某公司欲开发一个网上商城系统，在架构设计阶段，公司的架构师识别出3个核心质量属性场景。其中“系统主站断电后，能够在2分钟内自动切换到备用站点，并恢复正常运行”主要与()质量属性相关，通常可采用()架构策略实现该属性；“在并发用户数不超过1000人时，用户的交易请求应该在0.5s内完成”主要与()质量属性相关，通常可采用(请作答此空)架构策略实现该属性；“系统应该能够抵挡恶意用户的入侵行为，并进行报警和记录”主要与()_质量属性相关，通常可采用()架构策略实现该属性。A. 操作串行化 B. 资源调度 C

题目

某公司欲开发一个网上商城系统，在架构设计阶段，公司的架构师识别出3个核心质量属性场景。其中“系统主站断电后，能够在2分钟内自动切换到备用站点，并恢复正常运行”主要与()质量属性相关，通常可采用()架构策略实现该属性；“在并发用户数不超过1000人时，用户的交易请求应该在0.5s内完成”主要与()质量属性相关，通常可采用(请作答此空)架构策略实现该属性；“系统应该能够抵挡恶意用户的入侵行为，并进行报警和记录”主要与()_质量属性相关，通常可采用()架构策略实现该属性。

A. 操作串行化
B. 资源调度
C. 心跳
D. 内置监控器

参考答案和解析

答案：B

解析：

“系统主站断电后，能够在2分钟内自动切换到备用站点，并恢复正常运行”主要与可用性质量属性相关，通常可采用心跳、Ping/Echo、主动冗余、被动冗余、选举等架构策略实现该属性；“在并发用户数不超过1000人时，用户的交易请求应该在0.5s内完成”，主要与性能这一质量属性相关，实现该属性的常见架构策略包括：增加计算资源、减少计算开销、引入并发机制、采用资源调度等。“系统应该能够抵挡恶意用户的入侵行为，并进行报警和记录”主要与安全性质量属性相关，通常可采用入侵检测、用户认证、用户授权、追踪审计等架构策略实现该属性。

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相似问题和答案

第1题：

架构权衡分析方法（Architecture Tradeoff Analysis Method，ATAM）是一种系统架构评估方法，主要在系统开发之前，针对性能、（57）、安全性和可修改性等质量属性进行评价和折中。ATAM可以分为4个主要的活动阶段，包括需求收集、（58）描述、属性模型构造和分析、架构决策与折中，整个评估过程强调以（59）作为架构评估的核心概念。某软件公司采用ATAM进行软件架构评估，在评估过程中识别出了多个关于质量属性的描述。其中，“系统在进行文件保存操作时，应该与Windows系统的操作方式保持一致，主要与（60）质量属性相关：“系统应该提供一个开放的API接口，支持远程对系统的行为进行控制与调试，主要与（61）质量属性相关。在识别出上述描述后，通常采用（62）对质量属性的描述进行刻画与排序。在评估过程中，（63）是一个会影响多个质量属性的架构设计决策。

A.可测试性

B.可移植性

C.可用性

D.易用性

正确答案：C
试题前两空考纯概念：架构权衡分析方法是一种系统架构评估方法，主要在系统开发之前，针对性能、可用性、安全性和可修改性等质量属性进行评价和折中。ATAM可以分为4个主要的活动阶段，包括需求收集、架构视图描述、属性模型构造和分析、架构决策与折中，整个评估过程强调以属性作为架构评估的核心概念。题目中提到“某软件公司采用ATAM进行软件架构评估，在评估过程中识别出了多个关于质量属性的描述。其中，系统在进行文件保存操作时，应该与Windows系统的操作方式保持一致。”与用户所熟悉的操作方式，操作界面保持一致，这是一种减轻用户记忆负担，降低学习成本的做法，这有利于提高系统的易用性。“系统应该提供一个开放的API接口，支持远程对系统的行为进行控制与调试”，在此处，我们注意到描述的核心落在“支持远程对系统的行为进行控制与调试”上了，而调试是在测试之后精确定位系统错误的一种机制，所以这种做法有利于提高系统的可测试性。最后的两空也是考概念：在识别出上述描述后，通常采用效用树对质量属性的描述进行刻画与排序。在评估过程中，权衡点是一个会影响多个质量属性的架构设计决策。

