【軟考系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)師】2022下論文寫作歷年真題

試題四 論湖倉一體架構(gòu)及其應(yīng)用（75分）

試題四 論湖倉一體架構(gòu)及其應(yīng)用
隨著5G、大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的不斷成熟，各行各業(yè)的業(yè)務(wù)場景日益復(fù)雜，企業(yè)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出大規(guī)模、多樣性的特點(diǎn)，特別是非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長趨勢。在這一背景下，企業(yè)數(shù)據(jù)管理不再局限于傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化 OLTP ( On - Line Transaction Processing ）數(shù)據(jù)交易過程，而是提出了多樣化、異質(zhì)性數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理要求。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)湖（ Data Lake ）在事務(wù)一致性及實(shí)時(shí)處理方面有所欠缺，而數(shù)據(jù)倉庫（ Data Warehouse ）也無法應(yīng)對高并發(fā)、多數(shù)據(jù)類型的處理。因此，支持事務(wù)一致性、提供高并發(fā)實(shí)時(shí)處理及分析能力的湖倉一體（ Lake House ）架構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生。湖倉一體架構(gòu)在成本、靈活性、統(tǒng)一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、多元數(shù)據(jù)分析等多方面具備優(yōu)勢，正逐步轉(zhuǎn)化為下一代數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的核心競爭力。
問題內(nèi)容：
請圍繞"湖倉一體架構(gòu)及其應(yīng)用"論題，依次從以下三個(gè)方面進(jìn)行論述。
1．概要敘述你參與管理和開發(fā)的、采用湖倉一體架構(gòu)的軟件項(xiàng)目以及你在其中所承擔(dān)的主要工
2．請對湖倉一體架構(gòu)進(jìn)行總結(jié)與分析，給出其中四類關(guān)鍵特征，并簡要對這四類關(guān)鍵特征的內(nèi)容進(jìn)行闡述。
3，具體闡述你參與管理和開發(fā)的項(xiàng)目是如何采用湖倉一體架構(gòu)的，并圍繞上述四類關(guān)鍵特征，詳細(xì)論述在項(xiàng)目設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過程中遇到了哪些實(shí)際問題，是如何解決的。

【我的解答】
湖倉一體（Lakehouse）是一種新的大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)架構(gòu)，結(jié)合了數(shù)據(jù)倉庫和數(shù)據(jù)湖的最佳功能。湖倉一體最新的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)架構(gòu)，它結(jié)合了數(shù)據(jù)湖的成本效益和靈活性以及數(shù)據(jù)倉庫的可靠性和一致性。
湖倉一體架構(gòu)將數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和管理功能與數(shù)據(jù)湖的低成本存儲(chǔ)和靈活性相結(jié)合
湖倉一體的主要缺點(diǎn)是它仍然是一種相對較新且不成熟的技術(shù)。
目前還不清楚它是否一定會(huì)符合上面的優(yōu)點(diǎn)。湖倉一體可能需要幾年時(shí)間才能與成熟的大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)解決方案競爭。
但以現(xiàn)代創(chuàng)新的速度，很難預(yù)測新的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)解決方案最終是否會(huì)替代它
湖倉一體的特點(diǎn)包括：
對數(shù)據(jù)的并發(fā)讀寫
具有數(shù)據(jù)管理機(jī)制
可直接訪問原數(shù)據(jù)
計(jì)算和存儲(chǔ)的分離
標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)格式
結(jié)構(gòu)化非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)
端到端的流處理

數(shù)據(jù)湖的特點(diǎn)包括：
保真性：
數(shù)據(jù)湖中必須要保存一份原始數(shù)據(jù)，無論是數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)模式、數(shù)據(jù)內(nèi)容都不應(yīng)該被修改。
靈活性：
在假設(shè)沒辦法預(yù)估業(yè)務(wù)變化的前提下，直接保持?jǐn)?shù)據(jù)的原始狀態(tài)，一旦需要時(shí)，再根據(jù)需求對數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理。
可管理：
數(shù)據(jù)湖中的數(shù)據(jù)會(huì)不斷的積累、演化。因此，對于數(shù)據(jù)管理能力要求也很高。它至少應(yīng)該包含的數(shù)據(jù)管理能力包括：數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)連接、數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)模式，數(shù)據(jù)權(quán)限等。
可追溯：
數(shù)據(jù)湖是一個(gè)企業(yè)中全量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)場所，需要對數(shù)據(jù)的全生命周期進(jìn)行管理，包括數(shù)據(jù)的定義、接入、存儲(chǔ)、處理、分析、應(yīng)用的全過程。它需要能做到對其間的任意一條數(shù)據(jù)的接入、存儲(chǔ)、處理、消費(fèi)過程是可追溯的，能夠清楚的重現(xiàn)數(shù)據(jù)完整的產(chǎn)生過程和流動(dòng)過程

