分析比较KWIC系统实现四种不同体系结构风格
软件体系结构经典问题——KWIC的分析和解决
软件体系结构经典问题——KWIC的分析和解决KWIC作为⼀个早年间在ACM的Paper提出的⼀个问题，被全世界各个⼤学的软件设计课程奉为课堂讲义或者作业的经典。
（FromWiki，FYI，D. L. Parnas uses a KWIC Index as an example on how to perform modular design in his paper "On the Criteria To Be Used in Decomposing Systems into Modules" - Available as ACM Classic Paper）问题陈述：KWIC(Key Word In Context)，Parnas (1972)KWIC索引系统接受⼀些⾏，每⾏有若⼲字，每个字由若⼲字符组成；每⾏都可以循环移位，亦即重复地把第⼀个字删除，然后接到⾏末； KWIC把所有⾏的各种移位情况按照字母表顺序输出•⽬的：考察不同的体系结构对变化的适应能⼒（modifiab ility）•评价准则–处理算法的改变：例如，⾏的移位可在每⾏读⼊后、在所有⾏读⼊后、或当排序要求⼀组移位的⾏时執⾏；–数据表⽰的改变：例如，⾏、字、字符可以不同的⽅式存储；类似地，循环移位后的⾏可以显式或隐式存储（索引和偏移量）；–系统功能的增强：例如，限制以某些“修饰词”(a, an, and等)打头的移位结果；⽀持交互，允许⽤户从原始输⼊表中删除⼀些⾏等；–效率：时间和空间；–复⽤：构件被复⽤的潜⼒。
Solution 1：Main Program/Subroutine with Shared DataElements of Main/Subroutine Architectural style are:Components: FunctionsInteractions: Function callsPattern: Main function controls the calling sequenceThis is the primary organization of many software systems. This style reflects structural/procedural programming language (e.g. C programming language) in which these system are written.•Decompose the overall processing into a sequence of processing steps.–Read lines; Make shifts; Alphabetize; Print results•Each step transforms the data completely.每⼀步完全转换数据•Intermediate data stored in shared memory.–Arrays of characters with indexes带索引的字符数组–Relies on sequential processing串⾏处理Solution 1：Modularization•Module 1: Input–Reads data lines and stores them in “core”.–Storage format: 4 chars/machine word; array of pointers to start of each line.–•Module 2: Circular Shift–Called after Input is done.–Reads line storage to produce new array of pairs: (index of 1st char of each circular shift, index of original line)–•Module 3: Alphabetize–Called after Circular Shift.–Reads the two arrays and produces new index.•Module 4: Output–Called after alphabetization and prints nicely formatted output of shifts–Reads arrays produced by Modules 1 & 3–•Module 5: Master Control–Handles sequencing of the first 4 modules–Handles errorsProperties of Solution 1•Batch sequential processing.•Uses shared data to get good performance.⽤共享数据获得性能•Processing phases handled by control module.–So has some characteristics of main program – subroutine organization.–Depends critically on single thread of control.•Shared data structures exposed as inter-module knowledge.共享数据的结构是所有模块必须知道的–Design of these structures must be worked out before work can begin on those modules. 数据结构的设计必须在其他模块设计开始之前进⾏⽅案优缺点：+系统⾃然分解，符合⼈的处理习惯+数据共享，处理效率⾼+–难以适应数据存储格式和整体处理算法的变化——爲什麽？–系统构件难以⽀持复⽤——爲什麽？仔细参考：。
上下文关键字
with Shared Data\n"); System.out.println("输入的每行：");
output(lines); //循环移位
lines = CircularShift(lines); //排序
lines = Alphabetizer(lines);
System.out.println(); //输出 System.out.println("经过 KWIC 系统后输出的每行结果：");
public static void alphabetizer(List<String []> characters, List<Pair> index, List<Pair> alphabetedIndex) {
alphabetedIndex.addAll(index); for(int i = 1; i < alphabetedIndex.size(); i++) {
package impinvosolution; import java.util.List; class CircularShift {
private static final String noiseWords = "a an and "; public static void circularShift(List<String []> characters, List<Pair> index) {
String fInput = "KWIC_input.txt"; String fOutput = "KWIC_output.txt"; ArrayList <String> lines = input(fInput);
分析比较KWIC系统实现四种不同体系结构风格
分析比较KWIC系统实现四种不一样体系构造风格姓名：班级：学号：院系：一、试验目旳 (3)二、试验内容 (3)三、试验规定与试验环境 (3)四、试验操作 (3)1数据流风格：批处理序列；管道/过滤器 (3)2采用调用/返回风格：主程序/子程序、面向对象风格、层次构造 (5)3仓库风格：数据库系统、超文本系统、黑板系统 (7)4独立构件风格：进程通讯、事件系统 (8)五试验总结 (10)一、试验目旳通过KWIC 实例分析，理解和掌握软件体系构造风格设计与实现。
二、试验内容多种软件风格设计与实现KWIC 实例：1．采用主/子程序体系构造风格实现KWIC 关键词索引系统2．采用面向对象体系架构风格实现KWIC 关键词索引系统3．采用管道过滤体系架构风格实现KWIC 关键词索引系统4．采用事件过程调用体系架构风格实现KWIC 关键词索引系统三、试验规定与试验环境纯熟掌握基于主/子程序体系构造风格旳KWIC 关键词索引系统，在此基础上，完毕基于面向对象体系架构风格旳KWIC 关键词索引系统设计与实现。
选做基于管道过滤体系架构风格旳KWIC 关键词索引系统；选做基于事件过程调用体系架构风格旳KWIC 关键词索引系统。
四、试验操作1数据流风格：批处理序列；管道/过滤器管道-过滤器风格将系统旳功能逻辑建立为部件集合。
每个部件实例完毕一种对数据流旳独立功能处理，它接受数据流输入，进行转换和增量后进行数据流输出。
连接件是管道机制，它将前一种过滤器旳数据流输出传递给后一种过滤器作为数据流输入。
连接件也也许会进行数据流旳功能处理，进行转换或增量，但连接件进行功能处理旳目旳是为了适配前一种过滤器旳输出和后一种过滤器旳输入，而不是为了直接承载软件系统旳需求。
各个过滤器可以并发执行。
每个过滤器都可以在数据输入不完备旳状况下就开始进行处理，每次接到一部分数据流输入就处理和产生一部分输出。
这样，整个旳过滤器网络就形成了一条流水线。
分析比较KWIC系统实现四种不同体系结构风格
分析比较KWIC系统实现四种不同体系结构风格：班级：学号：院系：一、实验目的 (3)二、实验容 (3)三、实验要求与实验环境 (3)四、实验操作 (3)1数据流风格：批处理序列；管道/过滤器 (3)2采用调用/返回风格：主程序/子程序、面向对象风格、层次结构 (4)3仓库风格：数据库系统、超文本系统、黑板系统 (5)4独立构件风格：进程通讯、事件系统 (5)五实验总结 (6)一、实验目的通过KWIC 实例分析，理解和掌握软件体系结构风格设计与实现。
二、实验容多种软件风格设计与实现KWIC 实例：1．采用主/子程序体系结构风格实现KWIC 关键词索引系统2．采用面向对象体系架构风格实现KWIC 关键词索引系统3．采用管道过滤体系架构风格实现KWIC 关键词索引系统4．采用事件过程调用体系架构风格实现KWIC 关键词索引系统三、实验要求与实验环境熟练掌握基于主/子程序体系结构风格的KWIC 关键词索引系统，在此基础上，完成基于面向对象体系架构风格的KWIC 关键词索引系统设计与实现。
选做基于管道过滤体系架构风格的KWIC 关键词索引系统；选做基于事件过程调用体系架构风格的KWIC 关键词索引系统。
