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系统架构下午大题

第一大题必做

二到五题，建议选2，4 或者2，5 作答

软件架构设计师下午案例分析（按题目拆解版）

第一题 系统架构设计与评估（25分）

第一问（12分左右）

很大概率考系统质量效用树

题目会给一个业务场景：
例如：

• 医疗系统
• 电商系统
• 银行系统
• 政务系统
  让你构建效用树。

效用树标准结构

Utility ├──性能 │ ├──安全性 │ ├──可用性 │ ├──可修改性 │ ├──易用性 │ └──可测试性

必须会写

质量属性

• 性能
• 安全性
• 可用性
• 可修改性
• 易用性
• 可测试性

运行期（系统运行时体现）
性能
安全性
可用性
易用性

开发期（开发维护时体现）
可修改性
可测试性

质量属性场景模板

六要素：
刺激源、刺激、环境、制品、响应、响应度量
6大质量属性场景示例

1. 性能（Performance）

刺激源： 用户 刺激： 1000并发访问 环境： 系统正常运行 制品： 订单系统 响应： 处理请求并返回结果 响应度量： 平均响应时间≤2秒

2. 安全性（Security）

刺激源： 黑客 刺激： 非法访问系统 环境： 系统运行中 制品： 用户数据库 响应： 识别并拒绝访问 响应度量： 未发生数据泄露

3. 可用性（Availability）

关注系统故障后的恢复能力。

刺激源： 服务器 刺激： 服务器宕机 环境： 系统运行中 制品： 业务系统 响应： 自动切换到备用服务器 响应度量： 5分钟内恢复服务

或者：

刺激源： 数据库服务器 刺激： 数据库故障 环境： 高峰期运行 制品： 电商系统 响应： 切换到主备数据库 响应度量： 业务中断时间≤30秒

4. 易用性（Usability）

关注用户是否容易使用系统。

刺激源： 新用户 刺激： 首次使用系统 环境： 系统正常运行 制品： 用户界面 响应： 快速完成注册和下单 响应度量： 5分钟内完成操作

或者：

刺激源： 普通用户 刺激： 查询订单 环境： 系统运行中 制品： 前端界面 响应： 引导用户完成查询 响应度量： 操作步骤≤3步

5. 可修改性（Modifiability）

关注需求变更时修改系统的难易程度。

刺激源： 开发人员 刺激： 新增支付方式 环境： 系统维护阶段 制品： 支付模块 响应： 增加新支付渠道 响应度量： 修改代码量≤5个模块

或者：

刺激源： 业务部门 刺激： 新增会员等级规则 环境： 系统升级阶段 制品： 会员管理系统 响应： 完成规则扩展 响应度量： 开发时间≤2天

6. 可测试性（Testability）

关注系统是否容易测试。

刺激源： 测试人员 刺激： 执行功能测试 环境： 测试环境 制品： 订单模块 响应： 完成自动化测试 响应度量： 测试覆盖率≥90%

或者：

刺激源： 测试工程师 刺激： 执行接口测试 环境： 系统集成测试阶段 制品： 微服务系统 响应： 快速定位问题 响应度量： 缺陷定位时间≤10分钟

万能模板

刺激源： 某个生成该刺激的实体 刺激： XXX事件发生 环境： 系统运行中/维护阶段/测试阶段 制品： XXX系统（模块） 响应： 系统采取XXX措施 响应度量： XXX指标达到要求

