究重点集中在了SAEAS4893《通用开放式架构（GOA）框架》标准，图20-1给出了GOA定义的架构图。
阅读以下关于软件系统架构选择的说明，在答题纸上回答问题1至问题3。
博学公司欲针对Linux操作系统开发一个KWIC（Key Wordin Context）检索系统。该系统接收用户输入的查询关键字，依据字母顺序给出相关帮助文档并根据帮助内容进行循环滚动阅读。在对KWIC系统进行需求分析时，公司的业务专家发现用户后续还有可能采用其他方式展示帮助内容。根据目前需求，公司的技术人员决定通过重复剪切帮助文档中的第一个单词并将其插入到行尾的方式实现帮助文档内容的循环滚动，后续还将采用其他的方法实现这一功能。
在对KWIC系统的架构进行设计时，公司的架构师王工提出采用共享数据的主程序.子程序的架构风格，而李工则主张采用管道.过滤器的架构风格。在架构评估会议上，大家从系统的算法变更、功能变更、数据表示变更和性能等方面对这两种方案进行评价，最终采用了李工的方案。
阅读以下关于软件架构评估的说明，在答题纸上回答问题1和问题2。
某网上购物电子商务公司拟升级正在使用的在线交易系统，以提高用户网上购物在线支付环节的效率和安全性。在系统的需求分析与架构设计阶段，公司提出的需求和关键质量属性场景如下：
1.正常负载情况下，系统必须在0.5秒内对用户的交易请求进行响应。
2.信用卡支付必须保证99.999%的安全性。
3.对交易请求处理时间的要求将影响系统的数据传输协议和处理过程的设计。
4.网络失效后，系统需要在1.5分钟内发现错误并启用备用系统。
5.需要在20人月内为系统添加一个新的CORBA中间件。
6.交易过程中涉及到的产品介绍视频传输必须保证画面具有600×480的分辨率，20帧／秒的速率。
7.更改加密的级别将对安全性和性能产生影响。
8.主站点断电后，需要在3秒内将访问请求重定向到备用站点。
9.假设每秒中用户交易请求的数量是10个，处理请求的时间为30毫秒，则“在1秒内完成用户的交易请求”这一要求是可以实现的。
10.用户信息数据库授权必须保证99.999%可用。
11.目前对系统信用卡支付业务逻辑的描述尚未达成共识，这可能导致部分业务功能模块的重复，影响系统的可修改性。12.更改Web界面接口必须在4人周内完成。
13.系统需要提供远程调试接口，并支持系统的远程调试。
在对系统需求和质量属性场景进行分析的基础上，系统的架构师给出了3个候选的架构设计方案。公司目前正在组织系统开发的相关人员对系统架构进行评估。
阅读以下关于软件架构评估的说明，在答题纸上回答问题1和问题2。
某网上购物电子商务公司拟升级正在使用的在线交易系统，以提高用户网上购物在线支付环节的效率和安全性。在系统的需求分析与架构设计阶段，公司提出的需求和关键质量属性场景如下：
①正常负载情况下，系统必须在0.5秒内对用户的交易请求进行响应。
②信用卡支付必须保证99.999%的安全性。
③对交易请求处理时间的要求将影响系统的数据传输协议和处理过程的设计。
④网络失效后，系统需要在1.5分钟内发现错误并启用备用系统。
⑤需要在20人月内为系统添加一个新的CORBA中间件。
⑥交易过程中涉及到的产品介绍视频传输必须保证画面具有600×480的分辨率，20帧／秒的速率。
⑦更改加密的级别将对安全性和性能产生影响。
⑧主站点断电后，需要在3秒内将访问请求重定向到备用站点。
⑨假设每秒中用户交易请求的数量是10个，处理请求的时间为30毫秒，则“在1秒内完成用户的交易请求”这一要求是可以实现的。
⑩用户信息数据库授权必须保证99.999%可用。
11.目前对系统信用卡支付业务逻辑的描述尚未达成共识，这可能导致部分业务功能模块的重复，影响系统的可修改性。12.更改Web界面接口必须在4人周内完成。
