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请详细阅读有关数据架构方面的描述,回答问题1至问题3
【说明】
某软件公司欲开发一个基于Web 2.0的大型社交网络系统。就该系统的数据架构而言,李工决定采用公司熟悉的数据架构,使用通用的商用关系型数据库,系统内部数据采用中央集中方式存储。
   该系统投入使用后,初期用户数量少,系统运行平稳。6个月后,用户数出现了爆炸式增长,系统暴露出诸多问题,集中表现在:
(1)用户执行读写操作时,响应时间均变得很慢;
(2)随着系统功能的扩充,原有数据格式发生变化,又出现新的数据格式,维护困难;
(3)数据容量很快超过系统原有的设计上限,数据库扩容困难;
(4)软件系统不断出现宕机,整个系统可用性较差。
   经过多次会议讨论,公司的王工建议采用NoSQL数据库来替代关系数据库,以解决上述问题。但李工指出NoSQL数据库出现时间不长,在使用上可能存在风险。公司技术人员对NoSQL数据库产品进行了认真测试,最终决定采用NoSQL数据库来替代现有的数据库系统。

答案:

【问题1
软件架构风格是指描述特定软件系统组织方式的惯用模式。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。
从集成开发环境与用户的交互方式看,用户通常采用交互式的方式对脚本语言进行编辑、解释执行与调试。在这种情况下,采用以数据存储为中心的架构风格能够很好地支持交互式数据处理,而管道-过滤器架构风格则对用户的交互式数据处理支持有限。
从集成开发环境的扩展性来看,系统核心需求要求实现各种编辑、语法检查、解释执行等多种功能的灵活组织、配置与替换。在这种情况下,采用以数据存储为中心的架构风格,以数据格式解耦各种功能之间的依赖关系,并可以灵活定义功能之间的逻辑顺序。管道-过滤器架构风格同样以数据格式解耦数据处理过程之间的依赖关系,但其在数据处理逻辑关系的灵活定义方面较差。
从集成开发环境的数据管理来看,集成开发环境需要支持脚本语言、语法树(用于检查语法错误)、可视化模型、调试信息等多种数据类型,并需要支持数据格式的转换。以数据存储为中心的架构将数据存储在统一的中心存储器中,中心存储器能够表示多种数据格式,并能够为数据格式转换提供各种支持。管道-过滤器架构风格通常只能支持有限度的数据格式,并且在数据格式转换方面的灵活性较差。
问题2
为了满足需求(2),应该采用解释器架构风格。具体来说,需要:① 为可视化编程元素及其拖拽关系定义某种语言,并描述其语法与语义;② 编写解释器对该语言进行解释;③ 生成对应的脚本语言程序。
为了满足需求(3),应该采用隐式调用架构风格。具体来说,首先需要定义“断点在调试过程中命中”这一事件,并实现当断点命中后的屏幕定位函数。集成开发环境维护一个事件注册表结构,将该事件与屏幕定位函数关联起来形成注册表中的一个记录项。在调试过程中,集成开发环境负责监听各种事件,当“断点在调试过程中命中”这一事件发生时,集成开发环境查找事件注册表,找到并调用屏幕定位函数,从而实现脚本语言编辑界面与调试代码的自动定位。


答案解析:

本题主要考查考生对软件架构风格的理解与掌握,特别是针对实际应用问题,如何采用基于软件架构风格的系统软件架构设计。软件架构风格是指描述特定软件系统组织方式的惯用模式。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。
【问题1
本问题主要考查设计方案的比较与选型。题干明确指出从集成开发环境与用户的交互方式、集成开发环境的扩展性、集成开发环境的数据管理三个方面对两种方案进行比较,并说明选用李工方案的原因。
从集成开发环境与用户的交互方式看,根据题干描述,用户通常采用交互式的方式对脚本语言进行编辑、解释执行与调试。在这种情况下,采用以数据存储为中心的架构风格能够很好地支持交互式数据处理,而管道-过滤器架构风格则对用户的交互式数据处理支持有限。
从集成开发环境的扩展性来看,根据题干描述,要求实现各种编辑、语法检查、解释执行等多种功能的灵活组织、配置与替换。在这种情况下,采用以数据存储为中心的架构风格,以数据格式解耦各种功能之间的依赖关系,并可以灵活定义功能之间的逻辑顺序。管道-过滤器架构风格同样以数据格式解耦数据处理过程之间的依赖关系,但其在数据处理逻辑关系的灵活定义方面较差。
从集成开发环境的数据管理来看,集成开发环境需要支持脚本语言、语法树(用于检查语法错误)、可视化模型、调试信息等多种数据类型,并需要支持数据格式的转换。以数据存储为中心的架构将数据存储在统一的中心存储器中,中心存储器能够表示多种数据格式,并能够为数据格式转换提供各种支持。管道-过滤器架构风格通常只能支持有限度的数据格式,并且在数据格式转换方面的灵活性较差。
考生在回答上述问题时,不能仅仅列举教科书中对数据存储为中心的架构风格和管道-过滤器架构风格的特点描述,必须紧紧围绕题干对系统要求的描述,将系统要求与架构风格特点结合起来进行回答。
【问题2
本问题主要考查考生如何根据应用要求选择合适的架构风格。
需求(2)要求“集成开发环境需要提供一组可视化的编程界面,用户通过对界面元素拖拽和代码填充的方式就可以完成功能插件核心业务流程的编写与组织”,这是一个对可视化开发过程的典型描述,而可视化开发的核心是如何定义并解释可视化编程语言,其核心应该是解释器架构风格。因此针对需求(2),应该采用解释器架构风格。具体来说,需要:① 为可视化编程元素及其拖拽关系定义某种语言,并描述其语法与语义;② 编写解释器对该语言进行解释;③ 生成对应的脚本语言程序。
需求(3)要求“在代码调试功能方面,集成开发环境需要实现在脚本语言编辑界面中的代码自动定位功能。具体来说,在调试过程中,编辑界面需要响应调试断点命中事件,并自动跳转到当前断点处所对应的代码。”从描述中可以看出,这是一个具有“事件触发”能力的功能描述,即由“断点命中”事件触发事先定义的“代码自动定位”功能。可以看出,这样的需求采用隐式调用架构风格最为恰当。具体来说,首先需要定义“断点在调试过程中命中”这一事件,并实现当断点命中后的屏幕定位函数。集成开发环境维护一个事件注册表结构,将该事件与屏幕定位函数关联起来形成注册表中的一个记录项。在调试过程中,集成开发环境负责监听各种事件,当“断点在调试过程中命中”这一事件发生时,集成开发环境查找事件注册表,找到并调用屏幕定位函数,从而实现脚本语言编辑界面与调试代码的自动定位。