第2题：

阅读以下软件架构设计的问题。

某软件开发公司欲为某电子商务企业开发一个交易平台，支持客户完成网上购物活动中的交易。在系统开发之初，企业对该平台提出了如下要求：

(1) 交易平台必须在1s内完成客户的交易请求。

(2) 该平台必须保证客户个人信息和交易信息的安全。

(3) 当发生故障时，该平台的平均故障恢复时间必须小于l0s。

(4) 由于企业业务发展较快，需要经常为该平台添加新功能或进行硬件升级。添加新功能或进行硬件升级必须在6小时内完成。

针对这些要求，该软件开发公司决定采用基于架构的软件开发方法，以架构为核心进行交易平台的设计与实现。

[问题1]

软件质量属性是影响软件架构设计的重要因素。请用200字以内的文字列举六种不同的软件质量属性名称，并解释其含义。

[问题2]

请对该交易平台的4个要求进行分析，用300字以内的文字指出每个要求对应何种软件质量属性；并针对每种软件质量属性，各给出2种实现该质量属性的架构设计策略。

正确答案：[问题1] 常见的软件质量属性有多种例如性能(Performance)、可用性(Availability)、可靠性(Reliability)、健壮性(Robustness)、安全性(Security)、可修改性(Modification)、可变性(Changeability)、易用性(Usability)、可测试性(Testability)、功能性(Functionality)和互操作性(Inter-operation)等。这些质量属性的具体含义是： (1) 性能是指系统的响应能力即要经过多长时间才能对某个事件做出响应或者在某段时间内系统所能处理事件的个数。 (2) 可用性是系统能够正常运行的时间比例。 (3) 可靠性是指软件系统在应用或错误面前在意外或错误使用的情况下维持软件系统功能特性的基本能力。 (4) 健壮性是指在处理或环境中系统能够承受压力或变更的能力。 (5) 安全性是指系统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。 (6) 可修改性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。 (7) 可变性是指体系结构经扩充或变更成为新体系结构的能力。 (8) 易用性是衡量用户使用一个软件产品完成指定任务的难易程度。 (9) 可测试性是指软件发现故障并隔离、定位其故障的能力特性以及在一定的时间和成本前提下进行测试设计、测试执行的能力。 (10) 功能性是系统所能完成所期望工作的能力。 (11) 互操作性是指系统与外界或系统与系统之间的相互作用能力。 [问题2] (1) 交易平台必须在1s内完成客户的交易请求。该要求主要对应性能可以采用的架构设计策略有增加计算资源、改善资源需求(减少计算复杂度等)、资源管理(并发、数据复制等)和资源调度(先进先出队列、优先级队列等)。 (2) 该平台必须严格保证客户个人信息和交易信息的保密性和安全性。该要求主要对应安全性可以采用的架构设计策略有抵御攻击(授权、认证和限制访问等)、攻击检测(入侵检测等)、从攻击中恢复(部分可用性策略)和信息审计等。 (3) 当发生故障时该平台的平均故障恢复时间必须小于10s。该要求主要对应可用性可以采用的架构设计策略有Ping/Echo、心跳、异常和主动冗余等。 (4) 由于企业业务发展较快需要经常为该平台添加新功能或进行硬件升级。添加新功能或进行平台升级必须在6小时内完成。该要求主要对应可修改性可以采用的架构设计策略有软件模块泛化、限制模块之间通信、使用中介和延迟绑定等。
[问题1] 常见的软件质量属性有多种，例如性能(Performance)、可用性(Availability)、可靠性(Reliability)、健壮性(Robustness)、安全性(Security)、可修改性(Modification)、可变性(Changeability)、易用性(Usability)、可测试性(Testability)、功能性(Functionality)和互操作性(Inter-operation)等。这些质量属性的具体含义是： (1) 性能是指系统的响应能力，即要经过多长时间才能对某个事件做出响应，或者在某段时间内系统所能处理事件的个数。 (2) 可用性是系统能够正常运行的时间比例。 (3) 可靠性是指软件系统在应用或错误面前，在意外或错误使用的情况下维持软件系统功能特性的基本能力。 (4) 健壮性是指在处理或环境中，系统能够承受压力或变更的能力。 (5) 安全性是指系统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。 (6) 可修改性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。 (7) 可变性是指体系结构经扩充或变更成为新体系结构的能力。 (8) 易用性是衡量用户使用一个软件产品完成指定任务的难易程度。 (9) 可测试性是指软件发现故障并隔离、定位其故障的能力特性，以及在一定的时间和成本前提下，进行测试设计、测试执行的能力。 (10) 功能性是系统所能完成所期望工作的能力。 (11) 互操作性是指系统与外界或系统与系统之间的相互作用能力。 [问题2] (1) 交易平台必须在1s内完成客户的交易请求。该要求主要对应性能，可以采用的架构设计策略有增加计算资源、改善资源需求(减少计算复杂度等)、资源管理(并发、数据复制等)和资源调度(先进先出队列、优先级队列等)。 (2) 该平台必须严格保证客户个人信息和交易信息的保密性和安全性。该要求主要对应安全性，可以采用的架构设计策略有抵御攻击(授权、认证和限制访问等)、攻击检测(入侵检测等)、从攻击中恢复(部分可用性策略)和信息审计等。 (3) 当发生故障时，该平台的平均故障恢复时间必须小于10s。该要求主要对应可用性，可以采用的架构设计策略有Ping/Echo、心跳、异常和主动冗余等。 (4) 由于企业业务发展较快，需要经常为该平台添加新功能或进行硬件升级。添加新功能或进行平台升级必须在6小时内完成。该要求主要对应可修改性，可以采用的架构设计策略有软件模块泛化、限制模块之间通信、使用中介和延迟绑定等。解析：本题考查考生对于质量属性及质量属性实现策略的掌握情况。
[问题1]
常见的软件质量属性有多种，例如性能(Performance)、可用性(Availability)、可靠性(Reliability)、健壮性(Robustness)、安全性(Security)、可修改性(Modification)、可变性(Changeability)、易用性(Usability)、可测试性(Testability)、功能性(Functionality)和互操作性(Inter-operation)等。
这些质量属性的具体含义是：
(1) 性能是指系统的响应能力，即要经过多长时间才能对某个事件做出响应，或者在某段时间内系统所能处理事件的个数。
(2) 可用性是系统能够正常运行的时间比例。
(3) 可靠性是指软件系统在应用或错误面前，在意外或错误使用的情况下维持软件系统功能特性的基本能力。
(4) 健壮性是指在处理或环境中，系统能够承受压力或变更的能力。
(5) 安全性是指系统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。
(6) 可修改性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。
(7) 可变性是指体系结构经扩充或变更成为新体系结构的能力。
(8) 易用性是衡量用户使用一个软件产品完成指定任务的难易程度。
(9) 可测试性是指软件发现故障并隔离、定位其故障的能力特性，以及在一定的时间和成本前提下，进行测试设计、测试执行的能力。
(10) 功能性是系统所能完成所期望工作的能力。
(11) 互操作性是指系统与外界或系统与系统之间的相互作用能力。
[问题2]
本题主要结合实际案例，考查实现各种质量属性的策略。
(1) 交易平台必须在1s内完成客户的交易请求。该要求主要对应性能，可以采用的架构设计策略有增加计算资源、改善资源需求(减少计算复杂度等)、资源管理(并发、数据复制等)和资源调度(先进先出队列、优先级队列等)。
(2) 该平台必须严格保证客户个人信息和交易信息的保密性和安全性。该要求主要对应安全性，可以采用的架构设计策略有抵御攻击(授权、认证和限制访问等)、攻击检测(入侵检测等)、从攻击中恢复(部分可用性策略)和信息审计等。
(3) 当发生故障时，该平台的平均故障恢复时间必须小于l0s。该要求主要对应可用性，可以采用的架构设计策略有Ping/Echo、心跳、异常和主动冗余等。
(4) 由于企业业务发展较快，需要经常为该平台添加新功能或进行硬件升级。添加新功能或进行平台升级必须在6小时内完成。该要求主要对应可修改性，可以采用的架构设计策略有软件模块泛化、限制模块之间通信、使用中介和延迟绑定等。

