软件设计与体系结构作业
软件设计与体系结构作业
习题一1.什么是软件工程？构成软件工程的要素是什么？答：（1）软件工程是将系统的，规范的，可度量的方法应用于软件的开发、运行和维护过程，以及对上述方法的研究。
（2）软件工程是用工程、科学和数学的原则与方法，研制、维护计算机软件的有关技术及管理方法。
构成软件工程的要素：方法、工具和过程。
2．叙述软件工程中可修改性、有效性、可靠性、可理解性、可维护性、可重用性、可适应性、可移植性和可追踪性等概念的含义，并指明这些概念的重要性。
答：（1）可修改性：容许对系统进行修改而不增加原系统的复杂性。
它支持软件的调试与维护，但度量起来比较困难。
（2）有效性：软件系统能最有效地利用计算机的时间资源和空间资源，一般将系统的时/空开销作为衡量软件质量的一项重要技术指标。
（3）可靠性：软件在给定环境和时间下不会发生故障的概率。
（4）可理解性：系统具有清晰的结构，能直接反映问题的需求。
可立即诶系那个有助于控制软件系统的复杂性，并支持软件的维护、移植或复用。
（5）可维护性：软件产品交付用户使用后，能够方便地对它进行修改，以改正潜在的错误以及改进性能和其他属性，使软件产品适应环境的变化等。
软件的可理解性和可修改性有利于软件的可维护性。
（6）可复用性：概念或功能相对独立的一个或一组相关模块定义为一个软部件，软部件可以在多种场合应用的程序称为部件的可复用性。
可复用性有助于提高软件产品的质量和开发效率，有助于降低软件的开发和维护费用。
（7）可适应性：可适应性是指软件在不同的系统约束条件下，使用户需求得到满足的难易程度。
适应性强的软件较容易推广和使用。
（8）可移植性：可移植性是指软件从一个计算机系统或环境移植到另一个计算机系统或环境的难易程度。
可移植性支持软件的可复用性和可适应性。
（9）可追踪性：根据软件需求对软件设计、程序进行正向追踪，或根据程序、软件设计对软件需求进行逆向追踪的能力。
软件可追踪性依赖于软件开发各个阶段文档和程序的完整性、一致性、可理解性，降低系统的复杂性会提高软件的可追踪性。
软件设计与体系结构题目与答案
软件设计与体系结构题目与答案1.各种性能指标及如何到达各种性能指标的方法（1）防止变异模式：是如何设计对象，子系统和系统，使这些元素内部的变化或不稳定性不会对其他元素产生不良影响。
解决方案：识别预测的变化或不稳定之处，分配职责用以创建稳定借口。
（2）依赖反转原理：把你的类从局的现实中隔离开，使他们依赖于抽象类或接口。
它促进了代码面向接口而不是实现，这通过保证对实现的低耦合来增加系统的灵活性。
2.常用的中间件有那几种类型（1）常见的对象请求代理架构（2）面向消息的中间件（3）J2EE（4）消息代理（5）业务过程代理3.有那些常见架构风格（1）管道和过滤器架构风格（2）面向对象风格（3）隐式调用风格（4）客户-服务器风格（5）分层风格（6）仓库风格（7）解释程序风格（8）过程控制风格4.架构师需要的核心技能是什么（1）涉众之间的交流（2）技术知识（3）软件工程学（4）风险管理5.什么是软件架构软件架构是一系列相关的抽象模式，用于指导大型软件系统各个方面的设计。
软件架构是一个系统的草图。
软件架构描述的对象是直接构成系统的抽象组件。
各个组件之间的连接则明确和相对细致的描述组件之间的通讯。
在实现阶段，这些抽象组件被细化为实际的组件，比如具体某个类或者对象。
在面向对象领域中，组件之间的连接通常用接口（计算机科学）实现。
6.什么是架构风格一组原则。
你可以把它看成是一组为系统家族提供抽象框架的粗粒度模式。
7.什么是架构视图一个架构视图是对于从某一视角或某一点上看到的系统所做的简化描述，描述中涵盖了系统的某一特定方面，从而省略了此方面无关的实体。
8.各种架构风格的组件和连接器是什么1.管道和过滤器架构风格：适用于需要定义一系列的执行规则数据的独立运算，组件在输入时读数据流，在输出时产生数据流组件：称为过滤器，应用于对局部的输入流的转换，经常增长的计算，因此，在输入结束前输出就开始了连接器：称为管道，给流提供管道，把一个过滤器的输出传输到另一个输入。
软件设计模式与软件体系结构实验报告
软件设计模式与软件体系结构实验报告《软件体系结构》大作业（1）学院：软件学院课程名称：软件体系结构专业班级：学生姓名：学号：学生姓名：学号：指导教师：完成时间：年月日评分表1、叙述各小组成员完成本题目的分工协作情况。
小组中的每个成员都先理解题目要求及涉及的设计模式，并一起完成代码编写。
另外，组长负责文档制作。
2、评分表作业正文需要包括以下内容：1、作业题目内容的详细描述。
2、完成本题目所采用的软件设计模式名称及画出相应的类图，或者是所采用的软件体系结构名称及画出相应的体系结构图。
3、画出完成本题目所设计程序的设计类图；如还有其它图，也一并画出。
4、完成本题目所设计的程序代码。
5、程序运行的典型界面截图1、作业题目内容的详细描述。
【作业2.1-1】例2.3为使用工厂方法模式设计的汽车保险管理应用程序实例。
现在需要扩展例2.3的设计图，添加一个名为LuxuryCarInsurance 的类，而且需要编写此类和其它需要添加的类的代码，详细要求参见光盘的相应作业部分。
【作业 2.1-1】在例 2.4中，设计而且实现了豪华（Super）和中等（Medium）别墅（House）与公寓（Condo）的查询。
要求在该设计的基础上，增加一个新的类SemiDetacher（半独立式楼宇），而且编写代码，实现相应的查询功能，详细要求参见光盘的相应作业部分。
2、完成本题目所采用的软件设计模式名称及画出相应的类图，或者是所采用的软件体系结构名称及画出相应的体系结构图。
【作业2.1-1】采用的是工厂方法模式【作业2.1-2】采用的是抽象方法模式3、画出完成本题目所设计程序的设计类图；如还有其它图，也一并画出。
【作业2.1-1】采用的是工厂方法模式。
软件体系结构作业(完整版)
