软件体系结构的质量特性
摘要: 众所周知的是, 为了降低风险和减少构建软件系统的困难, 人们在软件开发过程的早期应该首先考虑质量问题。另外, 系统的结构驱动着整个开发过程。备用的结构中非功能性质量需求的实现决定了选择衔接整个系统的便利结构。这一议题在可靠的变革的应用程序构建中非常重要。软件开发的思想并没有在这一重要阶段给与很多细节关注。这篇文章详述了软件体系结构的质量特性, 而且介绍了一种基于ISO 9126-1标准的技术。ISO模型的质量特性被精炼成为一种属性。而这种属性可被度量以增加体系结构的信息。我们的技术经过比较各自的质量属性的值从一组候选中挑选出适当的体系结构。并以一个关于监制系统技术应用程序为例说明。我们的方法有助于在体系结构分析过程中正确选择的决定。它能够很容易的被并入一般软件开发的过程或者一种特别的体系结构设计思想。
简介: 在软件开发早期阶段以非功能需求为目标的质量需求极
大的影响了软件系统的体系结构。可是, 系统核心功能需求的提取在初始的系统结构的确定上扮演着重要的角色。另一方面, 质量需求在软件设计阶段需要平衡[Kazman et al. ]。仅仅在最近, 精确的软件体系结构设计的重要性( 并不是局限于笔纸图
画符号的设计方式) 为了可靠的系统结构而蓬勃的发展起来[Bachmann et al.1996], [Bosch ], [Krutchen ].。那些包
括istribution, adaptability, interoperability, component reusability and real-time issues 现代的应用软件需要一个
早期的体系结构的定义来满足可维护行和可靠性之类的质量需求。这些对于在架构之下的软件系统全部功能性需求目标的完成是至关重要的。特殊的, 使用网络服务的新的信息系统, 比如基于网络的电子商务应用程序, 没有过多关心软件工程的时间而
是因市场需求而发展的及其迅速。另外, 此种产品的质量不在讨论范围之内。然而, 当一个HTML页面在浏览器端显示出来的时候, 我们马上就能意识到我们是否使用了一个好的或者坏的网络应
用程序。像可用性, 可靠性或有效性等的因素涉及到这个快速的评估。事实上, 自从系统开发之初, 软件开发者们对网络应用程序的质量特性就没有一个清晰的描述, 正如我们所指出的, 软
件工程的范例一般被忽略。比如, 即使当应用程序数据的语义与描述分离是一个可接受的范例, H TML i s n o r m a ll y u se d
r e g a r d l e ss o f t h i s i ssue, 直到最近, XML才被接受。于是, 质量需求的详述就成为了一个有趣的问题。在功能需求的详述
过程中, 质量需求可能会隐藏的出现, 比如在一个纯文本用例
或一个方案中。可是在标准的面向对象思想中没有直接的指导
方法和清晰的建模原理来捕获或详细描述质量需求。而且我们
直到软件体系结构的设计不是一个独立的行为, 而是软件产品
开发和改良过程中的更进一步的阶段。软件体系结构应该作为
一个主要的侧重点以建立更清晰可重用的软件框架f o r
gu a r a n t ee i ng t o a c e r t a i n e x t e n t,t h e o v e r a ll qu a li t y
o f t h e r e su l t i ng so f t w a r e p r o du ct s.
