一、(15分)
一个空中交通管制（Air Traffic Control）软件系统的质量要求如下： （1） 具有特别高的可用性（availability），由硬件、软件引起的系统失效时间不得超过5
min/year；
（2） 具有高的实时性能（performance），系统应能同时实时进行2000个空中目标的飞行
管制，对空中目标每个检测数据点的处理时间小于20ms；
（3） 系统应有比较好的可修改性（modifiability），能比较容易实现系统功能的改变和扩
展，能很好地适应诸如处理器升级、I/O 设备和驱动程序升级、操作系统升级等硬件、软件更新的需要，软件系统的任何修改均可在4周内完成；
（4） 系统具有高的安全性（security）等级，数据库中的航班信息、航班运行状态应具有
保密性（confidentiality），且系统的各项行为应是可稽核的（auditable），错误操作造成的数据错误能在10 min内得到恢复；
（5） 系统具有很好的易用性（usability），界面和系统工作流程应符合空管员的工作习惯，
任何操作失误能在2 s内取消。
请根据质量要求画出该软件系统的主要质量属性剧本（quality attribute scenarios）。
二、某商业银行要开发一套网上银行（Internet Bank）软件系统，其质量要求如下：
（1） 系统具有极高的安全性（security）等级，包括具有不可否认性（non-repudiation）、
保密性（confidentiality）、保险性（assurance）和可稽核性（auditability），错误操作造成的数据错误要求能在1天内得到恢复；
（2） 具有很高的可用性（availability），由硬件、软件引起的系统失效时间不得超过1
day/year；
（3） 具有很高的业务处理性能（performance），在正常工作模式下，系统应能并发处理
2000个用户事件，每个用户事件的处理时间小于100 ms；在过载工作模式下，用户事件若在10 s内未得到处理，即放弃本次操作，并向用户发出相应的提示信息；系统的“用户事件不响应率”小于10%；
（4） 系统应有比较好的可修改性（modifiability），能比较容易实现系统功能的改变和扩
展，能很好地适应诸如处理器升级、I/O 设备和驱动程序升级、操作系统升级等硬件、软件更新的需要，软件系统中各模块的修改均可在4周内完成；
（5） 系统具有很好的易用性（usability），用户界面符合用户的一般使用习惯，且系统具
有详细的帮助功能，用户的任何操作失误能在5 min内取消。
请根据质量要求画出该软件系统的主要质量属性剧本（quality attribute scenarios）。
二、(15分)
假定你是厦门大学数字图书馆软件系统的架构师。学校对该软件系统提出的各项要求中包括如下两条：
（1） 支持高效能的并发访问，在正常工作时应能同时向2,000个在线用户提供可靠、安全、实时的信息服务；
（2） 安全性较好，具有监控管理、备份还原管理、工作日志管理等功能。 请：（a）将上述系统需求表述为系统的质量属性；（b）在选择这个软件系统的架构模式
（architectural pattern）时，针对上述质量属性，列出你考虑采用架构策略（tactics），并说明这些策略如何保证所需质量属性的实现。
假定你是一个网络游戏软件的系统架构师，公司对该软件系统提出的各项要求中包括如下几条：
（1） 支持高效能的并发访问，在正常工作时应能同时向20,000个在线用户提供可靠、安
全、实时的信息交互服务；
（2） 系统应能提供长期、稳定的服务，硬件、软件故障引起的服务暂停应在30 min内得
到恢复，每年的服务不可能时间不超过10 hour;
（3） 尽管该游戏的功能十分丰富，但系统的使用应十分简单，用户初次接触该系统时应
能在10分钟内学会使用，在使用过程中出现困难时应能随时解决。
请：（a）将上述系统需求表述为系统的质量属性；（b）在选择这个软件系统的架构模式（architectural pattern）时，针对上述质量属性，列出你考虑采用架构策略（tactics），并说明这些策略如何保证所需质量属性的实现。
三、(15分)
一个典型的基于Web的电子商务系统具有如下图所示的部署视图（deployment view）。
试叙述图中的各架构单元如何保证系统具有好的可修改性、安全性、可用性以及高性能。
四、(20分)
一个家用车库门控制软件产品系列（product line）具有如下质量要求：
（1） 能支持各种用于车库门控制的硬件设备，不同软件产品能通过不同的网络协议接入
家庭信息系统；
（2） 产品系列中的不同软件产品所使用的处理机是不同的，比如采用不同系列的嵌入式
系统；
（3） 产品系列中的所有软件产品都要求实现如下控制：在车库门下降时，一旦遇到障碍
物，车库门必须在0.1 s 内停止或升起；
（4） 家庭信息系统能采用各种特定故障诊断协议来来对通过网络接入的车库门控制器进
行故障诊断和监控。
试分析该车库门控制系统软件产品系列的主要质量属性，设计该软件系列的模块结构（module structure），并画出第一级模块分解视图（decomposition view）。
五、(15分)
组成模式（COMPOSITE pattern）的类图结构如下所示。
（a）简述图中各个类（class）的功能；（b）为什么图中的Composite类由一个component对象集合组成，而不是由一个leaf对象集合组成？
六、(20分)
（a） 工厂方法模式（Factory method pattern）和抽象工厂模式（Abstract factory pattern）
都与对象的创建有关。它们有什么主要区别？
工厂方法模式只有一个抽象产品类，抽象工厂模式有多个抽象产品类
工厂方法模式的具体工厂类只能创建一个具体产品类的实例，抽象工厂模式有多个
（b） 考虑一个应用软件系统，它具有视窗用户界面。要求该软件的用户界面在不同操作
系统Windows与Linux的视窗环境下都能够运行。在Windows与Linux操作系统中，各自有一个视窗构件家族，包括视窗构件Menu、Button与Text。将两个操作系统看作是两个具体工厂角色WinFactory和LinuxFactory，将视窗构件Menu、Button与Text看作是工厂的产品。请用抽象工厂模式实现该应用软件的这个视窗用户界面，写出C# 程序。
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