計算機軟件架構與設計真題回顧姓名_________________________地址_______________________________學號______________________-------------------------------密-------------------------封----------------------------線--------------------------1.請首先在試卷的標封處填寫您的姓名，身份證號和地址名稱。2.請仔細閱讀各種題目，在規定的位置填寫您的答案。一、選擇題1.軟件架構設計的原則不包括以下哪項？

A.分層原則

B.面向對象原則

C.封裝原則

D.可擴展性原則

2.在軟件架構設計中，哪一項不是軟件架構的典型屬性？

A.可維護性

B.可用性

C.適應性

D.可預測性

3.以下哪個不是軟件架構設計的關鍵因素？

A.技術選型

B.需求分析

C.團隊協作

D.項目管理

4.在軟件架構設計中，以下哪一項不是系統架構師需要關注的問題？

A.系統功能

B.系統安全性

C.用戶界面設計

D.硬件選型

5.軟件架構設計中的“高內聚低耦合”原則，以下哪個描述是正確的？

A.高內聚表示模塊內部功能緊密相關，低耦合表示模塊間相互依賴程度低

B.高內聚表示模塊內部功能緊密相關，高耦合表示模塊間相互依賴程度高

C.低內聚表示模塊內部功能緊密相關，低耦合表示模塊間相互依賴程度低

D.低內聚表示模塊內部功能緊密相關，高耦合表示模塊間相互依賴程度高

6.在軟件架構設計中，以下哪一項不是系統設計的關鍵目標？

A.系統可擴展性

B.系統可維護性

C.系統可移植性

D.系統可靠性

7.以下哪個不是軟件架構設計中的常見模式？

A.模塊化模式

B.分層模式

C.服務導向架構（SOA）

D.網絡架構

8.在軟件架構設計中，以下哪一項不是系統架構師需要考慮的因素？

A.技術成熟度

B.需求變更

C.項目預算

D.用戶滿意度

答案及解題思路：

1.答案：C

解題思路：軟件架構設計的原則通常包括分層原則、面向對象原則、封裝原則等，但并不包括技術原則，如可擴展性原則。

2.答案：D

解題思路：軟件架構的典型屬性包括可維護性、可用性、適應性等，而可預測性并非軟件架構的典型屬性。

3.答案：C

解題思路：軟件架構設計的關鍵因素包括技術選型、需求分析、團隊協作等，項目管理屬于項目管理的范疇。

4.答案：D

解題思路：系統架構師需要關注的問題包括系統功能、系統安全性、用戶界面設計等，硬件選型屬于硬件工程師的職責。

5.答案：A

解題思路：高內聚低耦合原則是指模塊內部功能緊密相關，模塊間相互依賴程度低，符合軟件架構設計的要求。

6.答案：C

解題思路：系統設計的關鍵目標包括系統可擴展性、可維護性、可靠性等，而可移植性并非系統設計的關鍵目標。

7.答案：D

解題思路：軟件架構設計中的常見模式包括模塊化模式、分層模式、服務導向架構（SOA）等，網絡架構并非常見模式。

8.答案：B

解題思路：系統架構師需要考慮的因素包括技術成熟度、項目預算、用戶滿意度等，需求變更屬于需求管理范疇。二、填空題1.軟件架構設計中的“開閉原則”是指軟件實體（類、模塊等）應當對擴展開放，對修改封閉。

