论多层分布式结构系统的开发 传统的应用系统模式是"主机/终端"或"客户机/服务器"。随着中间件技术和Web技术的发展，这些传统模式已经不能适应新的环境。目前设计大型系统大多采用多层分布式结构，如C/A/S和B/A/S，应根据系统具体需求和运行环境的不同选择合适的结构。 请围绕"多层分布式机构系统的开发"论题，依次从以下3个方面进行论述： ①简要叙述你参与分析设计的多层分布式结构系统及你担任的主要工作。 ②简要说明多层分布结构分类的依据及多层分布式结构的特点，并指出你参与分析设计的系统属于其中的哪种结构，以

我所在的单位是国内主要的商业银行之一，作为单位的主要技术骨干，2010年1月，我主持了远期结售汇系统的开发，该系统是我行综合业务系统XX2010的一个子系统，由于银行系统对安全性、可靠性、可用性和响应速度要求很高，我选择了三层C/S结构作为该系统的软件架构，在详细地设计三层结构的过程中，我采用了字符终端为表示层，CICSTRANSATIONSERVER为中间层，DB2UDB8.2为数据库层，并采用了CICSSWITCH组并行批量的办法来解决设计中遇到的问题，保证了远期结售汇系统按计划完成并顺利投产，我设计的软件三层结构得到了同事和领导的一致认同和称赞。但是，我也看到在三层结构设计中存在一些不足之处，例如，中间层的负载均衡算法过于简单，容易造成系统负荷不均衡，并行批量设计不够严谨，容易造成资源冲突等。
正文：
我所在的单位是国内主要的商业银行之一。众所周知，银行的业务存在一个“二八定理”：即银行的百分之八十的利润是由百分之二十的客户所创造。为了更好地服务大客户，适应我国对外贸易的蓬勃发展态势，促进我国对外贸易的发展，2010年1月，我行开展了远期结售汇业务。
所谓的远期结售汇就是企业在取得中国外汇管理局的批准后，根据对外贸易的合同等凭证与银行制定合约，银行根据制定合约当天的外汇汇率，通过远期汇率公式，计算出交割当天的外汇汇率，并在那天以该汇率进行成交的外汇买卖业务。远期结售汇系统是我行综合业务系统XX2010的一个子系统，它主要包括了联机部分、批量部分、清算部分和通兑部分，具有协议管理、合约管理、报价管理、外汇敞口管理、账务管理、数据拆分管理、报表管理、业务缩微和事后监督等功能。
我作为单位的主要技术骨干之一，主持并参与了远期结售汇系统的项目计划，需求分析、设计、编码和测试阶段的工作。由于银行系统对安全性，可靠性，可用性和响应速度要求很高，我选择了三层C/S结构作为该系统的软件架构，下面，我将分层次详细介绍三层C/S软件架构的设计过程。
（1）表示层为字符终端。我行以前一直使用IBM的VisualGen2.0附带的图形用户终端来开发终端程序，但在使用的过程中，分行的业务人员反映响应速度比较漫，特别是业务量比较大的时候，速度更是难以忍受。为此，我行最近自行开发了一套字符终端CITE，它采用VisualBasic作为开发语言，具有响应速度快、交互能力强、易学、编码快和功能强大的特点，在权衡了两者的优点和缺点之后，我决定选择字符终端CITE作为表示层。
（2）中间层为CICSTransationServer（CTS）。首先，我行与IBM公司一直保持着良好的合作关系，而我行的大部分技术和设备都采用了IBM公司的产品，其中包括大型机，由于CICS在IBM的大型机上得到了广泛的应用，并在我行取得了很大的成功，为了保证与原来系统的兼容和互用性，我采用了IBM的CTS作为中间层，连接表示层和数据库层，简化系统的设计，使开发人员可以专注于表示逻辑和业务逻辑的开发工作，缩短了开发周期，减少开发费用和维护费用，提高了开发的成功率；其次，对于中间层的业务逻辑，我采用了我行一直使用的VisualAgeforJava作为开发平台，它具有简单易用的特点，特别适合开发业务逻辑，可以使开发人员快速而准确地开发出业务逻辑，确保了远期结售汇系统的顺利完成；最后，由于采用了CTS，确保了系统的开放性和互操作性，保证了与我行原来的联机系统和其他系统的兼容，保护了我行的原有投资。