第一章:1•根据自己的经验，谈谈对软件危机的看法软件危机是指软件生产方式无法满足迅速增长的计算机需求，开发和维护过程出现的一系列问题。
以下几个原因导致：（1）软件自身特点（2）开发人员的弱点（3）用户需求不明（4）缺乏正确理论指导（5）开发规模越来越大（6）开发复杂度越来越高可以通过软件生命周期的模型和软件工具的使用来缓解危机，通过程序自动化和软件工业化生产的方法实现软件标准化的目标，进一步缓解软件危机带来的影响。
软件危机有利有弊，除了带来许多麻烦，也给我们带来许多挑战，克服危机的过程，我们在技术上和创新上都有了一个提升，也算是间接为软件产业的发展做了贡献。
2•什么是软件重用，软件重用的层次可以分为哪几个级别？软件重用：是指在两次或多次不同的软件开发过程中重复使用相同或相似软件元素的过程。
可以分为三个层次：（1 ）代码重用（2）设计结果重用（3）分析结果重用3•什么是可重用构件？相对于普通的软件产品，对可重用构件有何特殊要求？可充用构件表示软件重用过程中，可重用的软件构件元素可重用构件的特殊要求：（1）可重用构件应该具有功能上的独立性与完整性；（2）可重用构件应该具有较高的通用性；（3）可重用构件应该具有较高的灵活；（4）可重用构件应该具有严格的质量保证；（5）可重用构件应该具有较高的标准化程。
4•基于构件的软件开发的优势是什么？基于构件的软件开发面临哪些挑战和困难?优势：基于构件的软件将软件开发的重点从程序编写转移到了基于已有构件的组装，更快地构造系统，减轻用来支持和升级大型系统所需要的维护负担，从而降低了软件开发的费用困难和挑战：没有可依据的参考，可用资源和环境缺乏，开发难度高，而各方面需求增长速度与日剧增，更新和升级的跟进是一个不小的挑战•此外，在同一系统采用多个开发商提供的构件，它们之间的兼容性可能是开发过程中所要面对的一个严峻的问题挑战和困难：（1）在同一系统采用多个开发商提供的构件，它们之间的兼容性可能是开发过程中所要面对的一个严峻的问题；（2）采用随处可以购买到的构件可能会使开发出来的软件产品丧失技术上的独创性和市场上的竞争力；（3）第三方的构件开发商可能歇业，这会使购买的构件失去维护服务。
软件体系结构大作业
软件应用框架
框架是待实例化的、可复用的大粒度部件结构。框架面向不同规模的应用问 题，是通用的结构。强调针对实际问题和通用结构。应用框架有如下优点：模块 化 把应用分割成多个组件或模块. 模块化的开发互不影响, 效率提高.可重用性 代码的可重用性.可扩展性 客制化，开发者可在框架中插入自定义的业务逻辑。
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象是数据 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。 5.批处理风格。批处理风格的每一步处理都是独立的，并且每一步是顺序执行的， 只有当前一步处理完后，后一步处理才能开始，数据传送在步与步之间作为一个 整体。批处理的典型应用是经典数据处理和程序开发。 软件设计模式
软件体系结构是软件工程的重要研究领域，通过对基本软件结构和经典设计 风格的学习和研究，掌握软件体系结构设计的基本原则和技术途径；能够拓宽软 件方法和技术的知识面，提高软件的设计能力；软件体系结构的重要作用体现在 以下三个方面： 1.体系结构是风险承担者进行交流的手段，软件系统的各个风险承担者都关心着 系统的各个不同的方面，这些方面都受体系结构的影响。 2.体系结构是早期设计决策的体现，软件体系结构体现的这些早期的约束比起后 续的开发、设计、编码、运行服务以及维护工作更为重要。 3.软件体系结构是可传递和可重用的模型。 目标：
软件设计模式与体系结构
软件设计模式与体系结构计算机科学与技术学院《软件设计模式与体系结构》课程作业（一）（2016/2017学年第二学期）学生姓名：雷君学生专业：软件工程学生班级：142601学生学号：201426170108指导教师：王飞目录实验一1工厂方法模式——汽车保险1抽象工厂方法模式——房屋信息3实验二7组合模式——空军指挥系统7适配器模式——客户信息验证9实验三14桥接模式——几何立体体积14访问者模式——计算机部件销售软件20实验四24策略模式——整数排序24状态模式——交通信号灯错误!未定义书签。
实验五2 MVC软件体系结构2实验一工厂方法模式——汽车保险【实验内容】在例的汽车保险管理应用程序实例上添加一个名为LuxuryCarInsurance的类，并且，该类要与其他的类一样能执行相应的功能。
【添加代码】1、添加LuxuryCarInsurance类：public class LuxuryCarInsurance implements AutoInsurance{private String description;public String getInsuranceDescription(){description = " LuxuryCarInsurance: \n\nLuxuryCarInsurance coverage paysfor medical bills" +" lost wages, rehabilitation, treatment and/or" +" funeral costs for anyone injured or killed " +" by your car. Such coverage will also pay for" +" pain and suffering damages when a third " +" party successfully sues. ";return description;}}2、添加LuxuryCarPolicyProducer类：public class LuxuryCarPolicyProducer implements PolicyProducer{public AutoInsurance getPolicyObj() //Fruit factory(){return new LuxuryCarInsurance();}}3、添加GUI：（1）public static final String LUXURYCAR = "LuxuryCar Insurance";（2）cmbInsuranceType.addItem(LUXURYCAR); （3）if (type.equals(LUXURYCAR)) {pp=new LuxuryCarPolicyProducer();}【实验结果】【实验小结】使用工厂方法访问并且初始化合适的类的对象，简化了应用程序，应用程序本身不再含有大量的条件语句判定何时选取哪个类。