13.系统需要提供远程调试接口，并支持系统的远程调试。
在对系统需求和质量属性场景进行分析的基础上，系统的架构师给出了3个候选的架构设计方案。公司目前正在组织系统开发的相关人员对系统架构进行评估。
论文：论软件三层结构的设计
目前，三层结构或多层结构已经成为软件开发的主流，采用三层结构有很多好处，例如，能有效降低建设和维护成本，简化管理，适应大规模和复杂的应用需求，可适应不断的变化和新的业务需求等。在三层结构的开发中，中间件的设计占重要地位。
请围绕“软件三层结构的设计”论题，依次对以下3个方面进行论述。
（1）概要叙述你参与分析和开发的软件项目以及你所担任的主要工作。
（2）具体讨论你是如何设计三层结构的，详细描述其设计过程，遇到过的问题以及解决的办法。
（3）分析你采用三层结构所带来的效果如何，以及有哪些还需要进一步改进的地方，如何改进？
论文：论信息系统的架构设计架构是信息系统的基石，对于信息系统项目的开发来说，一个清晰的架构是首要的。传统的开发过程可以划分为从概念直到实现的若干个阶段，包括问题定义、需求分析、软件设计、软件实现及软件测试等。架构的建立应位于需求分析之后，软件设计之前。
请围绕“信息系统的架构设计”论题，分别从以下3个方面进行论述：
（1）简要叙述你参与分析和设计的信息系统（项目的背景、发起单位、目的、项目周期、交付的产品等），以及你在该项目中的工作。
（2）结合你的项目经历，论述在系统开发中，为什么要重视架构设计。详细讨论你是如何设计系统架构的（3）你的架构设计中还存在哪些问题？如何改进？
论文：论混合软件架构的设计
C/S架构将应用一分为二，服务器负责数据管理，客户机完成与用户的交互任务。
B/S架构是随着Internet技术的兴起，对C/S架构的一种变化或者改进的结构。在B/S架构下，用户界面完全通过WWW浏览器实现，一部分事务逻辑在前端实现，但是主要事务逻辑在服务器端实现。由于C/S架构和B/S架构各有其优点和缺点，可以适用在不同的应用场合，在某些场合中，可能把C/S架构和B/S架构混合进行设计，更能满足系统的需求，这些需要包括功能上的，也包括性能上的。
请围绕“混合软件架构的设计”论题，依次对以下3个方面进行论述。
（1）概要叙述你参与设计和开发的软件项目以及你所担任的主要工作。
（2）简要说明C/S架构和B/S架构的优点和缺点。
（3）详细说明C/S和B/S混合架构的实现方式，在你的系统中具体是如何实现这种混合架构的，这种设计有什么优点。
论文：论软件架构的选择与应用
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（idiomatic paradigm）。对软件架构风格的研究和实践促进了对设计的重用，一些经过实践证实的解决方案也可以可靠地用于解决新的问题。架构风格的不变部分使不同的系统可以共享同
一个实现代码。只要系统是使用常用的、规范的方法来组织，就可使别的设计者很容易地理解系统的架构。例如，如果某人把系统描述为C/S模式，则不必给出设计细节，我们立刻就会明白系统是如何组织和工作的。请围绕“软件架构的选择与应用”论题，依次对以下3个方面进行论述。
（1）概要叙述你参与设计和开发的软件项目以及你所担任的主要工作。
（2）详细论述你是如何根据项目的实际需要设计软件架构的，特别是如何选择多种不同的架构来实现系统的。
（3）分析你采用的架构所带来的效果，你的设计还存在哪些不足之处。
基于软件架构的设计（ArchitectureBasedSoftwareDevelopment，ABSD）强调由商业、质量和功能需求的组合驱动软件架构设计。它强调采用（1）来描述软件架构，采用（2）来描述需求。
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