本篇文章的主要目的是介绍( 建议) 一种基于ISO 9126-1
[ISO/IEC 1998]标准的技术来描述相应的软件质量特性, 而这种
技术为品质等级或其它可测量的要素所精确描述, 并参与软件体系结构的设计过程之中。作为体系结构设计阶段中, 质量特性的详细说明和规范度量是软件体系结构改进过程的基础, 而这些改进过程允许对最初设计进行改进和增加。这种基于系统的某些关键功能需求而选择的备案在设计过程中不断被转变和改进以达到预期的质量目标, 而这些质量目标正是系统应当达到的质量需求的价值所在。在这一过程中为了最终的系统, 质量需求经常被转化为隐性的功能需求[B o sch], 比如最终的系统把这些需求表示为附加的机制。可是, 在一般习惯性的软件分析和设计思想中, 这些质量特性的详述和评估的表述仅仅基于设计者的经验。ATMT( 基于构架的权衡分析方法) [K a z m a n e t a l.]与我们的方法有一些共同之处。它使用了一种称之为u t ili t y(sy s t e m g oo dn e ss)
t r ee的质量特性详述标准来将基于精确质量特性的方案分清主次。体系结构和属性的信息被收集到ABAS( A tt r i bu t e-B a se d A r ch i t e ct u r a l S t y l e) 框架中[K l e i n a nd K a z m a n
1999].。可是如何获得质量视图是如此描述和为何仅有一个描述等级的utility tree并不清楚, 而且质量特性的解释并不标准。utility tree经过一组可被驱动的体系结构测试方案来给与方案优先权来确定关键之处。特性的测量经过stimuli, 参数和响应来显示。我们的方法使用根据ISO 9126-1标准的质量模型来考虑质量需求的详述。这个在结构上接近ATAM质量树的等级模型对于软件体系结构很合适。ISO质量模型现在是软件工业的标准而且它经过高度抽象的层次来解释。它由内部和外部因素和使用品质特性视图的质量决定的。这种质量特性( ATAM的特性) 恰好被很标准的解释, 而且特性的度量一般很普遍, 它能够为详细的应用做更进一步的解释。软件运行环境的质量是由用例模型的质量决定的, 也就是在上下文的使用中, 用户对于质量的观点。此篇文章中我们只关心有关内外因素质量模型, 而这个质量模型分别描述了用户和开发者的观点。为了完备使用的质量, 这个系统必须达到内部和外部的目标。在软件开发过程中出现如下情况: 当软件作为电脑系统中的一部分和内部软件评估或是实体属性测量的结果时, 质量特性常常被详细描述为显现的外在子特性。在我们的例子中, 不得不把这些属性转化或翻译成称之为媒介软件产品的软件体系结构。在软件开发过程中获得的特性的值可被用来校验内部的质量目标, 而这些内部的质量目标有助于确认最终软件系统要求的外部目标[S O/I E C1998].。拥有质量特性详细描述这样的事实为体系结构详细说明增加了更多的信息, 这样有助于为解决特定设计问题
而挑选体系结构的设计过程。
除了介绍和结论, ; 论文的主要部分如下: ——为详述软件体系结构的质量特性, 给出了一个基于ISO 9126-1标准的通用质量模型的描述。——一个实例的研究, 在这个实例中, 我们将获得的通用质量模型来进行使用网络设备的实时监视系统软件体系结构的选择。
2、为软件体系结构而修改的ISO 9126-1质量模型。
ISO 9126-1质量模型:
根据ISO 9126-1标准[ISO/IEC, 1998], 质量被描述为一组产品或服务的特色或特性, 而这些特色和特性是基于自己的能力来满足显性或隐性的需求。同时, 对于质量定义的不同看法也应被尊重: 从用户角度来看, 它是最终产品的质量; 从开发者的角度来看, 它是在开发过程中由不同的项目相关人员生产的中间产品的质量。从终端管理者角度来看, 它是营销的需求。所有产品的质量都能够被不同观点的集合所表示。在我们的文章中, 用户和开发者( 架构师) 的观点角度将会被采纳。MCCALL的工作区分了两类质量特性: 因素和标准。前者不能直接被测量而后者能够被主观的测量。这启发了I S O 9126-1模型。基于这个标准, ISO 9126-1更进一步的将McCall的模型化简为ISO 9126-1质量模型, 现在它在广泛的艺术级的产品质量说明书中被接受。它提议了一组六个相互独立的高阶的质量特性。而这些质量特性被定义为其质量已被描述和评估的软件产品的质量特性。在开发的各种阶段, 质量特性被作为外部质
量确认和内部质量审查的目标。当获得特性和可测量的实体时, 她们被描述成子特性。在文中度量和测量标准被定义为一个测量方法或测量手段来获取一个值。这种关系如图1所示:
在开发过程中, 为了监视和控制软件质量外部的质量需求会转变或转化成在开发活动中获得的中间产品的质量需求。
特性描述
功能性软件产品所能提供功能的能力。这里的功能是指在特
殊环境下软件所遇到的显性或是隐性的需要。( 即软
