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在确定使用基于负载均衡集群的系统升级方法后，李工给出了一个基于LVS(LinuxVirtual Server)的负载均衡集群实现方案。公司的系统分析师在对现有系统进行深入分析的基础上，认为以下两个实际情况对升级方案影响较大，需要对该方案进行改进。
1．系统需要为购物提供购物车功能，用来临时存放选中的产品。
2．系统需要保证向所有的VIP用户提供高质量的服务。
针对上述描述，首先说明每种情况分别会引入哪些与负载均衡相关的问题，并用200字以内的文字说明针对不同的问题，应该如何改进李工的解决方案。
阅读下列关于软件开发方法的讨论，回答问题1、问题2和问题3。
张工和李工分别是某公司信息系统项目组和系统开发组的负责人。下面是张工与李工讨论信息系统项目组承接的新项目时的对话。
张工：我们这次承接的新系统很具有挑战性，在开发过程中不仅要使用一种新的数据库管理系统，而且用户所给的开发时间也比较短。我担心使用传统的SDLC(软件开发生存周期)方法可能无法按期完成系统开发任务。
李工：这个项目有什么特点吗？
张工：我不知道用户是否确切地明白他们想要一个怎样的新系统。他们提出了许多要求，但是我不敢确定他们是否真正理解这个新系统的功能。而且，这个系统可能会相当复杂，因为它要与多个已有的系统进行交互。
李工：我希望我们有更多使用RAD(Rapid Application Development，快速应用开发)方法的经验。目前你所面临的状况可能比较适合使用这种方法。
张工：我同意。但是这个项目的时限不允许我们去学习运用RAD方法的工具以及即将要使用的新的RDBMS(关系数据库管理系统)。
用100字以内文字，分析使张工放弃采用传统的SDLC方法的原因。
【问题 1】 (8分) 常见的反规范化设计包括增加冗余列、增加派生列、重新组表和表分割。为解决题干所述需求，王工采用的是哪种方法？请用300字以内的文字解释说明该方法，并指出其优缺点。 【问题2】 (8 分） 物理数据分区技术一般分为水平分区和垂直分区，数据库中常见的是水平分区。水平分区分为范围分区、哈希分区、列表分区等。请阅读下表，在(1)~(8) 中填写不同分区方法在数据值、数据管理能力、实施难度与可维护性、数据分布等方面的特点。
【问题 3】(9 分） 根据需求，李工宜选择物理水平分区中的哪种分区方法？请用300字以内的文字分别解释说明该方法的优缺点。
阅读以下关于嵌入式系统软件设计方面的叙述，回答问题1至问题3。
某公司承担了一项嵌入式系统软件开发项目。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(硬件结构图如图3-1所示)，具体硬件模块配置如下。
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①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。
②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，IOC模块与CPM模块的数据交换采用64KByte双端口存储器。
③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。
④图形处理模块(GPM)用于显示图形，支持OpenGL标准接口软件。
⑤MBI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。
①16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32Byte为基本数据块，分别以20ms、40ms、60ms和1s四个不同周期交换数据。
②64路离散量数据主要监控发动机工作状态，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。
③多路模拟量数据主要采集发动机转速、油量及汽车的其他数据，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。
④外总线(1553B)主要完成该系统与汽车其他电子系统的数据交换。
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公司将本项目交给项目主管李工实施，要求李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，提醒李工设计中重点考虑整个系统的实时性问题。李工完成设计后，提交公司评审，会上就李工设计中存在的缺陷展开了激烈讨论，最终达成一致。
李工在设计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间的双端口存储器中为每个422通道设计一级缓冲，当某通道接收一个字节时，就将数据放入缓冲，由CPM接收(其结构如图3-2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输入进行查询读取即可。
会上，王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、负载平衡分配及实现算法上均存在缺陷，必须改进。
(1)你认为李工的设计在实时性、负载平衡分配和实现算法上存在怎样的缺陷？详细说明理由。
(2)请给出IOC模块和CPM模块之间双口存储器数据交换方法。
A.体温
B.脉搏
C.呼吸
D.血压
E.头痛
试题二（共25分）
阅读以下关于软件系统数据建模的说明，在答题纸上回答问题l至问题3．
【说明】
某软件公司成立项目组为某高校开发一套教职工信息管理系统。与教职工信息相关的数据需求和处理需求如下：
(1)数据需求：在教职工信息中能够存储学校所有在职的教工和职工信息，包括姓名、所属部门、出生年月、工资编号、工资额和缴税信息；部门信息中包括部门编号、部门名称、部门人数和办公地点信息。
(2)处理需求：能够根据编制内或外聘教职工的工资编号分别查询其相关信息；每个月的月底统一核发工资，要求系统能够以最快速度查询出教工或者职工所在部门名称、实发工资金额；由于学校人员相对稳定，所以数据变化及维护工作量很少。
项目组王工和李工针对上述应用需求分别给出了所设计的数据模型（如图2-1和图2-2所示）。王工遵循数据库设计过程，按照第三范式对数据进行优化和调整，所设计的数据模型简单且基本没有数据冗余；而李工设计的数据模型中存在大量数据冗余。
项目组经过分析和讨论，特别是针对数据处理中对数据访问效率的需求，最终选择了李工给出的数据模型设计方案。
【问题1】（9分）
请用300字以内的文字，说明什么是数据库建模中的反规范化技术，指出采用反规范化技术能获得哪些益处，可能带来哪些问题。
【问题2】(8分)
请简要叙述常见的反规范化技术有哪些。
【问题3】（8分）
请分析李工是如何应用反规范化技术来满足教职工信息管理需求的。
