系统分析师笔记（四）-- 系统架构设计

系统架构设计

系统架构建模 4+1 视图

  • 逻辑视图、开发视图、进程视图、物理视图
  • 场景视图
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软件架构风格 【重要】

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系统设计

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软件测试【重要】

  • 选择题 3-5 分
  • 论文，每年都会涉及软件测试

测试方法、测试类别

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数据库【事务】状态机

在数据库系统中，一般将事务的执行状态分为五种。
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进程资源有向图

在进程资源有向图中，圆圈表示进程，方框表示资源，方框内的小圆数表示资源数。当有向边（或称请求边）由进程指向资源时，表示申请一个资源；当有向边（或称分配边）由资源指向进程时，表示获得一个资源。假设系统中有三个进程P1、P2和P3，两种资源R1、R2，且R1的资源数等于3，R2的资源数等于3。如果进程资源图如图（a）和图（b）所示，那么图（a）中（ ）；图（b）中（ ） 。
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  • 图（a）：
    在图a中R1一共有3个资源，并将这3个资源中的1个分给了P1，1个分给了P3，P2此时向R1申请1个资源，该申请可以得到满足，不会发生阻塞。一共有3个R2资源，并将这3个R2资源分别分给了进程P1，P2和P3，所以此时已经没有可用的R2资源了，但是进程P1、P2、P3又分别申请了1个R2，这三个请求都是得不到满足的，所以进程P1、P2、P3都是阻塞节点。进程资源图（a）不可以化简，是死锁的。第一空选择A选项。
  • 图（b）：
    在图b中R1一共有3个资源，并将这3个资源中的2个分别分给了P1和P3，P2此时向R1申请2个资源，该申请不能得到满足，P2会发生阻塞。一共有3个R2资源，并将这3个R2资源分别分给了进程P1，P2和P3，所以此时已经没有可用的R2资源了，但是进程P1又分别申请了1个R2，所以请求是得不到满足的，所以进程P1是阻塞节点。P3只有分配无请求，所以是非阻塞节点。因为P3是非阻塞节点，可以运行完毕，运行完后释放占有的1个R1资源和1个R2资源，然后P1申请1个R2资源可以得到满足，这样可以使得P1变为非阻塞节点，得到所需资源运行完毕，释放其占有资源，使得P2变为非阻塞节点，运行完毕。故进程资源图（b）可以化简，是非死锁的。第二空选择C选项。

缓冲区读写

假设磁盘块与缓冲区大小相同，每个盘块读入缓冲区的时间为16μs，由缓冲区送至用户区的时间是5μs，在用户区内系统对每块数据的处理时间为1μs。若用户需要将大小为10个磁盘块的Doc1文件逐块从磁盘读入缓冲区，并送至用户区进行处理，那么采用单缓冲区需要花费的时间为【211】μs；采用双缓冲区需要花费的时间为【166】μs。

  • 单缓冲区：读/写不能同时进行，要串行； （16+5）× 10 + 1 = 211us
  • 双缓冲区：一个读，另一个写，瓶颈在读； 16 × 10 + （ 5+1）= 166us
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图片领会个意思就行，有错误！豆包还只是个玩具。

索引文件访问 inode

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某系统磁盘数据块的大小为1024B，系统磁盘管理采用索引文件结构，每个索引指针占用4个字节。一个索引文件的索引节点有8个直接块地址、1个一级间接块地址、1个二级间接块地址和1个三级间接块地址。假设索引节点已经在内存中，那么访问该文件偏移地址9089字节的数据需要再访问（2）次磁盘。

  • 直接块：1024B × 8 = 8192B，对应块号 0 ~ 7
  • 一级间接块：每个索引指针4B，每块1024B，故可放 1024/4=256个指针
    • 8 + 256 - 1 = 263，即 一级间接块的块号范围是 8 ~ 263
  • 二级间接块：每个一级间接索引块可放256个指针，二级间接索引块中每个指针指向一个一级间接索引块，所以二级间接可管理 256 × 256 = 65536 个数据块
    • 起始块号：一级间接块结束块号 + 1 = 263 + 1 = 264
    • 结束块号：264 + 65536 - 1 = 65799，即 二级间接块的块号范围是 264 ~ 65799
  • 三级间接块：每个二级间接索引块可管理 65536 个数据块，三级间接索引块中有 256 个指针指向二级间接索引块，所以三级间接可管理 256 × 65536 = 16777216 个数据块，即 \(256^3\)
    • 起始块号：二级间接块结束块号 + 1 = 65799 + 1 = 65800
    • 结束块号：65800 + 16777216 - 1 = 16843015，即 三级间接块的块号范围是 65800 ~ 16843015

综上，偏移地址 9089 字节位于第 9089 / 1024 = 8 号逻辑块，落在 一级间接块 范围 8 ~ 263 内，因此需要再访问磁盘 2 次（读一级间接索引块 1 次，读数据块 1 次）。
整体两步拆分：

  1. 逻辑块号 = 偏移 offset // 块大小
    用这个逻辑块号判断归属区间：直接 / 一级间接 / 二级间接 / 三级间接，沿着 inode 对应的那条索引链，一层层读出索引块，最后拿到【目标数据块的磁盘块号】
  2. 块内偏移 = offset % 块大小
    等拿到数据块、把这块读到内存之后，用这个余数，在这个数据块内部定位具体字节

