2021年11月系统架构设计师-案例分析答案及解析.pdfVIP

一、[材料型]问答题

试题一（共25分）

阅读以下关于软件架构设计与评估的叙述，在答题纸上回答问题1和问题2。

【说明】

某公司拟开发一套机器学习应用开发平台，支持用户使用浏览器在线进行基于机器

学习的智能应用开发活动。该平台的核心应用场景是用户通过拖拽算法组件灵活定

义机器学习流程，采用自助方式进行智能应用设计、实现与部署，并可以开发新算

法组件加入平台中。在需求分析与架构设计阶段，公司提出的需求和质量属性描述

如下:

(a)

平台用户分为算法工程师、软件工程师和管理员等三种角色，不同角色的功能界面

有所不同:

(b)平台应该具备数据库保护措施，能够预防核心数据库被非授权用户访问:

(c)平台支持分布式部署，当主站点断电后，应在20

秒内将请求重定向到备用站点；

(d)平台支持初学者和高级用户两种界面操作模式，用户可以根据自己的情况灵活

选择合适的模式:

(e)平台主站点宕机后，需要在15秒内发现错误并启用备用系统;

(f)在正常负载情况下，机器学习流程从提交到开始执行，时间间隔不大于5秒;

(g)平台支持硬件扩容与升级，能够在3人天内完成所有部署与测试工作;

(h)平台需要对用户的所有操作过程进行详细记录，便于审计工作;

(i)平台部署后，针对界面风格的修改需要在3人天内完成:

(j)在正常负载情况下，平台应在0.5秒内对用户的界面操作请求进行响应;

(k)平台应该与目前国内外主流的机器学习应用开发平台的界面风格保持一致;

(l)平台提供机器学习算法的远程调试功能，支持算法工程师进行远程调试。

在对平台需求、质量属性描述和架构特性进行分析的基础上，公司的架构师给出了

三种候选的架构设计方案，公司目前正在组织相关专家对平台架构进行评估。

1、【问题1】(9分)

在架构评估过程中，质量属性效用树(utility

tree)是对系统质量属性进行识别和优先级排序的重要工具。请将合适的质量属性名

称域入图1-

1中(1)、(2)空白处，并从题干中的(a)~(I)中选择合适的质量属性描述，填入(3)~(6)

空白处，完成该平台的效用树。

参考答案：（1）性能

（2）可修改性

（3）e

（4）j

（5）h

（6）i

解析：

本题考查的是对软件架构设计与评估中质量属性的理解和应用。质量属性效用树是

一个用于识别和确定系统质量属性优先级的重要工具。针对本题中给出的平台需求

和场景，我们需要将合适的质量属性名称和描述填入效用树中。

对于本题中的机器学习应用开发平台，其关键的质量属性包括：（1）安全性：保

证平台的数据安全和防止未经授权的访问，对应题干中的描述(b)。（2）可维护性

：指平台在需要修改或升级时的便捷程度，对应题干中的描述(i)（关于界面风格的

修改）和(g)（支持硬件扩容与升级）。因此，填入效用树空白处的质量属性名称

应为“安全性”和“可维护性”。

至于效用树的第三到第六个空白处，我们需要从题干中的描述中选择对应的质量属

性描述。描述(b)对应了效用树中的第一个空白处，即安全性；描述(j)对应了效用

树中的第四个空白处，即性能；描述(h)对应了第五个空白处，即审计追踪能力；

描述(i)对应了第六个空白处，即可维护性中关于界面风格修改的部分。

2、【问题2】(16分)

针对该系统的功能，赵工建议采用解释器(interpreter)架构风格，李工建议采用管道

-过滤器(ppe-and-hlter)的架构风格，王工则建议采用隐式调用(implicit

invocation)架构风格。请针对平台的核心应用场景，从机器学习流程定义的灵活性

和学习算法的可扩展性两个方面对三种架构风格进行对比与分析，并指出该平台更

适合采用哪种架构风格。

参考答案：

管道-

过滤器风格具备高内聚低耦合、支持软件重用、扩展性好、支持并发等优点，但它

有编写复杂、不适合处理交互应用等缺点；

隐式调用基于事件触发思想，具备支持软件重用、改进系统方便等优点，但它有构

件放弃了对系统计算的控制、事件传递中的数据交换存在问题、语义依赖于被触发

事件的上下文约束等缺点。

解释器通常包括解释引擎、代码存储区、记录解释引擎当前工作状态的数据结构、

记录源代码被解释执行进度的数据结构。它含有一个虚拟机，可以仿真硬件的执行

过程和一些关键应用，其缺点是执行效率比较低。优点：语法由很多类（每个规则

对应一个类）表示,

容易改变及扩展；缺点：如果语法规则数量太多，会增加系统复杂度，性能下降。

本题中，由于需要交互操作，显然管道-

过滤器风格不合适；基于事件触发的隐式调用风格也不合