性能、安全性、可用性、可修改性是最常考的四个质量属性

如果是为了软件架构设计师考试（6分），教材上的定义必须会背，但确实比较抽象。

我建议用“谁、在什么情况下、对什么、做了什么、效果如何”来理解六要素。

满分答案（考试版）

质量属性场景用于描述系统在特定条件下对某种刺激的响应方式，是质量属性需求的标准化表达方式。一个完整的质量属性场景由六个要素组成：

1. 刺激源（Source）

产生刺激的实体，即谁发起了该事件。

刺激源可以是：

• 用户
• 外部系统
• 运维人员
• 黑客攻击者
• 硬件设备

例如：用户提交订单、攻击者发起恶意请求。

2. 刺激（Stimulus）

作用于系统的事件或条件，即发生了什么事情。

例如：

• 用户访问系统
• 数据库故障
• 系统并发量激增
• 网络中断

3. 环境（Environment）

刺激发生时系统所处的状态或运行环境。

常见环境：

• 正常运行状态
• 高并发状态
• 故障状态
• 系统维护状态
• 网络异常状态

例如：系统正处于业务高峰期。

4. 制品（Artifact）

受到刺激影响的对象，即刺激作用于系统的哪个部分。

可以是：

• 整个系统
• 数据库
• Web服务器
• 微服务模块
• 缓存组件

例如：订单服务模块。

5. 响应（Response）

系统接收到刺激后采取的行为或处理措施。

例如：

• 返回查询结果
• 自动切换备用节点
• 记录日志
• 拒绝非法访问
• 触发告警

6. 响应度量（Response Measure）

用于衡量响应效果的指标，是判断质量属性是否满足要求的依据。

例如：

• 响应时间 ≤ 2秒
• 系统可用性 ≥ 99.9%
• 故障恢复时间 ≤ 5分钟
• 吞吐量 ≥ 1000TPS

一句话记忆法（考试特别好用）

六要素本质上回答了六个问题：

即：

谁（刺激源）在什么情况下（环境）做了什么事（刺激），作用于什么对象（制品），系统如何处理（响应），处理效果如何衡量（响应度量）。

用一个完整例子理解（性能质量属性）

场景：

在系统运行期间，1000名用户同时访问订单查询功能，订单服务能够在2秒内完成处理并返回结果。

对应六要素：

架构师考试阅卷最喜欢的表述

答题时最后补一句：

质量属性场景通过“刺激源、刺激、环境、制品、响应和响应度量”六个要素，对系统质量需求进行结构化描述，使质量属性需求能够被分析、设计、验证和测试。

这句话基本就是标准教材语言，阅卷老师看见就知道你掌握了质量属性场景的核心思想。

考试标准答案可以直接写：

质量属性场景是对质量属性需求的结构化描述，由六个要素组成：

（1）刺激源（Source）：产生刺激的实体，如用户、外部系统等。

（2）刺激（Stimulus）：作用于系统的事件或条件，如用户请求、系统故障等。

（3）环境（Environment）：刺激发生时系统所处的状态，如正常运行、高负载运行等。

（4）制品（Artifact）：受到刺激影响的对象，可以是整个系统或系统中的某个组件。

（5）响应（Response）：系统接收到刺激后采取的行为或处理措施。

（6）响应度量（Response Measure）：用于衡量响应结果的指标，如响应时间、吞吐量、可用性等。

对于架构师考试，我建议记成：

谁 → 干什么 → 什么时候 → 影响谁 → 怎么处理 → 处理得怎么样

对应：

刺激源 → 刺激 → 环境 → 制品 → 响应 → 响应度量

评分点

一般每个场景2分

质量属性名称1分

场景描述1分

第一题 第二问（13分左右）

考法一（出现最多）

架构风格识别
题目会给系统描述
让你回答：

采用什么架构风格

为什么适合

优缺点

必背架构风格

典型案例对应
管道-过滤器：编译器（词法分析→语法分析→语义分析→代码生成）
面向对象：ERP、OA、电商系统
事件驱动：RocketMQ、Kafka、GUI事件处理
分层架构：Spring Boot 三层架构（Controller → Service → DAO）
数据共享风格：专家系统、知识库系统
解释器风格：SQL解释器、正则表达式引擎、规则引擎
闭环控制风格：自动驾驶、温控系统、工业控制系统

软考案例分析最喜欢考的通常是：
分层架构、事件驱动、管道-过滤器、面向对象，这四种需要重点掌握。

建议熟记下面这篇博文 八、软考-系统架构设计师笔记-系统质量属性和架构评估：
https://blog.csdn.net/qq_37883866/article/details/136590430

第二题 结构化分析设计 or 面向对象分析设计（25分）

推荐必选。
常考：
ER 图、数据流图（DFD） 和 UML 图

– 主要分为下面三大类：
① 结构化分析与设计
DFD、数据字典、结构化设计、模块结构图、变换分析、事务分析

② 面向对象分析与设计
UML、用例图、类图、时序图、状态图、活动图……

③ 数据库设计
E-R图、关系模式、规范化、事务、数据库设计

第一问（9分）

数据流图DFD补图 UML 用例图 顺序图 活动图 状态图

设计模式的识别

必考元素

外部实体

方框

加工

圆形

数据流

箭头

数据存储

双平行线

数据平衡原则

高频考点

父图输入=子图输入 父图输出=子图输出

常见错误

新增输入

新增输出

遗漏数据流

第二问（9分）

ER图补图

必考

实体

属性

联系

联系类型

1:1 1:N M:N

高频考点

M:N转化

例如：

学生 课程

必须变成：

学生 选课 课程

主键

必须唯一

不能为空

第三问（7分）

数据字典

四个组成

数据项 数据结构 数据流 数据存储

各阶段作用

需求分析：

统一数据定义

概要设计：

数据库设计依据

详细设计：

程序设计依据

维护阶段：

数据参考标准

第三题 嵌入式系统（25分）

一般不推荐。

第一问

实时操作系统

RTOS特点

实时性 可靠性 确定性

第二问

任务调度

常考

抢占式 非抢占式

第三问

中断

必须会：

中断响应 中断处理 中断返回

第四题 软件体系结构设计&数据库（25分）

推荐。

第一问

Web系统架构

经典答案：

表现层 业务层 数据层

或者

前端层 网关层 服务层 数据库层

第二问

Redis

近5年非常高频。

缓存穿透

请求不存在的数据

解决：

布隆过滤器 缓存空值

缓存击穿

热点Key失效

解决：

互斥锁 永不过期

缓存雪崩

大量缓存同时失效

解决：

随机过期 多级缓存

第三问

负载均衡

常见：

Nginx LVS HAProxy

作用：

提高并发 提高可用性 故障转移

数据库 主从复制、分库分表、负载均衡、 四大属性ACID

参考文章：
https://deepjava.blog.csdn.net/article/details/163759483?spm=1011.2415.3001.5331

第五题 中间件与新技术&Web应用& AI相关技术（25分）

推荐。

第一问

架构图分析

考察：

模块职责 调用关系 部署关系

第二问

MongoDB

特点：

文档数据库 Schema灵活 水平扩展

第三问

ES

高频答案：

倒排索引 全文检索 分布式搜索

近年新增热点

Kafka

发布订阅 削峰填谷 异步解耦

微服务

服务拆分 独立部署 去中心化

考前一天只看这张表

如果目标是45分通过下午案例，实际上最值得投入时间的是：

第一题（必须拿15+） + 第二题（拿15+） + 第四题或第五题（拿15+）

这是目前通过率最高的答题路线。

且第一题快速做掉，剩余题目快速读问题，选做自己擅长的两个做。
列条目回答问题，把自己认为对的，都写上，多写不会扣分，少写一定会扣分。