件能够满足什么需要)
【精品实验报告】软件体系结构设计模式实验报告软件体系结构 设计模式实验报告 学生姓名: 所在学院: 学生学号: 学生班级: 指导老师: 完成日期: 一、实验目的 熟练使用PowerDesigner和任意一种面向对象编程语言实现几种常见的设计模式，包括组合模式、外观模式、代理模式、观察者模式和策略模式，理解每一种设计模式的模式动机，掌握模式结构，学习如何使用代码实现这些模式，并学会分析这些模式的使用效果。 二、实验内容 使用PowerDesigner和任意一种面向对象编程语言实现组合模式、外观模式、代理模式、观察者模式和策略模式，包括根据实例绘制模式结构图、编写模式实例实现代码，运行并测试模式实例代码。 (1) 组合模式 使用组合模式设计一个杀毒软件(AntiVirus)的框架，该软件既可以对某个文件夹(Folder)杀毒，也可以对某个指定的文件(File)进行杀毒，文件种类包括文本文件TextFile、图片文件ImageFile、视频文件VideoFile。绘制类图并编程模拟实现。 (2) 组合模式 某教育机构组织结构如下图所示: 北京总部 教务办公室湖南分校行政办公室 教务办公室长沙教学点湘潭教学点行政办公室
教务办公室行政办公室教务办公室行政办公室 在该教育机构的OA系统中可以给各级办公室下发公文，现采用 组合模式设计该机构的组织结构，绘制相应的类图并编程模拟实现，在客户端代码中模拟下发公文。(注:可以定义一个办公室类为抽象叶子构件类，再将教务办公室和行政办公室作为其子类;可以定义一个教学机构类为抽象容器构件类，将总部、分校和教学点作为其子类。) (3) 外观模式 某系统需要提供一个文件加密模块，加密流程包括三个操作，分别是读取源文件、加密、保存加密之后的文件。读取文件和保存文件使用流来实现，这三个操作相对独立，其业务代码封装在三个不同的类中。现在需要提供一个统一的加密外观类，用户可以直接使用该加密外观类完成文件的读取、加密和保存三个操作，而不需要与每一个类进行交互，使用外观模式设计该加密模块，要求编程模拟实现。参考类图如下: reader = new FileReader();EncryptFacadecipher = new CipherMachine();writer = new FileWriter();-reader: FileReader-cipher: CipherMachine-writer: FileWriter +EncryptFacade () +fileEncrypt (String fileNameSrc,: voidString plainStr=reader.read(fileNameSrc); String fileNameDes)String
《软件体系结构》 实验：软件体系结构风格之应用
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 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。 实验课前完成实验报告的实验目的、实验环境、实验容、实验操作过程等 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。 四、实验操作 1、采用主/子程序体系结构风格实现 KWIC 关键词索引系统 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。设计词汇表： 主程序 main(), 子程序 shift(), sort() 方法，方法的调用，返回构件和连接件类 型： 构件：各类子程序，如 shift(),sort() 连接件：方法的调用基本的计算模型： 子程序有 shift(), sort()方法，shift() 对单词进行移位，sort()方法对单词进行 排序 风格的基本不变性： 主程序有顺序地调用子程序，单线程控制。 KWIC 的主/子程序体系结构风格示意图如下所示： 主程序/子程序风格的重要设计决策与约束有：
中南大学软件学院 软件体系结构 设计模式实验报告 学生姓名：宋昂 所在学院：软件学院 学生学号： 3901080115 学生班级：软件0801 指导老师：刘伟 完成日期： 2010-12-7
