软件体系结构大作业要求

《软件体系结构》大作业要求

一、课程性质与目的

通过本课程学习，旨在达到以下目标：

1帮助学生掌握需求分析的流程、方法以及技巧；

2帮助学生了解软件体系结构的基本概念，初步掌握中大型软件系统构架的分析与设计方法；

3使学生了解构建系统的目的是为了满足组织的需求，认识软件行业和开发组织在系统设计及其最终成败所起的作用，提高软件设计的基本素养；

4使学生了解常用软件设计模式的使用场景，解决方案；

5引导学生认识系统的性能、可用性、安全性等质量属性都是受软件构架制约的，或者说这些属性的实现影响着设计师的设计选择；

二、设计内容

下面题目将作为实习题贯穿需求分析和软件体系结构设计部分，以1人为一组，任选其中一个问题。采用适当的需求分析方法获取初步需求，题目选择如下：

问题A. 图书馆管理(R.A.Kemmerer)

一个小型图书馆管理系统，需完成以下工作:

1.借书，还书；

2.在图书馆中增加/删除一本书；

3.按照作者名或专业领域检索一批书；

4.找出被某位读者借出的一批书；

5.找出最近借走某本图书的读者.

该系统有两类用户:图书管理员与普通读者.功能4可供普通读者查找他们自己借出的书目.功能1，2，5只供图书管理员使用.

该系统必须满足以下限制:

1.馆中所有未借出的书籍能够供读者随时借阅.

2.在同一时刻，一本书不能既被借出，又可供借阅.

3.一个读者一次借出的书籍数目不能超过预定值.

问题B. 保温系统(S.White)

如果主开关置于”加热”状态，保温系统的控制器负责开关锅炉，监视锅炉系统的燃油流量和燃烧状态，进而调节进入房间的热量流.当室内温度降至(T r－2)0C以下，控制器启动锅炉.这里，T r是用户设置的理想室温.

锅炉启动过程如下:

1.控制器向锅炉的马达发信号.

2.控制器监视马达速度.马达达到正常操作速度时，启动点火并打开油阀.

3.控制器监视水温，一旦水温达到预定值，发信号打开水流循环阀.热水开始在室内循

环.

4.如果发生异常情况，燃油流量指示器和光感器向控制器发信号.此时控制器发信号关

闭系统.

5.一旦室内温度达到(T r +2)0C，控制器首先关闭油阀，延迟5s后关闭锅炉马达.

系统必须满足以下限制:

1.锅炉停机后重启必须延迟5min.

2.在主开关关闭或油阀关闭5s内应指示锅炉停机.

问题C. 字符串格式化(i)

给定非负整数MAXPOS和包含空格与换行作为分隔符的字符集.对字符串S，称两分隔符之间或分隔符到S的结尾处的非空字符串为字.

程序以有穷字符串为输入，输出满足以下条件的字符串:

1.如果输入串包含长度为MAXPOS+1的字，则输出串为一空格.

2.如果输入串的任何MAXPOS+1个相邻字符至少含有一个分隔符，则:

2-1 输入串的所有字以相同的次序出现在输出串中；并且，输出串不含有未在输入串中出现的字；

2-2 此外，输出串满足以下限制:

2-2-1 输出串中不出现前导和后导分隔符，也不出现相邻的分隔符.

2-2-2 任何MAXPOS+1个相邻字符中含有一个换行符；

2-2-3 对于输出串中的任意子串S，如果:

(1) S的长度不超过MAXPOS；

(2) S是输出串的首部，或S的前一字符是换行符；

(3) S是输出串的尾部，或S的后一字符是空格符.

那么，S中不包含换行符.

问题D. 电梯问题(N.Davb)

在M层的建筑物内安装N个电梯.电梯问题是指这些电梯的逻辑控制问题:

1.每个电梯有一些按钮，每个按钮对应一个楼层.当按下按钮后，按钮灯亮，并指出电梯开往相应的楼层.当电梯到达该楼层后，按钮灯熄灭。

2.除底层和顶层只有一个按钮外，每个楼层有两个按钮，分别指示上楼和下楼请求.当按下后，按钮灯亮.如果电梯已到达该楼层，或者电梯正在沿所请求的方向运动，或者遇到有冲突的请求时，按钮灯灭.在后一情况下，如果两楼层同时发出请求，则只能取消其中一个请求.决定服务优先次序的算法应尽量减少两个请求的等待时间。

3.当没有服务请求时，电梯保持在最后一个目的楼层，电梯门关闭。

4.系统以事件驱动方式响应楼层对电梯的请求.所有楼层的优先级是相同的。

5.系统以事件驱动方式响应楼层内部对到达楼层的要求，并按照电梯运动方向依次完成这些要求。

6.每个电梯都有一个紧急按钮，按下后向管理人员发出报警信号，然后电梯被置为”不可用”状态.每个电梯都有取消”不可用”状态的机制。

问题E. 自拟题目

三、大作业报告要求

1．内容

大作业包含两部分内容：

1）系统需求：按照国标《软件需求说明书（GB856T——88）》的要求撰写系统的需求，可以根据系统的特点进行国标文档章节内容的删减。

2）系统设计：按照国标《概要设计说明书（GB8567——88）》、《详细设计说明书（GB8567——88）》的要求撰写系统的需求，可以根据系统的特点进行国标文档章节内容

的删减。

采用软件体系结构风格设计软件，如客户／服务器风格、浏览器、服务器风格、正交软件体系结构以及经典软件体系结构风格等。

●选取至少三种设计模式应用到软件设计中，如MVC模式、Adpater模式、Singleton 等、Bridge模式等

2．版式

●封面

●正文，要求不低于A4纸张10页。文档不能雷同，雷同率超过30%视为抄袭。

四、提交说明

1）电子稿件提交：以个人为单位，将个人的大作业文档打包发送至whpusa111201@，邮件主题以“学号姓名”连接。如学号姓名为“090101丁XX”，则按照“090101丁XX”命名邮件主题。

2）纸质稿件提交。

3）稿件提交时间2011年12月15日。

五、教材与参考资料

1．教材：软件体系结构原理/实践与方法张友生等清华大学出版社2008

2. 参考书籍

●软件体系结构（第2版）张友生等清华大学出版社2006-11

●软件构架实践（第2版）(SOFTWARE ARCHITECTURE IN PRACTICE，

SECOND EDITION) （美）LEN BASS，PAUL CLEMENTS，RICK KAZMAN

清华大学出版社2004-3

●软件体系结构：(美)MARY SHAW；DA VID GARLAN 牛振东江鹏金福生

等编译清华大学出版社2007-3-1

●大型软件体系结构：使用UML实践指南作者：（美）JEFF GARLAND

RICHARD ANTHONY 译者：叶俊民汪望珠电子工业出版社

2004-3

●软件架构设计温昱电子工业出版社2007-3

●面向模式的软件体系结构卷1：模式系统Frank Buschmann, Regine

Meunier, Hans Rohnert, Peter Sornmerlad, Michael Stal著, 1996. 译者：贲可荣

郭福亮等）

●面向模式的软件体系结构卷2：用于并发和网络化对象的模式Douglas

Schmidt, Michael Stal, Hans Rohnert, Frank Buschmann, 著, 1996.