（3）数据层为DB2UDB8.2由于DB2在大型事务处理系统中表现出色，我行一直使用DB2作为事务处理的数据库，并取得了很大的成功，在DB2数据库的使用方面积累了自己独到的经验和大量的人才，为了延续技术的连续性和保护原有投资，我选择了DB2UDB8.2作为数据层。
但是，在设计的过程中也遇到了一些困难，我们主要采取了以下的办法来解决：
（1）CICSSwitch组。众所周知，银行系统对于安全性，可靠性，可用性和响应速度要求很高，特别是我行最近进行了数据集中，全国只设两个数据中心，分别在XX和YY两个地方，这样对以上的要求就更高了，为了保障我行的安全生产，我采用了CTSSwitch组技术。为了简化系统的设计和缩短通信时间，我采用了简单的负载均衡算法，例如这次分配给N个CTS，下次则分配给第N+1个CTS，当到了最后一个，就从第一个开始；为了更好地实现容错，我采用了当第N个CTS失效的时候，把它正在处理的业务转到N+1个上面继续处理，这样大大增加了系统的可用性，可以为客户提供更好的服务；此外，我还采用了数据库连接池的技术，大大缩短了数据库处理速度，提高了系统运行速度。
（2）并行批量。银行系统每天都要处理大量的数据，为了确保白天的业务能顺利进行，有一部分的账务处理，例如一部分内部户账务处理，或者代理收费业务和总账与分户账核对等功能就要到晚上批量地去处理，但是，这部分数据在数据集中之后就显得更加庞大，我行以前采用串行提交批量作业的办法，远远不能适应数据中心亿万级的数据处理要求，在与其他技术骨干讨论之后，并经过充分的论证和试验，我决定采用了并行批量的技术，所谓的并行批量，就是在利用IBM的OPC（TivoliOperations，PlanningandControl）技术，把批量作业按时间和业务处理先后顺序由操作员统一提交的基础上，再利用DB2的Partition技术，把几个地区分到一个Partiton里面分别处理，大大提高了银行系统的数据处理速度，确保了远期结售汇系统三层结构的先进性。在并行批量的设计过程中，我考虑到批量作业有可能因为网络错误或者资源冲突等原因而中断，这样在编写批量程序和作业的时候必须支持断点重提，以确保生产的顺利进行。
由于软件三层结构设计得当，并采取了有效的措施去解决设计中遇到的问题，远期结售汇系统最后按照计划完成并顺利投产，不但保证了系统的开放性、可用性和互用性，取得了良好的社会效益和经济效益，而且我的软件三层结构设计得到了同事和领导的一致认同与称赞，为我行以后系统的开发打下了良好的基础。
在总结经验的同时，我也看到了我在软件三层结构设计中的不足之处。
首先，负载算法过于简单，容易造成系统的负荷不均衡：由于每个业务的处理时间不一样，有的可能差距很远，简单的顺序加一负载分配算法就容易造成负载不均衡，但是如果专门设置一个分配器，则增加了一次网络通信，使得系统的速度变慢，这样对响应速度要求很高的银行系统来说也是不可行的，于是我决定采用基于统计的分配算法，即在收到请求的时候，根据预先设定的权值，按概率直接分配给CTS。
其次，由于批量作业顺序设计得不过够严谨等各种原因，容易造成资源冲突：在远期结售汇系统运行了一段时间之后，数据中心的维护人员发现，系统有的时候会出现资源冲突现象。在经过仔细的分析之后，我发现，由于每天各个业务的业务量大小不一样，顺序的两个作业之间访问同一个表的时候便会产生资源冲突，另外，在OPC作业运行的过程中，操作员提交的其他作业与这个时间的OPC作业产生也有可能产生资源冲突。对于第一种情况，可以在不影响业务的情况下调整作业顺序或者对于查询作业运用DB2的共享锁的技术，而第二种情况则要制定规范，规定在某时间断内不允许提交某些作业来解决。为了更好地开展系统分析工作，我将在以后的工作实践中不断地学习，提高自身素质和能力，为我国的软件事业贡献自己的微薄力量。

