软考架构师（21）——案列分析

一：系统规划

包括系统项目的提出与可行性分析、系统方案的制定/评价和改进、新旧系统的分析和比较、现有软件硬件和数据资源的有效利用。

 

项目计划：包括范围计划、工做范围计划、活动定义、资源需求、资源计划、活动排序、费用估算、进度计划、费用计划；项目辅助计划包括质量计划、沟通计划、人力资源计划、风险计划、采购计划。

虚拟化技术：计算元件在虚拟的基础上运行；有彻底虚拟化，准虚拟化，操做系统层虚拟化等；

虚拟化收益：

一、  有效提升服务器资源利用率

二、  支持运行在不一样操做系统之上的多个业务共享一台服务器

三、  减小服务器数量，下降硬件成本

四、  节约场地面积，减小能耗

二：软件架构设计

包括软件架构设计、XML技术、基于架构的软件开发过程、软件质量属性、架构模型（风格）、特定领域软件架构、基于架构的软件开发方法、架构评估、软件产品线、系统演化。

 

 

https://blog.csdn.net/qianjin0703/article/details/79792897

 

 

 

 

 

 

架构风险：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：为了实现某种特定的质量属性，一个或者多个系统组件所具备的特性

权衡点：影响多个质量属性，而且对多个质量属性来讲都是敏感点的系统属性

软件质量属性包括：功能性、性能、可用性、可靠性、健壮性、安全性、可修改性、可变性、易用性、可测试性、互操做性

六种质量属性策略：

一、  可用性

错误检测：命令/响应，心跳机制，异常监控

错误恢复：表决（裁决表），主动冗余，被动冗余，备件，状态再同步，检查点/回滚

错误预防：从服务中删除，事物（要么全成功，要么全失败），按期重置，进程监视器

二、  可修改性

局部化修改：维持语义的一致性，预期指望的变动，泛化该模块，限制可能的选择

防止连锁反应：信息隐藏，维持现有的接口，限制通讯路径，仲裁者的使用

推迟绑定时间：运行时注册，配置文件，多态，构件更换

三、  性能

资源需求：减小处理时间所需的资源，减小所处理事件的数量，控制资源使用，限制执行时间

资源管理：引入并发，维持数据或计算的多个副本，增长可用资源

资源仲裁：先进/先出，固定优先级，动态优先级调度，静态调度

四、  安全性

抵抗攻击：对用户进行身份验证，对用户进行受权，维护数据的机密性，维护完整性，限制暴露的信息，限制访问

检测攻击：部署入侵检测系统

从攻击中恢复：恢复，识别攻击者

五、  可测试性

输入/输出：记录/回放，将接口—实现分离，优化访问线路/接口

内部监控：当监视器处于激活状态时，记录事件

六、  易用性

运行时：任务模型，用户模型，系统模型

设计时：将用户接口与应用的其他部分分离

支持用户主动：支持用户主动操做

 

 

软件架构风格：描述特定软件系统组织方式和惯用模式；组织方式描述了系统的组成构件和这些构件的组织方式，惯用模式则反映众多系统共有的结构和语义。

一、  数据流风格

批处理序列：每一个处理步骤是一个独立的程序，每一步必须在前一步结束后才能开始，数据必须是完整的，以总体的方式传递

管道/过滤器：每一个构件都有一组输入和输出，构件接受数据输入，通过内部处理，而后产生输出数据流。这里构件被称为过滤器，链接件就是数据流传输的管道。

二、  调用/返回风格

主程序/子程序：计算构件做为子程序协做工做，并由一个主程序顺序地调用这些子程序，构件经过共享存储区交换数据。

数据抽象和面向对象：将数据表示和基本操做封装在对象中。

层次结构：构件组织成一个层次结构，每层为上一层提供服务，使用下一层的服务，只能见到与本身邻接的层。

三、  独立构件风格

进程通讯：构件是独立的过程，链接件是消息传递。特色是构件一般是命名过程，消息传递的方式能够是点到点、异步或同步方式，及远程过程（方法）调用

事件驱动的系统：构件不直接调用一个过程，而是触发或广播一个或多个事件。构件中的过程在一个或多个事件中注册，当一个事件被触发，系统自动调用在这个事件中注册的全部过程。

四、  虚拟机风格

解释器：一个解释器一般包括完成解释工做的解释引擎，一个包含将被解释的代码的存储区，一个记录解释引擎当前工做状态的数据结构，以及一个记录源代码被解释执行的进度的数据结构。