2.軟件架構設計中的“單一職責原則”是指一個類或者模塊應該只負責一個職責。

3.軟件架構設計中的“里氏替換原則”是指任何可被替代或繼承的父類對象的地方，都可以用子類對象來替代。

4.軟件架構設計中的“依賴倒置原則”是指高層模塊不應該依賴低層模塊，兩者都應該依賴于抽象；抽象不應該依賴于細節，細節應該依賴于抽象。

5.軟件架構設計中的“接口隔離原則”是指多個特定客戶端接口應該被分離，而不是使用單一接口，以降低客戶端的依賴性。

6.軟件架構設計中的“組合/聚合復用原則”是指盡量使用組合/聚合關系來復用，而不是繼承。

7.軟件架構設計中的“迪米特法則”是指一個類應該對其他類有盡可能少的依賴，即一個類盡可能只與它的朋友和自己的類有依賴關系。

8.軟件架構設計中的“倒置金字塔原則”是指軟件架構設計應該遵循從簡單到復雜的原則，避免復雜的嵌套結構。

答案及解題思路：

答案：

1.軟件實體（類、模塊等）應當對擴展開放，對修改封閉。

2.一個類或者模塊應該只負責一個職責。

3.任何可被替代或繼承的父類對象的地方，都可以用子類對象來替代。

4.高層模塊不應該依賴低層模塊，兩者都應該依賴于抽象；抽象不應該依賴于細節，細節應該依賴于抽象。

5.多個特定客戶端接口應該被分離，而不是使用單一接口，以降低客戶端的依賴性。

6.盡量使用組合/聚合關系來復用，而不是繼承。

7.一個類應該對其他類有盡可能少的依賴，即一個類盡可能只與它的朋友和自己的類有依賴關系。

8.軟件架構設計應該遵循從簡單到復雜的原則，避免復雜的嵌套結構。

解題思路：

這些原則是軟件架構設計中的基本指導思想，它們有助于提高軟件的模塊化、可維護性和可擴展性。在解答這些填空題時，需要理解每個原則的具體含義和適用場景。例如“開閉原則”強調軟件設計要易于擴展而不需要修改現有代碼，而“單一職責原則”則是說一個類應該一個改變的理由。通過理解這些原則，可以更好地設計軟件系統。三、判斷題1.軟件架構設計中的“開閉原則”要求軟件實體應對擴展開放，對修改封閉。

答案：正確

解題思路：開閉原則是軟件設計中的一個核心原則，它要求軟件模塊應該對擴展開放，對修改封閉。這意味著在軟件系統開發過程中，應盡量避免直接修改代碼，而是通過新增模塊來擴展功能，從而保持軟件系統的穩定性和可維護性。

2.軟件架構設計中的“單一職責原則”要求一個類只關注一個職責。

答案：正確

解題思路：單一職責原則主張每個類都應一個引起變化的原因，即每個類只負責一項功能。這樣做有助于提高代碼的模塊化，減少類之間的耦合度，便于維護和復用。

3.軟件架構設計中的“里氏替換原則”要求子類可以替換基類。

答案：正確

解題思路：里氏替換原則是指在任何使用基類對象的地方，都可以用其子類對象來替換，而不影響程序的邏輯和運行。這一原則保證了代碼的可擴展性和可復用性。

4.軟件架構設計中的“依賴倒置原則”要求上層模塊依賴于抽象，下層模塊依賴于具體實現。

答案：正確

解題思路：依賴倒置原則主張高層模塊不應該依賴于低層模塊，而是依賴于抽象。相反，低層模塊應當依賴于高層模塊。這種設計模式有助于減少系統間的耦合度，提高系統的穩定性和可維護性。

5.軟件架構設計中的“接口隔離原則”要求接口盡量簡單，只依賴必要的接口。

答案：正確

解題思路：接口隔離原則要求軟件實體（類、接口等）應該接口單一化，只依賴必要的接口。這樣可以減少依賴，提高系統的靈活性和可擴展性。

6.軟件架構設計中的“組合/聚合復用原則”要求盡量使用組合而不是繼承。

答案：正確

解題思路：組合/聚合復用原則主張在面向對象設計中，優先使用組合而非繼承來復用代碼。組合是一種更靈活、更可擴展的設計模式，有助于降低類間的耦合度。

7.軟件架構設計中的“迪米特法則”要求降低模塊間的耦合度。

答案：正確

解題思路：迪米特法則（LawofDemeter）強調降低模塊間的直接依賴，即盡可能減少一個模塊對其他模塊的知道。這有助于提高系統的模塊化，降低維護成本。

8.軟件架構設計中的“倒置金字塔原則”要求系統架構設計應該遵循自頂向下的原則。

答案：錯誤

解題思路：倒置金字塔原則（InvertedPyramidPrinciple）是一種新聞報道的格式原則，與軟件架構設計無關。在軟件架構設計中，并沒有“倒置金字塔原則”這一概念。正確的是，系統架構設計應遵循自底向上的原則，從最底層的組件逐步向上構建。四、簡答題1.簡述軟件架構設計的基本原則。

