免费智能真题库 > 历年试卷 > 系统架构设计师 > 2011年下半年 系统架构设计师 上午试卷 综合知识
  第56题      
  知识点:   软件质量管理   调试   架构设计   嵌入式软件   软件系统   智能家居
  关键词:   接口   嵌入式软件   软件系统   嵌入式        章/节:   开发管理       

 
某公司在对一家用车库门嵌入式软件系统进行架构设计时,识别出两个关键的质量属性场景,其中“当车库门正常下降时,如果发现下面有障碍物,则系统停止下降的时间需要控制在0.1秒内”与(56)质量属性相关:“系统需要为部署在远程PC机上的智能家居系统留有控制接口,并支持在智能家居系统中对该系统进行远程错误诊断与调试”与(57)质量属性相关。
 
 
  A.  可用性
 
  B.  性能
 
  C.  可修改性
 
  D.  可测试性
 
 
 

 
  第62题    2016年下半年  
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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..
  第50题    2021年下半年  
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  第60题    2019年下半年  
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   知识点讲解    
   · 软件质量管理    · 调试    · 架构设计    · 嵌入式软件    · 软件系统    · 智能家居
 
       软件质量管理
        软件质量是指软件产品中能满足给定需求的各种特性的综合。这些特性称作质量特性,它包括功能性、可靠性、易使用性、时间经济性、资源经济性、可维护性和可移植性等。具体地说,软件质量是软件与明确叙述的功能和性能需求、文档中明确描述的开发标准,以及任何专业开发的软件产品都应该具有的隐含特征相一致的程度。
        软件质量特性度量有两类:预测型和验收型。预测度量是利用定量或定性的方法,估算软件质量的评价值,以得到软件质量的比较精确的估算值。验收度量是在软件开发各阶段的检查点,对软件的要求质量进行确认性检查的具体评价值,它是对开发过程中的预测进行评价。
        预测度量有两种。第1种叫做尺度度量,这是一种定量度量。它适用于一些能够直接度量的特性,例如,出错率定义为:错误数/KLOC/单位时间。第2种叫做二元度量,这是一种定性度量。它适用于一些只能间接度量的特性,如可使用性、灵活性等。
        在这个部分,考生还需要理解与软件质量相关的3个概念:
        (1)验证:指在软件开发周期中的一个给定阶段的产品是否达到在上一阶段确立的需求的过程。
        (2)确认:指在软件开发过程结束时对软件进行评价以确定它是否和软件需求相一致的过程。
        (3)测试:指通过执行程序来有意识地发现程序中的设计错误和编码错误的过程。测试是验证和确认的手段之一。
        为了能够统一地描述软件质量特性,形成了许多质量特性标准,其中最常用的有国际通用的ISO/IEC 9126-1:2001软件质量模型和Mc Call软件质量模型。
        IEO/IEC 9126-1:2001模型已被采纳为我国的国家标准GB/T 16260.1—2006《软件工程产品质量第1部分:质量模型》。该标准定义了6个质量特性和21个质量子特性,它们以最小的重叠描述了软件质量。质量特性和质量子特性如下表所示。
        
        质量特性和质量子特性
        McCall质量模型体系如下表所示。
        
        McCall质量模型体系
        
 
       调试
        调试的任务就是根据测试时所发现的错误,找出原因和具体的位置,进行改正。调试主要由程序开发人员来进行,谁开发的程序就由谁来进行调试。常用的调试方法有试探法、回溯法、对分查找法、归纳法和演绎法。
 
       架构设计
        WebApp描述了使WebApp达到其业务目标的基础结构,典型使用多层架构来构造,包括用户界面或展示层、基于一组业务规则来指导与客户端浏览器进行信息交互的控制器,以及可以包含WebApp的业务规则的内容层或模型层,描述将以什么方式来管理用户交互、操作内部处理任务、实现导航及展示内容。模型-视图-控制器(Model-View-Controller,MVC)结构是WebApp基础结构模型之一,它将WebApp功能及信息内容分离。
 