試題三論區(qū)塊鏈技術(shù)及應(yīng)用（75分）

試題三論區(qū)塊鏈技術(shù)及應(yīng)用
區(qū)塊鏈作為一種分布式記賬技術(shù)，目前已經(jīng)被應(yīng)用到了資產(chǎn)管理、物聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療管理、政務(wù)監(jiān)管等多個(gè)領(lǐng)域。從網(wǎng)絡(luò)層面來講，區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋€(gè)對等網(wǎng)絡(luò)（ Peer to Peer ,P2P)，網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)地位對等，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都保存完整的賬本數(shù)據(jù)，系統(tǒng)的運(yùn)行不依賴中心化節(jié)點(diǎn)，因此避免了中心化帶來的單點(diǎn)故障問題。同時(shí)，區(qū)塊鏈作為一個(gè)拜占庭容錯(cuò)的分布式系統(tǒng)，在存在少量惡意節(jié)點(diǎn)情況下可以作為一個(gè)整體對外提供穩(wěn)定的服務(wù)。
問題內(nèi)容：
請圍繞"區(qū)塊鏈技術(shù)及應(yīng)用"論題，依次從以下三個(gè)方面進(jìn)行論述。
1．概要敘述你參與管理和開發(fā)的軟件項(xiàng)目以及你在其中所承擔(dān)的主要工作。
2．區(qū)塊鏈包含多種核心技術(shù)，請簡要描述區(qū)塊鏈的3種核心技術(shù)。
3．具體闡述你參與管理和開發(fā)的項(xiàng)目是如何應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

【我的解答】
區(qū)塊鏈?zhǔn)且豁?xiàng)全新技術(shù)，去中心化，不可篡改，個(gè)人主權(quán)掌控 (賬號，資產(chǎn)，數(shù)據(jù))，這是區(qū)別于傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的特點(diǎn)。也是區(qū)塊鏈技術(shù)當(dāng)中的核心。
區(qū)塊鏈?zhǔn)侨碌母锩夹g(shù)，有著全新的底層技術(shù)，上層應(yīng)用原理，除了互聯(lián)網(wǎng)，歷史上就沒有過，而且區(qū)塊鏈應(yīng)用場景，在一定程度上可以解決教育資源的資產(chǎn)確權(quán)和價(jià)值評估問題，實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)數(shù)字化。
去中心化實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的高安全性和高可靠性。
區(qū)塊鏈的技術(shù)主要表現(xiàn)在以下四個(gè)方面：
第一個(gè)叫分布式賬本，就是交易記賬由分布在不同地方的多個(gè)節(jié)點(diǎn)共同完成，而且每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都記錄的是完整的賬目，因此它們都可以參與監(jiān)督交易合法性，同時(shí)也可以共同為其作證。
第二個(gè)叫做非對稱加密和授權(quán)技術(shù)，存儲(chǔ)在區(qū)塊鏈上的交易信息是公開的，但是賬戶身份信息是高度加密的，只有在數(shù)據(jù)擁有者授權(quán)的情況下才能訪問到，從而保證了數(shù)據(jù)的安全和個(gè)人的隱私。
第三個(gè)叫做共識機(jī)制，就是所有記賬節(jié)點(diǎn)之間怎么達(dá)成共識，去認(rèn)定一個(gè)記錄的有效性，這既是認(rèn)定的手段，也是防止篡改的手段。區(qū)塊鏈提出了四種不同的共識機(jī)制，適用于不同的應(yīng)用場景，在效率和安全性之間取得平衡
第四個(gè)技術(shù)特點(diǎn)叫智能合約，智能合約是基于這些可信的不可篡改的數(shù)據(jù)，可以自動(dòng)化的執(zhí)行一些預(yù)先定義好的規(guī)則和條款。