软件设计与体系结构练习 大连海事大学
一、选择题1、设计模式一般用来解决什么样的问题(a )A.同一问题的不同表相 B不同问题的同一表相C.不同问题的不同表相D.以上都不是2、当我们想创建一个具体的对象而又不希望指定具体的类时，可以使用（a ）模式。
A.创建型B.结构型 C行为型 D.以上都可以3. 对于依赖倒转的表述错误的是（ e ）A.依赖于抽象而不依赖于具体，也就是针对接口编程。
B.依赖倒转的接口并非语法意义上的接口，而是，一个类对其他对象进行调用时，所知道的方法集合。
C.从选项B的角度论述，一个对象可以有多个接口。
D.实现了同一接口的对象，可以在运行期间，顺利地进行替换。
而且不必知道所示用的对象是那个实现类的实例。
E.此题没有正确答案。
4. 软件体系结构是一门新兴学科，它来源于（C）A．程序设计语言 B. 数据库技术 C.软件工程 D. 网络通信5．“不要和陌生人说话” 是( d )原则的通俗表述A.接口隔离B.里氏代换C.依赖倒转D.迪米特：一个对象应对其他对象尽可能少的了解3、要依赖于抽象，不要依赖于具体。
即针对接口编程，不要针对实现编程,是(d )的表述A.开-闭原则B.接口隔离原则C.里氏代换原则D.依赖倒转原则5．Open-Close原则的含义是一个软件实体( a )A.应当对扩展开放，对修改关闭.B.应当对修改开放，对扩展关闭C.应当对继承开放，对修改关闭 D.以上都不对二．判断题1．在设计模式原则中里氏代换原则指出不要为了使用某些类的方法（功能）而滥用继承。
Y2．软件总是有体系结构的，不存在没有体系结构的软件。
Y3．UML中用菱形和箭头线表示聚合。
Y4．软件设计原则之一是要使用继承，而不是组合。
N5．在设计模式原则中里氏代换原则指出为了使用某些类的方法（功能）而使用继承。
N6．软件不总是有体系结构的，存在没有体系结构的软件。
N7．软件体系结构处理算法与数据结构之上的、关于整体系统结构设计和描述方面的一些问题。
Y8．软件的可重用性是指软件可以被重复运行多次。
软件设计与体系结构练习题参考答案
一、选择题CDABC DABCC ACDCC BADCA DDCBC ADBDA二、判断题√√X√√√√X X√X√√√X X X X X√√X√ X X X三、简答题1、简述实体类的概念及其作用。
实体类实现所谓的对象关系映射（Object Relational Mapping，简称ORM），是为了解决面向对象的类与关系数据库的表之间，存在的不匹配的现象，通过使用描述对象和关系之间映射的元数据，在程序中的类对象，与关系数据库的表之间建立持久的关系，用于在程序中描述数据库表。
本质上就是将数据从一种形式转换到另外一种形式。
简单地说，就是描述一个业务实体的类。
实体类对象是现实世界中实体对象在计算机中的表示，在层与层之间以及层内模块间进行数据传输。
2、敏捷开发宣言。
我们正在通过亲身实践以及帮助他人实践，揭示更好的软件开发方法，通过这项工作，我们认为：个体和交互胜过过程和工具可以工作的软件胜过面面俱到的文档客户合作胜过合同谈判响应变化胜过遵循计划虽然右项也有其价值，但我们认为左项更加重要。
3、简述XP的短交付周期的概念。
迭代计划: XP项目每两周交付一次可以工作的软件。
每两周的迭代都实现了利益相关者的一些需求，在每次迭代结束时，会给利益相关者演示迭代生成的系统，以得到他们的反馈。
迭代是一次较小的交付，可能会被加入到产品中，也可能不会。
每个周期（Iteration）开发的需求都是用户最需要的东西。
发布计划：XP团队通常会创建一个计划来规划随后大约6次迭代的内容。
一次发布通常需要2-3个月的工作。
它表示了一次较大的交付，通常此次交付会被加入到产品中。
发布计划不是一成不变的，客户可以随时改变计划的内容，他可以取消用户故事，编写新的用户故事，或者改变用户故事的优先级别。
但是客户应该更改后面迭代的内容，尽量不要更改下一次迭代。
4、测试驱动开发的概念及其积极作用。
编写所有产品代码的目的都是为了使失败的单元测试能够通过。
软件设计与体系结构作业_汇总
软件设计与体系结构作业(和教材对应章节)第一章、第五章、理论补充名词解释▪软件体系结构▪软件设计模式▪架构模式/软件体系结构风格▪软件框架▪构件▪连接件简答题▪描述软件体系结构视图”4+1”模型。
▪列举软件体系结构生命周期所经历的阶段。
▪陈述5个面向对象设计原则。
▪为什么软件体系结构重要？▪列举5个软件质量属性并做说明？第二章作业：▪p.23 1.(1); p.44 1.(2)；▪补充：（下面课后思考，不做到作业本，习题课时讲授）▪（1）假设有一个web托管公司，该公司在Windows和UNIX平台上托管服务。
该Web托管公司在这两种平台上提供三种不同类型的托管包：基本（Basic）、高级（Senior）和更高级（Super）。
使用“抽象工厂”模式设计一个应用，查询该托管公司提供的不同类型的托管包功能。
请画出设计类图。
▪（2）生成器模式可以用于描述肯德基KFC如何创建套餐：套餐是一个复杂对象，它一般包含主食（如汉堡、牛肉饭等）、配餐（如新奥尔良烤翅、香辣鸡翅、吮指原味鸡等）和饮料（如果汁、可乐等）等组成部分，不同的套餐有不同的组成部分，而KFC的服务员可以根据顾客的要求，一步一步装配这些组成部分，构造一份完整的套餐，然后返回给顾客。
