1、高级系统分析师下午试题()-16 及答案解析(总分：75.00，做题时间：90 分钟)一、试题一(总题数：1，分数：15.00)某大型电子商务企业的主要业务之一是网上书城，其主要功能是通过 Internet 为用户提供各种图书信息的在线查询、浏览及订购相关图书等多种服务。PH 软件公司承接了该大型网上书城系统的升级改造开发任务。该软件公司的领域专家对需求进行深入分析后，得到的部分系统需求如下。(1)用户可能频繁地进行书目查询操作，网上书城需要返回众多符合条件的书目并且分页显示，而且可能每次查询的内容都不一样。(2)网站管理员需要批量对相关书目信息进行修改，并且将更新信息记录到数据库。(3)随着
2、该网上书城知名度的不断提升，每天的业务量非常多，网站的用户访问量越来越大，因此对业务有持续性要求，且要求有限的资源更加合理地规划和使用。(4)随着该企业业务规模的不断扩展，网上书城并购了多家其他同类的网上书城，需要将后台异构数据库系统进行整合。该软件公司的系统架构师经过多方的研究和论证，集体提出了采用层次式架构风格设计该大型网上书城系统，包括表现层、业务逻辑层和数据访问层。（分数：15.00）(1).数据访问层负责与应用中的各种数据源打交道，并将它们整合起来，为业务逻辑层提供统一的数据服务。请对该大型网上书城的 4 个需求进行分析，结合你的系统架构经验，将下表中每个需求适合选用的数据访问模式及
3、选择理由填充完整。表 网上书城数据访问层设计系统需求 数据访问模式 选择理由 (1) (2) (3) (4) (5) (6) 专用产品(如 WebSphere Information Integration 等) (7)（分数：5.00）_(2).业务逻辑的千变万化，使信息系统的开发和维护都变得越来越困难，如何构建灵活高度可扩展性的业务层便成为亟待解决的问题。结合你的系统架构经验，请用 200 字以内的文字说明该网上书城业务逻辑层采用业务容器(Business Container)架构方式的优点。（分数：5.00）_(3).该网上书城表示层框架的设计，采用基于 XML 的界面管理技术，实现灵活
4、的界面配置、界面动态生成和界面定制。结合你的系统架构经验，请用 350 字以内的文字说明基于 XML 的界面管理技术的基本思想及其主要组成部分的功能。（分数：5.00）_二、试题二(总题数：1，分数：15.00)近年来，云计算技术的蓬勃发展为整个 IT 行业带来了巨大变革。传统数据中心已经难以满足新形势下日益增长的高性能及高性价比需求，并且无法支持云环境下更加灵活的按带宽租赁数据中心网络的运营方式。该集团随着信息系统业务的不断扩展上线，对高密度服务器及高度自动化管理系统的需求不断增长，建设云数据中心的需求应运而生。（分数：15.00）(1).云数据中心是指以客户为中心、以服务为导向，基于高效、
5、低能耗的 IT 与网络基础架构，利用云计算技术，自动化地按需提供各类云计算服务的新一代数据中心。云数据中心是传统数据中心的升级，是新一代数据中心的演进方向。(1)请简述云数据中心的特点。(2)云计算的关键技术有虚拟化技术、分布式计算技术、安全与隐私保护技术等，请简要说明云数据中心在 IT 基础设施虚拟化技术方面主要包括哪些技术。（分数：5.00）_(2).假设当地城市工程视频监控系统是该云数据中心的应用之一。该视频监控系统可以提供实时监控、存储和随时调看 CIF 格式(352288)和 D1 格式(720576)分辨率的图像，支持 MPEG-2、MPEG-4 和 H.264 等编码格式。(1)
