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2017年系统架构设计师案例分析试题加答案(1)
系统架构设计师考试属于软考中的一项高级资格考试出，构件接受数据输入，经过内部处理，然后产生数据输出。这里的构件称为过滤器，构件之间的连接件称为数据流传输的管道。
［解析］
本题是一道架构设计方面的试题，考查的内容是常见架构风格的选用。这就涉及不同架构风格的优势、劣势、应用场合的比较分析。考查架构风格的基本概念与主程序-子程序、管道-过滤器的特点。这一空属于送分题，难度较低。
软件架构风格的概念软件架构设计的一个核心问题是能否使用重复的架构模式，即能否达到架构级的软件重用。也就是说，能否在不同的软件系统中，使用同一架构。基于这个目的，学者们开始研究和实践软件架构的风格和类型问题。软件架构风格是描述某一特定应用领域中系统组织方式的惯用模式(idiomaticparadigm)。架构风格定义了一个系统“家族”，即一个架构定义、一个词汇表和一组约束。词汇表中包含一些构件和连接件类型，而约束指出系统是如何将这些构件和连接件组合起来的。架构风格反映了领域中众多系统所共有的结构和语义特性，并指导如何将各个构件有效地组织成一个完整的系统。按这种方式理解，软件架构风格定义了用于描述系统的术语表和一组指导构建系统的规则。对软件架构风格的研究和实践促进了对设计的重用，一些经过实践证实的解决方案也可以可靠地用于解决新的问题。架构风格的不变部分使不同的系统可以共享同一个实现代码。只要系统是使用常用的、规范的方法来组织，就可使别的设计师很容易地理解系统的架构。例如，如果某人把系统描述为客户/服务器模式，则不必给出设计细节，相关人员立刻就会明白系统是如何组织和工作的。
主程序与子程序Garlan和ShawM通用软件架构风格进行了分类，他们将软件架构分为数据流风格、调用/返回风格、独立构件风格、虚拟机风格和仓库风格。题目中的主程序-子程序架构风格属于调用/返回风格，管道-过滤器架构风格属于数据流风格。主程序-子程序是单线程控制，把问题划分为若干个处理步骤，构件即为主程序和子程序，子程序通常可合成为模块。过程调用作为交互机制，即充当连接件的角色。调用关系具有层次性，其语义逻辑表现为主程序的正确性取决于它调用的子程序的正确性。
管道-过滤器在管道-过滤器风格的软件架构中，每个构件都有一组输入和输出，构件读输入的数据流，经过内部处理，然后产生输出数据流。这个过程通常通过对输入流的变换及增量计算来完成，所以在输入被完全消费之前，输出便产生了。因此，这里的构件被称为过滤器，这种风格的连接件就像是数据流传输的管道，将一个过滤器的输出传到另一过滤器的输入。此风格特别重要的过滤器必须是独立的实体，它不能与其他的过滤器共享数据，而且一个过滤器不知道它上游和下游的标识。一个管道/过滤器网络输出的正确性并不依赖于过滤器进行增量计算过程的顺序。规划图是管道与过滤器风格的示意图。一个典型的管道-过滤器架构的例子是以UNIXShell编写的程序。UNIX既提供一种符号，以连接各组成部分（UNIX的进程），又提供某种进程运行时机制以实现管道。另一个著名的例子是传统的编译器。
传统的编译器一直被认为是一种管道系