套餐假设目前有如下几个套餐：午餐套餐（Lunch Suit）、晚餐套餐(Supper Suit)、豪华套餐(Luxury Suit)。
请用生成器模式设计该应用，画出其设计类图。
第三章作业：▪P.66 1.(1); p.75 1.(1) (2)；p.76 2.(2);p.97 1.(1)(2)(3)▪ppt 29.文件有不同类型，不同类型的文件其浏览方式有所区别，如文本文件和图片文件、视频文件的浏览方式就不相同。
对文件夹的浏览实际上就是对其中所包含文件的浏览，而客户端可以一致地对文件和文件夹进行操作，无须关心它们的区别。
使用组合模式来模拟文件的浏览操作(display)。
软件体系结构作业(完整版)
软件体系结构作业(完整版)1. 概述本文档是软件体系结构作业的完整版，涵盖了软件体系结构的相关概念、设计原则、模式及其应用。
主要目的是给软件体系结构的学习者提供一些指导和帮助。
2. 软件体系结构的定义软件体系结构是软件系统的重要组成部分，描述了软件系统的组成、结构、职责及其相互关系。
可以理解为软件系统的“骨架”，是软件架构师为了实现系统需求、满足质量属性、支持系统演化等目标而设计的系统蓝图。
3. 软件体系结构的设计原则1.模块化原则：将复杂系统分解为小而简单的组建，有利于系统的管理和维护。
2.建立完整模型原则：对系统进行整体分析，考虑到系统各个方面，做到系统的稳健性、可维护性等，从全局的角度看待系统问题。
3.选择合适的模式：将一些简单而经过实践检验的模式进行合理组合，对质量属性进行优化和提高。
4.考虑系统演化：考虑到系统的可扩展性，可以轻松的支持新的需求变化，便于现有代码或组建复用。
4. 常见的软件体系结构模式1.分层结构：将系统按照功能划分成若干层，每一层只与相邻层进行交互。
分层是一种非常常见的软件设计模式，它可以增加系统的可维护性，方便解耦。
2.MVC模式：MVC是模型-视图-控制器的缩写，是一种常见的软件体系结构模式，通过将系统分为三层来实现松耦合的功能。
模型层负责数据表示层，控制器层负责处理业务逻辑，视图层负责呈现给用户信息。
3.微服务架构：微服务架构是一种将单体应用切分成若干小粒度的服务，并将其组合成一个应用的架构风格。
这种架构风格有助于实现弹性的、可扩张的分布式系统。
5. 软件体系结构模式的应用1.分层结构在Web开发中的应用：Web开发中大量使用了分层结构模式，启用的负责UI、视图层，数据层负责对数据进行操作，各个层彼此独立、松耦合，方便开发和维护。
2.MVC模式在Web框架中的应用：Web框架如Spring、Django等也都使用了MVC模式，提供了非常多的支持来简化MVC应用开发。
软件体系结构大作业
南京邮电大学《软件体系结构》大作业姓名陈何渊学号 B12041318院系计算机、软件学院指导老师周国强2014年12月30日一、简述软件体系结构的性质、研究意义和目标是什么? (不少于300字)答软件体系结构的性质：软件体系结构是具有一定形式的结构化元素，即构件的集合，包括处理构件、数据构件和连接构件。
处理构件负责对数据进行加工，数据构件是被加工的信息，连接构件把体系结构的不同部分组组合连接起来。
这一定义注重区分处理构件、数据构件和连接构件，这一方法在其他的定义和方法中基本上得到保持。
（1）软件体系结构是软件设计过程的一个层面，是相对独立的、有价值的软件设计方法的总结，可作为软件开发指导性的策略和途径。
（2）强调设计过程，而非分析的过程。
分析的目标是理解和表示，设计的目标是实现。
（3）非用户的观点及非功能的观点。
对于用户，结构是软件系统功能的组合。
对于设计者，结构是为特定目标而设立的软件成分以及成分之间的关系。
研究意义：软件体系结构是软件工程的重要研究领域，通过对基本软件结构和经典设计风格的学习和研究，掌握软件体系结构设计的基本原则和技术途径；能够拓宽软件方法和技术的知识面，提高软件的设计能力；软件体系结构的重要作用体现在以下三个方面：1.体系结构是风险承担者进行交流的手段，软件系统的各个风险承担者都关心着系统的各个不同的方面，这些方面都受体系结构的影响。
2.体系结构是早期设计决策的体现，软件体系结构体现的这些早期的约束比起后续的开发、设计、编码、运行服务以及维护工作更为重要。
3.软件体系结构是可传递和可重用的模型。
目标：软件体系结构是一系列决策和基本原理的集合，这些决策的目标在于开发高效的软件体系结构。
在体系结构设计中所强调的基本原理是系统的可理解性、可维护性和可扩展性。
以一些恰当的形式汇集一定数量的体系结构元素满足系统的主要功能和性能的需求，另外还能同时表示出一些非功能性需求。
开发出合理的、高效的、高质量的软件体系结构，重点解决系统开发过程中的总体结构问题。
软件体系结构大作业
软件体系结构大作业南京邮电大学《软件体系结构》大作业姓名陈何渊学号 B12041318 院系计算机、软件学院指导老师周国强2014年12月30日一、简述软件体系结构的性质、研究意义和目标是什么? (不少于300字) 答软件体系结构的性质：软件体系结构是具有一定形式的结构化元素，即构件的集合，包括处理构件、数据构件和连接构件。
处理构件负责对数据进行加工，数据构件是被加工的信息，连接构件把体系结构的不同部分组组合连接起来。
这一定义注重区分处理构件、数据构件和连接构件，这一方法在其他的定义和方法中基本上得到保持。
（1）软件体系结构是软件设计过程的一个层面，是相对独立的、有价值的软件设计方法的总结，可作为软件开发指导性的策略和途径。
（2）强调设计过程，而非分析的过程。
分析的目标是理解和表示，设计的目标是实现。
（3）非用户的观点及非功能的观点。
对于用户，结构是软件系统功能的组合。
对于设计者，结构是为特定目标而设立的软件成分以及成分之间的关系。