6、当地城市某行政区内预计共有监控点 600 个，如果保存的是 CIF 格式的图像，码流为 512kbps，请计算每小时保存该行政区内全部监控点视频流需要多大的存储空间(B 或 GB)。请将计算结果保留小数点之后3 位数。如果保存的是 D1 格式的图像，码流为 2048kbps，请计算每小时保存该行政区内全部监控点视频流需要多大的存储空间(B 或 GB)。(2)全部监控视频流信息保存在 IP SAN 设备 S2600 中，S2600 控制框(双控，220V 交流，4GB 内存，8 个iSCSI 主机接口，磁盘数量 12 个/框，最大支持附加 7 个磁盘扩展框)。假设在本项目中采用 SATA 1.5
7、 TB 7.2K RPM 硬盘，在 IP SAN 配置的 RAID 组级别为 RAID10。若该视频监控系统实施时，图像格式采用了 CIF，码流为 512 kbps，请计算保存该行政区内全部监控点30 天视频流需要的存储空间(B、GB 或 TB)，并计算出保存 30 天视频流至少需要的硬盘数，以及至少需要配置的 S2600 控制框数量。（分数：5.00）_(3).该集团数据存储量巨大，生产数据、安全数据以及测试数据等需要进行频繁的快速读写，为保障这种应用的需求，该集团希望在数据中心的数据存储方式上既要保证存储的可扩展性，还要保证数据的快速访问，同时对新服务器的部署也要考虑快速部署。数据中心采用
8、的数据存储方式主要有 DAS、NAS、SAN 三种，请分别简要描述三种存储方式的原理，并根据集团要求设计在该集团的数据中心建设中应采用的存储方式，叙述采用这种方式的优点。（分数：5.00）_三、试题三(总题数：1，分数：15.00)某大中型企业在全国各城市共有 15 个左右的分支机构，这些机构已经建设了相关的关系型数据库管理系统，每天负责独立地处理本区域内的业务并实时存储业务数据。PH 软件公司承接了该大中型企业信息管理系统的升级改造开发任务。该软件公司的领域专家对需求进行深入分析后，得到的部分系统需求如下。(1)开发一个网络财务程序，使各地员工能在 Internet 上通过 VPN 技术进行
9、财务单据报销和处理。(2)为了加强管理，实现对下属分支机构业务数据的异地存储备份，保证数据的安全及恢复，同时对全国业务数据进行挖掘分析，拟在该企业总部建设数据中心。PH 公司在设计该财务程序的体系结构时，开发项目组产生了以下分歧。(1)架构师许工认为应该采用客户机/服务器(C/S)架构风格，各分支机构财务部要安装一个软件客户端，通过这个客户端连接到总公司财务部主机。如果员工在外地出差，需要报销账务的，也需要安装这个客户端才能进行。(2)架构师郭工认为应该采用浏览器/服务器(B/S)架构风格，各分支机构及出差员工直接通过 Windows 操作系统自带的 IE 浏览器就可以连接到总公司的财务部主机
10、。在架构评估会议上，专家对这两种方案进行综合评价，最终采用了 C/S 和 B/S 相结合的混合架构风格。（分数：15.00）(1).结合你的系统架构经验，请用 400 字以内的文字简要讨论 C/S 和 B/S 两科一架构风格各自的优点和缺点。（分数：5.00）_(2).结合你的系统架构经验，请用 600 字以内的文字简要说明该工程项目采用 C/S 和 B/S 相结合的混合架构风格的设计要点及其优点。（分数：5.00）_(3).为保证各分支机构可靠、高效地向数据中心汇总业务数据，避免单点故障，对该企业总部数据中心架构设计时，应该采用哪些相关的技术?（分数：5.00）_四、试题四(总题数：1，分数
11、：15.00)PH 软件公司承接了一项嵌入式系统软件研发项目。该项目主要用于车载电子系统中监视发动机及燃油系统等系统工作状况，并通过综合仪表显示给驾驶员。经过多次与用户沟通，形成以下技术要求。(1)本项目的硬件平台由主处理机模块和多种接口模块组成，底板采用标准 VME 总线(硬件结构图如下图所示)，具体硬件模块配置如下。主处理机模块(CPM)采用 PowerPC755，主频 266MHz，配有 SDRAM 存储器和 Flash 存储器；提供一个定时/计数器；支持 16 级中断和二级 Cache。输入/输出模块(IOC)支持 16 路 RS422 接口信号，传输速率不低于 115.2kbps，I