四、实验操作1数据流风格：批处理序列；管道/过滤器管道-过滤器风格将系统的功能逻辑建立为部件集合。
每个部件实例完成一个对数据流的独立功能处理，它接收数据流输入，进行转换和增量后进行数据流输出。
连接件是管道机制，它将前一个过滤器的数据流输出传递给后一个过滤器作为数据流输入。
连接件也可能会进行数据流的功能处理，进行转换或增量，但连接件进行功能处理的目的是为了适配前一个过滤器的输出和后一个过滤器的输入，而不是为了直接承载软件系统的需求。
各个过滤器可以并发执行。
每个过滤器都可以在数据输入不完备的情况下就开始进行处理，每次接到一部分数据流输入就处理和产生一部分输出。
这样，整个的过滤器网络就形成了一条流水线。
设计词汇表：Pipe, Filter构件和连接件类型构件：Filter连接件：Pipe例子：传统编译器优缺点：优点：易于理解并支持变换的复用。
数据仓库系统体系结构分析
数据仓库系统体系结构分析从理论上去分析与定义数据仓库与信息共享平台或者管理信息系统等的区别并没有什么意义。
本文从工程实施的角度来探讨在设计数据仓库系统时所采用的几种体系结构以及各自的优缺点。
对于一个企业而言，最关键也最为重要的是，如何以一种有效的方式逐步整理各个业务处理系统中积累下来的历史数据，并通过灵活有效的方式为各级业务人员提供统一的信息视图，从而在整个企业内实现真正的信息共享。
这一类的应用系统都可以称之为数据仓库。
直接报表这类系统之所以称为直接报表(Direct Reporting)，是因为业务人员通过一些OLAP/商业智能工具直接访问业务系统中的数据，并产生所需要的报表或者进行相关的分析。
这种结构非常简单，只要把OLAP工具与现有业务系统进行连接，能够进行联机信息访问就可以了。
它能够很快地向业务人员提供一定范围内灵活的多维分析报表，比传统的通过编程来生成报表的方式要快捷得多。
这种方式的主要问题在于：数据访问内容有限，局限于业务处理系统中现有的在线数据；无法提供统一的信息视图；影响业务处理性能。
独立数据集市独立数据集市(Independent Data Mart)也被称为部门级数据仓库，往往是针对特定部门的业务需求而设计的。
这里之所以在数据集市前冠以“独立”两字，是为了强调当企业为多个部门建立数据集市之后，这些数据集市彼此之间相互独立，具有不同的数据存储模型。
在这种结构中，企业没有一个统一的数据存储模型。
把用于数据分析与决策支持的数据集市与业务处理系统物理上分离，通过ETL流程把业务系统中的数据经过清洗与整理后加载到数据集市。
业务人员通过OLAP工具直接访问数据集市中的信息来生成多维报表或者进行其它信息分析。
在这种结构中，IT人员必须针对每个数据集市设计独立的ETL处理程序，把各生产系统的操作数据按照需要分别转换到每个独立数据集市中。
这种策略将使整个系统变得非常复杂和难于维护，在投资方面也是得不偿失。
分析比较KWIC系统实现四种不同体系结构风格
分析比较KWIC系统实现四种不同体系结构风格KWIC系统（Keyword in Context）是一种文本处理系统，它通过对输入的文本进行预处理，将每个单词的关键字移到字母表序的最前面，从而方便用户查找和理解文本。
在实现KWIC系统的过程中，可以采用不同的体系结构风格。
本文将分析和比较KWIC系统实现的四种不同体系结构风格。
1.面向过程风格：面向过程风格是一种传统的体系结构风格，它以功能为中心，通过一系列的子程序来实现系统的功能。
在KWIC系统中，面向过程风格可以将各个功能模块划分为不同的子程序，如输入模块、处理模块和输出模块。
输入模块负责读取文本数据，处理模块负责对文本数据进行预处理，输出模块负责将处理后的文本数据进行显示或存储。
面向过程风格的优点是结构清晰，易于理解和维护。
然而，面向过程风格缺乏灵活性和可重用性，随着系统功能的扩展和变化，其复杂性和维护成本会增加。
2.面向对象风格：面向对象风格是一种基于对象和类的体系结构风格，它将系统划分为多个对象，每个对象都具有属性和方法。
在KWIC系统中，面向对象风格可以将输入、处理和输出等功能划分为不同的对象，对象之间通过消息传递来实现协作。
输入对象负责读取文本数据，处理对象负责对文本数据进行预处理，输出对象负责将处理后的文本数据进行显示或存储。
面向对象风格的优点是可重用性和灵活性强，易于扩展和维护。
然而，面向对象风格的缺点是易于产生过度设计和过度集成的问题，增加系统的复杂性和开发成本。
3.数据流风格：数据流风格是一种基于数据流和处理器之间的依赖关系的体系结构风格，它将系统看作一系列的数据流和处理器。
在KWIC系统中，数据流风格可以将输入、处理和输出等功能看作数据流，并将数据流之间的依赖关系表示为处理器的输入和输出。
处理器负责对输入的数据流进行处理，生成输出的数据流。
数据流风格的优点是模块化和并行化程度高，易于理解和调试。
然而，数据流风格的缺点是系统结构复杂，难以维护和扩展。
软件体系结构风格
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目 录
• 软件体系结构概述 • 集中式软件体系结构 • 层次式软件体系结构 • 分布式软件体系结构 • 面向服务的软件体系结构 • 软件体系结构风格的比较与选择
01
软件体系结构概述
软件体系结构的定义
01
软件体系结构是指软件系统的组 织结构，包括各个组成部分之间 的关系和约束，以及系统的设计 原则和模式。
缺点
层次式软件体系结构的缺点是可能会 导致信息隐藏和难以理解的问题，同 时，由于需要遵循特定的通信协议和 接口规范，开发难度相对较大。Βιβλιοθήκη 04分布式软件体系结构
分布式软件体系结构的特点
分布式软件体系结构是一种由多个自主计算单元组成的系统，这些单元通过网络相 互通信并协同工作。
分布式软件体系结构具有高度的可扩展性和灵活性，可以随着业务需求的变化而进 行调整。
05
面向服务的软件体系结构
面向服务的软件体系结构的特点
服务性
通信性
面向服务的软件体系结构强调软件组件的 松散耦合，以便更好地实现服务的复用和 组合。
面向服务的软件体系结构中的服务之间通 过消息传递进行通信，实现异步或同步的 交互。
中立性
可组合性
面向服务的软件体系结构中的服务是中立 的，不依赖于特定的技术和平台，以便更 好地跨平台和跨技术实现服务复用。
Java虚拟机
Java虚拟机（JVM）也是一种典型的层次式软件体系结构，它包括Java虚拟机 和Java平台两部分，其中Java虚拟机包括运行时数据区、垃圾回收器、执行引 擎等层次。
层次式软件体系结构的优缺点
优点
层次式软件体系结构具有清晰的结构 、易于维护和扩展、可重用性高等优 点。同时，它也支持分布式计算和异 构系统集成。
软件体系结构风格
软件体系结构风格软件体系结构设计的一个核心问题是能否使用重复的体系结构模式，即能否达到体系结构级的软件复用。
也就是说，能否在不同的软件系统中，使用同一体系结构。
基于这个目的，学者们开始研究和实践软件体系结构的风格和类型问题。
Garlan和Shaw根据此框架给出了通用体系结构风格的分类。
（1）数据流风格：批处理序列；管道／过滤器。
（2）调用／返回风格：主程序／子程序；面向对象风格；层次结构。
（3）独立构件风格：进程通信；事件系统。
（4）虚拟机风格：解释器；基于规则的系统。
（5）仓库风格：数据库系统；超文本系统；黑板系统。
下面，我们将介绍一些典型的软件体系结构风格。
1．分层系统层次系统组织成一个层次结构，每一层为上层服务，并作为下层客户。
例如，四层的分层式体系结构可以分为应用软件、业务软件、中间件和系统软件。
这种风格支持基于可增加抽象层的设计。
这样，允许将一个复杂问题分解成一个增量步骤序列的实现。
由于每一层最多只影响两层，同时只要给相邻层提供相同的接口，允许每层用不同的方法实现，同样为软件复用提供了强大的支持。
层次系统最广泛的应用是分层通信协议。
在这一应用领域中，每一层提供一个抽象的功能，作为上层通信的基础。
较低的层次定义低层的交互，最低层通常只定义硬件物理连接。
2．客户／服务器客户／服务器（Client/Server, C/S）软件体系结构是基于资源不对等，且为实现共享而提出来的，是20世纪90年代成熟起来的技术，C/S体系结构定义了工作站如何与服务器相连，以实现数据和应用分布到多个处理机上。
C/S体系结构有3个主要组成部分，即数据库服务器、客户应用程序和网络。
传统的C/S体系结构将应用一分为二，服务器（后台）负责数据管理，客户机（前台）完成与用户的交互任务。
服务器为多个客户应用程序管理数据，而客户程序发送、请求和分析从服务器接收的数据，这是一种“胖客户机”、“瘦服务器”的体系结构。
与二层C/S结构相比，在三层C/S体系结构中，增加了一个应用服务器。
计算机体系结构解析
计算机体系结构解析计算机体系结构是指计算机硬件与软件之间的接口和互动关系，是计算机系统中最重要的组成部分之一。
计算机体系结构的设计和优化对于计算机的性能和功能起着至关重要的作用。
本文将对计算机体系结构进行解析，探讨其基本原理和发展趋势。
一、计算机体系结构的定义和分类计算机体系结构是指计算机硬件与软件之间的接口和互动关系。
在计算机体系结构的发展过程中，出现了多种不同的体系结构类型，其中最主要的有冯·诺依曼体系结构和哈佛体系结构。
1. 冯·诺依曼体系结构冯·诺依曼体系结构是一种基于存储程序概念的计算机体系结构。
它的关键特点是将数据和指令存储在同一存储器中，并采用顺序执行的方式进行计算。
冯·诺依曼体系结构的优点是程序灵活，易于编程和维护，但缺点是存在冯·诺依曼瓶颈，即计算机在执行指令时需要通过存储器进行数据传输，限制了计算能力的提升。
2. 哈佛体系结构哈佛体系结构是一种将指令存储和数据存储分离的计算机体系结构。
在哈佛体系结构中，指令存储和数据存储使用不同的存储器，可以同时进行指令的取指和数据的读写操作，提高了计算机的并行性和运算速度。
哈佛体系结构的缺点是编程和维护相对困难，且成本较高。
二、计算机体系结构的基本原理计算机体系结构的设计和实现是建立在一系列基本原理之上的。
下面介绍一些常见的计算机体系结构基本原理。
1. 指令集架构(ISA)指令集架构是计算机体系结构的基础，它定义了计算机能够执行的指令集合。
不同的指令集架构拥有不同的指令集和寻址方式，对计算机的性能和功能有着重要影响。
常见的指令集架构包括x86、ARM等。
2. 存储器层次结构存储器层次结构是计算机体系结构中的重要组成部分。
它由多级存储器组成，包括寄存器、高速缓存、主存储器等。
存储器层次结构的设计旨在提高存储器的访问速度和容量，以满足计算机系统对数据和指令的高效访问需求。
3. 流水线和乱序执行流水线和乱序执行是提高计算机性能的常见技术。
软件体系结构4、软件体系结构风格2
Architecture