答：軟件架構設計的基本原則包括：

模塊化原則：將系統劃分為功能模塊，使得系統易于管理和維護。

適度原則：軟件架構應該適度復雜，避免過于簡單或過于復雜。

實用性原則：設計架構時要充分考慮系統的實用性，以滿足實際業務需求。

安全性原則：保證系統在設計和實現過程中的安全性，防止非法訪問和數據泄露。

擴展性原則：系統應具備良好的擴展性，以適應業務發展需求。

2.簡述軟件架構設計中的開閉原則。

答：開閉原則是指軟件實體（如類、模塊、函數等）應開放于擴展而封閉于修改。具體表現

開放：允許在不修改已有代碼的基礎上擴展新功能。

封閉：保證系統內部穩定，不易被外界修改。

實現方式：采用面向對象編程中的繼承和多態。

3.簡述軟件架構設計中的單一職責原則。

答：單一職責原則指一個類只負責一項職責。具體表現

類職責單一：類內部只關注一種業務邏輯，避免功能混淆。

降低耦合：遵循單一職責原則的類之間耦合度較低，便于系統維護和擴展。

4.簡述軟件架構設計中的里氏替換原則。

答：里氏替換原則指出任何基類可以出現的地方，其子類都可以出現。具體表現

子類繼承基類：保證子類與基類具有相同的接口和功能。

替換基類引用子類：保證系統的穩定性和靈活性。

5.簡述軟件架構設計中的依賴倒置原則。

答：依賴倒置原則要求高層模塊不得依賴低層模塊，兩者都依賴抽象。具體表現

高層模塊依賴于抽象：設計高層模塊時，以抽象接口為依賴，而不是具體實現。

低層模塊實現抽象：實現具體業務邏輯時，依賴抽象接口，提高代碼復用性。

6.簡述軟件架構設計中的接口隔離原則。

答：接口隔離原則要求接口盡可能獨立，避免接口過大。具體表現

接口職責單一：接口內部只關注一種功能，避免功能混亂。

接口粒度適中：接口過大可能增加調用成本，過小則降低復用性。

7.簡述軟件架構設計中的組合/聚合復用原則。

答：組合/聚合復用原則要求設計時應優先考慮復用組件。具體表現

組合復用：將多個組件組合在一起形成更大的組件，實現功能的擴展。

聚合復用：將具有相似功能的組件組織在一起，提高代碼復用性。

8.簡述軟件架構設計中的迪米特法則。

答：迪米特法則（又稱最少知識法則）指出一個對象應盡量只與與自己相關的對象通信，不與陌生人通信。具體表現

高內聚：設計組件時，盡量使組件內聚，減少與其他組件的交互。

低耦合：降低組件之間的耦合度，使系統易于維護和擴展。

答案及解題思路：

答案：

1.模塊化、適度、實用性、安全性、擴展性。

2.開放、封閉、面向對象編程中的繼承和多態。

3.類職責單一、降低耦合。

4.子類繼承基類、替換基類引用子類。

5.高層模塊依賴于抽象、低層模塊實現抽象。

6.接口職責單一、接口粒度適中。

7.組合復用、聚合復用。

8.高內聚、低耦合。

解題思路：

本結合了軟件架構設計中的基本原則，通過具體案例和實際需求，考察了考生對軟件架構設計原則的掌握程度。解答過程中，要準確理解各原則的含義和具體表現，并分析其對于提高軟件系統質量和易維護性的重要性。五、論述題1.結合實際案例，論述軟件架構設計中的開閉原則在系統設計中的應用。

答案：

實際案例：以電商平臺的后臺系統為例，該系統需要支持不同類型的商品（如電子產品、服裝等）的銷售。在架構設計中，應用開閉原則，將商品管理模塊設計為開閉結構，使得新增商品類型時，不需要修改現有的商品管理模塊代碼。