12、OC 模块与 CPM 模块的数据交换采用 64KB 端口存储器。离散量接口模块(DAM)支持 64 路开关型离散量输入/输出接口；2 路频率量输入：12 位 A/D 转换器和 12位 D/A 转换器。图形处理模块(GPM)用于显示图形，支持 OpenGL 标准接口软件。MBI 模块主要提供 1553B 外总线接口，PSM 为电源支持模块。(2)本项目软件主要工作在 CPM 模块中，完成对外部设备的数据采集、分析和相应的控制，将监视结果以图形方式显示给驾驶员。该系统的软件主要包括外部接口驱动软件、VME 数据传输软件、处理软件、图形显示和外总线(1553B)数据交换软件。要求数据的采集必须确保每
13、帧数据无丢失，并在本帧内完成数据的处理工作，本帧信息显示给驾驶员的时刻最晚不能超过下帧。详细的技术要求如下。16 路 RS422 接口主要完成对汽车燃油系统、动力系统和驾驶员命令的数据采集与控制。RS422 数据传输格式将以 32B 为基本数据块，分别以 20ms、40ms、60ms 和 1s 这 4 个不同周期交换数据。64 路离散量数据主要监控发动机的工作状态，要求每 10ms 采集一次，并在下一个 10ms 周期内将发动机状况显示到驾驶员座舱。多路模拟量数据主要采集发动机转速、油量，以及汽车的其他数据，为驾驶员监控汽车状态提供必要的量化数据。模拟量数据的刷新频率为 1s。外总线(1553
14、B)主要完成该系统与汽车其他电子系统的数据交换。PH 公司将本项目交给项目主管郭工实施，要求郭工按技术要求完成本项目的软件设计工作，公司根据合同关于“数据的采集必须确保每帧数据无丢失，并在本帧内完成数据的处理工作，本帧信息显示给驾驶员的时刻最晚不能超过下帧”的要求，提醒郭工在设计中要重点考虑整个系统的实时性问题。郭工完成设计后，提交公司评审，会上就郭工设计中存在的缺陷展开了激烈讨论，最终达成一致。（分数：15.00）(1).郭工在设计 IOC 模块软件时指出为了使 CPM 模块能够及时处理 RS422 数据，在 IOC 与 CPM 问的双端口存储器中为每个 422 通道设计一级缓冲，当某通道接
15、收一个字节时，就将数据放入缓冲，由 CPM 接收(其结构如下图所示)。这样的好处在于每当有数据输入时，CPM 模块可立即读取，而增大双口缓冲的目的是在 CPM 来不及处理时可防止数据的丢失。同时，IOC 中的程序相对简单，实时性好，可以不考虑 422 通道的数据传输周期，只要按查询方式对 16 路 422 通道输入进行查询读取即可。*会上，柳工提出了强烈的反对意见，认为这种设计方法绝对不可取，这种方法只考虑了软件的简单与便利，而没有针对软件特点考虑问题，在设计中对实时性、负载平衡分配，以及实现算法上均存在缺陷，必须改进。(1)结合你的系统架构设计经验，请分析郭工的设计方案在实时性、负载平衡分配
16、和实现算法上存在怎样的缺陷?并用 400 字以内的文字详细说明理由。(2)请用 350 字以内的文字给出 IOC 模块和 CPM 模块之间双口存储器数据交换的方法。（分数：5.00）_(2).如果 CPM 模块中采用了嵌入式实时操作系统，请根据本项目的需求，用 350 字以内的文字说明 CPM 模块中数据采集任务应如何划分?系统对任务调度的最小调度周期如何计算?各个任务周期及优先级如何定义?（分数：5.00）_(3).请用 200 字以内的文字说明针对 IOC 模块的多路 RS422 接口的数据采集，其驱动程序分别使用中断方式和查询方式的主要差别是什么?这两种方式的主要优缺点有哪些?（分数：5