指派问题（Assignment Problem）

  • 目标是让总成本最低
  • 核心技巧：
    • 根据任一行，任一列各元素都减或加一常数后，并不会影响最优解的位置，只是目标值（分配方案的各项和）也减或加了这一常数这一性质。

甲、乙、丙、丁四个任务分配在A、B、C、D四台机器上执行，每台机器执行一个任务，所需的成本（单位：百元）如下表所示。适当分配使总成本最低的最优方案中，任务乙应由机器（）执行。
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首先，用每一行的值减去该行的最小值得到如下图结果：
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此时第3列仍没有出现0元素，所以第三列的数值，减去第三列的最小值得到如下图结果：
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可以看出不存在全0分配，所以我们来看总和是不是有1的。显然存在总和为1的分配，如图所示：
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所以把甲任务分配给A机器，乙任务分配给C机器，丙任务分配给B机器，丁任务分配给D机器时达到最低成本为1+10+5+5=21，所以答案选C。

最优是：甲→A，丙→B，丁→D，乙→C，总成本 21。

企业信息化 EIE

企业信息化工程是将（A）相结合，改善企业的经营、管理、产品开发和生产等各个环节，提高生产效率、产品质量和企业的创新能力，从而实现产品设计制造和企业管理的信息化、生产过程的智能化、制造装备的数控化以及咨询服务的网络化，全面提高我国企业的竞争力。

A. 信息技术、自动化技术、现代管理技术、制造技术
B. 信息技术、自动化技术、现代管理技术、建模技术
C. 信息技术、测试技术、现代管理技术、制造技术
D. 需求分析技术、建模技术、测试技术、现代管理技术

企业信息化工程（Enterprise Information Engineer，简称EIE）是指将信息技术、自动化技术、现代管理技术与制造技术相结合，改善企业的经营、管理、产品开发和生产等各个环节，提高生产效率、产品质量和企业创新能力，降低消耗，带动产品设计方法和设计工具的创新、企业管理模式的创新、制造技术的创新以及企业间协作关系的创新，从而实现产品设计制造和企业管理的信息化、生产过程智能化、制造装备的数控化以及咨询服务的网络化，全面提高我国企业的竞争力。

软件工程管理能力 - 软件能力成熟度模型（CMM）

初可定管优

  1. 初：初始级（临时凑合）
  2. 可：可重复级（简单模仿）
  3. 定：已定义级（完成定义）
  4. 管：已管理级（管理阶段）
  5. 优：优化级（优化阶段）

数字孪生

一、数字孪生的五大驱动要素

题干中已列出：

物理世界的传感器、（ 数据 ）、集成、分析、促动器，以及持续更新的数字孪生应用程序。

完整的五大驱动要素为：

序号 驱动要素 作用
1 传感器 从物理世界采集实时状态数据（温度、压力、转速等）
2 数据 数字孪生的核心燃料，连接物理世界与数字世界的桥梁
3 集成 将多源、异构数据整合到统一平台，形成完整数据视图
4 分析 利用算法、模型对数据进行分析、仿真、预测
5 促动器 将分析结果转化为控制指令，反馈作用于物理世界

此外，还需要 持续更新的数字孪生应用程序，用于可视化、监控和决策支持。

二、数字孪生的闭环逻辑

物理世界
   │
   ▼
传感器 ──采集──▶ 数据 ──集成──▶ 分析 ──决策──▶ 促动器
   ▲                                                  │
   └──────────────── 反馈控制 ────────────────────────┘
  • 传感器：物理 → 数字
  • 数据：数字世界的血液
  • 集成：多源数据汇聚
  • 分析：理解与预测
  • 促动器：数字 → 物理
  • 持续更新的应用程序：让孪生体保持同步

诺兰阶段模型

诺兰阶段模型解析

初始阶段 → 扩展阶段 → 控制阶段 → 统一阶段 → 数据管理阶段 → 成熟阶段

一、诺兰模型是什么？

1979年，美国管理信息系统专家诺兰（Nolan） 通过对200多个公司、部门发展信息系统的实践和经验总结，提出了著名的诺兰阶段模型。

他认为：任何组织从手工信息系统向以计算机为基础的信息系统发展时，都存在着一条客观的发展道路和规律，通常要经历六个阶段，不能随意跳跃。

二、六个阶段详解

阶段 名称 核心特征
1 初始阶段 计算机刚引入，少数部门使用，主要用于工资、财务等事务处理。用户少，缺乏规划，IT投资有限。
2 扩展阶段（传播阶段） 应用迅速扩散，各部门争相开发系统。IT投资增加，但缺乏统一标准，出现数据冗余、重复开发、信息孤岛。
3 控制阶段 管理层开始控制IT投资，建立审批制度，成立IT部门。强调成本效益，但可能抑制创新。
4 统一阶段（集成阶段） 从部门级系统走向集成，建立统一的数据平台、网络和数据库。消除信息孤岛，实现数据共享。
5 数据管理阶段 数据被视为企业资源，统一管理数据质量、数据仓库、BI分析。强调数据共享与决策支持。
6 成熟阶段 信息系统与业务战略融合，IT成为竞争优势。信息化治理成熟，资源外包、战略规划常态化。

关键点：

  • 诺兰模型没有“测试阶段”，测试是系统开发生命周期中的环节，不是 宏观发展 阶段。
  • “扩展阶段”是诺兰模型独有的、必须存在的阶段。
  • “统一阶段”也叫“集成阶段”，是消除信息孤岛的关键节点。

未完

posted on 2026-09-06 18:56  中年二班  阅读(22)  评论(0)    收藏  举报