index of 1st char of array of pointers to each circular shift, index start of each line of original line
特点
Batch sequential processing.批处理系统 Uses shared data to get good performance. 用共享数据获得性能 Shared data structures exposed as inter-module knowledge.共享数据的结构是所有模块必须知道 的
Architecture
Manages lines and characters; Provides access functions to Provides index of circular shift procedural interface characters in circular shifts
Collect data lines, buffer. All done, begin to work Finish, output results
方案比较
如，行的移位可以在每行读入后、 在所有行读入后、或当排序要求一组移位的行时 如，行、字、字符可以不同的方式存储 如，排除以某些修饰词（a、an、and） 打头的移位结果
Design of these structures must be worked out before work can begin on those modules. 数据结构的设计必须在其他模块设计开始之前进行
方案二：抽象数据类型
Maintain same flow of control Organize solution around set of abstract data type managers (objects):
第三章_软件体系结构风格
第三章_软件体系结构风格软件体系结构风格是指软件系统中各个组件之间的关系和交互方式的一种抽象描述，它能够帮助软件开发者更好地组织系统的结构，提高系统的可扩展性、可维护性和可重用性。
本文将介绍几种常见的软件体系结构风格。
分层体系结构风格是将软件系统划分为多个层次，在每个层次上定义不同的职责和功能。
上层的模块可以调用下层的模块提供的服务，但是下层的模块不能调用上层的模块。
这种层次划分可以提高系统的模块性，使得不同层次的模块之间能够独立开发和测试。
同时，这种体系结构风格还可以提高系统的可扩展性，当需求变化时，可以通过增加或修改适当的层来满足新的需求。
客户-服务器体系结构风格是将软件系统分为两个部分：客户端和服务器端。
客户端负责接收用户的请求并向服务器发送请求，而服务器端负责处理请求并向客户端发送响应。
这种体系结构风格可以提高系统的可扩展性和可重用性，因为可以通过增加或修改服务器来满足不同的用户请求。
同时，这种体系结构风格还可以提高系统的可维护性，因为客户端和服务器端的责任分离，可以独立地开发和测试。
面向对象体系结构风格是将软件系统划分为多个对象，每个对象封装了数据和行为，并通过消息传递来实现对象之间的通信。
这种体系结构风格可以提高系统的可重用性和可维护性，因为对象的封装性使得对象可以独立地开发和测试，并且可以在不同的系统中重用。
同时，这种体系结构风格还可以提高系统的模块性，因为对象之间的关系是明确的，并且可以通过继承和多态性来实现代码的复用。
事件驱动体系结构风格是将软件系统划分为多个组件，这些组件之间通过事件进行通信。
当一个事件发生时，相应的组件会接收到事件并做出相应的响应。
这种体系结构风格可以提高系统的灵活性和可扩展性，因为不同的组件可以独立地开发和测试，并且可以根据需要进行添加和移除。
同时，这种体系结构风格还可以提高系统的响应速度，因为事件的处理是异步的，在事件到达前可以继续处理其他任务。
总之，软件体系结构风格是软件系统中组件之间的关系和交互方式的一种抽象描述。
通用计算机操作系统典型体系结构
通用计算机操作系统典型体系结构一、模块组合结构模块组合结构是在软件工程出现以前的早期操作系统以及目前一些小型操作系统最常用的组织方式。
操作系统刚开始发展时是以建立一个简单的小系统为目标来实现的，但是为了满足其他需求又陆续加入一些新的功能，其结构渐渐变得复杂而无法掌握。
以前我们使用的MS-DOS就是这种结构最典型的例子。
这种操作系统是一个有多种功能的系统程序，也可以看成是一个大的可执行体，即整个操作系统是一些过程的集合。
系统中的每一个过程模块根据它们要完成的功能进行划分，然后按照一定的结构方式组合起来，协同完成整个系统的功能。
如图1所示:在模块组合结构中，没有一致的系统调用界面，模块之间通过对外提供的接口传递信息，模块内部实现隐藏的程序单元，使其对其它过程模块来说是透明的。
但是，随着功能的增加，模块组合结构变得越来越复杂而难以控制，模块间不加控制地相互调用和转移，以及信息传递方式的随意性，使系统存在一定隐患。
二、层次结构为了弥补模块组合结构中模块间调用存在的固有不足之处，就必须减少模块间毫无规则的相互调用、相互依赖的关系，尤其要清除模块间的循环调用。
从这一点出发，层次结构的设计采用了高层建筑结构的理念，将操作系统或软件系统中的全部构成模块进行分类:将基础的模块放在基层(或称底层、一层)，在此基础上，再将某些模块放在二层，二层的模块在基础模块提供的环境中工作;它只能调用基层的模块为其工作，反之不行。
严格的层次结构，第N+l层只能在N层模块提供的基础上建立，只能在N层提供的环境中工作，也只能向N层的模块发调用请求。
在采用层次结构的操作系统中，各个模块都有相对固定的位置、相对固定的层次。
处在同一层次的各模块，其相对位置的概念可以不非常明确。
处于不同层次的各模块，一般而言，不可以互相交换位置，只存在单向调用和单向依赖。
Unix/Linux系统采用的就是这种体系结构。
如图2:在层次结构中，强调的是系统中各组成部分所处的位置，但是想要让系统正常运作，不得不协调两种关系，即依赖关系和调用关系。
KWIC实验报告C
软件体系结构上机实验报告书中国石油大学（北京）信息学院计算机科学与技术系制订人：周新学号：07指导教师：朱雪峰博士2011年10月27日1、课程实验目的通过KWIC（Key Word in Context）检索系统，对软件体系结构有更加深入的了解和认识。
通过运用几种体系结构，熟悉常见的软件体系结构，并对这几种结构有进一步了解。
2、任务概述用管道过滤器，主程序、子程序，抽象数据类型，隐式调用这四种结构来分别实现KWIC检索系统。
3、实现方法用C++主要实现了两种结构：主程序、子程序结构，抽象数据类型。
（1）KWIC1工程的入口函数int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]){ize();j++){cout<<dst[i][j]<<" ";}cout<<endl;}cout<<endl<<endl;return dst;}ize();ize();col++){(srcLines[row][col][0]);}(firstCharLine);ize();col++){char min='z';for(int row=0;row<();row++){for(intcol=0;col<firstChar[row].size();col++){if(min>=firstChar[row][col]&&' '!=firstChar[row][col]){rowPos=row;colPos=col;min=firstChar[row][col];}}}firstChar[rowPos][colPos]=' ';int linePos=0;ize();}linePos=linePos+colPos;(lineIndex[linePos]);}}return dstIndex;};col++){cout<<srcLines[lineIndex[row].rowIndex][lineIndex[row].co lIndex[col]]<<" ";}cout<<endl;}cout<<endl;}（3）抽象数据类型结构实现行存储类ush_back(instring);}ush_back(inchar);}ize();}输入类void Input::readLines(char* filename, Lines &readLines){// vector<vector<string> > dst;ifstream infile(filename,ios::in);if(!infile){cout<<"open error!"<<endl;exit(0);}char temp[100]="";//存储从文件中读取的行的临时变量int lineIndex=0;//行序号//按行读取while(temp,100)){int k=0,j=0;vector<string> line;(vector<string>());(line);char s[20]="";//存储从行中取字符串的临时变量int stringIndex=0;//字符串序号(s,lineIndex);while(temp[k]!=0){if(temp[k]!=' '){(temp[k],stringIndex,lineIndex);}//每个单词的截取条件为下一个字符为空格或者为行的末尾if(temp[k]==' '&&temp[k+1]!