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。

RMO是一家运动服装制造销售公司，计划在5年时间内将销售区域从华南地区扩展至全国范围。为了扩大信息技术对于未来业务发展的价值，公司邀请咨询顾问帮助他们制订战略信息系统规划。经过评审，咨询顾问给出的战略规划要点之一是建立客户关系支持系统（CRSS）。RMO公司决定由其技术部成立专门的项目组负责CRSS的开发和维护工作。
项目组在仔细调研和分析了系统需求的基础上，确定了基于互联网的CRSS系统架构。但在确定系统数据架构时，张工认为应该采用集中式的数据架构，给出的理由是结构简单、易维护且开发及运行成本低；而刘工建议采用分布式的数据架构，并提出在开发中通过"局部数据库+缓存"的读写分离结构实现，具有较好的运行性能和可扩展性。
项目组经过集体讨论，考虑到公司的未来发展规划，最终采用了刘工的建议。

RMO是一家运动服装制造销售公司，计划在5年时间内将销售区域从华南地区扩展至全国范围。为了扩大信息技术对于未来业务发展的价值，公司邀请咨询顾问帮助他们制订战略信息系统规划。经过评审，咨询顾问给出的战略规划要点之一是建立客户关系支持系统（CRSS）。RMO公司决定由其技术部成立专门的项目组负责CRSS的开发和维护工作。
项目组在仔细调研和分析了系统需求的基础上，确定了基于互联网的CRSS系统架构。但在确定系统数据架构时，张工认为应该采用集中式的数据架构，给出的理由是结构简单、易维护且开发及运行成本低；而刘工建议采用分布式的数据架构，并提出在开发中通过"局部数据库+缓存"的读写分离结构实现，具有较好的运行性能和可扩展性。
项目组经过集体讨论，考虑到公司的未来发展规划，最终采用了刘工的建议。

博学公司是一家电子商务公司，其主要业务是在线购物，包括书籍、服装、家电和日用品等。随着公司业务规模不断增大，公司决策层决定重新设计并实现其网上交易系统，公司负责系统开发的王工和李工分别给出了两种不同的设计方案，如图12-15和12-16所示。
公司的架构师和开发者针对这两种设计方案，从服务器负载情况、业务逻辑的分离性、系统可靠性、实现简单性等方面进行讨论与评估，综合考虑最终采用了李工给出的方案。