17、.00）_五、试题五(总题数：1，分数：15.00)随着政府职能的转型，XX 行业职能主管部门(国家相关部委，各省、市的相关厅、局、委等)机构日趋精简，但随着国家现代化的发展，业务量反而越来越大。为保证本行业管理工作的质量和效率，提高对宏观经济管理与决策的支持能力、对社会公众的公共服务能力，该行业主管部门委托 MBI 软件开发公司开发一个 XX 行业宏观经济数据库管理系统。通过统计业务系统和相关部委自身的行业系统的信息化建设，提高各自核心业务的应用能力和管理水平，特别是数据中心的建设，对基础业务信息实施有效管理和有效利用；通过宏观经济数据库应用系统的建设，建立起包括宏观经济管理决策支持和宏观经
18、济基础信息的发布查询等在内的支撑子系统；通过存储备份系统(现场级)的建设，为本行业宏观经济基础信息资源实施安全、可靠的技术管理。（分数：15.00）(1).由于对政府数据的需求是多层次的，从而也要求政府部门信息系统具有较丰富的层次。但是，随着系统结构、层次的增多，层次间的界限越来越模糊，信息系统建设及维护的成本也就越高。结合你的系统架构经验，请用 500 字以内的文字简要讨论基于数据库(DB)、数据仓库(DW)和操作数据存储(ODS)技术的政府信息系统的各自特点。（分数：5.00）_(2).元数据库的建设与管理是数据仓库概念下数据中心工作模式中的重要环节，它关系到整个数据中心系统的结构和运行。
19、结合你的系统架构经验，请用 400 字以内的文字简要说明元数据库系统所定义和管理的处理包括哪些内容。（分数：5.00）_(3).该行业主管部门对待建的数据库应用系统提出了明确的审计要求，要求保留 5 年左右的审计跟踪信息。MBI 公司的架构师老张建议，直接在待建的数据库中插入审计跟踪信息以满足这一应用需求，架构师老郭则建议采用按月分区(Partitioning)和段空间压缩技术来满足这一应用需求。请用 400 字以内的文字简要说明这两种数据库审计方案的基本原理。（分数：5.00）_高级系统分析师下午试题()-16 答案解析(总分：75.00，做题时间：90 分钟)一、试题一(总题数：1，分数：
20、15.00)某大型电子商务企业的主要业务之一是网上书城，其主要功能是通过 Internet 为用户提供各种图书信息的在线查询、浏览及订购相关图书等多种服务。PH 软件公司承接了该大型网上书城系统的升级改造开发任务。该软件公司的领域专家对需求进行深入分析后，得到的部分系统需求如下。(1)用户可能频繁地进行书目查询操作，网上书城需要返回众多符合条件的书目并且分页显示，而且可能每次查询的内容都不一样。(2)网站管理员需要批量对相关书目信息进行修改，并且将更新信息记录到数据库。(3)随着该网上书城知名度的不断提升，每天的业务量非常多，网站的用户访问量越来越大，因此对业务有持续性要求，且要求有限的资源更
21、加合理地规划和使用。(4)随着该企业业务规模的不断扩展，网上书城并购了多家其他同类的网上书城，需要将后台异构数据库系统进行整合。该软件公司的系统架构师经过多方的研究和论证，集体提出了采用层次式架构风格设计该大型网上书城系统，包括表现层、业务逻辑层和数据访问层。（分数：15.00）(1).数据访问层负责与应用中的各种数据源打交道，并将它们整合起来，为业务逻辑层提供统一的数据服务。请对该大型网上书城的 4 个需求进行分析，结合你的系统架构经验，将下表中每个需求适合选用的数据访问模式及选择理由填充完整。表 网上书城数据访问层设计系统需求 数据访问模式 选择理由 (1) (2) (3) (4) (5)
22、 (6) 专用产品(如 WebSphere Information Integration 等) (7)（分数：5.00）_正确答案：(1)在线访问模式和离线数据模式相结合。(2)用户的每次书目查询操作需要与后台的数据源进行交互，需要响应的数据量比较大且较为频繁，通过离线数据的缓存来提高查询性能。(3)离线数据模式或 DTO 模式。(4)与数据库交互的次数并不频繁，但每次操作的数据量较大；同时能使本地操作有较好的交互体验。(5)连接池模式。(6)这是一个多用户并发访问的需求，使用连接池模式能够处理更多的用户请求。(7)这是一个整合异构数据源的需求，后台数据系统种类繁多且配置各异，可能需要对各种