解題思路：

分析電商平臺后臺系統的需求，確定需要支持的商品類型和可能的變化。

設計商品管理模塊，使其不依賴于具體的商品類型，而是依賴于商品類型接口。

實現具體的商品類型時，只需創建新的類實現商品類型接口，而不需要修改商品管理模塊。

這樣，當需要添加新的商品類型時，只需添加新的商品類型類和相應的業務邏輯，而不影響現有系統的其他部分。

2.結合實際案例，論述軟件架構設計中的單一職責原則在系統設計中的應用。

答案：

實際案例：在一個在線銀行系統中，設計一個賬戶服務模塊，該模塊負責處理賬戶信息的查詢、修改、轉賬等操作。應用單一職責原則，將賬戶服務模塊的職責限定在賬戶信息的處理上，避免其他業務邏輯的干擾。

解題思路：

分析在線銀行系統的賬戶服務模塊需求，明確其職責范圍。

將賬戶服務模塊的職責限定在賬戶信息的處理上，保證該模塊只關注賬戶相關操作。

將其他與賬戶無關的業務邏輯（如用戶登錄、權限驗證等）分離到其他模塊中。

通過模塊間的接口進行交互，保證模塊之間的解耦。

3.結合實際案例，論述軟件架構設計中的里氏替換原則在系統設計中的應用。

答案：

實際案例：在開發一個圖形用戶界面(GUI)框架時，設計一個基類“Widget”，它提供了圖形界面的基本功能。應用里氏替換原則，所有繼承自“Widget”的子類都可以替換基類使用，而不影響程序的其他部分。

解題思路：

分析圖形用戶界面(GUI)框架的需求，確定基類“Widget”的功能。

設計“Widget”基類，使其提供通用的圖形界面功能。

允許其他類繼承自“Widget”，實現特定的圖形界面功能。

在程序的其他部分，使用“Widget”基類的引用來操作繼承自“Widget”的子類對象，保證替換不會影響程序的運行。

4.結合實際案例，論述軟件架構設計中的依賴倒置原則在系統設計中的應用。

答案：

實際案例：在設計一個電商平臺時，訂單處理模塊需要依賴庫存模塊進行庫存驗證。應用依賴倒置原則，使訂單處理模塊依賴于抽象的庫存接口，而不是具體的庫存實現。

解題思路：

分析電商平臺訂單處理模塊與庫存模塊的依賴關系。

定義一個庫存接口，使訂單處理模塊只依賴于庫存接口，而不是具體的庫存實現。

實現庫存接口的不同庫存系統（如數據庫庫存、緩存庫存等）。

訂單處理模塊通過庫存接口與具體的庫存系統交互，實現解耦。

5.結合實際案例，論述軟件架構設計中的接口隔離原則在系統設計中的應用。

答案：

實際案例：在開發一個在線教育平臺時，設計一個用戶管理模塊，該模塊需要提供用戶信息查詢、用戶權限設置等功能。應用接口隔離原則，將用戶管理模塊的不同功能封裝成獨立的接口。

解題思路：

分析在線教育平臺用戶管理模塊的需求，確定需要實現的功能。

將用戶管理模塊的不同功能抽象成獨立的接口，如用戶信息查詢接口、用戶權限設置接口等。

設計模塊內部實現這些接口的具體類，實現具體功能。

通過接口調用，保證模塊間的解耦，便于后續擴展和維護。

6.結合實際案例，論述軟件架構設計中的組合/聚合復用原則在系統設計中的應用。

答案：

實際案例：在開發一個圖書管理系統時，設計一個圖書類和一個出版社類，圖書類包含出版社信息。應用組合/聚合復用原則，將出版社信息作為圖書類的一個屬性，而不是復制出版社類的所有屬性。