=' '){// (temp[k],stringIndex,lineIndex);//将该字符串加入到指定行的指定字符串中// ('\0',stringIndex,lineIndex);s[0]='\0';//清空字符串(s,lineIndex);stringIndex++;//字符串序号加1}k++;}lineIndex++;// (line);//将从文件中中读出的行加入到dst中}();for(int i=0;i<();i++){for(int j=0;j<(i);j++){cout<<(i,j)<<" ";}cout<<endl;}cout<<endl<<endl;}循环左移类//实现所有行的循环移位void Shift::circularShift(Lines srcLines){int lineIndex=0;for(int row=0;row<();row++){int cols=(row);for(int col=0;col<cols;col++){vector<string> newLine;(newLine);for(int newcol=0;newcol<cols;newcol++){(row,(col+newcol)%cols),lineIndex);}lineIndex++;}}}//获取所有行Lines Shift::getLines(void){return lineShift;}//获取某一行vector<string> Shift::getLine(int lineIndex){return (lineIndex);}//获取某一行中某一位置的字符串string Shift::getString(int lineIndex,int stringIndex) {return (lineIndex,stringIndex);}//获取某一行中某一个字符串中的某一位置的字符char Shift::getChar(int lineIndex, int stringIndex, int charIndex){return (lineIndex,stringIndex,charIndex);}//获取行数int Shift::getLineNum(void){return ();}//获取某一行的字符串个数int Shift::getStringNum(int lineIndex){return (lineIndex);}排序类//实现按首字母排序void FirstAlphaSort::alphaSort(Shift srcShiftLines){shiftLines=srcShiftLines;//将传进得Shift对象赋值给成员变量vector<char> firstChar;for(int row=0;row<();row++){(row,0,0));//获取首字母}//首字母排序for(int loop=0;loop<();loop++){char min='z';int rowIndex=0;for(int row=0;row<();row++){if(min>=firstChar[row]&&' '!=firstChar[row]){min=firstChar[row];rowIndex=row;}}(rowIndex);firstChar[rowIndex]=' ';//将找到的最小的字母置为‘’，以便在下一次查找时不再保留}}//首字母排序vector<int> FirstAlphaSort::getCharSort(){return charSort;}//获取行数int FirstAlphaSort::getLineNum(void){return ();}//按行的序号，将各字符串合并成一个字符串，然后获取一行//lineIndex为行序号string FirstAlphaSort::getLineAsString(int lineIndex){string lineString;for(int strCount=0;strCount<(lineIndex);strCount++){lineString+=(lineIndex,strCount)+" ";}lineString+="\0";return lineString;}输出类//按字母表顺序输出void Output::print(FirstAlphaSort sortLines){for(int row=0;row<();row++){cout<<()[row])<<endl;}cout<<endl;}4、实验的例程（1）主程序、子程序运行结果1选择的实现结构为（2）抽象收据类型2选择的实现结构为5、总结通过本次实验，首先对软件体系结构有了更真切的了解，尤其是对管道过滤器结构，主程序、子程序结构，抽象数据类型结构，隐式调用这四种结构的理解更加透彻了。
管道风格kwic--lxy
KWIC Implemented with Pipe Filter Architectural Style采用管道过滤器体系结构风格实现KWIC关键词索引系统KWIC Implemented with Pipe Filter Architectural Style (2)采用管道过滤器体系结构风格实现KWIC关键词索引系统 (2)1 Pipe Filter Systems in General (2)1一般而言的管道过滤器系统 (2)2 Architecture (3)2体系结构 (3)2.1 Pipes in KWIC system (3)2.1 KWIC系统中的管道 (3)2.2 Filters in KWIC System (4)2.2 KWIC系统中的过滤器 (4)2.3 Pipeline in KWIC system (5)2.3 KWIC系统中的传输途径 (5)3 Students’ Assignment (6)3学生作业 (6)3.1 Implement Shift Filter Mechanism (6)3.1循环移位机制实现 (6)3.2 Implement Line and Shift Transform Mechanism (6)3.2行与循环移位变换机制的实现 (6)3.3 Answer understanding questions (7)3.3回答理解问题 (7)KWIC Implemented with Pipe Filter Architectural Style 采用管道过滤器体系结构风格实现KWIC关键词索引系统1 Pipe Filter Systems in General1一般而言的管道过滤器系统In a pipe and filter style each component has a set of input streams and a set of output streams.A component reads streams of data on its input streams, processes the data and writes the resulting data on its output streams. Hence components are termed filters. The connectors of this style merge the streams together, i.e., they transmit outputs of one filter to inputs of another filter. Hence the connectors are termed pipes.在管道和过滤器风格，每个组件有一个输入流和输出流。
ug四大系统
ug四大系统概述在计算机科学领域，UG（User Generated）是用户生成内容的缩写。
在互联网时代，用户生成的内容越来越多，有时候为了更好地管理和呈现这些内容，需要使用到各种系统来支持用户生成的内容。
其中UG四大系统，即用户生成内容的四大系统，是指Wiki系统、博客系统、论坛系统和社交媒体系统。
这四大系统各自有不同的特点和用途，在本文中将详细介绍每个系统的特点和如何使用Markdown格式来输出内容。
Wiki系统Wiki系统是一种协作编辑的系统，用户可以自由地编辑和发布内容。
Wiki系统的特点是具有很高的可扩展性和易于编辑的特点，可以方便地进行知识共享和协作编辑。
使用Markdown格式来输出Wiki内容非常简单，只需要使用一些简单的语法规则就可以实现内容的排版和链接。
例如，使用#来表示标题，*来表示列表，[链接文本](链接地址)来表示链接等。
博客系统博客系统是一种用于发布个人或团队博文的系统，用户可以发布文章，并进行分类和标签的管理。
博客系统的特点是具有良好的组织结构和可读性，可以方便地浏览和检索博客文章。
使用Markdown格式来输出博客内容也非常简单，只需要使用一些简单的语法规则就可以实现内容的排版和引用。
例如，使用#来表示标题，*来表示列表，>引用内容来表示引用等。
论坛系统论坛系统是一种用于交流和讨论的系统，用户可以发表主题帖和回复帖子。
论坛系统的特点是具有良好的交流和讨论氛围，可以方便地进行帖子的浏览和回复。
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社交媒体系统社交媒体系统是一种用于分享和交流的系统，用户可以发布状态更新、图片和视频等内容。
社交媒体系统的特点是具有广泛的内容类型和交流方式，可以方便地进行互动和关注。
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完成基于管道过滤器风格的KWIC实现
实验2：软件体系结构风格实现一、实验目的1）初步了解不同的体系结构风格2）掌握不同体系结构风格的实现二、实验学时4学时。
三、实验方法根据KWIC的描述，用所熟悉的语言，完成实验内容。
四、实验环境Windows7旗舰版 jdk1.6 Eclipse3.7.0五、实验内容2）完成基于管道过滤器风格的KWIC实现六、实验操作步骤1. KWIC描述：KWIC索引系统接受一些行，每行有若干字，每个字由若干字符组成；每行都可以循环移位。
重复地把第一个字删除，然后接到行末； KWIC 把所有行的各种移位情况按照字母表顺序输出。
完成基于管道过滤器风格的KWIC实现Main类package kwic_pipe;import java.io.File;import java.util.Scanner;public class Main {public static void main(String[] args) {File infile = new File("e:\\mykwic_in.txt");File outfile = new File("e:\\mykwic_out.txt");Scanner inputfile;Scanner outputfile;try{inputfile = new Scanner(infile);outputfile = new Scanner(outfile);// 定义三个管道Pipe pipe1 = new Pipe();Pipe pipe2 = new Pipe();Pipe pipe3 = new Pipe();// 定义四种过滤器Input input = new Input(infile, pipe1);Shift shift = new Shift(pipe1, pipe2);Output output = new Output(pipe3, outfile); // 启动四种过滤器的线程input.transform()shift. transform ();output. transform ();// 直接输出结果System.out.println("----- infile -----"); String str = null;while (inputfile.hasNextLine()){str = inputfile.nextLine();System.out.println(str);}System.out.println("input end");Thread.sleep(3000);System.out.println("----- outfile -----"); while (outputfile.hasNextLine()){System.out.println(str);}inputfile.close();outputfile.close();}catch (Exception e){e.getMessage();}}}Filter类package kwic_pipe;import java.io.IOException;public abstract class Filter {//定义输入管道protected Pipe input;//定义输出管道protected Pipe output;private boolean isStart = false;Filter(Pipe input, Pipe output){this.input = input;this.output = output;}// 防止多次调用，调用之后线程开始执行public void start(){if(!isStart){isStart = true;Thread thread = new Thread();thread.start();}}//线程的 run 方法public void run(){try{this.transform();} catch (IOException e){e.getMessage();}}//将输入数据转换为所需数据并写入输出管道//由子类实现抽象方法protected abstract void transform()throws IOException; }Pipe类package kwic_pipe;import java.io.IOException;import java.io.PipedReader;import java.io.PipedWriter;import java.io.PrintWriter;import java.util.Scanner;public class Pipe {//输入管道private Scanner pipereader;//输出管道private PrintWriter pipewriter;public Pipe(){PipedWriter pw = new PipedWriter();PipedReader pr = new PipedReader();try{pw.connect(pr);} catch (IOException e){e.getMessage();}pipewriter = new PrintWriter(pw);pipereader = new Scanner(pr);}//读入一行数据到管道//@return 读入的数据public String readerLine() throws IOException{return pipereader.nextLine();}//从管道输出一行数据public void writerLine(String strline) throws IOException{pipewriter.println(strline);}//将读管道关闭，调用该方法后，不能再从管道中读数据//如不能关闭则抛出异public void closeReader() throws IOException{pipereader.close();}//先刷新数据，在将写管道关闭，调用该方法后，不能向管道中写数据 //如不能关闭则抛出异常public void closeWriter() throws IOException{pipewriter.flush();pipewriter.close();}}Alphabetizer类package kwic_pipe;import java.io.IOException;import java.util.ArrayList;import java.util.Collections;public class Alphabetizer extends Filter{private ArrayList<String> al = new ArrayList<String>();Alphabetizer(Pipe input, Pipe output){super(input, output);}//对读入的数据进行排序protected void transform() throws IOException {String templine = null;//读入数据while((templine = input.readerLine()) != null){al.add(templine);}//按字母表排序Collections.sort(al);//对排序后的数据进行输出for(int i = 0; i < al.size(); i++){output.writerLine(al.get(i));}input.closeReader();output.closeWriter();}}Shift类package kwic_pipe;import java.io.IOException;import java.util.ArrayList;public class Shift extends Filter{//单词的列表private ArrayList<String> wordlist = new ArrayList<String>(); //重组后的行的列表private ArrayList<String> linelist = new ArrayList<String>();Shift(Pipe input, Pipe output){super(input, output);}@Overrideprotected void transform() throws IOException {String templine = "";//读数据while((templine = input.readerLine()) != null){//将数据拆分为不同单词this.lineSplitWord(templine);//将单词重组为句子this.recombination();//输出重组结果for(int i = 0; i < linelist.size(); i++){output.writerLine(linelist.get(i));}//清空wordlist、linelist和templinewordlist.clear();linelist.clear();templine = "";}input.closeReader();output.closeWriter();}//从一行中提取单词存入单词表中private void lineSplitWord(String line){String word = "";int i = 0;while(i < line.length()){if(line.charAt(i) != ' '){word += line.charAt(i);}else{wordlist.add(word);}i++;}}private void recombination(){for(int j = 0; j < wordlist.size(); j++){String templine = "";for (int k = wordlist.size() - 1 - j; k < wordlist.size(); k++){ templine += wordlist.get(k) + " ";}for (int m = 0; m < wordlist.size() - 1 - j; m++){if(m != wordlist.size() - j - 2){templine += wordlist.get(m) + " ";}else{templine += wordlist.get(m);}}linelist.add(templine);}}}Input类package kwic_pipe;import java.io.File;import java.io.IOException;import java.util.Scanner;public class Input extends Filter{//输入文件的文件名private File infile;Input(File file, Pipe output){super(null, output);this.infile = file;}@Override//读取数据protected void transform() throws IOException { Scanner sc = new Scanner(infile);String templine = "";while((templine = sc.nextLine()) != null){ output.writerLine(templine);}output.closeWriter();sc.close();}}Output类package kwic_pipe;import java.io.File;import java.io.IOException;import java.io.PrintWriter;public class Output extends Filter{//输出文件的文件名private File file;Output(Pipe input, File file){super(input, null);this.file = file;}//输出数据protected void transform() throws IOException {PrintWriter pw = new PrintWriter(file);String templine = "";while((templine = input.readerLine()) != null){ pw.write(templine);pw.write("\n");}pw.flush();pw.close();input.closeReader();}}实验结果：输入文件：输出文件：。
数据流体系结构风格4
数据流体系结构风格4在当今的计算机系统和软件设计领域，数据流体系结构风格作为一种重要的设计理念，为解决复杂的计算和数据处理问题提供了有效的方法。
数据流体系结构风格的核心思想是将数据作为系统的驱动力量，数据的流动决定了系统的操作和计算过程。
在这种风格中，数据的产生、传输和处理构成了一个连续的流程，各个处理单元根据输入的数据进行相应的操作，并将结果传递给下一个环节。
让我们通过一个简单的例子来更好地理解数据流体系结构风格。
假设我们要设计一个图像处理系统，用于对输入的图像进行灰度化、滤波和边缘检测等操作。
