案例場景

某智慧工廠擬開發一套基于Web 的設備遠程監控與預測性維護系統，用于實時監測生產線設備狀態并預警故障。核心需求如下:

1.設備狀態監控:實時采集設備傳感器數據(溫度、振動、電壓等)，以可視化圖表展示。

2.故障預測:基于歷史數據訓練機器學習模型，預測設備潛在故障并觸發告警。

3.工單管理:生成維護工單并分配至工程師，跟蹤工單執行進度。

4.權限控制:區分管理員(管理設備/用戶)、工程師(處理工單)、操作員(查看設備狀

態)三級角色。

5.數據安全:設備傳感器數據需加密傳輸，用戶密碼需單向加密存儲。

6.性能要求:實時數據延遲≤1秒，支持500 臺設備并發接入。

項目組選用 B/S 架構，采用Spring Boot 后端+Vue.js 前端技術棧。張工建議使用WebSocket 實現實時數據推送，HTTPS 保障傳輸安全。

問題內容:

[問題1] (8 分)

HTTP與WebSocket均可用于數據傳輸，請用300 字以內的文字簡述兩者工作模式的差異，并說明本系統中設備實時狀態數據和工單管理數據分別應選用哪種通信方式?

[問題2] (6分)

為實現該系統的權限控制功能，應該采用哪一種訪問控制類型?并簡單說明該訪問控制類型。

[問題3](4分)

為實現故障預測功能，需設計設備傳感器數據的存儲方案。請說明傳感器數據(時間戳、設備 ID、溫度、振動值)適合采用哪種數據庫(SQL/NoSQL) ?并列舉2個具體的數據庫。

[問題4] (7分)

Web 應用架構的設計原則可以幫助開發人員作出體系結構決策，構建簡潔、可維護的應用程序。請列舉 7種 Web應用架構的通用設計原則。

試題答案:

[問題1)

HTTP 是一種請求-響應的通信方式。在客戶端與服務端通信時，客戶端發送一個HTTP請求給服務器，服務器接收請求后進行處理，并將響應結果返回給客戶端。每次通信都是通過建立短暫的連接完成。(3分)

WebSocket是一種全雙工的通信方式，它在客戶端和服務器之間建立一個持久的連接。在客戶端與服務端通信時，雙方都可以主動發送和接收數據。這樣可以實現雙向實時通信，而不需要每次傳輸都建立新的連接。(3分)

選型:實時狀態數據用WebSocket(低延遲);工單管理數據用 HTTP(無實時要求)。

(2分)

[問題2]

為實現該系統的權限控制功能，訪問控制的設計采用基于角色的訪問控制(RBAC)模型。

(3分)

RBAC 就是指根據完成某些職責任務所需要的訪問權限來進行授權和管理。(3分)

[問題3]

選NOSQL數據庫(2分)。比如時序數據庫(如InfluxDB)或列式NoSQL(如Cassandra),

適應高頻寫入(2分)。

[問題4)

分離關注點、封裝、依賴關系反轉、顯式依賴關系、單一責任、避免自我重復、持久性無知、有界上下文(答對1條得1分，最高7分）