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案例题
2015年11月第1题
#第二版教材
#必须掌握

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。
【说明】
某软件公司拟为某市级公安机关开发一套特种车辆管理与监控系统,以提高特种车辆管理的效率和准确性。在系统需求分析与架构设计阶段,用户提出的部分需求和关键质量属性场景如下:
(a)系统用户分为管理员、分管领导和普通民警等三类;
(b)正常负载情况下,系统必须在0.5秒内对用户的车辆查询请求进行响应;
(c)系统能够抵御99.999%的黑客攻击;
(d)系统的用户名必须以字母开头,长度不少于5个字符;
(e)对查询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;
(f)网络失效后,系统需要在2分钟内发现并启用备用网络系统;
(g)在系统升级时,需要保证在1个月内添加一个新的消息处理中间件;
(h)查询过程中涉及的车辆实时视频传输必须保证20帧/秒的速率,且画面具有600×480的分辨率;
(i)更改系统加密的级别将对安全性和性能产生影响;
(j)系统主站点断电后,需要在3秒内将请求重定向到备用站点;
(k)假设每秒钟用户查询请求的数量是10个,处理请求的时间为30毫秒,则"在1秒内完成用户的查询请求"这一要求是可以实现的;
(l)对用户信息数据的授权访问必须保证99.999%的安全性;
(m)目前对"车辆信息实时监控"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;
(n)更改系统的Web界面接口必须在1周内完成;
(o)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三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。

分值(12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。请给出合适的质量属性,填入图1-1中(1)、(2)空白处;并选择题干描述中的(a)~(o),将恰当的序号填入(3)~(6)空白处,完成该系统的效用树。

参考答案

(1)安全性
(2)可修改性
(3)(h)
(4)(l)
(5)(j)
(6)(n)

凯恩解析

效用树(Utility Tree)是ATAM等架构评估方法中的核心工件,用于把“效用/质量”自顶向下分解为可度量、可验证的具体场景(QA Scenario),并在此基础上排序优先级与风险。顶层一般以Utility为根,下一层是质量属性(如性能、可用性、安全性、可修改性、可测试性等),再往下是场景

本题给定的大量条目(b)(c)(f)(h)(j)(l)(n)等,天然对应不同质量关注点:如(b)(h)更偏性能(响应时间、视频帧率/分辨率),(j)(f)更偏可用性/容错(故障后的业务连续性),(c)(l)(i)与安全性紧密相关,(g)(n)(m)与可修改性/可扩展性直接相关。题图仅给出两条分支待填,结合内容密度与场景显著性,最合理的是**“安全性”“可修改性”两大属性作为二级分支,即(1)=安全性、(2)=可修改性。原因在于:公安行业对数据与访问安全**、持续变更/集成新中间件的诉求突出,且题干(c)(l)(i)(g)(n)(m)均围绕这两类属性给出明确承诺或风险提示。

对四个场景占位(3)~(6),需做到属性与场景语义强匹配

  • (3)挂在性能/流媒体能力相关的叶子下最合适,而题干中唯一明确规格化“视频实时性”的是(h)“20fps、600×480”,直接反映吞吐、时延、码率与负载的耦合,因此选(h)。
  • (4)与安全性/数据保护强相关;(l)“用户信息授权访问99.999%安全性”即是访问控制、最小权限、审计与加密的量化目标,故(4)=(l)。
  • (5)与可用性/容错切换强相关;(j)“主站断电3秒内重定向到备用站”是RTO(恢复时间目标)的明确指标,也体现冗余、健康探测、GSLB/Anycast/心跳等设计,故(5)=(j)。
  • (6)与可修改性最贴近;(n)“Web界面接口变更1周内完成”属于修改成本与节拍的量化约束,覆盖UI层解耦、前后端分离、适配层等策略,故(6)=(n)。
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