基于规则的系统：包括规则集、规则解释器、规则/数据选择器及工做内存。

五、  仓库风格

数据库系统：主要有两大类，一个是中央共享数据源，保存当前系统的数据状态；另外一个是多个独立处理元素，处理元素对数据元素进行操做。

黑板系统：是一个全局数据库，包含解域的所有状态，是知识源互相做用的惟一媒介。

超文本系统：是一种非线性的网状信息组织方法，以节点为基本单位，链做为节点之间的联想式关联。

六、  复制风格

复制仓库：经过利用多个进程提供相同的服务，来改善数据的可访问 性（accessibility of data）和服务的可伸缩性（scalability of service）。

缓存：复制个别请求的结果，以即可以被后面的请求重用。

 

控制环路架构风格：将过程输出的制定属性维护在一个特定的参考值。

 

企业服务总线（ESB）：是传统中间件技术与XML、Web服务等技术结合的产物，主要支持异构系统集成。ESB基于内容的路由和过滤，具有复杂数据的传输能力，并能够提供一系列的标准接口。

ESB的主要功能：

一、  服务位置透明性

二、  传输协议转换

三、  消息格式转换

四、  消息路由

五、  消息加强

六、  安全支持

七、  监控和管理

 

 

三：设计模式

包括设计模式的概念、设计模式的组成、模式和软件架构、设计模式分类、设计模式的实现。

建立模式：主要用于建立对象，为设计类实例化新对象提供指南

包括：工厂方法（Factory Method）、抽象工厂（Abstract Factory）、单例（Singleton）、构建（Builder）、原型（Prototype）

结构模式：主要用于处理类或对象的组合，对类如何设计以造成更大的结构提供指南

包括：适配器（Adapter）、合成（Composite）、装饰（Decorator）、代理（Proxy）、享元（Flyweight）、门面（Facade）、桥接（Bridge）

行为模式：主要用于描述类或对象的交互以及职责的分配，对类之间交互以及分配责任的方式提供指南

包括：策略（Strategy）、模版方法（Template Method）、迭代器（Iterator）、责任链（Chain of Responsibility）、命令（Command）、备忘录（Mediator）、状态（State）、访问者（Visitor）、解释器（Interpreter）、调停者（Mediator）、观察者（Observer）

 

 

 

 

四：系统设计

包括处理流程设计、人机界面设计、文件设计、

存储设计、

数据库设计、

网络应用系统的设计、

系统运行环境的集成与设计、

中间件、

应用服务器、

性能设计与性能评估、

系统转换计划。

 

数据流图：做为一种图形化工具，用来讲明业务处理过程、系统边界内所包含的功能和系统中的数据流；

流程图：以图形化的方式展现应用程序从数据输入开始到得到输出为止的逻辑过程，描述处理过程的控制流；

JRP（联合需求分析会议）：经过召开一系列高度结构化的分组会议，快速的分析问题、定义需求；

 

 

 

五：软件系统建模

包括系统需求、

建模的做用和意义、

定义问题（目标、功能、性能等）

与归结模型（静态结构模型、动态行为模型、物理模型）、

结构化系统建模、

数据流图、

面向对象系统建模、

UML、

数据库建模、

E-R图、

逆向工程。

 

 

用例建模：描述参与者和系统之间的主要交互；用例建模能够描述利益相关者所看到的系统行为；

组件建模：肯定系统的子系统、模块和组件结构，为子系统、模块分配需求和职责，每一个组建元素做为一个自包含的单元，用于开发、部署和执行。

服务建模：提供了通用的应用程序，并将应用程序定义为一组抽象服务接口。

性能建模：是对系统的性能进行度量，为每一个组件肯定性能指标。包括执行时间、资源使用、开发复杂性、维护复杂性等。

 

 

 

 

 

六：分布式系统设计

包括分布式通讯协议的设计、基于对象的分布式系统设计、基于Web的分布式系统设计、基于消息和协同的分布式系统设计、异构分布式系统的互操做性设计。

 

分布式通信协议的设计：

 

 

负载均衡

DNS负载：经过DNS服务器实现，一般经过循环复用具备同一域名的多个主机地址的服务器实现负载均衡

HTTP负载：服务器使用http重定向指令，将客户端从新路由到另一个位置。服务器返回一个重定向相应，而不是返回请求对象。客户端确认新地址而后重发请求，从而达到负载均衡

反向代理负载：则是经过internet的连接请求以反响代理的方式动态转发给内部网路上的多台服务器进行处理，从而达到负载均衡的目的。

 