一、实验目的 熟练使用PowerDesigner和任意一种面向对象编程语言实现几种常见的设计模式，包括简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式和适配器模式，理解每一种设计模式的模式动机，掌握模式结构，学习如何使用代码实现这些模式，并学会分析这些模式的使用效果。 二、实验内容 使用PowerDesigner和任意一种面向对象编程语言实现简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式和适配器模式，包括根据实例绘制模式结构图、编写模式实例实现代码，运行并测试模式实例代码。 (1) 简单工厂模式 使用简单工厂模式设计一个可以创建不同几何形状(Shape)的绘图工具类，如可创建圆形(Circle)、方形(Rectangle)和三角形(Triangle) 对象，每个几何图形都要有绘制draw()和擦除erase()两个方法，要求在绘制不支持的几何图形时，提示一个UnsupportedShapeException，绘制类图并编程实现。 (2) 简单工厂模式 使用简单工厂模式模拟女娲(Nvwa)造人(Person)，如果传入参数“M”，则返回一个Man 对象，如果传入参数“W”，则返回一个Woman对象，使用任意一种面向对象编程语言实现该场景。现需要增加一个新的Robot类，如果传入参数“R”，则返回一个Robot对象，对代码进行修改并注意女娲的变化。 (3) 工厂方法模式 某系统日志记录器要求支持多种日志记录方式，如文件记录、数据库记录等，且用户可以根据要求动态选择日志记录方式，现使用工厂方法模式设计该系统。用代码实现日志记录器实例，如果在系统中增加一个中的日志记录方式——控制台日志记录(ConsoleLog)，绘制类图并修改代码，注意增加新日志记录方式过程中原有代码的变化。
《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 序号姓名评分是否组长 1 2 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；如还有其他图，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，并且需要编写此类和其他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，设计并且实现了豪华（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），并且编写代码，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
软件体系结构风格研究分析 软件体系结构风格研究，分析了各种风格的特点、优缺点，最后重点介绍了三层C/S软件体系结构。 20世纪60年代中期的软件危机使得人们开始重视软件工程的研究。起初，人们把软件设计的重点放在数据结构和算法的选择上。随着软件系统规模越来越大、越来越复杂，整个系统的结构显得越来越重要。 软件体系结构风格分析 最初的软件体系结构是Mainframe结构——客户、数据和程序都被集中在主机上，通常只有少量的GUI界面，对远程数据库的访问比较困难。随着PC的广泛应用，该结构逐渐被淘汰。在20世纪80年代中期出现了Client/Server分布式计算结构，应用程序的处理在客户机和服务器之间分担。随着大型软件系统的开发，这种结构在系统的部署和扩展性方面暴漏出不足。随着Inter的发展，一个更灵活的体系结构“三层/多层计算”体系结构应运而生。 Garlan和Shaw将通用软件体系结构风格总结为以下几类：
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：进程通讯;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。C2风格是最常用的一种软件体系结构风格。从C2风格的组织规则和结构图中，我们可以得出，C2风格具有以下特点： (1)系统中的构件可实现应用需求，并能将任意复杂度的功能封装在一起;(2)所有构件之间的通讯是通过以连接件为中介的异步消 息交换机制来实现的;(3)构件相对独立，构件之间依赖性较少。系统中不存在某些构件将在同一地址空间内执行，或某些构件共享特定控制线程之类的相关性假设。 2.数据抽象和面向对象风格。目前软件界已普遍转向使用面向对象系统，抽象数据类型概念对软件系统有着重要作用。这种风格的构件是对象，或者说是抽象数据类型的实例。对象是一种被称作管理者的构件，因为它负责保持资源的完整性。对象是通过函数和过程的调用来交互的。图2是数据抽象和面向对象风格的示意图。面向对象的系统有许多的优点： (1)因为对象对其他对象隐藏它的表示，所以可以改变一个对象的表示，而不影响其他的对象。(2)设计者可将一些数据存取操作的
福建农林大学计算机与信息学院 实验报告 课程名称：软件设计与体系结构 姓名：陈宇翔 系：软件工程系 专业：软件工程 年级：2007 学号：070481024 指导教师：王李进 职称：讲师 2009年12月16日
实验项目列表