23、关系型数据源及非关系型数据源的数据整合。)解析：在层次式架构风格中，数据访问层(数据持久层)主要负责和应用中的各种数据源(如 DB2 或 Oracle等关系型数据源、XML 数据及其他类型的非关系型数据、Web 服务，以及各种特别的遗留系统等)打交道，并将它们整合起来，为业务逻辑层提供统一的数据服务。架构师在不同的应用场合下可能会选择不同的数据访问模式，并且还会不断地推陈出新，这里不会也不可能穷尽所有的数据访问模式，而只是列举了其中最为典型的几个。在线访问模式、Data Access Object 模式、Data Transfer Object 模式、离线数据模式，以及对象/关系映射(Obje
24、ct/Relation Mapping)模式是数据访问层设计中典型的数据访问模式。各种数据访问模式的说明如下表所示。表 各种数据访问模式数据访问模式 说明在线访问模式是最基本和最常用的数据访问模式，该数据访问模式会占用一个数据库连接，读取数据，每个数据库操作都会通过这个连接不断地与后台的数据源进行交互DAO 模式是标准 J2EE 设计模式之一，常用这种模式将底层数据访问操作与高层业务逻辑分离开。一个典型的 DAO 实现通常具有以下组件：一个 DAO 工厂类；一个DAO 接口；一个实现了 DAO 接口的具体类(包含访问特定数据源的数据的逻辑)；数据传输对象(或称为值对象)DTO 模式是经典 EJ
25、B 设计模式之一。DTO 本身是这样一组对象或是数据的容器，它需要跨不同的进程或是网络的边界来传输数据。这类对象本身应该不包含具体的业务逻辑，并且通常这些对象内部只能进行一些诸如内部一致性检查和基本验证之类的方法，而且这些方法最好不要再调用其他的对象行为离线数据模式以数据为中心：数据从数据源获取之后，将按照某种预定义的结构(如 SDO 中的 Data 图表结构、ADO.NET 中的关系结构)存放在系统中，成为应用的中心；离线：对数据的各种操作独立于各种与后台数据源之间的连接或是事务；与 XML 集成：离线数据集所维护的数据可以方便地与 XML 格式的文档之间互相转换；独立于数据源：该模式的不同
26、实现定义了数据各异的存放结构和规则，这些都是独立于具体的某种数据源的O/R 映射其指导思想来源于这样一种现实：大多数应用中的数据都是依据关系模型存储在关系型数据库中；很多应用程序中的数据在开发或是运行时则是以对象的形式组织起来的。O/R 映射就提供了这样一种工具或是平台，能够帮助将应用程序中的数据转换成关系型数据库中的记录；或是将关系数据库中的记录转换成应用程序中的代码便于操作的对象依题意，在网上书城系统应用中，第 1 个系统需求是用户根据检索条件查询相关的书目，返回符合条件的书目列表(可能内容非常多，数据量较大)，而且可能每次查询的内容都不一样。通常情况下，针对用户书目查询这一业务应用，如果
27、查询返回的数据量并不是很大，同时也不频繁，则可以考虑采用在线访问的模式；如果返回的数据量较大(例如返回众多符合条件的书目并且分页显示)而且较为频繁，则需要考虑在线访问模式和离线数据模式相结合，通过离线数据的缓存来提高查询性能。第 2 个系统需求是网站管理员可能需要批量对相关书目信息进行修改，并且需要将更新的信息返回至数据库。此类数据应用的特点表现为：与数据库交互的次数并不频繁，但是每次操作的数据量相对较大；同时，也希望能够使得本地操作有较好的交互体验。针对这种应用情况，往往适合采用离线数据访问的模式，DTO 模式也是不错的选择。如果该网上书城应用系统采用的是 IBM WebSphere 平台，
