《软件体系结构》实验指导书
信息与管理科学学院
目录
软件体系结构课程实验大纲 (1)
实验一利用UML进行“4+1”视图系统建模 (3)
实验二软件体系结构风格之应用 (5)
实验三基于体系结构和设计模式的软件设计开发 (7)
附：实验报告格式 (13)
软件体系结构课程实验大纲
（Software Architecture）
课程编号：10021020课程总学时：10 课程性质：必修（核心课程）课程属性: 非独立设课开设学期：第五学期承担实验室：
适用专业：计算机科学与技术专业软件工程方向；核心
先修课程：C语言、高级语言程序设计、UML统一建模语言、软件工程导论
主撰人：席磊、张浩审核人：翁梅大纲制定日期：2012年5月（一）实验课程简介
《软件体系结构》是计算机科学与技术专业（软件工程方向）的一门重要的专业核心课。该课程在整个课程体系中处于承上启下的核心地位，它以C、高级语言程序设计、UML、软件工程导论等课程的学习为基础，也是进一步学习软件项目管理、软件测试与质量保证等课程的基础。
通过学习本课程学生可以理解和掌握软件体系结构概念、发展与现状、研究内容、软件体系结构建模、软件体系结构风格、Web服务体系结构、基于体系结构的软件开发方法、软件体系结构的分析与测试、评估方法以及软件产品线体系结构的设计和演化等，能够利用EclipseUML（或Rational Rose、StartUML、Microsoft Visio）软件分析和设计基于软件体系结构的软件开发。
（二）实验教学目的和基本要求
通过本实验课程的实践训练，使学生能够较好地掌握现代软件体系结构的内容和方法，理解软件体系结构建模的模型和软件体系结构的生命周期模型，掌握构件、连接件和体系结构的定义，掌握各类软件设计方法，熟悉软件体系结构描述语言，熟练运用UML对软件体系结构进行建模，掌握在软件体系结构理论指导下软件开发的基本过程。
通过本课程的学习，学生掌握的知识、内容及掌握的程度要求为：
1. 使学生理解软件系统的开发过程、系统分析和设计的原则和方法；
2. 掌握利用UML进行“4+1”视图系统建模的方法和步骤；
3. 掌握软件体系结构风格的分类、特点及应用；
4. 掌握基于体系结构和设计模式的软件设计开发方法和步骤。
本实验所要求的建模工具为EclipseUML（或Rational Rose、StartUML、Microsoft Visio）。（三）实验项目名称与学时分配
本课程实验内容包括：
上机操作，Windows XP/Windows 2003，JDK6.0，Eclipse/MyEclipse，IE6.0以上。（五）考核方式及成绩评定
考核方式：提交实验报告。
实验成绩计算办法：提交三次实验报告；课内外实验成绩占总成绩的20%.
（六）实验教材
《深入浅出设计模式》（C#/Java版），莫勇腾编著，清华大学出版社，2006年. （七）教学参考书目
（1）《软件体系结构及实例分析》，余雪丽编著，科学出版社，2004.
（2）《软件设计-从程序设计到体系结构》，（美）Eric J.Brade著，李仁发等译，电子工业出版社，2007.
实验一利用UML进行“4+1”视图系统建模一、实验目的：
理解“4+1视图”建模思想，熟悉体系结构生命周期模型，掌握基于UML
的软件体系结构建模方法。
二、实验学时：2
三、实验内容及操作步骤：
（一）实验内容
基于UML1和“4+1”视图进行KWIC（关键词索引系统）系统建模，完成KWIC系统的逻辑视图、过程视图、物理视图、开发视图和场景视图。
（二）操作步骤
基于“4+1”视图，利用UML工具对KWIC（关键词索引系统）系统进行
视图建模：
1．建立KWIC的逻辑视图
当采用面向对象的设计方法时，逻辑视图即是对象模型。
2．建立KWIC的过程视图
描述系统的并发和同步方面的设计。
1具体UML工具及操作手册可参看有关工具书
3．建立KWIC的物理视图
描述软件到硬件之间的映射关系，反映系统在分布方面的设计。
4．建立KWIC的开发视图
描述软件在开发环境下的静态组织。
5．建立KWIC的场景视图
描述软件体系结构的用例。
四、实验要求：
实验课前完成实验报告的实验目的、实验环境、实验内容、实验操作过程等内容；
实验课中独立/团队操作完成实验报告的实验操作、实验结果及结论等内容；每人一台PC机，所需软件Win2003/XP、UML工具（EclipseUML/ Rose/Visio/StartUML/）、Eclipse/MyEclipse、JDK6.0等。
实验课后完成实验报告的心得体会内容，并及时提交实验报告。
五、实验报告要求：
1．独立完成。
2．按时保质保量提交电子版和纸质版作业。
3．纸质版以班为单位上交，由课程学习委员负责收发；电子版作业文档以班为单位发到zhanghaostu@https://www.doczj.com/doc/5714591118.html,。
实验二软件体系结构风格之应用
——KWIC关键词索引系统
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、实验学时：4
三、实验内容及操作步骤：
（一）实验内容
多种软件风格设计与实现之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
（二）操作步骤
采用主/子程序体系结构风格实现KWIC关键词索引系统，详细操作步骤见附件1.