第3题：

软件质量属性

某软件开发公司欲为某电子商务企业开发一个在线交易平台，支持客户完成网上购物活动中的在线交易。在系统开发之初，企业对该平台提出了如下要求：

①在线交易平台必须在1s内完成客户的交易请求。

②该平台必须保证客户个人信息和交易信息的安全。

③当发生故障时，该平台的平均故障恢复时间必须小于10s。

④由于企业业务发展较快，需要经常为该平台添加新功能或进行硬件升级。添加新功能或进行硬件升级必须在6小时内完成。

针对这些要求，该软件开发公司决定采用基于架构的软件开发方法，以架构为核心进行在线交易平台的设计与实现。

请对该在线交易平台的4个要求进行分析，用300字以内的文字指出每个要求对应何种软件质量属性；并针对每种软件质量属性，各给出2种实现该质量属性的架构设计策略。

①在线交易平台必须在1s内完成客户的交易请求。该要求主要对应性能，可以采用的架构设计策略有增加计算资源、改善资源需求（减少计算复杂度等）、资源管理（并发、数据复制等）和资源调度（先进先出队列、优先级队列等）。
②该平台必须严格保证客户个人信息和交易信息的保密性和安全性。该要求主要对应安全性，可以采用的架构设计策略有抵御攻击（授权、认证和限制访问等）、攻击检测（入侵检测等）、从攻击中恢复（部分可用性策略）和信息审计等。
③当发生故障时，该平台的平均故障恢复时间必须小于10s。该要求主要对应可用性，可以采用的架构设计策略有Ping/Echo、心跳、异常和主动冗余等。
④由于企业业务发展较快，需要经常为该平台添加新功能或进行硬件升级。添加新功能或进行平台升级必须在6小时内完成。该要求主要对应可修改性，可以采用的架构设计策略有软件模块泛化、限制模块之间通信、使用中介和延迟绑定等。

第4题：

试题一（共25分）

阅读以下关于软件架构评估的说明，在答题纸上回答问题l和问题2。

【说明】

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：

(a)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；

(b)信用卡支付必须保证99.999%的安全性；

(c)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；

(d)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；

(e)需要在20人月内为系统添加一个新的CORBA中间件；

(f)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；

(g)更改加密的级别将对安全性和性能产生影响；

(h)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；

(i)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；

(j)用户信息数据库授权必须保证99.999%可用；

(k)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；

(l)更改Web界面接口必须在4人周内完成；

(m)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。

【问题1】(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；并选择题干描述的(a)～(m)，填入(3)～(6)空白处，完成该系统的效用树。

【问题2】 (13分)

在架构评估过程中，需要正确识别系统的架构风险、敏感点和权衡点，并进行合理的架构决策。请用300字以内的文字给出系统架构风险、敏感点和权衡点的定义，并从题干(a)～(m)中各选出1个对系统架构风险、敏感点和权衡点最为恰当的描述。

正确答案：
试题一
【问题1】

【问题2】
系统架构风险是指架构设计中潜在的、存在问题的架构决策所带来的隐患。
敏感点是指为了实现某种特定的质量属性，一个或多个构件所具有的特性。
权衡点是影响多个质量属性的特性，是多个质量属性的敏感点。
题干描述中，（k）描述的是系统架构风险；（c）描述的是敏感点；（g）描述的是权衡点。