在数据流体系结构中，图像数据首先进入灰度化处理模块，该模块将彩色图像转换为灰度图像，并将生成的数据传递给滤波模块。
滤波模块对灰度图像进行平滑或锐化处理，然后将处理后的数据传递给边缘检测模块。
在这个过程中，数据就像水流一样，从一个处理单元流向另一个处理单元，每个处理单元只关注对输入数据的处理，并将结果输出。
数据流体系结构风格具有许多显著的优点。
首先，它能够实现高度的并行性。
由于数据的流动是连续的，各个处理单元可以同时对不同的数据进行操作，从而大大提高了系统的处理效率。
这在处理大规模数据和复杂计算任务时尤为重要，例如在大数据分析、科学计算和图像处理等领域。
其次，数据流体系结构风格具有良好的可扩展性。
当需要增加新的功能或处理模块时，只需要将其插入到数据流程中适当的位置，并确保输入和输出数据的格式匹配即可。
这种灵活性使得系统能够很容易地适应不断变化的需求和新的业务逻辑。
此外，数据流体系结构风格还能够提高系统的可靠性和可维护性。
因为每个处理单元的功能相对单一和明确，所以更容易进行测试和调试。
而且，如果某个处理单元出现故障，只会影响到其自身及后续的处理，不会对整个系统造成严重的影响。
然而，数据流体系结构风格也并非完美无缺。
它在数据的调度和管理方面面临着一些挑战。
由于数据的流动是动态的，如何有效地分配和管理系统资源，以确保数据的及时处理和传输，是一个需要解决的关键问题。
(完整版)年下半年系统架构设计师考试下午真题与答案资料
2010年下半年系统架构设计师考试下午真题试题1:阅读以下关于软件系统架构选择的说明，在答题纸上回答问题1至问题3。
【说明】某公司欲针对Linux操作系统开发一个KWIC（Key Word in Context）检索系统。
该系统接收用户输入的查询关键字,依据字母顺序给出相关帮助文档并根据帮助内容进行循环滚动阅读.在对KWIC系统进行需求分析时,公司的业务专家发现用户后续还有可能采用其它方式展示帮助内容.根据目前需求，公司的技术人员决定通过重复剪切帮助文档中的第一个单词并将其插入到行尾的方式实现帮助文档内容的循环滚动，后续还将采用其它的方法实现这一功能。
在对KWIC系统的架构进行设计时，公司的架构师王工提出采用共享数据的主程序—子程序的架构风格，而李工则主张采用管道—过滤器的架构风格。
在架构评估会议上,大家从系统的算法变更、功能变更、数据表示变更和性能等方面对这两种方案进行评价，最终采用了李工的方案。
【问题1】（7分）在实际的软件项目开发中，采用恰当的架构风格是项目成功的保证。
请用200字以内的文字说明什么是软件架构风格，并对主程序-子程序和管道—过滤器这两种架构风格的特点进行描述。
【问题2】（12分）请完成表1-1中的空白部分（用+表示优、－表示差），对王工和李工提出的架构风格进行评价，并指出采用李工方案的原因。
表1-1 王工与李工的架构风格评价【问题3】（6分)图1-1是李工给出的架构设计示意图，请将恰当的功能描述填入图中的（1)~（4）。
图1—1 李工给出的架构示意图1.试题答案：【问题1】软件架构风格是描述特定软件系统组织方式的惯用模式.组织方式描述了系统的组成构件和这些构件的组织方式，惯用模式则反映众多系统共有的结构和语义。
主程序—子程序架构风格中，所有的计算构件作为子程序协作工作，并由一个主程序顺序地调用这些子程序，构件通过共享存储区交换数据.管道—过滤器架构风格中，每个构件都有一组输入和输出,构件接受数据输入，经过内部处理，然后产生数据输出。
KWIC实验报告(C++)
软件体系结构上机实验报告书中国石油大学（北京）信息学院计算机科学与技术系制订人：周新学号：2008082207指导教师：朱雪峰博士2011年10月27日1、课程实验目的通过KWIC（Key Word in Context）检索系统，对软件体系结构有更加深入的了解和认识。
通过运用几种体系结构，熟悉常见的软件体系结构，并对这几种结构有进一步了解。
2、任务概述用管道过滤器，主程序、子程序，抽象数据类型，隐式调用这四种结构来分别实现KWIC检索系统。
3、实现方法用C++主要实现了两种结构：主程序、子程序结构，抽象数据类型。
（1）KWIC1工程的入口函数int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]){//界面，结构选择cout<<"Input a absolute filename:";char filename[30];cin>>filename;cout<<"Choose KWIC function"<<endl<<"1 is Main Program/Subroutine with Shared Data"<<endl<<"2 is Abstract Data Types"<<endl;int choose=0;cin>>choose;if(1==choose)//主程序和子程序{MainSubroutine mainSub;vector<vector<string> > lines=mainSub.readLines(filename);vector<LINE> lineIndex=mainSub.shiftString(lines);lineIndex=mainSub.firstAlphaSort(lineIndex,lines);mainSub.outPut(lineIndex,lines);}else//抽象收据类型{Lines *lines=new Lines;Input input;Shift *shift=new Shift;FirstAlphaSort alphaSort;Output output;input.readLines(filename,*lines);shift->circularShift(*lines);alphaSort.alphaSort(*shift);output.print(alphaSort);delete shift;delete lines;}return 0;}（2）主程序、子程序结构实现类//从文件中按行读取vector<vector<string> > MainSubroutine::readLines(char* filename){vector<vector<string> > dst;ifstream infile(filename,ios::in);if(!infile){cout<<"open error!"<<endl;exit(0);}char temp[100]="";//存储从文件中读取的行的临时变量//按行读取while(infile.getline(temp,100)){int k=0,j=0;vector<string> line;line.swap(vector<string>());char s[20]="";//存储从行中取字符串的临时变量while(temp[k]!=0){//每个单词的截取条件为下一个字符为空格或者为行的末尾if((temp[k+1]==' '||temp[k+1]==0)&&temp[k]!=' '){s[j]=temp[k];s[j+1]='\0';string ss=s;line.push_back(ss);j=0;}else if(temp[k]==' '){j=0;}else{s[j]=temp[k];j++;}k++;}dst.push_back(line);//将从文件中中读出的行加入到dst中}infile.close();for(int i=0;i<dst.size();i++){for(int j=0;j<dst.at(i).size();j++){cout<<dst[i][j]<<" ";}cout<<endl;}cout<<endl<<endl;return dst;}//循环左移vector<LINE> MainSubroutine::shiftString(vector<vector<string> > srcLines) {vector<LINE> shiftLines;for(int row=0;row<srcLines.size();row++){int colnum=srcLines[row].size();//获取每一行的字符串个数//对第row行循环colnum（字符串个数）次，生成循环移位后的colnum行for(int col=0;col<colnum;col++){LINE linePos;//声明存放一行的行标以及各列的列表的结构体linePos.rowIndex=row;//给行标赋值//循环生成一行的列标for(int colshift=0;colshift<colnum;colshift++){linePos.colIndex.push_back((col+colshift)%colnum);//取模运算}shiftLines.push_back(linePos);}}return shiftLines;}//字母排序vector<LINE> MainSubroutine::firstAlphaSort(vector<LINE> lineIndex,vector<vector<string> > srcLines){vector<vector<char> > firstChar;vector<LINE> dstIndex;for(int row=0;row<srcLines.size();row++){vector<char> firstCharLine;//逐行提取各个字符串的首字母for(int col=0;col<srcLines[row].size();col++){firstCharLine.push_back(srcLines[row][col][0]);}firstChar.push_back(firstCharLine);//}int rowPos=0;int colPos=0;//外面的两层for循环是控制循环次数的//内部的两层for循环是遍历所有的字符串首字母，寻找最小的字母for(int row=0;row<firstChar.size();row++){for(int col=0;col<firstChar[row].size();col++){char min='z';for(int row=0;row<firstChar.size();row++){for(int col=0;col<firstChar[row].size();col++){if(min>=firstChar[row][col]&&' '!