研究意义：软件体系结构是软件工程的重要研究领域，通过对基本软件结构和经典设计风格的学习和研究，掌握软件体系结构设计的基本原则和技术途径；能够拓宽软件方法和技术的知识面，提高软件的设计能力；软件体系结构的重要作用体现在以下三个方面：1.体系结构是风险承担者进行交流的手段，软件系统的各个风险承担者都关心着系统的各个不同的方面，这些方面都受体系结构的影响。
2.体系结构是早期设计决策的体现，软件体系结构体现的这些早期的约束比起后续的开发、设计、编码、运行服务以及维护工作更为重要。
3.软件体系结构是可传递和可重用的模型。
目标：软件体系结构是一系列决策和基本原理的集合，这些决策的目标在于开发高效的软件体系结构。
在体系结构设计中所强调的基本原理是系统的可理解性、可维护性和可扩展性。
以一些恰当的形式汇集一定数量的体系结构元素满足系统的主要功能和性能的需求，另外还能同时表示出一些非功能性需求。
软件体系结构大作业模板
软件体系结构大作业题目：管道-过滤器模型专业班级： 13 软件工程1班学生姓名：马潇霄学号： 120132416042015年 10月 20 日目录1.问题背景 (3)2.相关综述: 管道-过滤器模型 (3)3. 设计内容/方案：管道-过滤器的设计原型 (6)4. 总结 (8)参考文献 (9)1.问题背景摘要软件体系结构设计给出了大规模软件复用，特别是领域复用的重要设计模式。
体系结构描述了软件系统的整体组织结构与风格，对软件的性能和质量有直接的影响。
管道-过滤器模式是一种面向数据流的软件体系结构。
该文对这种体系结构做了深入的讨论，并结合一个具体应用给出了设计原型。
关键词管道-过滤器模型管道过滤器随着软件系统规模和复杂性的增加，系统总体结构设计的重要性已远远超过特定算法和数据结构的选择，良好的体系结构是保证系统成功的关键。
基于软件体系结构的过程开发是现代软件开发的基本途径，也是软件工程成熟的标志。
软件体系结构的风格或模式包括客户-服务器模式的体系结构，管道-过滤器模式的体系结构，层次式体系结构，面向对象的体系结构等。
管道-过滤器模式的体系结构是面向数据流的软件体系结构。
它最典型的应用是在编译系统。
一个普通的编译系统包括词法分析器，语法分析器，语义分析与中间代码生成器，优化器，目标代码生成器等一系列对源程序进行处理的过程。
人们可以将编译系统看作一系列过滤器的连接体，按照管道-过滤器的体系结构进行设计。
此外，这种体系结构在其它一些领域也有广泛的应用。
因此它成为软件工程和软件开发中的一个突出的研究领域。
2.相关综述: 管道-过滤器模型2.1 模型的结构与特征管道-过滤器模型的基本部件都有一套输入输出接口。
每个部件从输入接口中读取数据，经过处理，将结果数据置于输出接口中，这样的部件称为“过滤器”。
这种模型的连接者将一个过滤器的输出传送到另一个过滤器的输入，该文把这种连接者称为“管道”。
在这种模型中，过滤器必须是独立的实体，每一个过滤器的状态不受其它过滤器的影响。
软件设计与体系结构大作业-设计模式
软件设计与体系结构⼤作业-设计模式代码地址：设计模式：1. ⼯⼚模式。
为满⾜需求2，采⽤⼯⼚模式设计门店。
根据依赖倒置原则，倒置设计思路，不从“顶端”的披萨店开始设计，⽽从披萨开始。
⾸先抽象出⼀个Pizza类，再回头思考如何设计PizzaStore类，这样PizzaStore类就会依赖抽象的Pizza类，⽽不需要理会具体的Pizza类，从⽽使得具体不同种类的披萨和抽象的PizzaStore类都依赖于这个抽象的Pizza类，从⽽使得设计符合依赖倒置原则。
⽽PizzaStore则通过⼯⼚⽅法创建具体Pizza。
⼯⼚⽅法模式的类图：为了满⾜需求1，再创建⼀个原料⼯⼚，负责创建Pizza所需的⾯饼、酱料、芝⼠等原料，供制作Pizza时使⽤。
Pizza的代码利⽤相关的⼯⼚⽣产原料，所⽣产的原料依赖所使⽤的⼯⼚，Pizza类根本不关⼼这些原料，从⽽实现Pizza和具体原料的完全解耦。
因此整个⼯⼚实际上是抽象⼯⼚模式，允许披萨店使⽤抽象接⼝获得⼀组相关产品（原料），从⽽使披萨店和原料解耦。
通过⼯⼚模式，我们可以很容易地创建新的原料⼯⼚和披萨店，且符合开闭原则和接⼝原则，只需要直接增加新的类，实现PizzaStore和PizzaIngredientFactory中的抽象⽅法即可，使得整个系统⾮常具有弹性。
2. 装饰者模式。
为满⾜需求3和需求4，可以⽤装饰者模式负责创建⾃定义Pizza。
由于需要⾃定义Pizza,涉及到属性和价格的变化，为了满⾜开闭原则，使⽤装饰者模式是最佳选择。
即每个装饰的组件和基本的被装饰的组件，均继承⾃Pizza抽象类，并重写其cost()和prepare()等⽅法，每个装饰组件均有⼀个指针指向被装饰者，从⽽使得这些⽅法可以先委托给被装饰者，然后再调⽤⾃⼰的⽅法，从⽽实现动态地将责任附加到对象上，可以更弹性地扩展功能。
3. 单件模式。
为满⾜需求5，需要使⽤单件模式，创建全局唯⼀的价⽬表对象。
软件设计及体系结构课后习题答案(秦航)
软件设计与体系结构答案目录：第一章 (4)1.什么是软件？软件的特点是什么？软件有那些分类？2.软件设计应该包括哪些要素？软件设计在软件工程中所处的位置和重要性如何？3.请用自己的话说明软件体系结构。
传统的建筑体系结构科学和软件体系结构有何相似之处？有何不同之处？4.软件设计和软件体系结构有何关系？软件体系结构的出现有何必然性和重要意义？5.在软件设计过程中，人们需要重点考虑软件系统结构的哪些方面？第二章 (5)1.什么是软件模型？2.软件模型对软件体系结构的作用是什么？3.常用的软件模型有哪些？4.什么是软件模型的非形式化描述和形式化描述？5.软件体系结构设计方法中的水平型设计和垂直型设计各有什么特点？6.什么是ADL？7.典型的ADL有哪几种？第三章 (6)1.在整个开发过程中，UML主要起到什么作用？2.如何利用模式解决在面向对象系统分析与设计中遇到的问题？3.UML中都包含哪些图？简述这些图的作用。
14.简述用例图之间的关系。
5.简述协作图和序列图的区别。
6.神舟六号描述画出能正确表示它们之间关系的UML图。
7.某个网上银行的用户登录过程用一个时序图描述这个过程。