正确答案：D
要点解析：客户机/服务器系统开发时可以采用不同的分布式计算架构：①分布式表示架构是将表示层和表示逻辑层迁移到客户机，应用逻辑层、数据处理层和数据层仍保留在服务器上；②分布式数据架构是将数据层和数据处理层放置于服务器，应用逻辑层、表示逻辑层和表示层放置于客户机；③分布式数据和应用架构是将数据层和数据处理层放置在数据服务器上，应用逻辑层放置在应用服务器上，表示逻辑层和表示层放置在客户机上。

写作要点
完成本题的写作，需要对Web开发的相关架构有充分的了解，相关知识可参看"8.1.5分层架构"。除了解技术知识，在写作方面还要注意以下几个方面的要点：
①在文章中首先用400～600字的篇幅简要叙述自己参与分析和开发的系统概要和所担任的工作。
②具体讨论在基于Web的数据库应用系统开发中所采用的主要技术，包括开发过程中遇到的问题和所采取的措施。特别要注意描述三层结构的逻辑和物理部署，讨论数据是如何在三层之间传送的。
③最后要根据项目实际情况，分析所采用的开发技术的具体效果，你现在认为还有哪些可以改进的地方（例如，应用服务器性能的改进等），如何加以改进。

正确答案：C

正确答案：D
试题（40）分析
客户机/服务器系统开发时可以采用不同的分布式计算架构：分布式表示架构是将表示层和表示逻辑层迁移到客户机，应用逻辑层、数据处理层和数据层仍保留在服务器上；分布式数据架构是将数据层和数据处理层放置于服务器，应用逻辑层、表示逻辑层和表示层放置于客户机；分布式数据和应用架构数据层和数据处理层放置在数据服务器上，应用逻辑层放置在应用服务器上，表示逻辑层和表示层放置在客户机。
参考答案
（40）D

参考答案：B

正确答案：
写作要点
一、论文中要具体介绍项目的总体需求（特别是应用需求中对缓存机制的要求）、系统的逻辑与物理架构、采用的技术等内容和担任的实际工作。
二、从不同的用途和应用场景来考虑，大体上可以将缓存分为三种工作模式，即单实例缓存模式（Single Instance）、复制模式（Replication Cache）和分区模式（Partition Cache）。每种工作模式都有其适应的场景和优缺点。
1. 单实例模式。单实例模式是一种较为简单的缓存模式，多个应用服务器共享一个中央的缓存服务器。通过共享缓存的数据，能够极大提高系统的性能。该模式的主要限制在于缓存服务器的内存大小和节点增加之后服务器的处理能力和网络带宽。该模式的适应场景是：对缓存的要求比较简单；系统的吞吐量和数据量不大；性能要求不高；
2. 复制模式。复制模式将缓存的数据复制到多台机器上，对于单一缓存服务器性能出现问题的情况下，可以通过缓存复制的方式将压力分解到多个缓存服务器。该模式的工作原理是：缓存客户端可以访问自己的缓存服务器，多个缓存服务器之间的数据是彼此同步的，对于性能要求更高的场景，这样的部署架构能够获得更高的吞吐能力。该模式的适应场景是：数据量不是特别大；需要极高的性能；数据改动的频率不是特别大。
3. 分区模式。当需要缓存的数据已经超过一台服务器的内存上限时，可以考虑采用分区模式对数据进行线性缩放，也就是通过增加缓存服务器来解决数据增长和压力增加的情况。在分区模式中，其架构是无分享架构（Shared Nothing Architecture，SNA），每个节点之间数据彼此独立，一个节点出现故障后不会影响到其它节点。在出现某个节点宕机或者其它故障的情况下，致使这部分的分区缓存无法使用，并不妨碍其它数据节点数据的正常工作。该模式的适应场景是：总体数据量较大，已经超出了单个缓存服务器的内存上限；系统缓存要求具有很大的可伸缩性；客户端数量庞大，单个客户端对缓存数据的数据量要求不大。
三、进行大规模分布式系统缓存机制设计时可能遇到的问题包括如何缓存服务器的工作模式选择；高可用性的设计考虑；缓存一致性与分布式算法；对象状态同步的考虑；缓存钝化/激活/过期和初始化，等等。

①简要介绍你所参与分析设计的多层分布式结构系统（说明改系统采用的是C/A/S还是B/A/S），以及你在系统中担任的主要工作。
②说明多层分布式结构分类的依据。
从概念上说，任何信息系统应用都可以映射到以下5层。
表现层：是实际的用户界面。
表现逻辑层：为了生成表现层而必须进行的处理。
应用逻辑层：包括支持实际业务应用和规则所需的所有逻辑和处理。
数据处理层：包括用来存储和访问往来于数据库的数据所需的所有命令和逻辑。
数据层：数据库中实际存储的数据。
C/A/S结构是指将数据层和数据处理层放置在各自的服务器上，应用逻辑层放置在各自的服务器上，表现逻辑层和表现层放置在客户端上，这也称为三层或多层客户/服务器计算。
在B/A/S结构中，表现层和表现逻辑层在客户端Web浏览器中使用从某个Web服务器下载的内容实现，表现逻辑层连接到运行在应用服务器上的应用逻辑层，应用逻辑层最终连接到后台的数据库服务器。
③多层分布式结构系统的主要特点。
安全性：中间层隔离了客户对数据服务器的访问，保护了数据库的安全。
稳定性。
易维护性：由于业务逻辑位于单独的一层，当业务规则发生变化后，客户端程序基本不作改动。
快速响应：通过负载均衡及中间层缓存数据能力，可以提高对客户端的响应速度。
系统扩展灵活：基于多层分布式结构，当业务增大时，可以在中间部署更多的应用服务器，提高对客户端的响应，而所有变化对客户端透明。
④多层分布式结构系统的开发主要考虑4方面的技术。
开发环境：开发人员需要一种创建新组件，并将已有组件加以集成的开发环境。
应用程序的集成。
应用程序的配置：分布式结构的开发需要配置平台的支持，以便在用户剧增时能有效地扩展，并保持系统的稳定。
选择适合的中间件。