28、则可以使用 SDO 技术，或者使用 Java 中的 CachedRowSet 技术；如果采用的是基于微软的应用系统平台，则可以采用 ADO.NET 技术。第 3 个系统需求是一个关于“多用户并发访问”的需求，如何让网上书城应用系统能够处理大规模的并发用户访问是一个很复杂的问题，涉及应用的架构、采用的软件、相应的配置和应用程序的调优等方面的问题。对于数据访问层设计，一个常见的方法是使用连接池的模式，以便能够处理更多的用户请求。如果在网上书城应用系统中使用了 IBM WebSphere Application Server(或 BEA WebLogic、Tomcat 等)应用服务器，则这些应用服务
29、器都提供了连接池的机制。第 4 个系统需求是一个关于“整合异构数据源”的需求，因为有了新的、不同类型的数据库系统的加入，需要和旧的数据库系统进行整合。后台数据系统种类繁多，配置复杂的情况是随处可见的。可能这个网上书城在刚刚起步的时候只是用了 MS SQL Server 2000 来作为后台数据源。后来随着业务的增加，又有了新的 Oracle(或 DB2)系统。除此之外，可能还有很多诸如 XML 文档等需要和已有的系统集成起来，这些都是令人头痛的问题。在很多实际项目中，经常需要软件开发公司花很大的力气开发一些导入/导出工具来集成此类数据，而现在已经有了专门的产品来完成这些任务。例如，IBM We
30、bSphere Information, Integration 等产品就可以用来支持各种关系型数据源及非关系型数据源的数据整合。(2).业务逻辑的千变万化，使信息系统的开发和维护都变得越来越困难，如何构建灵活高度可扩展性的业务层便成为亟待解决的问题。结合你的系统架构经验，请用 200 字以内的文字说明该网上书城业务逻辑层采用业务容器(Business Container)架构方式的优点。（分数：5.00）_正确答案：(表示层代码只需将业务参数传递给业务容器，之后就无须业务层多余的干预，所有业务代码均是在业务容器中运行，可以有效地防止业务层代码渗透到表示层，从而实现了业务层相对于表示层的透明化
31、，便于系统功能的开发、代码重用和管理。)解析：业务逻辑层框架位于系统架构的中间层，是实现系统功能的核心组件。业务逻辑层采用业务容器(Business Container)架构方式，便于系统功能的开发、代码重用和管理。业务层采用业务容器的方式存在于整个系统当中，可以大大降低业务层和相邻各层的耦合。表示层和业务层的交流是通过业务请求来实现的，表示层代码只需要将业务参数传递给业务容器，之后就不需要业务层多余的干预，所有业务代码均是在业务容器中运行。如此一来，可以有效地防止业务层代码渗透到表示层，从而实现了业务层相对于表示层的透明化。(3).该网上书城表示层框架的设计，采用基于 XML 的界面管理技术
32、，实现灵活的界面配置、界面动态生成和界面定制。结合你的系统架构经验，请用 350 字以内的文字说明基于 XML 的界面管理技术的基本思想及其主要组成部分的功能。（分数：5.00）_正确答案：(基本思想：用 XML 生成配置文件及界面所需的元数据，按不同需求生成界面元素及软件界面，从而实现用户界面描述信息与功能实现代码的分离。该技术包括界面配置、界面动态生成和界面定制 3 部分。界面配置：是对用户界面的静态定义，通过读取配置文件的初始值对界面配置。由界面配置对软件功能进行裁剪、重组和扩充，以实现特殊需求。界面定制：是对用户界面的动态修改过程，在软件运行过程中，用户可按需求和使用习惯，对界面元素的
33、属性进行修改：软件运行结束，界面定制的结果被保存。界面动态生成：系统通过 DOM API 读取 XML 配置文件的表示层信息，通过数据存取类读取数据库中的数据层信息，运行时由界面元素动态生成界面。)解析：基于 XML 的界面管理技术的基本思想是：用 XML 生成配置文件及界面所需的元数据，按不同需求生成界面元素及软件界面。该技术包括界面配置、界面动态生成和界面定制 3 部分。界面配置是对用户界面的静态定义，通过读取配置文件的初始值对界面进行配置。由界面配置对软件功能进行裁剪、重组和扩充，以实现特殊需求。界面定制是对用户界面的动态修改过程，在软件运行过程中，用户可按需求和使用习惯，对界面元素(如