=firstChar[row][col]){rowPos=row;colPos=col;min=firstChar[row][col];}}}firstChar[rowPos][colPos]=' ';int linePos=0;//在原行矩阵中的位置for(int line=0;line<rowPos;line++){linePos+=srcLines[line].size();}linePos=linePos+colPos;dstIndex.push_back(lineIndex[linePos]);}}return dstIndex;}//按照lineIndex中的字符串的行标和列标输出所有字符串void MainSubroutine::outPut(vector<LINE> lineIndex, vector<vector<string> > srcLines){for(int row=0;row<lineIndex.size();row++){for(int col=0;col<lineIndex[row].colIndex.size();col++){cout<<srcLines[lineIndex[row].rowIndex][lineIndex[row].colIndex[col]]<<" ";}cout<<endl;}cout<<endl;}（3）抽象数据类型结构实现行存储类//增加行//参数：line字符串向量列表void Lines::addLine(vector<string> line){lines.push_back(line);}//从存储结构中获取某一行//参数：lineIndex为获取的行的序号，从0开始//返回获取的行vector<string> Lines::getLine(int lineIndex){return lines[lineIndex];}// 增加字符串//参数：instring为所添加字符串，lineIndex为字符串所在行的序号（从0开始）void Lines::addString(string instring, int lineIndex){lines[lineIndex].push_back(instring);}//获取字符串//参数：lineIndex为行序号，stringIndex为字符串在行中的序号//返回获取的字符串string Lines::getString(int lineIndex,int stringIndex){return lines[lineIndex][stringIndex];}//增加字符//参数：inchar为增加的字符，stringIndex为增加的字符所在的字符串的序号，lineIndex为增加的字符所在的行的序号void Lines::addChar(char inchar, int stringIndex, int lineIndex){lines[lineIndex][stringIndex].push_back(inchar);}//获取字符//参数：lineIndex为行序号，stringIndex为字符串的序号，charIndex为字符的序号//返回获取的字符char Lines::getChar(int lineIndex, int stringIndex, int charIndex){return lines[lineIndex][stringIndex][charIndex];}//获取总的行数int Lines::getLineNum(void){return lines.size();}//获取特定行的字符串个数int Lines::getStringNum(int lineIndex){return lines[lineIndex].size();}输入类void Input::readLines(char* filename, Lines &readLines){// vector<vector<string> > dst;ifstream infile(filename,ios::in);if(!infile){cout<<"open error!"<<endl;exit(0);}char temp[100]="";//存储从文件中读取的行的临时变量int lineIndex=0;//行序号//按行读取while(infile.getline(temp,100)){int k=0,j=0;vector<string> line;line.swap(vector<string>());readLines.addLine(line);char s[20]="";//存储从行中取字符串的临时变量int stringIndex=0;//字符串序号readLines.addString(s,lineIndex);while(temp[k]!=0){if(temp[k]!=' '){readLines.addChar(temp[k],stringIndex,lineIndex);}//每个单词的截取条件为下一个字符为空格或者为行的末尾if(temp[k]==' '&&temp[k+1]!=' '){// readLines.addChar(temp[k],stringIndex,lineIndex);//将该字符串加入到指定行的指定字符串中// readLines.addChar('\0',stringIndex,lineIndex);s[0]='\0';//清空字符串readLines.addString(s,lineIndex);stringIndex++;//字符串序号加1}k++;}lineIndex++;// dst.push_back(line);//将从文件中中读出的行加入到dst中}infile.close();for(int i=0;i<readLines.getLineNum();i++){for(int j=0;j<readLines.getStringNum(i);j++){cout<<readLines.getString(i,j)<<" ";}cout<<endl;}cout<<endl<<endl;}循环左移类//实现所有行的循环移位void Shift::circularShift(Lines srcLines){int lineIndex=0;for(int row=0;row<srcLines.getLineNum();row++){int cols=srcLines.getStringNum(row);for(int col=0;col<cols;col++){vector<string> newLine;lineShift.addLine(newLine);for(int newcol=0;newcol<cols;newcol++){lineShift.addString(srcLines.getString(row,(col+newcol)%cols),lineIndex);}lineIndex++;}}}//获取所有行Lines Shift::getLines(void)return lineShift;}//获取某一行vector<string> Shift::getLine(int lineIndex){return lineShift.getLine(lineIndex);}//获取某一行中某一位置的字符串string Shift::getString(int lineIndex,int stringIndex){return lineShift.getString(lineIndex,stringIndex);}//获取某一行中某一个字符串中的某一位置的字符char Shift::getChar(int lineIndex, int stringIndex, int charIndex) {return lineShift.getChar(lineIndex,stringIndex,charIndex);//获取行数int Shift::getLineNum(void){return lineShift.getLineNum();}//获取某一行的字符串个数int Shift::getStringNum(int lineIndex){return lineShift.getStringNum(lineIndex);}排序类//实现按首字母排序void FirstAlphaSort::alphaSort(Shift srcShiftLines){shiftLines=srcShiftLines;//将传进得Shift对象赋值给成员变量vector<char> firstChar;for(int row=0;row<shiftLines.getLineNum();row++){firstChar.push_back(shiftLines.getChar(row,0,0));//获取首字母}//首字母排序for(int loop=0;loop<firstChar.size();loop++){char min='z';int rowIndex=0;for(int row=0;row<firstChar.size();row++){if(min>=firstChar[row]&&' '!=firstChar[row]){min=firstChar[row];rowIndex=row;}}charSort.push_back(rowIndex);firstChar[rowIndex]=' ';//将找到的最小的字母置为‘’，以便在下一次查找时不再保留}}//首字母排序vector<int> FirstAlphaSort::getCharSort(){return charSort;}//获取行数int FirstAlphaSort::getLineNum(void){return shiftLines.getLineNum();}//按行的序号，将各字符串合并成一个字符串，然后获取一行//lineIndex为行序号string FirstAlphaSort::getLineAsString(int lineIndex){string lineString;for(intstrCount=0;strCount<shiftLines.getStringNum(lineIndex);strCount++) {lineString+=shiftLines.getString(lineIndex,strCount)+" ";}lineString+="\0";return lineString;}输出类//按字母表顺序输出void Output::print(FirstAlphaSort sortLines){for(int row=0;row<sortLines.getLineNum();row++){cout<<sortLines.getLineAsString(sortLines.getCharSort()[row])<<endl;}cout<<endl;}4、实验的例程（1）主程序、子程序运行结果（2）抽象收据类型5、总结通过本次实验，首先对软件体系结构有了更真切的了解，尤其是对管道过滤器结构，主程序、子程序结构，抽象数据类型结构，隐式调用这四种结构的理解更加透彻了。
