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阅读以下关于软件架构设计的叙述,在答题纸上回答问题1至问题3 。
【说明】
某软件公司为某品牌手机厂商开发一套手机应用程序集成开发环境,以提高开发手机应用程序的质量和效率。在项目之初,公司的系统分析师对该集成开发环境的需求进行了调研和分析,具体描述如下:
1.需要同时支持该厂商自行定义的应用编程语言的编辑、界面可视化设计、编译、调试等模块,这些模块产生的模型或数据格式差异较大,集成环境应提供数据集成能力。集成开发环境还要支持以适配方式集成公司现有的应用模拟器工具。
2.经过调研,手机应用开发人员更倾向于使用Windows系统,因此集成开发环境的界面需要与Windows平台上的主流开发工具的界面风格保持一致。
3.支持相关开发数据在云端存储,需要保证在云端存储数据的机密性和完整性。
4.支持用户通过配置界面依据自己的喜好修改界面风格,包括颜色、布局、代码高亮方式等,配置完成后无需重启环境。
5.支持不同模型的自动转换。在初始需求中定义的机器性能条件下,对于一个包含50个对象的设计模型,将其转换为相应代码框架时所消耗时间不超过5秒。
6.能够连续运行的时间不小于240小时,意外退出后能够在10秒之内自动重启。
7.集成开发环境具有模块化结构,支持以模块为单位进行调试、测试与发布。
8.支持应用开发过程中的代码调试功能:开发人员可以设置断点,启动调试,编辑器可以自动卷屏并命中断点,能通过变量监视器查看当前变量取值。
在对需求进行分析后,公司的架构师小张查阅了相关的资料,认为该集成开发环境应该采用管道-过滤器(Pipe-Filter)的架构风格,公司的资深架构师王工在仔细分析后,认为应该采用数据仓储(Data Repository)的架构风格。公司经过评审,最终采用了王工的方案。

【问题1】(10分)
识别软件架构质量属性是进行架构设计的重要步骤。请分析题干中的需求描述,填写表1-1中(1)~(5)处的空白。
表1-1  质量属性识别表

【问题2】(7分)
请在阅读题干需求描述的基础上,从交互方式、数据结构、控制结构和扩展方法4个方面对两种架构风格进行比较,填写表1-2中(1)~(4)处的空白。
表1-2  两种架构的比较

【问题3】(8分)
在确定采用数据仓库架构风格后,王工给出了集成开发环境的架构图。请填写图1-1中(1)~(4)处的空白,完成该集成开发环境的架构图。
1-1  集成开发环境架构图

参考答案: 【问题1】
(1)f (2)性能 (3)d (4)g (5)b

【问题2】
(1)星型(工具之间通过中心结点进行交互)
(2)数据流(或流式数据)
(3)数据驱动
(4)模型适配(与数据仓储进行数据适配)

【问题3】

(1)模型/数据库/语法结构树
(2)编辑器
(3)适配器
(4)应用模拟器工具

详细解析:

【问题1】
本题考查的是架构设计过程中涉及到的一些质量属性,以及架构风格的对比。
常用的质量属性包括:
1、性能
性能(performance)是指系统的响应能力,即要经过多长时间才能对某个事件作出响应,或者在某段时间内系统所能处理的事件的个数。
2、可靠性
可靠性(reliability)是软件系统在应用或系统错误面前,在意外或错误使用的情况下维持软件系统的功能特性的基本能力。
3、可用性
可用性(availability)是系统能够正常运行的时间比例。经常用两次故障之间的时间长度或在出现故障时系统能够恢复正常的速度来表示。
4、安全性
安全性(security)是指系统在向合法用户提供服务的同时能够阻止非授权用户使用的企图或拒绝服务的能力。安全性又可划分为机密性、完整性、不可否认性及可控性等特性。
5、可修改性
可修改性(modifiability)是指能够快速地以较高的性能价格比对系统进行变更的能力。通常以某些具体的变更为基准,通过考查这些变更的代价衡量可修改性。
6、易用性
软件开发工具应有十分友好的用户界面,用户乐于使用;工具应能剪裁和定制,以适应特定用户的需要;工具应能提示用户的交互操作,提供简单有效的执行方式;工具还应能检查用户的操作错误,尽可能自动改正错误。
题目中还涉及管道过滤器风格与仓库风格的对比。这两种风格的基本概念为:

【问题2】

在管道/过滤器风格的软件体系结构中,每个构件都有一组输入和输出,数据输入构件,经过内部处理,然后产生数据输出。因此,这里的构件被称为过滤器,这种风格的连接件就像是数据流传输的管道,将一个过滤器的输出传到另一个过滤器的输入。
在仓库(repository)风格中,有两种不同的构件:中央数据结构说明当前状态,独立构件在中央数据存储上执行。
一方面,若构件控制共享数据,则仓库是一传统型数据库;另一方面,若中央数据结构的当前状态触发进程执行的选择,则仓库是一黑板系统。
题目中对比的方面分别是:
交互方式:管理过滤器很明显是顺序结构或循环结构,数据在管理中进行传递。而仓库结构是数据在中心位置,所有的处理均是中心结点与周边结点之间的交互,从形态来看,是星型的。
数据结构:从数据结构来看,仓库风格会使用一个文件将数据保存起来,所有的操作围绕这个文件进行。而管道过滤器则是在过滤器之间传递数据流。
控制结构:从控制结构来说仓库风格是业务功能驱动,而管道过滤器是由数据流驱动的。
扩展方法:从扩展方法来讲,管道过滤器是通过过滤器提供标准接口与其他过滤器对接,而数据仓库风格,要共享数据,扩展功能,只要功能的操作与数据模型本身是匹配的就行了,就像我们要共享一个数据库做系统集成,此时共享同一数据库的多个应用系统所用的数据模型一定会是一致的,否则无法去共享。
【问题3】
 本题最后一问是分析开发环境架构图。要填充这个图,首先得想明白的是,这个环境中,仓库的中心是数据,数据对应的是语法结构树,因为一系列的处理都是以此为依据来进行的。接下来找出与编译器同等地位的其他处理工具即可。

上一题