福建农林大学计算机与信息学院实验报告 学院：计算机与信息学院专业：软件工程系年级：2007 姓名：陈宇翔 学号：070481024 课程名称：软件设计与体系结构实验时间：2009-10-28 实验室田实验室312、313计算机号024 指导教师签字：成绩： 实验1：ACME软件体系结构描述语言应用 一、实验目的 1）掌握软件体系结构描述的概念 2）掌握应用ACMESTUDIO工具描述软件体系结构的基本操作 二、实验学时 2学时。 三、实验方法 由老师提供软件体系结构图形样板供学生参考，学生在样板的指导下修改图形，在老师的指导下进行软件体系结构描述。 四、实验环境 计算机及ACMESTUDIO。 五、实验内容 利用ACME语言定义软件体系结构风格，修改ACME代码，并进行风格测试。 六、实验操作步骤 一、导入Zip文档 建立的一个Acme Project，并且命名为AcmeLab2。如下图：
接着导入ZIP文档，导入完ZIP文档后显示的如下图： 二、修改风格 在AcmeLab2项目中,打开families下的TieredFam.acme.如下图： 修改组件外观 1. 在组件类型中，双击DataNodeT; 在其右边的编辑器中，将产生预览；选择Modify 按钮，将打开外观编辑器对话框。 2. 首先改变图形：找到Basic shape section，在Stock image dropdown menu中选 择Repository类型. 3. 在Color/Line Properties section修改填充颜色为深蓝色。 4. 在颜色对话框中选择深蓝色，并单击 [OK]. 5. 修改图形的边框颜色为绿色 7. 单击Label tab，在Font Settings section, 设置字体颜色为白色,单击[OK] 产生的图形如下图：
第一章：1、软件体系结构的定义 国内普遍看法： 体系结构=构件+连接件+约束 2、软件体系结构涉及哪几种结构： 1、模块结构（Module） 系统如何被构造为一组代码或数据单元的决策 2、构件和连接件结构（Component-And-Connector，C&C） 系统如何被设计为一组具有运行时行为（构件）和交互（连接件）的元素 3、分配结构（Allocation） 展示如何将来自于模块结构或C&C结构的单元映射到非软件结构（硬件、开发组和文件系统） 3、视图视点模型 视点（View point） ISO/IEC 42010:2007 (IEEE-Std-1471-2000)中规定：视点是一个有关单个视图的规格说明。 视图是基于某一视点对整个系统的一种表达。一个视图可由一个或多个架构模型组成 架构模型 架构意义上的图及其文字描述（如软件架构结构图） 视图模型 一个视图是关于整个系统某一方面的表达，一个视图模型则是指一组用来构建 4、软件体系结构核心原模型 1、构件是具有某种功能的可复用的软件结构单元，表示了系统中主要的计算元素和数据存储。 2.连接件(Connector)：表示构件之间的交互并实现构件 之间的连接
特性：1)方向性2)角色3)激发性4)响应特征 第二章 1、软件功能需求、质量属性需求、约束分别对软件架构产生的影响 功能性需求：系统必须实现的功能，以及系统在运行时接收外部激励时所做出的行为或响应。 质量属性需求：这些需求对功能或整个产品的质量描述。 约束：一种零度自由的设计决策，如使用特定的编程语言。 质量原意是指好的程度，与目标吻合的程度，在软件工程领域，目标自然就是需求。 对任何系统而言，能按照功能需求正确执行应是对其最基本的要求。 正确性是指软件按照需求正确执行任务的能力，这无疑是第一重要的软件质量属性。质量属性的优劣程度反映了设计是否成功以及软件系统的整体质量。 系统或软件架构的相关视图的集合，这样一组从不同视角表达系统的视图组合在一起构成对系统比较完整的表达
中南大学软件体系结构设计模式实验二 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
实验3 设计模式实验二 实验学时： 4 每组人数： 1 实验类型： 3 （1：基础性 2：综合性 3：设计性 4：研究性） 实验要求： 1 （1：必修 2：选修 3：其它） 实验类别： 3 （1：基础 2：专业基础 3：专业 4：其它） 一、实验目的 熟练使用PowerDesigner和任意一种面向对象编程语言实现几种常见的行为型设计模式，包括职责链模式、命令模式、观察者模式和策略模式，理解每一种设计模式的模式动机，掌握模式结构，学习如何使用代码实现这些模式。 二、实验内容 1. 某企业的SCM(Supply Chain Management，供应链管理)系统中包含一个采购审批子系统。该企业的采购审批是分级进行的，即根据采购金额的不同由不同层次的主管人员来审批，主任可以审批5万元以下（不包括5万元）的采购单，副董事长可以审批5万元至10万元（不包括10万元）的采购单，董事长可以审批10万元至50万元（不包括50万元）的采购单，50万元及以上的采购单就需要开董事会讨论决定。如下图所示： 试使用职责链模式设计并模拟实现该系统。 2. 房间中的开关是命令模式的一个实例，现用命令模式来模拟开关的功能，可控制对象包括电灯和电风扇，绘制相应的类图并编程模拟实现。 3. 