第5题：

某公司欲开发一个智能机器人系统，在架构设计阶段，公司的架构师识别出3个核心质量属性场景。其中“机器人系统主电源断电后，能够在10秒内自动启动备用电源并进行切换，恢复正常运行”主要与（）质量属性相关，通常可采用（）架构策略实现该属性；“机器人在正常运动过程中如果发现前方2米内有人或者障碍物，应在1秒内停止并在2秒内选择一条新的运行路径”主要与（）质量属性相关，通常可采用（）架构策略实现该属性；“对机器人的远程控制命令应该进行加密，从而能够抵挡恶意的入侵破坏行为，并对攻击进行报警和记录”主要与（）质量属性相关，通常可采用（）架构策略实现该属性。

A.可用性B.性能C.易用性D.可修改性 A.抽象接口B.信息隐藏C.主动冗余D.记录/回放 A.可测试性B.易用性C.互操作性D.性能 A.资源调度B.操作串行化C.心跳D.内置监控器 A.可用性B.安全性C.可测试性D.可修改性 A.内置监控器B.追踪审计C.记录/回放D.维护现有接口

正确答案：A,C,D,A,B,B

第6题：

某软件公司采用ATAM进行软件架构评估，在评估过程中识别出了多个关于质量属性的描述。其中，“系统在进行文件保存操作时，应该与Windows系统的操作方式保持一致，主要与（58）质量属性相关：“系统应该提供一个开放的API接口，支持远程对系统的行为进行控制与调试，主要与（59）质量属性相关。在识别出上述描述后，通常采用（60）对质量属性的描述进行刻画与排序。在评估过程中，（61）是一个会影响多个质量属性的架构设计决策。

A.可测试性

B.互操作性

C.可移植性

D.易用性

正确答案：D
ATAM：ArchitectureTradeoffAnalysisMethod(架构权衡分析方法），它是评价软件构架的一种综合全面的方法。这种方法不仅可以揭示出构架满足特定质量目标的情况，而且（因为它认识到了构架决策会影响多个质量属性）可以使我们更清楚地认识到质量目标之间的联系——即如何权衡诸多质量目标。架构权衡分析方法主要在系统开发之前，针对性能、可用性、安全性和可修改性等质量属性进行评价和折中。ATAM可以分为4个主要的活动阶段，包括需求收集、架构视图描述、属性模型构造和分析、架构决策与折中，整个评估过程强调以属性作为架构评估的核心概念。题目中提到“某软件公司采用ATAM进行软件架构评估，在评估过程中识别出了多个关于质量属性的描述。其中，系统在进行文件保存操作时，应该与Windows系统的操作方式保持一致。”与用户所熟悉的操作方式，操作界面保持一致，这是一种减轻用户记忆负担，降低学习成本的做法，这有利于提高系统的易用性。“系统应该提供一个开放的API接口，支持远程对系统的行为进行控制与调试”，在此处，我们注意到描述的核心落在“支持远程对系统的行为进行控制与调试”上了，而调试是在测试之后精确定位系统错误的一种机制，所以这种做法有利于提高系统的可测试性。最后的两空也是考概念：在识别出上述描述后，通常采用效用树对质量属性的描述进行刻画与排序。在评估过程中，权衡点是一个会影响多个质量属性的架构设计决策。

第7题：

某公司欲开发一个网上商城系统，在架构设计阶段，公司的架构师识别出3个核心质量属性场景，其中“系统主站断电后，能够在2分钟内自动切换到备用站点，并恢复正常运行”主要与（）质量属性相关，通常可采用（）架构策略实现该属性；“在并发用户数不超过1000人时，用户的交易请求应该在0.5s内完成”主要与（）质量属性相关通常可采用（）架构策略实现该属性；“系统应该能够抵挡恶意用户的入侵行为，并进行报警和记录”主要与（）质量属性相关，通常可采用（）架构策略实现该属性。

