基于 Web 的工业设备监测系统：非功能性需求与标准化数据访问机制的架构设计

案例

    阅读以下关于 Web 系统架构设计的叙述，回答问题 1 至问题 3 。

【说明】

    某公司拟开发一款基于 Web 的工业设备监测系统，以实现对多种工业设备数据的分类采集、运行状态监测以及相关信息的管理。该系统应具备以下功能：
     现场设备状态采集功能：根据数据类型对设备监测指标状态信号进行分类采集；
     设备采集数据传输功能：利用可靠的传输技术，实现将设备数据从制造现场传输到系统后台；
     设备监测显示功能：对设备的运行状态、工作状态以及报警状态进行监测并提供相应的图形化显示界；
     设备信息管理功能：支持设备运行历史状态、报警记录、参数信息的查询。
     同时，该系统还需满足以下非功能性需求：
     （a）系统应支持大于 100 个工业设备的并行监测；
     （b）设备数据从制造现场传输到系统后台的传输时间小于 1s；
     （c）系统应 7*24 小时工作；
     （d）可抵御常见 XSS 攻击；
     （e）系统在故障情况下，应在 0.5 小时内恢复；
     （f）支持数据审计。

    面对系统需求，公司召开项目组讨论会议，制定系统设计方案，最终决定采用三层拓扑 结构，即现场没备数据采集层、Web 监测服务层和前端 Web 显示层。

【问题 1】(6 分)

    请按照性能、安全性和可用性等三类非功能性需求分类，选择题干描述的(a)~(f)填入(1)~(3)。

【问题 2】(14 分)

    该系统的 Web 监测服务层拟采用SSM(spring+spring MVC+Mybatis)框架进行系统研发。SSM 框架的工作流程图如图 5.1 所示,请从下面给出的(a)一(k)中进行选择,补充完善图 5-1 中(1)~(7)处空白的内容。

【问题 3】(5 分)

    该工业设备检测系统拟采用工业控制领域中统一的数据访问机制，实现与多种不同设备的数据交互，请用 200 字以内的文字说明采用标准的数据访问机制的原因。

【答案】

    本题考查 Web 系统架构设计相关知识及如何在实际问题中综合应用。
     此类题目要求考生认真阅读题目对现实系统需求的描述，结合 web 系统设计相关知识、实现技术等完成 Web 系统分析设计。

【问题 1】解析

    软件质量属性有可用性、可修改性、性能、安全性、可测试性、易用性等。
     可用性关注的是系统产生故障的可能性和从故障中恢复的能力；
     性能关注的是系统对事件的响应时间；
     安全性关注的是系统保护合法用户正常使用系统、阻止非法用户攻击系统的能力；
     可测试性关注的是系统发现错误的能力；
     易用性关注的是对用户来说完成某个期望任务的容易程度和系统所提供的用户支持的种类。

** 答案：**

    （1）a、b 
     （2）d、f 
     （3）c、e​​​​

【问题 2】解析

    Spring和 Mybatis框架的整合，是标准的MVC 模式。其使用 Spring MVC 负SSM 框架是 Spring MVC,责请求的转发和视图管理；Spring实现业务对象管理；Mybatis 作为数据对象的持久化引擎。

** 答案：**

    (1)(a) 
     (2)(c) 
     (3)(d) 
     (4)(k) 
     (5)(j) 
     (6)(h) 
     (7)(i)    

    博主选错两题：3-g、7-b。

【问题 3】解析

    标准的数据访问机制可以在硬件供应商和软件开发商之套完整的规则。只要遵循这套规则回建立数据交互对两者来说都是透明的，硬件供应商只需考虑应用程序的多种需求和传输协议，软件开发商也必了解硬件的实质和操作过程，实现对设备数据采集的统一管理。

** 答案：**

    该工业设备检测系统需与不同设备进行数据交互，采用标准的数据访问机制可以在硬件供应商和软件开发商之间建立一套完整的规则。只要遵循这套规则，数据交互对两者来 说都是透明的，硬件供应商只需考虑应用程序的多种需求和传输协议，软件开发商也不必了解硬件的实质和操作过程，实现对设备数据采集的统一管理。

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