第四章 (9)1.简述抽象与逐步求精的含义。
2.简述模块化与信息隐藏的关系。
3.为什么软件要追求高内聚、低耦合？4.软件设计过程中包含哪些活动？5.试总结本章列举的软件体系结构设计方法的特点。
第五章 (10)1.选择一个熟悉的大型软件系统，分析其体系结构中用到的风格，以及表现出的特点（为什么要采用这种风格？采用这种风格带来哪些优势？具有哪些不足？）2.选择4种风格，设计简单的体系结构，并实现简单的原型系统3.不同的体系结构风格具有各自的特点、优劣和用途，试对管道-过滤器风格，分层系统、C2风格和基于消息总线（基于事件的隐式调用）的风格进行分析比较。
第六章 (13)1.简述面向对象方法支持的3种基本活动.2.简述面向对象的系统开发生命周期。
软件设计模式大作业
体系结构和设计模式的说明系统名称：商店管理系统1.体系结构：MVC体系结构。
2.软件设计模式：单例模式，观察者模式，适配器模式。
单例模式：实现注册。
观察者模式：添加商品显示在列表。
适配器模式：实现密码的加密。
1.本系统采用的体系结构为MVC体系结构。
2.设计模式：包括（单例模式，适配器模式，观察者模式）（1）单例模式本项目在注册时候实现单例模式，该单例模式采用的是懒汉式的单例模式。
当在登录界面，点击“注册”按钮时，会使用单例模式的方法getInstance()生成了一个注册界面。
单例实现的类为SingleRegisterStage（），设定一个公开访问点，实现注册界面的打开，而且是单线程的方式，只能打开一个界面。
视图层：Login.fxml控制层：LoginController.java注册实现类：SingleRegisterStage.java界面显示：（2）适配器模式适配器模式主要用在注册对密码的加密，以及在密码修改的时候进行密码的加密。
实现的三个类分别为适Adaptee（适配器者类），Target（目标抽象类），Adapter（适配器类）。
而在Adaptee类定义为final类，只能使用对象适配器实现；Target目标类中包含了抽象方法doEncrypt(),客户端针对抽象类Target中进行编程，在客户端代码中调用了Target的doEncrypt()实现加密；Adapter类是适配器类，在该类的构造器函数中实例化Adaptee对象，Adapter和Adaptee是组合关系。
适配者类：Adptee.java目标抽象类：Target.java适配器类：Adapter.java控制层：RegisterController.java（3）观察者模式观察者主要是在添加商品的时候，显示在列表中实现的。
通过添加观察者，通知观察者，然后将结果显示在列表上。
有四个类分别为Subject（目标类），ConcreteSubjest（具体目标类），Observer（观察者），ConcreteObserver（具体观察者）。
软件设计与体系结构作业
软件设计与体系结构作业第三章2.简述模块化与信息隐藏在软件设计中的意义。
答：软件系统的模块化是指整个软件被划分成若干单独命名和可编址的部分，称之为模块，这些模块可以被组装起来满足整个问题的需求。
在软件设计中实现了功能划分把复杂的大的功能划分成简单的小的模块结构，尽量降低每个模块的成本，减少接口，确保软件总成本最低。
模块化使开活动更加简单的一个重要因素是模块的信息隐藏，即一个模块的开发者不必看到模块的内部，只需要知道其接口即可，使开发者的复杂性降低，不仅支持模块的并行开发，而且还可以减少测试和后期维护的工作量。
3.内聚度、耦合度分别指什么？为什么软件设计要追求高内聚、低耦合？答：内聚度是一个模块内部各成分之间关联程度的度量；耦合度是对模块间关联程度的度量。
软件设计中通常用耦合度和内聚度作为衡量模块独立程度的标准。
划分摸块的一个准则就是高内聚低耦合。
模块间的耦合度是指模块之间的依赖关系，包括控制关系、调用关系、数据传递关系。
模块间联系越多，其耦合性越强，同时表明其独立性越差。
降低模块间的耦合度能减少模块间的影响，防止对某一模块修改所引起的“牵一发动全身”的水波效应，同时每一个类完成特定的独立的功能，实现高内聚，保证系统设计顺利进行。
内聚和耦合密切相关，同其它模块存在强耦合关系的模块常意味这弱内聚，强内聚常意味着弱耦合。
4.软件设计过程中包含哪些主要活动？分别介绍这些主要活动的主要目标。
答：（1）软件设计计划明确设计过程的输入制品并使其处于就绪状态，定义设计过程的目标、输出制品及其验收准则，确定覆盖设计过程中各个阶段的全局性设计策略，分配设计过程相关人员的职责，针对设计过程制定工作计划。
（2）体系结构设计建立软件系统的体系结构，即“顶层架构”。
（3）界面设计为用户使用目标软件系统以实现其所有业务需求而提供友好的人机交互界面。
（4）模块/子系统设计确定的具体接口定义，并设计模块的内部结构，即设置包含于其中的模块、构件和设计类，明确它们之间的协作关系，确保它们之间的协作关系，确保它们能够协同实现高层模块接口规定的所有功能和行为。
【精品】软件体系结构作业完整版
第一章：1。
根据自己的经验，谈谈对软件危机的看法。
软件危机是指软件生产方式无法满足迅速增长的计算机需求，开发和维护过程出现的一系列问题。
以下几个原因导致：(1）软件自身特点（2）开发人员的弱点（3）用户需求不明（4)缺乏正确理论指导(5）开发规模越来越大（6）开发复杂度越来越高可以通过软件生命周期的模型和软件工具的使用来缓解危机，通过程序自动化和软件工业化生产的方法实现软件标准化的目标，进一步缓解软件危机带来的影响。
软件危机有利有弊,除了带来许多麻烦，也给我们带来许多挑战，克服危机的过程,我们在技术上和创新上都有了一个提升，也算是间接为软件产业的发展做了贡献。
2.什么是软件重用，软件重用的层次可以分为哪几个级别？软件重用：是指在两次或多次不同的软件开发过程中重复使用相同或相似软件元素的过程。