試題二 論軟件維護(hù)方法及其應(yīng)用（75分）

試題二 論軟件維護(hù)方法及其應(yīng)用
軟件維護(hù)是指在軟件交付使用后，直至軟件被淘汰的整個(gè)時(shí)間范圍內(nèi)，為了改正錯(cuò)誤或滿足新的需求而修改軟件的活動(dòng)。在軟件系統(tǒng)運(yùn)行過程中，軟件需要維護(hù)的原因是多種多樣的，根據(jù)維護(hù)的原因不同，可以將軟件維護(hù)分為改正性維護(hù)、適應(yīng)性維護(hù)、完善性維護(hù)和預(yù)防性維護(hù)。在維護(hù)的過程中，也需要對軟件的可維護(hù)性進(jìn)行度量。在軟件外部，一般采用MTTR來度量軟件的可維護(hù)性：在軟件內(nèi)部，可以通過度量軟件的復(fù)雜性來間接度量軟件的可維護(hù)性。據(jù)統(tǒng)計(jì)，軟件維護(hù)階段占整個(gè)軟件生命周期60％以上的時(shí)間。因此，分析影響軟件維護(hù)的因素，度量和提高軟件的可維護(hù)性，就顯得十分重要。
問題內(nèi)容：
請用繞"軟件維護(hù)方法及其應(yīng)用"論題，依次從以下三個(gè)方面講行論述。
1 . 簡要概述你所參加的軟件項(xiàng)目，以及你在其中所承擔(dān)的主要工作。
2 . 詳細(xì)論述影響軟件維護(hù)工作的因素有哪些
3．結(jié)合你具體參與管理和開發(fā)的實(shí)際項(xiàng)目，說明在具體維護(hù)過程中，如何度量軟件的可維護(hù)性，說明具體的軟件維護(hù)工作類型。

【我的解答】
軟件維護(hù)工作類型

1. 糾正性維護(hù)（改正性維護(hù)）
   在軟件投入運(yùn)行后，可能會(huì)暴露一部分在測試階段沒有發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤
   為了識別和糾正軟件的錯(cuò)誤，改正軟件性能上的缺陷，進(jìn)行診斷和改正錯(cuò)誤的過程。
2. 適應(yīng)性維護(hù)
   當(dāng)外部環(huán)境發(fā)生改變時(shí)，為使軟件適應(yīng)這種變化，而去修改軟件的過程。
3. 預(yù)防性維護(hù)
   為以后進(jìn)一步改進(jìn)軟件打下良好的基礎(chǔ)\n是采用先進(jìn)的軟件工程方法對需要維護(hù)的軟件或某部分軟件重新進(jìn)行設(shè)計(jì)，編碼和測試，以提高軟件的可維護(hù)性和可靠性，為以后進(jìn)一步改進(jìn)軟件打下基礎(chǔ)。
4. 完善性維護(hù)
   在軟件維護(hù)過程中，用戶往往會(huì)對軟件提出新的功能，性能要求，為了滿足這些要求而進(jìn)行的修改和新功能的開發(fā)。
   影響可維護(hù)性的因素：
   可維護(hù)性是軟件開發(fā)階段的關(guān)鍵目標(biāo)。影響軟件可維護(hù)性的因素較多。
   設(shè)計(jì)，編碼及測試中的疏忽和低劣的軟件配置
   缺少文檔等都將對軟件的可維護(hù)性產(chǎn)生不良影響。
   軟件的維護(hù)性可以用下面的幾個(gè)質(zhì)量屬性來衡量：可理解性，可測試性，可修改性，可靠性，可移植性，可使用性和效率。
   提高軟件可維護(hù)的方法：
   1）采用軟件工程方法
   建立明確的軟件質(zhì)量目標(biāo)，建立明確的質(zhì)量保證，選擇容易維護(hù)的編程語言，改善改進(jìn)軟件文檔。
   2）注重可維護(hù)性開發(fā)過程