A.性能 B.可用性 C.易用性 D.可修改性 A.主动冗余 B.信息隐藏 C.抽象接口 D.记录/回放 A.可测试性 B.易用性 C.性能 D.互操作性 A.操作串行化 B.资源调度 C.心跳 D.内置监控器 A.可用性 B.安全性 C.可测试性 D.可修改性 A.内置监控器 B.记录/回放 C.追踪审计 D.维护现有接口

正确答案：B,A,C,B,B,C

第8题：

共用题干题某公司欲开发一个在线交易系统，在架构设计阶段公司的架构师识别出3个核心质量属性场景。其中“在并发用户数量为1000人时，用户的交易请求需要在0.5秒内得到响应”主要与（1）质量属性相关，通常可采用（2）架构策略实现该属性；“当系统由于软件故障意外崩溃后，需要在0.5小时内恢复正常运行”主要与（3）质量属性相关，通常可采用（4）架构策略实现该属性；“系统应该能够抵挡恶意用户的入侵行为，并进行报警和记录”主要与（5）质量属性相关，通常可采用（6）架构策略实现该属性。

空白（6）处应选择（）

A.内置监控器

B.记录／回放

C.追踪审计

D.维护现有接口

参考答案：C

本题主要考查考生对质量属性的理解和质量属性实现策略的掌握。对于题干描述：“在并发用户数量为1000人时，用户的交易请求需要在0.5秒内得劐响应”，主要与性能这一质量属性相关，实现该属性的常见架构策略包括增加计算资源、减少计算开销、引入并发机制、采用资源调度等。“当系统由于软件故障意外崩溃后，需要在0.5小时内恢复正常运行”主要与可用性质量属性相关，通常可采用心跳、Ping/Echo、主动冗余、被动冗余、选举等架构策略实现该属性；“系统应该能够抵挡恶意用户的入侵行为，并进行报警和记录”主要与安全性质量属性相关，通常可采用入侵检测、用户认证、用户授权、追踪审计等架构策略实现该属性。

第9题：

某公司欲开发一个在线交易系统，在架构设计阶段，公司的架构师识别出3个核心质量属性场景。其中“当系统面临断电故障后，需要在1小时内切换至备份站点并恢复正常运行”主要与（）质量属性相关，通常可采用（）架构策略实现该属性；“在并发用户数量为1000人时，用户的交易请求需要在0.5秒内得到响应”主要与（）质量属性相关，通常可采用（）架构策略实现该属性；“对系统的消息中间件进行替换时，替换工作需要在5人/月内完成”主要与（）质量属性相关，通常可采用（）架构策略实现该属性。

A.性能 B.安全性 C.可用性 D.可修改性 A.操作隔离 B.资源调度 C.心跳 D.内置监控器 A.性能 B.易用性 C.可用性 D.互操作性 A.主动冗余 B.资源调度 C.抽象接口 D.记录/回放 A.可用性 B.安全性 C.可测试性 D.可修改性 A.接口-实现分离 B.记录/回放 C.内置监控器 D.追踪审计

正确答案：C,C,A,B,D,A

第10题：

某公司欲开发一个人员管理系统，在架构设计阶段，公司的架构师识别出3个核心质量属性场景。其中“管理系统遭遇断电后，能够在15秒内自动切换至备用系统并恢复正常运行”主要与（）质量属性相关，通常可采用（）架构策略实现该属性；“系统正常运行时，人员信息查询请求应该在2秒内返回结果”主要与（）质量属性相关，通常可采用（）架构策略实现该属性；“系统需要对用户的操作情况进行记录，并对所有针对系统的恶意操作行为进行报警和记录”主要与（）质量属性相关，通常可采用（请作答此空）架构策略实现该属性。

A.追踪审计
B.Ping/Echo
C.选举
D.维护现有接口

答案：A

解析：

此题为近几年经典题型，主要考查质量属性相关概念，属于送分题。

题目

参考答案和解析

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