可以分为三个层次：(1）代码重用(2）设计结果重用（3）分析结果重用3.什么是可重用构件?相对于普通的软件产品，对可重用构件有何特殊要求？可充用构件表示软件重用过程中，可重用的软件构件元素。
可重用构件的特殊要求:（1）可重用构件应该具有功能上的独立性与完整性;(2）可重用构件应该具有较高的通用性;（3）可重用构件应该具有较高的灵活;（4)可重用构件应该具有严格的质量保证；(5）可重用构件应该具有较高的标准化程。
4。
基于构件的软件开发的优势是什么？基于构件的软件开发面临哪些挑战和困难?优势：基于构件的软件将软件开发的重点从程序编写转移到了基于已有构件的组装,更快地构造系统，减轻用来支持和升级大型系统所需要的维护负担,从而降低了软件开发的费用困难和挑战:没有可依据的参考,可用资源和环境缺乏,开发难度高，而各方面需求增长速度与日剧增，更新和升级的跟进是一个不小的挑战.此外，在同一系统采用多个开发商提供的构件，它们之间的兼容性可能是开发过程中所要面对的一个严峻的问题挑战和困难:（1)在同一系统采用多个开发商提供的构件，它们之间的兼容性可能是开发过程中所要面对的一个严峻的问题；(2）采用随处可以购买到的构件可能会使开发出来的软件产品丧失技术上的独创性和市场上的竞争力；（3）第三方的构件开发商可能歇业，这会使购买的构件失去维护服务。
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软件设计与体系结构作业第一次作业 (2)第二次作业 (4)第三次作业 (5)第四次作业 (6)第五次作业 (8)第六次作业 (22)第七次作业 (24)第一次作业3.试列举两个大型应用系统的实例说明软件在该系统中所起的关键作用以及软件质量对系统成败的影响。
答：图书管理系统——软件在系统中运行所起的作用是可以让读者查询到借书与还书情况，以及读书借阅情况，归还日期等，质量的好坏直接影响系统的正常运行。
火车票查询系统——软件在该系统中所起的关键作用是能够在电脑上运行的电脑程序，软件质量好影响人们可以在网上查到最新的消息，尽快买到到火车票。
若软件质量差那可能会不能更新最新消息，使人们不能正确订票、查票、影响人们该系统的使用率。
5.查阅有关文献给出两种本章中未列出的软件开发过程并进行描述。
答：增量模型——软件被作为一系列的增量构件来设计、实现、集成和测试，每一个构件是由多种相互作用的模块所形成的提供特定功能的代码片段构成。
喷泉模型——与传统的结构化生存期比较，具有更多的增量和迭代性质，生存期的各个阶段可以相互重叠和多次反复，而且在项目的整个生存期中还可以嵌入子生存期。
就像水喷上去又可以落下来，可以落在中间，也可以落在最底部。
8.软件体系结构与软件设计有何关系？软件体系结构的出现有何必然性和重要意义？答：软件体系结构与软件设计的关系：软件体系结构设计作为软件设计过程中的活动之一，能在较为抽象的级别上描述整个软件系统的结构，成为大规模、复杂软件系统设计中必不可少的步骤。
软件体系结构的意义：软件体系结构将构件以及构件之间的连接作为软件体系结构的基本组成部分。
软件体系结构使软件复用从代码复用发展到设计复用和过程复用，为不同的人提供了共同的语言，体现了系统早期的设计决策，并作为系统设计的抽象，为实现框架和构件的共享与复用，基于体系结构的软件开发提供了有力的支持。
2.在面向对象开发方法中，对象、类、继承、聚集、多态、消息等概念分别指什么？答：对象——是现实世界中个体或事物的抽象表示，是其属性和相关操作的封装。
类——是某些对象的共同特征（属性和操作）的表示。
继承——类之间的继承关系是现实世界中遗传关系的直接模拟，它表示类之间的内在联系以及对属性的操作的共享，即子类可以沿用父类（被继承类）的某些特征。
聚集——除遗传关系外，现实世界还普遍存在着部分-整体关系。
多态——指父类及其子类中，对外接口的定义形式相同，却可以对应多种接口的实现形态。
消息——消息传递是对象与其外部世界相互关联的唯一途径。
3.与传统开发方法相比，面向对象开发方法有何优势？答：1.简化软件开发过程；2.支持软件复用3.改善软件结构4.UML结构建模和行为建模有何区别？答：结构建模被称为静态建模，主要用来描述系统中包含的元素以及元素之间的关系，行为模型被称为动态模型，主要用来刻画系统中的动态行为、过程和步骤。
8.试叙述UNL用例图在软件需求建模中的用途。
答：用例图是由软件需求分析到最终实现的第一步，它描述人们如何使用一个系统。
用例视图显示谁是相关的用户、用户希望系统提供什么样的服务，以及用户需要为系统提供的服务，以便使系统的用户更容易理解这些元素的用途，也便于软件开发人员最终实现这些元素。
用例图在各种开发活动中被广泛的应用，但是它最常用来描述系统及子系统。
2.简述模块化与信息隐藏在软件设计中的意义。
答：软件系统的模块化是指整个软件被划分成若干单独命名和可编址的部分，称之为模块，这些模块可以被组装起来满足整个问题的需求。
在软件设计中实现了功能划分把复杂的大的功能划分成简单的小的模块结构，尽量降低每个模块的成本，减少接口，确保软件总成本最低。
模块化使开活动更加简单的一个重要因素是模块的信息隐藏，即一个模块的开发者不必看到模块的内部，只需要知道其接口即可，使开发者的复杂性降低，不仅支持模块的并行开发，而且还可以减少测试和后期维护的工作量。
3.内聚度、耦合度分别指什么？为什么软件设计要追求高内聚、低耦合？答：内聚度是一个模块内部各成分之间关联程度的度量；耦合度是对模块间关联程度的度量。
软件设计中通常用耦合度和内聚度作为衡量模块独立程度的标准。
划分摸块的一个准则就是高内聚低耦合。
模块间的耦合度是指模块之间的依赖关系，包括控制关系、调用关系、数据传递关系。
模块间联系越多，其耦合性越强，同时表明其独立性越差。
降低模块间的耦合度能减少模块间的影响，防止对某一模块修改所引起的“牵一发动全身”的水波效应，同时每一个类完成特定的独立的功能，实现高内聚，保证系统设计顺利进行。
内聚和耦合密切相关，同其它模块存在强耦合关系的模块常意味这弱内聚，强内聚常意味着弱耦合。