試題一 論基于構(gòu)件的軟件開發(fā)方法及其應(yīng)用(75分)

試題一 論基于構(gòu)件的軟件開發(fā)方法及其應(yīng)用
基于構(gòu)件的軟件開發(fā)（ Component - Based Software Development , CBSD ）是一種基于分布對象技術(shù)、強(qiáng)調(diào)通過可復(fù)用構(gòu)件設(shè)計(jì)與構(gòu)造軟件系統(tǒng)的軟件復(fù)用途徑?；跇?gòu)件的軟件系統(tǒng)中的構(gòu)件可以是 COTS ( Commercial - Off - the - Shelf ）構(gòu)件，也可以是通過其它途徑獲得的構(gòu)件（如自行開發(fā)）。 CBSD將軟件開發(fā)的重點(diǎn)從程序編寫轉(zhuǎn)移到了基于己有構(gòu)件的組裝，以更快地構(gòu)造系統(tǒng)，減輕用來支持和升級大型系統(tǒng)所需要的維護(hù)負(fù)擔(dān)，從而降低軟件開發(fā)的費(fèi)用。
問題內(nèi)容：
請圍繞"基于構(gòu)件的軟件開發(fā)方法及其應(yīng)用"論題，依次從以下三個(gè)方面進(jìn)行論述。
1．概要敘述你參與管理和開發(fā)的軟件項(xiàng)目，以及你在其中所承擔(dān)的主要工作。
2．詳細(xì)論述基于構(gòu)件的軟件開發(fā)方法的主要過程。
3．結(jié)合你具體參與管理和開發(fā)的實(shí)際項(xiàng)目，請說明具體實(shí)施過程以及碰到的主要問題。

【我的解答】
基于構(gòu)件的開發(fā)方法主要是指從已有的構(gòu)件庫中復(fù)用構(gòu)件，盡快讓系統(tǒng)模塊化，從而讓系統(tǒng)能夠快速開發(fā)出來的這么一個(gè)開發(fā)方法。
基于構(gòu)件的軟件開發(fā)(CBSD)是20世紀(jì)90年代開始流行的開發(fā)方法。CBSD支持軟件復(fù)用，能有效提高軟件的開發(fā)效率和質(zhì)量，降低開發(fā)和維護(hù)成本，因此受到人們的關(guān)注
它主要的優(yōu)點(diǎn)就是可以快速高效的開發(fā)出軟件的雛形，提高了開發(fā)效率，構(gòu)件化之后的系統(tǒng)也可以通過構(gòu)件的復(fù)用，或者復(fù)用第三方的構(gòu)件來實(shí)現(xiàn)多個(gè)項(xiàng)目的并行開發(fā)。
構(gòu)件開發(fā)方法的最主要缺點(diǎn)就是對構(gòu)件的復(fù)用性和構(gòu)件的質(zhì)量有較高的要求，如果構(gòu)件復(fù)用性不佳，或者有構(gòu)件質(zhì)量問題，那么無疑對產(chǎn)品質(zhì)量將產(chǎn)生較為大的影響，同時(shí)基于構(gòu)件的開發(fā)方法對人的依賴較高，往往需要熟悉構(gòu)件庫，對構(gòu)件有一定的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的開發(fā)人員才可以勝任。
基于構(gòu)件的軟件開發(fā)方法其實(shí)就可以簡單理解為構(gòu)件庫復(fù)用的一個(gè)開發(fā)方法。具體可以分為四個(gè)過程步驟：
1）檢索和提取構(gòu)件
從構(gòu)件庫中提取尋找構(gòu)件一般有三種方法，分別是關(guān)鍵字分類法，刻面分類法和超文本組織方法。該過程的主要目的就是尋找可以復(fù)用的構(gòu)件。
2）理解和評價(jià)構(gòu)件
該步驟解決的就是如何去復(fù)用構(gòu)件庫中的構(gòu)件。如果第一步解決的是復(fù)用what，那么這一步解決的就是how復(fù)用（如何復(fù)用）的問題。
3）對構(gòu)件進(jìn)行修改
構(gòu)件獲取的時(shí)候根據(jù)構(gòu)件的分類不同有以下四種方式：全新開發(fā)一個(gè)所需要的構(gòu)件，購買一個(gè)我們需要的構(gòu)件，從遺留系統(tǒng)中抽取出來，或者從構(gòu)件庫中提取并修改之后拿來使用。
4）組裝構(gòu)件模型
組裝構(gòu)件又可以分為三種方法，分別是基于功能，基于數(shù)據(jù)和基于面向?qū)ο蟮慕M裝技術(shù)。構(gòu)件通過組裝之后可以相互的連接，共同工作，最終形成相應(yīng)的目標(biāo)軟件系統(tǒng)。