分布式数据库的特色有：数据独立性与位置透明性。集中管理和节点自治相结合、支持全局数据库的一致性和可恢复性、复制透明性（适度数据冗余）、易于扩展性。

分布式数据库的优势：

一、  具备灵活的体系结构

二、  适应分布式的管理和控制结构

三、  经济性能优越

四、  系统可靠性高，可用性好

五、  局部应用的响应速度快

六、  可扩展性好，易于集成现有系统

缺点：

一、  系统开销大，主要花在通讯部分

二、  复杂的存储结构

三、  数据的安全性和保密性较难处理

四、  保持数据一致性算法复杂

分布式数据库中各局部数据库应该知足集中式数据库的基本需求，除此以外还应保证数据库的全局数据一致性，并发操做可串行性，故障的全局可恢复性；

保证方法：

一致性：数据副本一致性，保证分布式事务的ACID属性，故障恢复的一致性

 

 

 

 

 

 

七：嵌入式系统设计

包括实时系统和嵌入式系统特征、实时任务调度和多任务设计、中断处理和异常处理、嵌入式系统开发设计。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

八：系统的可靠性分析与设计

包括系统的故障模型和可靠性模型、系统的可靠性分析和可靠度计算、提升系统可靠性的措施、系统的故障对策和系统的备份与恢复。

 

系统的故障模型和可靠性模型：

故障千差万别，可是能够利用故障模型对其故障表现进行抽象

一、逻辑级的故障模型 
二、数据结构的故障 
三、软件故障和软件差错 
四、系统级的故障模型

可靠性模型

一、时间模型
二、故障植入模型
三、数据模型

系统的可靠性分析和可靠度计算：

 

提升系统可靠性的措施：

 

系统的故障对策

 

系统的备份与恢复

 

冷备份：在数据库关闭的状况下，对数据库中的关键文件进行复制；

热备份：在数据库运行的状况下，对数据库中的关键数据进行备份，要求数据库管理系统提供支持

 

 

 

九：系统的安全性和保密性设计

包括系统的访问控制技术、数据的完整性、数据与文件的加密、通讯的安全性、系统的安全性设计。

访问控制：

访问控制包括三个要素：主体、客体和控制策略。

访问控制的内容包括认证、控制策略实现和安全审计。

主要的访问控制类型有3种模式：自主访问控制（DAC）、强制访问控制（MAC）和基于角色访问控制（RBAC）。

综合访问控制策略：1）入网访问控制  2）网络的权限控制  3）目录级安全控制  4）属性安全控制  5）网络服务器安全控制  6）网络监控和锁定控制  7）网络端口和结点的安全控制

 

数据完整性：

 

数据与文件加密：

对称加密技术

非对称加密技术

通讯的安全性：

 

系统的安全性设计：

加密技术

安全协议（SSL，SET）

数据备份（彻底备份，差别备份，增量备份，按需备份）

 

 

 

 

 

 

 

 

信息系统的安全威胁来自于：

一、  物理环境：对系统所用设备的威胁，如：天然灾害，电源故障，数据库故障，设备被盗等形成数据丢失或者信息泄露

二、  通讯链路：传输线路上安装窃听装置或者对通讯链路进行干扰

三、  网络系统：因为因特网的开放性、国际性、无安全管理性，对内部网络造成严重的安全威胁

四、  操做系统：操做系统自己的后门或者安全缺陷，如木马和陷阱门

五、  应用系统：网络服务或者用户业务系统安全的威胁，包括应用系统自身漏洞

六、  管理：    人员管理和各类安全管理制度

 

用户认证方式：

一、  用户名和口令认证

二、  基于公钥、签名的认证方式

三、  持卡认证方式

四、  基于人体生物特征的识别认证方式

 

对称加密策略：

机密性：发送者利用对称密钥对要发送的数据进行加密，只有拥有相同密钥的接收者才能正确解密，从而提供机密性；

完整性：发送者根据要发送的数据生成消息摘要，利用对称密钥对消息认证进行加密并附加到数据上发送；接收者使用相同的密钥将对方发送的消息认证码解密，并根据接收到的数据从新生成消息认证码，比较两个认证码是否相同以验证数据的完整性

公钥加密策略：

机密性：发送者利用接受者的公钥对要发送的数据进行加密，只有拥有对应私钥的接收者才能将数据正确解密，从而提供机密性

完整性：发送者根据要发送的数据生成消息摘要，利用本身的私钥对消息认证码加密而且附加到数据上发送；接收者利用对方的公钥将对方发送的消息认证码解密，并根据接收到的数据从新生成消息认证码，比较两个认证码是否相同以验证数据完整性