       嵌入式软件
        软件实际上是客观世界问题空间与解空间的具体实现,也是人类知识的提炼、抽象和固化。软件是计算机相关的:
        (1)完成预定功能和性能的可执行的指令(计算机程序)序列。
        (2)程序操作的信息或数据结构。
        (3)描述程序操作、数据和使用的文档。
        嵌入式软件是为完成某特定用途而开发的、驻留在预先定义的嵌入式计算机平台上的软件。随着微电子技术飞速发展带来的智能化需求的不断扩展,嵌入式软件无处不在,规模也越来越大。
        近三十年来,随着现代化战争信息化程度的不断提高,随着装备由机械化向信息化的战略转型,军用软件已经渗透到军事应用的各个方面,成为装备及其体系中不可或缺的组成部分,其发展和应用水平代表着一个国家的装备实力。美国国防部在2002年的《国防科学技术领域计划》中就把军用软件设计和改进作为重要研究领域,制定了军用软件发展的近、中、远期目标。2011年,美国政府、国防部、海陆空三军、洛克希德·马丁公司等26个组织组成工作组,专题研究军事装备中软件研制和部署存在的问题,形成《美国国防部与国防工业领域软件工程的重大问题报告》,对军用软件的发展提出建议。这些都说明了军用软件在现代化战争中的重要地位和作用。
        随着飞机机载计算机的广泛使用,机载软件从无到有、规模从小到大、复杂度从低到高。软件负责数据的采集、存储和处理。实时进行各种逻辑判断、数学运算、行为推导、状态转换等处理,帮助飞行员优化各种操作,实现飞行航路计算、姿态控制、环境控制、燃油输送、任务计算、状态监控、信息显示报警、人机界面控制等功能,不夸张地说,飞行员每一个操作、飞机的每一个动作的完成都离不开软件运行。而软件的复杂性、重要性还体现在:
        (1)从计算机理论和技术发展趋势来说,硬件和软件没有明确界限,原来使用硬件实现的功能在尽可能地向软件迁移,技术进步越来越显现在软件方面。
        (2)软件直接和飞机安全功能相关,而且这种相关性越来越高,如电传飞控软件。
        (3)软件的特殊性导致了需要有特殊的规则保证系统的安全性、可靠性。
        与硬件不同,软件至今尚未摆脱手工方式。更严重的是,软件在开发过程中涉及到了各行各业的工作人员,其中包括业务定义人员、系统分析员、系统设计人员、软件架构师、软件工程师、软件测试工程师以及质量工程师等。实际上这些人员中只有软件工程师是专业软件开发人员,其他人员都需要同时具备软件和其他行业的背景。因此与其他行业比较,软件行业具有以下鲜明的特点:
        (1)抽象性:软件直接反映了人的思维逻辑实体,同时几乎没有具体物理实体,且没有明显的制造过程。
        (2)客观问题越来越复杂,软件也随之越来越复杂,而且软件技术的进步速度落后于需求增长的速度。
        (3)相对于通用硬件,软件开发成本昂贵,随着问题规模的加大、成本急剧增加。
        (4)软件运行和使用没有磨损或老化现象。
        (5)软件对硬件和环境有着不同程度的依赖性。
        (6)大多数软件是新开发的,通过已有构件组装技术尚不成熟。
        (7)软件工作结果涉及到许多社会因素。
        以上特点使得软件开发进展情况较难衡量,软件质量不易评价,从而使软件产品的生产管理、过程控制及质量保证都相当困难。
        对于嵌入式软件而言,它除了具有通用软件的一般特性,同时还具有一些与嵌入式系统密切相关的特点。这些特点包括:
        (1)软件受资源的限制。由于嵌入式系统的资源一般比较有限,所以嵌入式软件必须尽可能地精简,才能适应这种状况。
        (2)开发难度大。嵌入式软件的运行环境和开发环境一般比较复杂,从而加大了它的开发难度。首先,由于硬件资源有限,使得嵌入式软件在时间和空间上都受到严格的限制,但要想开发出运行速度快、存储空间少、维护成本低的软件,需要开发人员对编程语言、编译器和操作系统有深刻的了解。其次,嵌入式软件一般都要涉及到底层软件的开发,应用软件的开发也是直接基于操作系统的,这就需要开发人员具有扎实的软、硬件基础,能灵活运用不同的开发手段和工具,具有较丰富的开发经验。最后,对于嵌入式软件来说,它的开发环境与运行环境是不同的。嵌入式软件是在目标系统上运行,但开发工作要在另外的开发系统中进行,当编程人员将应用软件调试无误后,再把它放到目标系统上去。
        (3)实时性和可靠性要求高。实时性是嵌入式系统的一个重要特征,许多嵌入式系统要求具有实时处理的能力,这种实时性主要是靠软件层来体现的。软件对外部事件做出反应的时间必须要快,在某些情况下还要求是确定的、可重复实现的,不管系统当时的内部状态如何,都是可以预测的。同时,对于事件的处理一定要在限定的时间期限之前完成,否则就有可能引起系统的崩溃。例如,火箭飞行控制系统就是实时的,它对飞行数据采集和燃料喷射时机的把握要求非常的准确,否则就难以达到精确控制的目的,从而导致飞行控制的失败。
        与实时性相对应的是可靠性,因为实时系统往往应用在一些比较重要的领域,如航天控制、核电站、工业机器人等等,如果软件出了问题,那么后果是非常严重的,所以要求这种嵌入式软件的可靠性必须非常高。
        (4)要求固化存储。为了提高系统的启动速度、执行速度和可靠性,嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身中,而不是像通常的计算机系统那样,存储在磁盘等载体中。
 
       软件系统
        网络系统软件包括网络操作系统和网络协议等。网络操作系统是指能够控制和管理网络资源的软件,是由多个系统软件组成,在基本系统上有多种配置和选项可供选择,使得用户可根据不同的需要和设备构成最佳组合的互联网络操作系统。网络协议是保证网络中两台设备之间正确传送数据的约定。
 
       智能家居
        这方面的应用更加贴近人们的生活,这是关系到人们生活起居、与生命安全息息相关的应用,我们可以通过智能家居的物联网络,进行室内到室外的电控、声控、感应控制、健康预警、危险预警等,比如声控电灯、窗帘按时间自动挂起、感应器感应到煤气泄漏、空气污染指数过高、室内的光线被家具遮挡严重、室内家居摆放设计、马桶漏水、电量煤气不足报警、车库检测、室外摄像检测、未来天气预测、提醒带雨伞、生活备忘录电子智能提醒等多方面的功能应用。
        智能家具物联网如下图所示。
        
        智能家具物联网
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