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分析比较KWIC系统实现四种不同体系结构风格姓名：班级：学号：院系：一、实验目的 (3)二、实验内容 (3)三、实验要求与实验环境 (3)四、实验操作 (3)1数据流风格：批处理序列；管道/过滤器 (3)2采用调用/返回风格：主程序/子程序、面向对象风格、层次结构 (4)3仓库风格：数据库系统、超文本系统、黑板系统 (5)4独立构件风格：进程通讯、事件系统 (6)五实验总结 (7)一、实验目的通过KWIC 实例分析，理解和掌握软件体系结构风格设计与实现。
二、实验内容多种软件风格设计与实现KWIC 实例：1．采用主/子程序体系结构风格实现KWIC 关键词索引系统2．采用面向对象体系架构风格实现KWIC 关键词索引系统3．采用管道过滤体系架构风格实现KWIC 关键词索引系统4．采用事件过程调用体系架构风格实现KWIC 关键词索引系统三、实验要求与实验环境熟练掌握基于主/子程序体系结构风格的KWIC 关键词索引系统，在此基础上，完成基于面向对象体系架构风格的KWIC 关键词索引系统设计与实现。
选做基于管道过滤体系架构风格的KWIC 关键词索引系统；选做基于事件过程调用体系架构风格的KWIC 关键词索引系统。
四、实验操作1数据流风格：批处理序列；管道/过滤器管道-过滤器风格将系统的功能逻辑建立为部件集合。
每个部件实例完成一个对数据流的独立功能处理，它接收数据流输入，进行转换和增量后进行数据流输出。
连接件是管道机制，它将前一个过滤器的数据流输出传递给后一个过滤器作为数据流输入。
连接件也可能会进行数据流的功能处理，进行转换或增量，但连接件进行功能处理的目的是为了适配前一个过滤器的输出和后一个过滤器的输入，而不是为了直接承载软件系统的需求。
各个过滤器可以并发执行。
每个过滤器都可以在数据输入不完备的情况下就开始进行处理，每次接到一部分数据流输入就处理和产生一部分输出。
这样，整个的过滤器网络就形成了一条流水线。
设计词汇表：Pipe, Filter构件和连接件类型构件：Filter连接件：Pipe例子：传统编译器优缺点：优点：易于理解并支持变换的复用。
工作流风格与很多业务处理系统体系结构很匹配。
通过添加变换的方式进行进化是很显然的。
可以实现为顺序的系统，也可以实现为并发的系统。
（1）使得软构件具有良好的隐蔽性和高内聚、低耦合的特点；（2）允许设计者将整个系统的输入/输出行为看成是多个过滤器的行为的简单合成；（3）支持软件重用。
重要提供适合在两个过滤器之间传送的数据，任何两个过滤器都可被连接起来；（4）系统维护和增强系统性能简单。
新的过滤器可以添加到现有系统中来；旧的可以被改进的过滤器替换掉；（5）允许对一些如吞吐量、死锁等属性的分析；（6）支持并行执行。
每个过滤器是作为一个单独的任务完成，因此可与其它任务并行执行。
缺点：在通信变换间所传输的数据格式必须协商好。
每个变换必须解析它的输入并写成约定的格式输出。
这增加了系统的负荷，意味着不可能复用实用不兼容数据结构的函数变换。
运行结果：2采用调用/返回风格：主程序/子程序、面向对象风格、层次结构主程序/子程序风格（Main Program/Subroutine Style）将系统组织成层次结构，包括一个主程序和一系列子程序。
主程序是系统的控制器，负责调度各子程序的执行。
各子程序又是一个局部的控制器，调度其子程序的执行。
优缺点：优点：易于理解并支持变换的复用。
工作流风格与很多业务处理系统体系结构很匹配。
通过添加变换的方式进行进化是很显然的。
可以实现为顺序的系统，也可以实现为并发的系统。
缺点：在通信变换间所传输的数据格式必须协商好。
每个变换必须解析它的输入并写成约定的格式输出。
这增加了系统的负荷，意味着不可能复用实用不兼容数据结构的函数变换。
运行结果：面向对象式风格，需要强调说明的是它的“对象”是部件，属于高层结构的元素，虽然名称相同，但它并不是面向对象方法中所述的“对象”实体。
“面向对象式”风格的命名是因为它借鉴了面向对象方法的思想，而不是因为它使用面向对象方法实现体系结构，这也是在该风格名称中有一个“式”字的原因。
面向对象式风格的主要实现机制是模块实现，它将每个对象部件实例都实现为一个模块。
存在连接的对象部件实例之间会存在模块的导入/导出关系。
每个模块内部可以是基于面向对象方法的实现，也可以是基于结构化方法的实现。
优缺点：优点：1内部实现的可修改性。
因为面向对象式风格要求封装内部数据，隐藏内部实现，所以可以在不影响外界的情况下，变更其内部实现。
2易开发、易理解、易复用的结构组织。
面向对象式风格将系统组织为一系列平等、自治的单位，每个单位负责自身的正确性，不同单位之间仅仅是通过方法调用相连接，这非常契合模块化的思想，能够建立一个易开发、易理解、易复用的实现结构。
缺点：当一个对象和其他对象交互，它必须知道其他对象的标识。
当一个对象的标识改变时，必须修改那些显式调用它的对象。
运行结果：分离性和独立性的概念是体系结构设计的基础，因为分离性和独立性使得变更得到局部化。
分层体系结构模式是实现分离性和独立性的一个方式。
这里，一个分层系统（Layered Systems）按照层次结构组织，系统的功能被划分成几个独立的层次，每一层只依赖紧接的下一层所提供的服务和设施。
定义的一系列不同层次各自完成其自身的操作，这些操作逐渐接近机器的指令集。
在外层，构件完成建立用户界面的操作；在内层，构件完成建立操作系统接口的操作；中间层提供各种实用工具服务和应用软件功能。
分层的方法支持系统的增量式开发。
如一个层被开发完，该层提供的服务就可以被用户使用了。
这个体系结构还是可改变的和可移植的。
如果一层的接口被保留下来，这个层就能被另外的一个对等层替换。
当一层的接口改变或增加了新设施的时候，只有毗邻的层受影响。
因为分层系统的抽象机依赖的是内层中的抽象机，因此，转换到其他机器上实现是比较容易的，此时只有内部与具体机器相关的层需要重新实现以适应不同的操作系统或数据库。
优缺点：优点：允许在接口保持不变的条件下更换整个一层。
在每一层中可以提供冗余服务（例如身份验证）以增加系统的可靠性。
缺点：在具体实践中，在各层之间提供一个干净的分离通常是困难的，高层可能不得不直接与低层进行直接交互而不是间接通过紧邻的下一层进行交互。
性能可能是个问题因为服务请求会在每一层中被处理所以会需要多层解释。
运行结果：3仓库风格：数据库系统、超文本系统、黑板系统数据共享风格也称为仓库风格。
这种风格的典型代表有数据库系统、超文本系统、黑板系统。
该风格中，主要有两类部件：1中心数据结构部件，又可称作“数据仓库”表示系统的当前状态。
2是一组相对独立的部件集，它们可以以不同方式与数据仓库进行交互，这也就是数据共享体系结构的技术实现基础。
根据所使用的控制策略不同，数据共享体系结构主要有两大分支：1如果系统输入业务流的类型是激发进程执行的主要原因，则数据仓库是黑板，其中黑板体系结构风格主要应用于需要进行复杂解释的信号处理领域。
称为黑板的原因是：它反映了信息共享，如同教室里的黑板一样，其模拟一组人类专家，对于同一个问题或者是一个问题的各个方面，每一位专家都根据自己的专业经验提出自己的看法，写在黑板上，其他人都能看到，随意使用，共同解决好这个问题。
可以有多个人读上面的字，也可以有多个人在上面写字。
优缺点：优点：便于多客户共享大量数据，而不必关心数据是何时产生的、由谁提供的以及通过何种途径来提供。
便于将构件作为知识源添加到系统中来。
缺点：容器是一个单个失败点，因而容器中的问题会影响整个系统。
在组织所有通过容器进行的通信时会比较低效，将容器分布到多个计算机上会很困难。
4独立构件风格：进程通讯、事件系统事件驱动架构的基本思想是：系统对外部的行为表现可以通过它对事件的处理来实现。
一个基于事件驱动构架的应用程序系统，各个功能设计为封装的、模块化的、可用于共享的事件服务组件，并在这些独立非耦合的组件之间将事件所触发信息进行传递。
隐式调用的思想是，不直接调用一个过程，而是发布或广播一个或多个事件。
系统中的其他构件通过注册与一个事件关联起来的过程，来表示对某一个事件感兴趣。
当这个事件发生时，系统本身会调用所有注册了这个事件的过程。
这样一个事件的激发会导致其他模块中过程的隐式调用。
比如在Field系统中，诸如编辑器和变量监视器等工具会注册调试器的中断点事件。
从体系结构的角度说，隐式调用模式中的构件是模块，其接口不仅提供过程的集合（像抽象数据类型），也提供事件的集合。
过程可能以一般的方式被调用，但构件可以将过程注册到与其相关联的系统事件中，这样，当事件发生时，过程会被间接调用。
这种模式主要特点是事件发布者不知道哪些构件会受到事件的影响。
因此，构件不能对事件的处理顺序，或者事件发生后的处理结果做任何假设。
正因为这个原因，许多隐式调用系统也包括显式调用（比如，正常的过程调用），以此作为构件交互的补充。
事件元数据：用来实现事件定义和事件处理规则预定义。
事件处理：包括事件处理引擎和事件处理对象实例两部分。
事件处理引擎按照所处理的事件类型分为简单事件处理和复杂事件处理两类。
事件工具：有事件开发工具和事件管理工具两种组成。
优缺点：优点：1事件声明者不需要知道哪些构建会响应事件，因此，不能确定构件处理的先后顺序，甚至不能确定事件会引发哪些过程调用。
2提高了软件重用能力，只要在系统事件中注册构件，就可以将该构件集成到系统中。
3便于系统升级，只要构件名和事件中所注册的过程名保持不变，原有构件就可以被新构件所替代。
缺点：1构件放弃了自身对系统计算的控制。
当一个构件发布一个事件，它不能保证其他构件会对其做出响应。
即使它能够肯定该事件会被其他构件响应，它也不能依赖事件被处理的先后顺序。
2涉及到数据交换。
有时数据通过事件传递，但在某些情况下，事件系统必须依赖一个共享缓冲区，以便于数据的交换。
这样，整体的性能和资源的管理可能成为关键性问题。
3正确性验证，因为发布事件的过程的具体含义与事件激发的上下文有关。
这和传统的过程调用验证不同，当对调用功能行为进行验证时，传统的过程调用只需考虑过程前和过程后的条件。
五实验总结通过本次实验认识到软件体系结构风格是描述某一特定应用领域中系统组织方式的惯用模式。
软件体系结构设计的一个核心问题是能否使用重复的体系结构模式，即能达到体系结构级的软件重用。
也就是说，能否在不同的软件系统中，使用同一体系结构。
在建立体系结构过程中，不断明确设计词汇表、构建和连接件的类型、可容许的结构模式、基本的计算类型、风格的基本不变形、常用例子、优缺点。
通过明确这些问题，可以理解一种体系结构的基本特征，从而为实现体系结构重用提供可能。
通过对KWIC 进行建模和实现，让我动手把简单的软件体系结构代码实现，在程序里体现体系结构的基本思想，拓展了数据结构的基本知识，将软件设计思想体现在编码环节，为以后的体系结构设计提供基础。