34、菜单、工具栏、键盘命令)的属性(如文字、图标、大小、位置等)进行修改。软件运行结束，界面定制的结果被保存。系统通过 DOM API 读取 XML 配置文件的表示层信息(初始界面大小、位置等)，通过自定义的数据存取类读取数据库中的数据层信息，在运行时循环生成界面元素，动态生成界面。界面配置和定制模块在软件运行前后，通过修改相应的配置文件，就可以达到更改界面内容的目标。基于 XML 的界面管理技术实现的管理信息系统，实现了用户界面描述信息与功能实现代码的分离，可针对不同用户需求进行界面配置和定制，能适应一定程度内的数据库结构改动，只需对 XML 文件稍加修改，即可实现系统的移植。二、试题二(总题数
35、：1，分数：15.00)近年来，云计算技术的蓬勃发展为整个 IT 行业带来了巨大变革。传统数据中心已经难以满足新形势下日益增长的高性能及高性价比需求，并且无法支持云环境下更加灵活的按带宽租赁数据中心网络的运营方式。该集团随着信息系统业务的不断扩展上线，对高密度服务器及高度自动化管理系统的需求不断增长，建设云数据中心的需求应运而生。（分数：15.00）(1).云数据中心是指以客户为中心、以服务为导向，基于高效、低能耗的 IT 与网络基础架构，利用云计算技术，自动化地按需提供各类云计算服务的新一代数据中心。云数据中心是传统数据中心的升级，是新一代数据中心的演进方向。(1)请简述云数据中心的特点。(
36、2)云计算的关键技术有虚拟化技术、分布式计算技术、安全与隐私保护技术等，请简要说明云数据中心在 IT 基础设施虚拟化技术方面主要包括哪些技术。（分数：5.00）_正确答案：(1)资源池化；高效智能；面向服务；按需供给；绿色低碳。(2)服务器虚拟化技术；存储虚拟化技术；网络虚拟化技术。)解析：(1)通常情况下，云数据中心具有以下 5 个特点(但不限于)。资源池化。云数据中心内的 IT 资源和网络资源将构成统一的资源池，实现物理资源与逻辑资源的去耦合，用户仅需对逻辑资源进行相关操作而无需关注底层实际物理设备。高效智能。基于虚拟化、分布式计算等技术，利用低成本的集群设备实现高效廉价的信息承载、存储与
37、处理，同时通过管理平台实现自动化的资源监控、部署与调度以及业务生命周期的智能管理。面向服务。整体架构以服务为导向，通过松耦合的方式实现多服务的综合承载与提供，云数据中心由提供资源变成提供服务，用户通过服务目录选择相关的服务，对底层实际资源透明。按需供给。底层基础架构在资源池化的基础上根据实际需求实现资源的动态伸缩，并提供完备的、细颗粒的计费功能，云数据中心还将根据上层应用的发展趋势，实现对底层物理设备的智能容量规划。绿色低碳。通过模块化的设计以及虚拟化等绿色节能技术，降低云数据中心的设备投入成本以及运营维护成本，实现低 PUE (Power Usage Effectiveness)值的绿色低碳
38、运营。(2)广义的虚拟化是指计算元件在虚拟的基础上(而不是在真实的基础上)运行，是一个为了简化管理、优化资源的解决方案。其本质是实现底层物理设备与逻辑资源的去耦合。平常所讲的虚拟化是指服务器虚拟化，可以在相同的一套硬件上运行彼此独立的操作系统和应用软件。服务器虚拟化具有同质、高效、资源受控的特点。虚拟化后的虚拟机可以根据需求弹性增加或减少其分配的硬件资源，提高资源配置的灵活性，同时可以在单一物理服务器上运行多个虚拟机，提高了资源利用率，降低了能耗。通过服务器虚拟化可以将整个系统(包括硬件配置、操作系统以及应用等)封装在文件里，实现(虚拟机)系统的快速部署、软件发布和系统备份，同时在业务不中断的