解題思路：

分析圖書管理系統的需求，確定圖書類和出版社類的關聯關系。

將出版社信息作為圖書類的一個屬性，而不是復制出版社類的所有屬性。

通過組合/聚合關系，使得圖書類與出版社類解耦，便于后續維護和擴展。

7.結合實際案例，論述軟件架構設計中的迪米特法則在系統設計中的應用。

答案：

實際案例：在開發一個企業資源計劃(ERP)系統時，設計一個員工管理模塊，該模塊需要與人事部門、財務部門等多個部門進行交互。應用迪米特法則，限制員工管理模塊與其他模塊的通信，使其只與直接相關的模塊通信。

解題思路：

分析ERP系統員工管理模塊與其他模塊的交互需求。

識別員工管理模塊的直接關聯模塊，如人事部門、財務部門等。

限制員工管理模塊與其他非直接關聯模塊的通信，通過接口或事件等方式進行解耦。

保證員工管理模塊的獨立性和可維護性。

8.結合實際案例，論述軟件架構設計中的倒置金字塔原則在系統設計中的應用。

答案：

實際案例：在開發一個移動應用時，設計一個用戶界面(UI)層和業務邏輯層。應用倒置金字塔原則，保證用戶界面層調用業務邏輯層，而不是業務邏輯層調用用戶界面層。

解題思路：

分析移動應用的用戶界面(UI)層和業務邏輯層的交互需求。

設計用戶界面(UI)層，使其調用業務邏輯層的方法，實現與用戶界面的交互。

設計業務邏輯層，提供接口供用戶界面(UI)層調用，實現業務邏輯。

保證用戶界面(UI)層不直接調用業務邏輯層，避免形成金字塔倒置結構，影響系統的可維護性和可擴展性。六、設計題1.設計一個基于MVC模式的Web應用架構。

題目描述：請設計一個基于MVC（ModelViewController）模式的Web應用架構，包括模型（Model）、視圖（View）和控制器（Controller）的詳細設計及其交互流程。