采用面向对象体系架构风格实现KWIC关键词索引系统，详细操作步骤见附件2.
采用管道过滤体系架构风格实现KWIC关键词索引系统，详细操作步骤见附件3.
采用事件过程调用体系架构风格实现KWIC关键词索引系统，详细操作步骤见附件4.
四、实验要求：
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。
实验课前完成实验报告的实验目的、实验环境、实验内容、实验操作过程
等内容；实验课中独立/团队操作完成实验报告的实验操作、实验结果及结论等内容；每人一台PC机，所需软件Win2003/XP、UML工具（EclipseUML/ Rose/Visio/StartUML/）、Eclipse/MyEclipse、JDK6.0等。实验课后完成实验报告的心得体会内容，并及时提交实验报告。
五、实验报告要求：
1．独立完成。
2．按时保质保量提交电子版和纸质版作业。
3．纸质版以班为单位上交，由课程学习委员负责收发；电子版作业文档以班为单位发到zhanghaostu@https://www.doczj.com/doc/5714591118.html,。
实验三基于体系结构和设计模式的软件
设计开发
一、实验目的：
通过常用的基于体系结构和设计模式的软件开发模型实例实验，熟悉设计模式特点及应用条件，掌握基于体系结构和设计模式的软件系统设计模型与开发应用。
二、实验学时：4
三、实验内容及操作步骤：
（一）实验内容
1．利用设计模式对KWIC软件系统进行模式设计。
●KWIC软件系统创建型设计模式应用——抽象工厂模式、创造者模式、
单例模式等
●KWIC软件系统结构型设计模式应用——适配器模式、门户模式等
●KWIC软件系统行为型设计模式应用——观察者模式、职责链模式、迭
代器模式等
2．基于体系结构和设计模式的KWIC软件系统设计模型与开发应用。
（二选一）
●图书信息管理系统，角色用户包括系统管理员、采编录入管理员、借书
管理员、还书管理员、学生用户、教师用户。
●票务信息管理系统，角色用户包括系统管理员、车票信息录入与生成管
理员、售票管理员、退票管理员、购票用户。
（二）操作步骤：
1.利用设计模式对KWIC软件系统进行模式设计。
1)在基于OO体系结构风格的KWIC系统中，利用抽象工厂模式、创造者
模式创建Input、CircularShift、AlphabetSort、Output等类，创建主控类
Master；
2)在基于管道过滤器体系结构风格的KWIC系统中，利用适配器模式实
现过滤器接口，并创建各个过滤器类；
3)在基于事件过程调用体系结构风格的KWIC系统中，利用观察者模式
实现原始行、循环移位行、字母排序行的生成与输出。
2．基于体系结构和设计模式的KWIC软件系统设计模型与开发应用。
1)对系统进行需求分析，利用UML工具对系统进行系统架构描述，建立
场景视图（用例模型）、逻辑视图、过程视图、物理视图、开发视图。
2)选择B/S系统体系架构风格，抽象各级功能模块接口，进行系统设计。
3)在模块级别利用设计模式设计和实现各功能模块。
4)系统体系架构的分析与测试。
5)系统体系架构的评估
四、实验要求：
实验课前完成实验报告的实验目的、实验环境、实验内容、实验操作过程等内容；
实验课中独立/团队操作完成实验报告的实验操作、实验结果及结论等内容；每人一台PC机，所需软件Win2003/XP、UML工具（EclipseUML/ Rose/Visio/StartUML/）、Eclipse/MyEclipse、JDK6.0等。
实验课后完成实验报告的心得体会内容，并及时提交实验报告。
五、实验报告要求：
1．独立完成。
2．按时保质保量提交电子版和纸质版作业。
3．纸质版以班为单位上交，由课程学习委员负责收发；电子版作业文档以班为单位发到zhanghaostu@https://www.doczj.com/doc/5714591118.html,。
信息与管理科学学院计算机科学系
实验报告
课程名称：软件体系结构
实验名称：
姓名：班级：指导教师：学号：实验室：日期：
一、实验目的[宋体四号，加粗，段前0.5，段后0.5，单倍行距]
[内容：宋体小四，行距：固定值20磅]
二、实验环境[宋体四号，加粗，段前0.5，段后0.5，单倍行距]
[内容：宋体小四，行距：固定值20磅]
三、实验内容[宋体四号，加粗，段前0.5，段后0.5，单倍行距]
[内容：宋体小四，行距：固定值20磅]
四、实验操作过程[宋体四号，加粗，段前0.5，段后0.5，单倍行距]
[内容：宋体小四，行距：固定值20磅]
五、实验结果及结论[宋体四号，加粗，段前0.5，段后0.5，单倍行距]
[内容：宋体小四，行距：固定值20磅]
六、心得体会[宋体四号，加粗，段前0.5，段后0.5，单倍行距]
[内容：宋体小四，行距：固定值20磅]
七、指导教师评议
成绩：（百分制）指导教师签名：
注：纸质版实验报告在电脑上编辑并打印好交给老师
14