正确答案：D

正确答案：[写作要点] 一、简要介绍你所参与分析设计的多层分布式结构系统(说明该系统采用的是C/A/S还是B/A/S)以及你在系统中担任的主要工作。 二、说明多层分布式结构分类的依据。 从概念上说任何信息系统应用都可以映射到以下5层： .表现层 是实际的用户界面； .表现逻辑层 为了生成表现层而必须进行的处理； .应用逻辑层 包括支持实际业务应用和规则所需的所有逻辑和处理； .数据处理层 包括用来存储和访问往来于数据库的数据所需的所有命令和逻辑； .数据层：数据库中实际存储的数据。 C/A/S 结构是将数据层和数据处理层放置在各自的服务器上应用逻辑层放置在各自的服务器上表现逻辑层和表现层放置在客户端上这也称为三层或多层客户/服务器计算。 在B/A/S 结构中表现层和表现逻辑层在客户端Web 浏览器中使用从某个Web 服务器下载的内容实现表现逻辑层连接到运行在应用服务器上的应用逻辑层应用逻辑层最终连接到后台的数据库服务器。 三、多层分布式结构系统的主要特点。 .安全性：中间层隔离了客户对数据服务器的访问保护了数据库的安全。 .稳定性。 .易维护性：由于业务逻辑位于单独的一层当业务规则发生变化后客户端程序基本不作改动。 .快速响应：通过负载均衡以及中间层缓存数据能力可以提高对客户端的响应速度。 .系统扩展灵活：基于多层分布式结构当业务增大时可以在中间层部署更多的应用服务器提高对客户端的响应而所有变化对客户端透明。 四、多层分布式结构系统的开发主要考虑三方面的技术。 .开发环境：开发人员需要厂种创建新组件、并将已有组件加以集成的开发环境。 .应用程序的集成。 .应用程序的配置：分布式结构的开发需要配置平台的支持以便在用户剧增时能有效地扩展并保持系统的稳定。 .选择合适的中间件。
[写作要点] 一、简要介绍你所参与分析设计的多层分布式结构系统(说明该系统采用的是C/A/S还是B/A/S)以及你在系统中担任的主要工作。 二、说明多层分布式结构分类的依据。 从概念上说，任何信息系统应用都可以映射到以下5层： .表现层 是实际的用户界面； .表现逻辑层 为了生成表现层而必须进行的处理； .应用逻辑层 包括支持实际业务应用和规则所需的所有逻辑和处理； .数据处理层 包括用来存储和访问往来于数据库的数据所需的所有命令和逻辑； .数据层：数据库中实际存储的数据。 C/A/S 结构是将数据层和数据处理层放置在各自的服务器上，应用逻辑层放置在各自的服务器上，表现逻辑层和表现层放置在客户端上，这也称为三层或多层客户/服务器计算。 在B/A/S 结构中，表现层和表现逻辑层在客户端Web 浏览器中使用从某个Web 服务器下载的内容实现，表现逻辑层连接到运行在应用服务器上的应用逻辑层，应用逻辑层最终连接到后台的数据库服务器。 三、多层分布式结构系统的主要特点。 .安全性：中间层隔离了客户对数据服务器的访问，保护了数据库的安全。 .稳定性。 .易维护性：由于业务逻辑位于单独的一层，当业务规则发生变化后，客户端程序基本不作改动。 .快速响应：通过负载均衡以及中间层缓存数据能力，可以提高对客户端的响应速度。 .系统扩展灵活：基于多层分布式结构，当业务增大时，可以在中间层部署更多的应用服务器，提高对客户端的响应，而所有变化对客户端透明。 四、多层分布式结构系统的开发主要考虑三方面的技术。 .开发环境：开发人员需要厂种创建新组件、并将已有组件加以集成的开发环境。 .应用程序的集成。 .应用程序的配置：分布式结构的开发需要配置平台的支持，以便在用户剧增时能有效地扩展，并保持系统的稳定。 .选择合适的中间件。