解答：

模型（Model）：負責數據管理和業務邏輯。設計一個數據訪問層（DAL）來處理數據庫交互，一個業務邏輯層（BLL）來處理業務規則。

視圖（View）：負責展示用戶界面。使用HTML/CSS/JavaScript等技術實現前端界面，并通過Ajax與控制器通信。

控制器（Controller）：負責處理用戶請求，調用模型和視圖。使用Servlet或ASP.NET等后端技術實現控制器邏輯。

2.設計一個基于微服務架構的分布式系統。

題目描述：設計一個基于微服務架構的分布式系統，包括服務拆分、服務通信、服務治理等方面。

解答：

服務拆分：根據業務需求將系統拆分為多個獨立的服務，每個服務負責特定的功能。

服務通信：使用RESTfulAPI或gRPC進行服務間通信，保證服務之間的高效、穩定交互。

服務治理：實現服務注冊與發覺、負載均衡、熔斷降級等機制，保證系統的高可用性和可擴展性。

3.設計一個基于分層架構的桌面應用程序。

題目描述：設計一個基于分層架構的桌面應用程序，包括表現層、業務邏輯層和數據訪問層。

解答：

表現層：負責用戶界面展示，可以使用Qt、WPF等技術實現。

業務邏輯層：負責處理應用程序的業務邏輯，如數據驗證、業務規則等。

數據訪問層：負責與數據庫交互，使用ORM（對象關系映射）工具簡化數據庫操作。

4.設計一個基于事件驅動架構的實時通信系統。

題目描述：設計一個基于事件驅動架構的實時通信系統，包括事件發布、訂閱和消息傳遞機制。

解答：

事件發布：設計一個事件發布者，負責將事件發布到事件總線。

事件訂閱：設計一個事件訂閱者，負責訂閱感興趣的事件。

消息傳遞：使用消息隊列（如RabbitMQ、Kafka）實現消息的異步傳遞。

5.設計一個基于模型視圖控制器（MVC）架構的移動應用程序。

題目描述：設計一個基于MVC架構的移動應用程序，包括模型、視圖和控制器的設計。

解答：

模型（Model）：負責數據管理和業務邏輯，可以使用實體類和數據庫操作實現。

視圖（View）：負責展示用戶界面，可以使用Android或iOS的原生UI組件實現。

控制器（Controller）：負責處理用戶交互，調用模型和視圖，可以使用Activity或ViewController實現。

6.設計一個基于模塊化架構的嵌入式系統。

題目描述：設計一個基于模塊化架構的嵌入式系統，包括硬件模塊和軟件模塊的設計。

解答：

硬件模塊：根據系統需求設計相應的硬件模塊，如CPU、內存、輸入輸出設備等。

軟件模塊：將系統功能劃分為多個獨立的軟件模塊，如通信模塊、數據處理模塊等。

7.設計一個基于微服務架構的云計算平臺。

題目描述：設計一個基于微服務架構的云計算平臺，包括服務管理、資源調度和安全性設計。

解答：

服務管理：實現服務注冊與發覺、服務監控和故障處理機制。

資源調度：設計資源分配和調度算法，保證資源的高效利用。

安全性設計：實現身份認證、訪問控制和數據加密等安全機制。

8.設計一個基于組件化架構的軟件系統。

題目描述：設計一個基于組件化架構的軟件系統，包括組件設計、組件通信和組件管理。

解答：

組件設計：將系統功能劃分為多個獨立的組件，每個組件實現特定的功能。

組件通信：使用組件間的接口進行通信，保證組件間的松耦合。

組件管理：實現組件的生命周期管理，包括組件的創建、部署、升級和卸載。

答案及解題思路：

1.答案：

模型（Model）：數據訪問層（DAL）、業務邏輯層（BLL）

視圖（View）：HTML/CSS/JavaScript

控制器（Controller）：Servlet或ASP.NET

解題思路：按照MVC模式劃分功能模塊，明確各模塊的職責。

2.答案：

服務拆分：根據業務需求拆分服務

服務通信：RESTfulAPI或gRPC

服務治理：服務注冊與發覺、負載均衡、熔斷降級

解題思路：分析系統需求，確定服務拆分方式，設計服務通信和治理機制。

3.答案：

表現層：Qt或WPF

業務邏輯層：數據驗證、業務規則

數據訪問層：ORM工具

解題思路：根據分層架構原則，劃分各層功能，使用相應技術實現。

4.答案：

事件發布：事件總線

事件訂閱：事件訂閱者

消息傳遞：消息隊列

解題思路：設計事件驅動架構，實現事件發布、訂閱和消息傳遞機制。

5.答案：

模型（Model）：實體類、數據庫操作

視圖（View）：Android或iOSUI組件

控制器（Controller）：Activity或ViewController

解題思路：按照MVC模式劃分功能模塊，明確各模塊的職責。

6.答案：

硬件模塊：CPU、內存、輸入輸出設備

軟件模塊：通信模塊、數據處理模塊

解題思路：根據嵌入式系統需求，設計硬件和軟件模塊。

7.答案：

服務管理：服務注冊與發覺、服務監控、故障處理

資源調度：資源分配和調度算法

安全性設計：身份認證、訪問控制、數據加密

解題思路：分析云計算平臺需求，設計服務管理、資源調度和安全性機制。

8.答案：

組件設計：獨立組件實現特定功能

組件通信：組件間接口

組件管理：組件生命周期管理

解題思路：根據組件化架構原則，設計組件、通信和管理工作。七、應用題1.分析一個實際項目的軟件架構，指出其優點和不足。

項目名稱：某電商平臺

分析內容：

優點：

高度模塊化，易于維護和擴展。

采用微服務架構，提高了系統的可維護性和可擴展性。

使用負載均衡技術，增強了系統的可用性和可靠性。

不足：

微服務之間的通信開銷較大，可能會影響功能。

數據一致性保證難度較高，尤其在跨服務操作時。

2.針對一個實際項目，設計一個合理的軟件架構方案。

項目名稱：某在線教育平臺

架構方案：

使用三層架構（表現層、業務邏輯層、數據訪問層）。

表現層采用前后端分離，前端使用Vue.js，后端使用SpringBoot。

業務邏輯層采用SpringCloud微服務架構，服務之間通過RESTfulAPI進行通信。

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