某软件公司欲开发一个基于Windows平台的公告板系统。系统提供一个主菜单(Menu)，在主菜单中包含了一些菜单项(MenuItem)，可以通过Menu类的addMenuItem()方法增加菜单项。菜单项的主要方法是click()，每一个菜单项包含一个抽象命令类，具体命令类包括OpenCommand(打开命令)，CreateCommand(新建命令)，EditCommand(编辑命令)等，命令类具有一个execute()方法，用于调用公告板系统界面类(BoardScreen)的open()、create()、edit()等方法。现使用命令模式设计该系统，使得MenuItem类与BoardScreen类的耦合度降低，绘制类图并编程实现。 4. 某实时在线股票软件需要提供如下功能：当股票购买者所购买的某支股票价格变化幅度达到5%时，系统将自动发送通知（包括新价格）给购买该股票的所有股民。试使用观察者模式设计并实现该系统，要求绘制相应的类图并编程模拟实现。 5. 某公司欲开发一套机房监控系统，如果机房达到某一指定温度，温度传感器(Thermosensor)将自动传递信号给各种响应设备，例如警示灯(CautionLight)将闪烁(flicker())、报警器(Annunciator)将发出警报(alarm())、安全逃生门(SecurityDoor)将自动开启(open())、隔热门(InsulatedDoor)将自动关闭(close())
实验指导书 实验一 1、实验项目：软件体系结构设计（一） 某系统C/S风格客户端软件体系结构设计 2、实验目的：熟悉C/S风格的工作机制 3、实验内容：针对某个应用系统，选用C/S风格作为这个系统的软件体系结构 风格。熟悉C/S风格的工作机制，对所考察的系统进行C/S风格客户端软件体系结构设计。（针对不同的特定应用系统具体表述） 实验二 1、实验项目：软件体系结构设计（二） 某系统C/S风格服务器软件体系结构设计 2、实验目的：熟悉C/S风格的工作机制 3、实验内容：针对某个应用系统，选用C/S风格作为这个系统的软件体系结构 风格。熟悉C/S风格的工作机制，对所考察的系统进行C/S风格服务器软件体系结构设计。（针对不同的特定应用系统具体表述） 实验三 1、实验项目：UML建模 某系统UML建模 2、实验目的：深入理解UML建模的思想，熟悉UML建模方法 3、实验内容：作为实际应用前的一种演练，深入理解UML建模的思想，熟悉 UML建模方法，锻炼和培养分析问题、解决问题的能力。针对某个选定的应用系统，对其进行用例建模、对象类建模和状态图建模。 实验四 1、实验项目：某系统详细设计 2、实验目的：细化前期设计的有关结果，做出软件的详细规格说明 3、实验内容：详细设计（也叫过程设计）是软件设计的具体模块设计阶段，是 在作为软件开发前期设计的体系结构设计和总体设计的基础上进行的。目的是要细化前期设计的有关结果，做出软件的详细规格说明。要求具体地设计目标系统给个模块的实现过程。 实验五 1、实验项目：系统集成 2、实验目的：系统集成与总结 3、实验内容：综合考察前八次实验的内容，通盘考虑软件设计的整个过程，深 入理解软件体系结构的构建过程
1、就项目管理方面而言，软件重用项目与非重用项目有哪些不同之处。 答：使用软件重用技术可减少重复工作,提高软件生产率, 缩短开发周期。同时，由于软构建大多经过严格的质量认证，因此有助于改善软件质量，大量使用构建，软件的灵活性和标准化程度可得到提高。 2、实际参与/组织一个软件重用项目的开发，然后总结你是如何组织该项目的开发的 答：参加了一个网页管理系统的开发，该项目重复使用已有的软件产品用于开发新的软件系统，以达到提高软件系统的开发质量与效率，降低开发成本的目的。在过程中使用了代码的复用、设计结果的复用、分析结果的复用、测试信息的复用等。 3、为什么要研究软件体系结构？ 答：1.软件体系结构是系统开发中不同参与者进行交流和信息传播的媒介。 2．软件体系结构代表了早期的设计决策成果。 3．软件体系结构可以作为一种可变换的模型。 4、根据软件体系结构的定义，你认为软件体系结构的模型应该由哪些部分组成？ 答：构件(component)可以是一组代码，如程序的模块;也可以是一个独立的程序(如数据库的SQL服务器)； 连接件(connector)是关系的抽象，用以表示构件之间的相互作用。如过程调用、管道、远程过程调用等； 限制(constrain)：用于对构件和连接件的语义说明。 5、在软件体系结构的研究和应用中，你认为还有哪些不足之处？ 答：（1）缺乏同意的软件体系结构的概念，导致体系结构的研究范畴模糊。 （2）ADL繁多，缺乏同意的ADL的支持。 （3）软件体系结构研究缺乏统一的理论模型支持。 （4）在体系结构描述方便，尽管出现了多种标准规范或建议标准，但仍很难操作。 （5）有关软件体系结构性质的研究尚不充分，不能明确给出一个良体系结构的属性或判定标准，没有给出良体系结构的设计指导原则，因而对于软件开发实践缺乏有力的促进作用。 （6）缺乏有效的支持环境软件体系结构理论研究与环境支持不同步，缺乏有效的体系结构分析、设计、方针和验证工具支持，导致体系结构应用上的困难。 （7）缺乏有效的体系结构复用方案。 （8）体系结构发现方法研究相对欠缺。 1、选择一个规模合适的系统，为其建立“4+1”模型。 逻辑视图（Logical View），设计的对象模型（使用面向对象的设计方法时）。 过程视图（Process View），捕捉设计的并发和同步特征。 物理视图（Physical View），描述了软件到硬件的映射，反映了分布式特性。 开发视图（Development View），描述了在开发环境中软件的静态组织结构。 架构的描述，即所做的各种决定，可以围绕着这四个视图来组织，然后由一些用例（use cases）或场景(scenarios)来说明，从而形成了第五个视图。
南京邮电大学 《软件体系结构》实验报告 实验题目软件体系结构风格之应用 姓名xxx 学号xxx 院系计算机、软件学院 指导老师周国强 2013年12月18日
一、实验目的和要求 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。 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。 二、实验课时：2 三、实验内容及操作步骤 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 public static void input(String inputFile){ fr=null; try { fr=new (inputFile);
} catch ( e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } BufferedReader br=new BufferedReader(fr); textLines=new ArrayList 实验1 UML实验 实验学时： 4 每组人数：1 实验类型：3 （1：基础性2：综合性3：设计性4：研究性） 实验要求：1 （1：必修2：选修3：其它） 实验类别：3 （1：基础2：专业基础3：专业4：其它） 一、实验目的 1.学会安装和使用建模工具PowerDesigner，熟练使用PowerDesigner绘制常用的UML 图形，熟悉常用的UML建模符号； 2.构建用例模型来描述软件需求，包括绘制用例图，撰写用例文档并制作用例检查矩阵； 3. 学习使用状态图描述对象的状态及转换； 4.学习使用活动图为业务流程建模； 5. 学习使用顺序图描述对象之间的交互； 6. 学习类图的绘制； 7. 学习从系统需求中识别类，并构建相应的面向对象模型； 8. 学习使用PowerDesigner实现正向工程和逆向工程； 9. 学习使用组件图描述每个功能所在的组件位置以及它们之间的关系； 10. 学习使用部署图描述软件中各个组件驻留的硬件位置以及这些硬件之间的交互关系。 二、实验内容 1. 某酒店订房系统描述如下： (1) 顾客可以选择在线预订，也可以直接去酒店通过前台服务员预订； (2) 前台服务员可以利用系统直接在前台预订房间； (3) 不管采用哪种预订方式，都需要在预订时支付相应订金； (4) 前台预订可以通过现金或信用卡的形式进行订金支付，但是网上预订只能通过信用卡进行支付； (5) 利用信用卡进行支付时需要和信用卡系统进行通信； (6) 客房部经理可以随时查看客房预订情况和每日收款情况。 绘制该酒店订房系统的用例图。 2. 根据以下场景绘制用例图： 某企业为了方便员工用餐，为企业餐厅开发了一个订餐系统（COS：Cafeteria Ordering System），企业员工可通过企业内联网使用该系统。该系统功能描述如下： (1) 企业的任何员工都可以查看菜单和今日特价； 软件体系结构期末 复习题 《软件体系结构》期末复习题 简答题： 1、软件体系结构建模的种类有： 结构模型、框架模型、动态模型、过程模型、功能模型。 2、“4+1”视图模型从5个不同的视角包括： 逻辑视图、进程视图、物理视图、开发视图和场景视图来描述软件体系结构。 3、构件：是具有某种功能的可重用的软件模板单元，表示了系统中主要的计算元素和数据存储。 连接件：表示构件之间的交互。 配置：表示构件和连接件的拓扑逻辑和约束。 端口：表示构件和外部环境的交互点。 角色：定义了该连接交互的参与者。 4、画出“4+1”视图模型图，分析各部分的原理和功能。 5、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。 6、软件体系结构 （Software Architecture） 软件体系结构以组件和组件交互的方式定义系统，说明需求与成品系统之间的对应关系，描述系统级别的可伸缩性、能力、吞吐量、一致性和兼容性等属性。软件体系结构由组件、连接件和属性组成。 