39、情况下，实现在不同物理服务器上的动态迁移，增强系统的可靠性和扩展性。除服务器虚拟化外，虚拟化技术还包括存储虚拟化和网络虚拟化。存储虚拟化是指通过对存储(子)系统或存储服务的内部功能进行抽象、隐藏或隔离，使存储或数据的管理与应用、服务器、网络资源的管理分离，从而实现应用和网络的独立管理。存储虚拟化可以在系统的多个层面实现，如建立类似于 HSM(分级存储管理)的系统，同时，存储虚拟化技术的出现解决了系统异构的问题。网络虚拟化的狭义概念是传统虚拟专用网络，通过 VPN 或者 VLAN 的方式在公共网络上建立虚拟专用网。近年来，计算虚拟化“多对一”的特征对网络提出了与底层虚拟机相适配、互感知的新要求，
40、充实了网络虚拟化的概念。(2).假设当地城市工程视频监控系统是该云数据中心的应用之一。该视频监控系统可以提供实时监控、存储和随时调看 CIF 格式(352288)和 D1 格式(720576)分辨率的图像，支持 MPEG-2、MPEG-4 和 H.264 等编码格式。(1)当地城市某行政区内预计共有监控点 600 个，如果保存的是 CIF 格式的图像，码流为 512kbps，请计算每小时保存该行政区内全部监控点视频流需要多大的存储空间(B 或 GB)。请将计算结果保留小数点之后3 位数。如果保存的是 D1 格式的图像，码流为 2048kbps，请计算每小时保存该行政区内全部监控点视频流需要多大
41、的存储空间(B 或 GB)。(2)全部监控视频流信息保存在 IP SAN 设备 S2600 中，S2600 控制框(双控，220V 交流，4GB 内存，8 个iSCSI 主机接口，磁盘数量 12 个/框，最大支持附加 7 个磁盘扩展框)。假设在本项目中采用 SATA 1.5 TB 7.2K RPM 硬盘，在 IP SAN 配置的 RAID 组级别为 RAID10。若该视频监控系统实施时，图像格式采用了 CIF，码流为 512 kbps，请计算保存该行政区内全部监控点30 天视频流需要的存储空间(B、GB 或 TB)，并计算出保存 30 天视频流至少需要的硬盘数，以及至少需要配置的 S2600
42、控制框数量。（分数：5.00）_正确答案：(1)CIF 格式：138.24109B 或 128.746GB。D1 格式：552.960109B 或 514.984GB。(2)99.5331012B、92697.144GB 或 90.525TB。硬盘数：121 块。控制框数：11 个。)解析：(1)分辨率是数字监控产品中一项重要的技术指标，它在很大程度上决定了产品的性能(清晰度、存储量和带宽)和价格。目前监控行业中主要使用 QCIF (176144)、CIF (352288)、HALF D1 (704288)和D1 (704576)等几种分辨率，CIF 是主流的录像分辨率格式。通常情况下，监控图
43、像硬盘存储容量的计算主要取决于“码流”这一参数，与图像格式的分辨率大小没有直接关系。CIF、OCIF、DCIF 和 D1 等都有对应的码流范围，如果只是一味地将码流参数调高，图像质量也不会有明显的变化。依题意，若该行政区内视频监控系统保存的是 CIF 格式图像，码流为 512kbps，则每小时保存行政区内 600 个监控点视频流需要 138.24109B(128.746GB)的存储空间。具体计算过程如下。若监控系统保存的是 D1 格式的图像，码流为 2048kbps，该码流为 CIF 格式图像码流 512kbps 的 4 倍，则每小时保存行政区内 600 个监控点视频流需要 552.960109B(即 138.241094B)或 514.984GB(即128.7464GB)的存储空间。(2)若该视频监控系统实施时，图像格式采用 CIF 格式，码流为 512kbps，则保存行政区内 600 个监控点30 天视频流需要 99.53281012B(或 92697.144GB，或 90.525TB)的存储空间。具体计算过程如下。廉价磁盘冗余阵列(RAID)是利用一台磁盘阵列控制器来管理和控制一组磁盘驱动器，组成一个高度可靠的、快速的大容量磁盘系统。RAID 级别是指磁盘阵列中硬盘的组合方式，不同级别的 RAID 为
