系统架构的设计师案例分析试题加答案(三).docxVIP

系统架构设计师案例分析试题加答案（三）系统架构设计师考试属于软考中的一项高级资格考试，考试分综合知识、案例分析和论文3个科目。下午的案例分析是考试的一大难点，希赛小编为大家整理了几道系统架构设计师案例分析试题，希望对大家有所帮助。试题三阅读以下信息系统可靠性问题的说明，回答问题。某软件公司开发一项基于数据流的软件，其系统的主要功能是对输入数据进行多次分析、处理和加工，生成需要的输出数据。需求方对该系统的软件可靠性要求很高，要求系统能够长时间无故障运行。该公司将该系统设计交给王工负责。王工给出该系统的模块示意图如图所示。王工解释：只要各个模块的可靠度足够高，失效率足够低，则整个软件系统的可靠性是有保证的。李工对王工的方案提出了异议。李工认为王工的说法有两个问题：第一，即使每个模块的可靠度足够高，但是整个软件系统模块之间全部采用串联，则整个软件系统的可靠度明显下降。假设各个模块的可靠度均为0.99则整个软件系统的可靠度为0.994≈0.96：第二，软件系统模块全部采用串联结构时，一旦某个模块失效，则意味着整个软件系统失效。李工认为，应该在软件系统中采用冗余技术中的动态冗余或者软件容错的N版本程序设计技术，对容易失效或者非常重要的模块进行冗余设计，将模块之间的串联结构部分变为并联结构，来提高整个软件系统的可靠性。同时，李工给出了采用动态冗余技术后的软件系统模块示意图，如图所示。刘工建议，李工方案中M1和M4模块没有采用容错设计，但M1和M4发生故障有可能导致严重后果。因此，可以在M1和M4模块设计上采用检错技术，在软件出现故障后能及时发现并报警，提醒维护人员进行处理。注：假设各个模块的可靠度均为0.99。1、在系统可靠性中，可靠度和失效率是两个非常关键的指标，请分别解释其含义。2、请解释李工提出的动态冗余和N版本程序设计技术，给出图中模块M2采用图动态冗余技术后的可靠度。请给出采用李工设计方案后整个系统可靠度的计算方法，并计算结果。请给出检错技术的优缺点，并说明检测技术常见的实现方式和处理方式。参考答案1、可靠度就是系统在规定的条件下、规定的时间内不发生失效的概率。失效率又称风险函数，也可以称为条件失效强度，是指运行至此刻系统未出现失效的情况下，单位时间系统出现失效的概率。[解析]本题考查信息系统中可靠性的设计，是比较传统的题目，要求考生细心分析题目中所描述的内容。本问题考查信息系统可靠性的两个基本指标：可靠度和失效率。可靠性是指产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。考虑到软件本身的复杂性，软件可靠性的定义是：在规定的条件下，在规定的时间内，软件不引起系统失效的概率。在软件可靠性的定量描述中，软件可靠性可以基于使用条件、规定时间、系统输入、系统使用和软件缺陷等变量构建数学表达式，来对软件可靠性进行定量描述。相关概念有规定时间、失效概率、可靠度、失效强度、失效率、平均无失效时间等。其中可靠度是表示可靠性最直接的方式，是软件系统在规定的条件下、规定的实践内不发生失效的概率。而失效率又称风险函数，也可以称为条件失效强度，是指运行至此刻系统未出现失效的情况下，单位时间系统出现失效的概率。2、动态冗余又称为主动冗余，它是通过故障检测、故障定位及故障恢复等手段达到容错的目的。其主要方式是多重模块待机储备，当系统检测到某工作模块出现错误时，就用一个备用的模块来替代它并重新运行。各备用模块在其待机时，可与主模块一样工作，也可以不工作。前者叫热备份系统(双重系统)，后者叫冷备份系统(双工系统、双份系统)。N版本程序设计是一种静态的故障屏蔽技术，其设计思想是用N个具有相同功能的程序同时执行一项计算，结果通过多数表决来选择。其中N个版本的程序必须由不同的人独立设计，使用不同的方法、设计语言、开发环境和工具来实现，目的是减少N个版本的程序在表决点上相关错误的概率。M2采用动态冗余后的可靠度为：R=1-(1-0.99)3≈0.999999李工的方案同时采用了串联和并联方式，其计算方法为首先计算出中间M2和M3两个并联系统的可靠度，再按照串联系统的计算方法计算出整个系统的可靠度。R=0.99×0.999999×0.999999×0.99≈0.98本问题考查在常规的软件设计中，应用各种方法和技术，使程序设计在兼顾用户功能和性能需求的同时，全面满足软件的可靠性要求。常见的软件可靠性技术主要有容错设计、检错设计和降低复杂度设汁等技术。其中，容错设计技术主要有冗余设计、恢复块设计和N版本程序设计三种方法。①冗余设计冗余是指在正常系统运行所需的基础上加上一定数量的资源，包括信息、时间、硬件和软件。冗余是容错技术的基础，通过冗余资源的加入，可以使系统的可靠性得到较大的提高。主要的冗余技术有结构冗余(硬件冗余和软件冗余)、信息冗余、时间冗余和冗余附加四种。结构