4.软件设计过程中包含哪些主要活动？分别介绍这些主要活动的主要目标。
答：（1）软件设计计划明确设计过程的输入制品并使其处于就绪状态，定义设计过程的目标、输出制品及其验收准则，确定覆盖设计过程中各个阶段的全局性设计策略，分配设计过程相关人员的职责，针对设计过程制定工作计划。
（2）体系结构设计建立软件系统的体系结构，即“顶层架构”。
（3）界面设计为用户使用目标软件系统以实现其所有业务需求而提供友好的人机交互界面。
（4）模块/子系统设计确定的具体接口定义，并设计模块的内部结构，即设置包含于其中的模块、构件和设计类，明确它们之间的协作关系，确保它们之间的协作关系，确保它们能够协同实现高层模块接口规定的所有功能和行为。
（5）过程/算法设计对模块内部的工作和执行过程进行描述，给出有关处理的精确说明。
（6）数据模型设计即是把系统的数据结构设计、数据库设计、甚至数据文件设计设计出来，形成数据处理的持久性。
8.试总结本章列举的软件体系结构设计方法各有何特点。
结合自己的开发经验，试讨论如何选择合适的软件体系结构设计方法。
答：（1）软件体系结构的多视图建模通过逻辑视图，开发视图、进程视图、物理视图、进程来描述的软件体系结构。
（2）基于评估与转换的软件体系结构设计通过迭代的开发方式，直至满足客户的需求。
（3）模式驱动的软件体系结构设计通过总结、记录、复用来实现的体系结构设计（4）领域特定的软件体系结构设计借鉴领域中已经成熟的软件体系结构来实现解决方案在某个领域内的复用。
（5）软件产品线方法软件复用发展的一个更高阶段，它并不仅仅局限于以前人们在软件复用中考虑的对函数、模块、类、体系结构甚至子系统的复用。
（6）其于目标推理的软件体系结构设计方法功能需求和非功能需求皆被表达为要达到的目标。
（7）其于属性的软件体系结构设计方法第四次作业13.什么是软件设计规格说明？它在软件开发中有何重要用途？软件设计过程中各个活动的结果最终应该文档化，形成正式的软件设计规格说明书，作为软件设计的输出，例如对系统的目标、范围、约束的定义，对软件结构、接数据等方面的设计等。
形成软件设计规格说明被评审，并作为后续软件实现活动的依据。
14.软件设计评审的目标是什么？设计评审需要关注哪些方面？答：目标：确保设计规格说明书能够实现所有的软件需求，及早发现设计中的缺陷和错误，并确保设计模型已经精化到合格的软件实现工程师能够构造出符合软件设计者期望的目标软件系统。
一、注意对需求规格说明的正确性进行评审1 是否有需求与其他需求相互冲突或者重复？2 是否清晰、简洁、无二义地表达了每个需求？3 是否每个需求都通过了演示、测试、评审，分析是否得到了验证？4 是否每个需求都在项目的范围内？5 是否每个需求都没有内容和语法上的错误？6 在现有的资源内，是否能实现所有的需求？7 每一条特定的错误信息，是否都是唯一的和具有含义的？二、注意对需求规格说明的实践性进行评审三、注意对需求规格说明的完整性进行评审1 编写的所有需求，其详细程度是否一致和合适？2 需求是否能为设计提供足够的基础？3 所有对其他需求的内部引用是否正确？4 是否包含了每个需求的实现优先级？5 是否定义了功能说明的内在算法？6 是否包含了所有已知的客户需求或系统需求？7 是否遗漏了必要的信息？如果有遗漏的话，把他们标记为待确定的问题？8 是否对所有预期的错误条件所产生的系统行为都编制了文档？四、注意对需求方案的可行性和成本预算进行评审五、注意对需求的质量属性进行评审六、注意对需求的可实施性进行评审七、注意对需求包含的用例文档进行评审1 用例的目标或价值度量是否明确？2 用例是否是独立的分散任务？3 是否明确说明可用用例会给哪些参与者带来用处？4 编写用例的详细程度是否恰当？是否有不必要的设计和实现细节？5 所有预期的分支过程是否都编写了文档说明？6 所有预估的异常过程是否都编写了文档说明？7 是否存在一些普通的动作序列可以分解成独立的用例？8 每个路径的步骤是否都清晰明了，无歧义而且完整？9 用例中的每个参与者和步骤是否都与所执行的任务有关？10 用例中定义的每个可选路径是否都可行和可验证？11用例的前置条件和后置条件是否合理？八、注意需求评审会的过程和结束标准1 审查期间评审员们提出的所有问题都已经解决。
2 相关文档中的所有更改都已经正确完成。
3 修订过的文档进行了拼写检查。
4 所有标识为TBD（待确定）的问题已经全部解决，或者已经对每个TBD的问题的解决过程、计划解决的目标日期和责任解决人等编制了文档。
5 需求文档正式进入了配置库。
第五次作业6.试以4~6人为一组，选择下面4个软件问题之一，采用本章所述的面向对象方法进行设计，并提交最终的设计模型和文档。
答：图书馆管理系统面向对象的软件设计与分析一图书管理系统开发背景图书馆作为一种信息资源的集散地,图书和用户借阅资料繁多,包含很多的信息数据的管理,现今,有很多的图书馆都是初步开始使用,甚至尚未使用计算机进行信息管理.图书馆若采取手工方式对图书资料和图书借阅情况进行人工管理,由于资料繁多,手工处理的工作量大,整体管理效率低下,也不方便读者对图书资料的查阅.基于以上情况,我们需要一套图书管理系统,来提高信息管理效率.二图书管理系统设计2.1任务目标图书馆信息管理系统作为办公电子化，利用计算机软件，为图书馆管理员管理图书馆藏书，为读者（学生）结束提供借阅图书提供服务。
本次开发任务就是为某学校开发一个图书馆管理系统。
通过使用本系统，实现图书馆藏书管理电子化，借阅自动化，并提供管理员实时监控图书馆藏书，读者实时借书/还书的功能。
除此之外，还提供图书馆管理员维护藏书，读者信息数据库的功能以及读者查阅图书相关信息的功能2.2 图书管理系统需求描述2.2.1 系统组成图书管理系统由一下几个子系统构成:1. 系统管理员管理子系统2. 图书管理员管理子系统3.读者子系统各个子系统又包含一些各自的独立功能模块,详细模块分配如下图所示。
2.2.2 图书管理系统功能描述1:借阅者可以通过网络查询书籍信息和预定书籍。