除了以上的開發(fā)方法以外，還有一種分類方法是：（其實(shí)這兩種分類方法大同小異）
1）構(gòu)件鑒定（qualification）
通過接口以及其它約束判斷COTS 構(gòu)件是否可在新系統(tǒng)中復(fù)用。構(gòu)件鑒定分為發(fā)現(xiàn)和評估兩個(gè)階段。發(fā)現(xiàn)階段需要確定COTS 構(gòu)件的各種屬性，如構(gòu)件接口的功能性（構(gòu)件能夠提供什么服務(wù)）及其附加屬性（如，是否遵循某種標(biāo)準(zhǔn)）、構(gòu)件的質(zhì)量屬性（如，可靠性）等。構(gòu)件發(fā)現(xiàn)難度較大，因?yàn)闃?gòu)件的屬性往往難以獲取、無法量化。評估階段根據(jù)COTS 構(gòu)件屬性以及新系統(tǒng)的需求判斷構(gòu)件是否可在系統(tǒng)中復(fù)用。評估方法常常涉及分析構(gòu)件文檔、與構(gòu)件已有用戶交流經(jīng)驗(yàn)、甚至開發(fā)系統(tǒng)原型。構(gòu)件鑒定有時(shí)還需要考慮非技術(shù)因素，如構(gòu)件提供商的市場占有率、構(gòu)件開發(fā)商的過程成熟度等級等。
2）構(gòu)件適配（adaptation）
獨(dú)立開發(fā)的可復(fù)用構(gòu)件滿足不同的應(yīng)用需求，并對運(yùn)行上下文做出了某些假設(shè)。系統(tǒng)的 軟件體系結(jié)構(gòu)定義了系統(tǒng)中所有構(gòu)件的設(shè)計(jì)規(guī)則、連接模式和交互模式。如果被復(fù)用的構(gòu)件不符合目標(biāo)系統(tǒng)的軟件體系結(jié)構(gòu)就可能導(dǎo)致該構(gòu)件無法正常工作，甚至影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，這種情形稱為失配（mismatch）。調(diào)整構(gòu)件使之滿足體系結(jié)構(gòu)要求的行為就是構(gòu)件適配。構(gòu)件適配可通過白盒、灰盒或黑盒的方式對構(gòu)件進(jìn)行修改或配置。白盒方式允許直接修改構(gòu)件源代碼；灰盒方式不允許直接修改構(gòu)件源代碼，但提供了可修改構(gòu)件行為的擴(kuò)展語言或編程接口；黑盒方式是指調(diào)整那些只有可執(zhí)行代碼且沒有任何擴(kuò)展機(jī)制的構(gòu)件。如果構(gòu)件無法適配，就不得不尋找其它適合的構(gòu)件。
3）構(gòu)件組裝（composition）
構(gòu)件必須通過某些良好定義的基礎(chǔ)設(shè)施才能組裝成目標(biāo)系統(tǒng)。體系風(fēng)格決定了構(gòu)件之間連接或協(xié)調(diào)的機(jī)制，是構(gòu)件組裝成功與否的關(guān)鍵因素之一。典型的體系風(fēng)格包括黑板、消息總線、對象請求代理等。
4）構(gòu)件更新（update）
基于構(gòu)件的系統(tǒng)演化往往表現(xiàn)為構(gòu)件的替換或增加，其關(guān)鍵在于如何充分測試新構(gòu)件以保證其正確工作且不對其它構(gòu)件的運(yùn)行產(chǎn)生副面影響，對于由COTS 構(gòu)件組裝而成的系統(tǒng)，其更新的工作往往由提供COTS 構(gòu)件的第三方完成。