7、分层系统的优点有： 1）支持基于抽象程度递增的系统设计，使设计者能够把一个复杂系统按递增的步骤进行分解； 2）支持功能增强，因为每一层至多和相邻的上下层交互，因此功能的改变最多影响相邻的上下层； 3）支持重用。只要提供的服务接口定义不变，同一层的不同实现能够交换使用。这样，就能够定义一组标准的接口，而允许各种不同的实现方法。 8、分层系统的缺点有： 1）并不是每个系统都能够很容易地划分为分层的模式，甚至即使一个系统的逻辑结构是层次化的，出于对系统性能的考虑，系统设计师不得不把一些低级或高级的功能综合起来； 2）很难找到一个合适的、正确的层次抽象方法。 9、 B/S体系结构的优点有什么？ 答：1）基于B/S体系结构的软件，系统安装、修改和维护全在服务器端解决。用户在使用系统时，仅仅需要一个浏览器就可运行全部的模块，真正达到了“零客户端”的功能，很容易在运行时自动升级。 教学常规考核条例模板 为了体现“以德育为首位，以教学为中心，以质量为根本”的办学指导思想，要使全体教师明确在教学中进行“常规考核”是对每位教师教学工作的督促和肯定。只有在教学的过程中，不断改进和提高，教学质量才能得到保证。为此特制《教师教学业务考核》。 常规考核共有九项，共计100分。 教师理论学习：教案：5分 课堂教学：30分作业：7分 辅导：3分教学成绩：30分 课外活动：5分作课：5分 教科研：15分 一、对任课教师的教案考核要求：5分 对教案的要示，按“教规”规定进行考核。好的教案，要具备以下项目，差的方面，要酌情扣分。 目标明确：三维目标渗透详细，做到明确具体。 进度适时：有案上课、超周备课。 创新实用：开发电子备课或其它新颖备课形式，有解决重点、难点的方法。作业，要经过筛选，严禁题海或惩罚性作业。 小结客观；得失明确、改进及时。 板书精美：字迹工整、重点突出。 二、对任课教师讲课的考核要求：25分 以集中作课和随堂听课相结合检查，分值及内容见考核表。得分计算：作课成绩×10%+随堂听课×15%=课堂教学成绩。 1、课堂教学要求： ⑴对于学生的要求：50分 全员性：全员参与、全程参与、有效参与。自主性：主动参与积极探究。 灵活性：掌握学法、灵活运用。 创新性：善于分析问题、勇于提出问题、乐于解决问题。 合作性：能合作学习，彼此尊重，互相学习，共同发展。 ⑵对于教师的要求：50分 指导思想：以学生发展为中心共同发展；提倡个性化学习，发展性评价。 教学目标：激发情感，注重德育渗透，形成积极的人生观和价值观；注重过程，引导方法探究；掌握知识，培养能力，注重与实践结合。 ⑶教学过程： 教学准备充分，正确把握教材，做到重点突出，难点突破得法； 用教材教，创造性地使用教材，合理开发课程资源； 教学设计合理，具有开放性、灵活性； 运用“自主、探究、合作、等教学方式，教学过程中注重学法指导； 软件体系结构风格的研究 [摘要] 本文对几种经典的软件体系结构风格进行了具体的阐述,分析了各种风格的特点、优缺点,最后重点介绍了三层C/S软件体系结构。 [关键词] 软件体系结构软件体系结构风格三层C/S软件体系结构 20世纪60年代中期的软件危机使得人们开始重视软件工程的研究。起初,人们把软件设计的重点放在数据结构和算法的选择上。随着软件系统规模越来越大、越来越复杂,整个系统的结构显得越来越重要。 一、软件体系结构风格分析 最初的软件体系结构是Mainframe结构——客户、数据和程序都被集中在主机上,通常只有少量的GUI界面,对远程数据库的访问比较困难。随着PC的广泛应用,该结构逐渐被淘汰。在20世纪80年代中期出现了Client/Server分布式计算结构,应用程序的处理在客户机和服务器之间分担。随着大型软件系统的开发,这种结构在系统的部署和扩展性方面暴漏出不足。随着Internet的发展,一个更灵活的体系结构“三层/多层计算”体系结构应运而生。 Garlan和Shaw将通用软件体系结构风格总结为以下几类: 下面将介绍几种主要和经典的体系结构风格和它们的优缺点。 C2风格是最常用的一种软件体系结构风格。从C2风格的组织规则和结构图中,我们可以得出,C2风格具有以下特点: 2.数据抽象和面向对象风格。 目前软件界已普遍转向使用面向对象系统,抽象数据类型概念对软件系统有着重要作用。这种风格的构件是对象,或者说是抽象数据类型的实例。对象是一种被称作管理者的构件,因为它负责保持资源的完整性。对象是通过函数和过程的调用来交互的。图2是数据抽象和面向对象风格的示意图。 面向对象的系统有许多的优点: 3.基于事件的隐式调用风格。基于事件的隐式调用风格的思想是构件不直接调用一个过程,而是触发或广播一个或多个事件。系统中的其他构件中的过程在一个或多个事件中注册,当一个事件被触发,系统自动调用在这个事件中注册的所有过程,这样,一个事件的触发就导致了另一模块中的过程的调用。基于事件的隐式调用风格的主要特点是事件的触发者并不知道哪些构件会被这些事件影响。这样不能假定构件的处理顺序,甚至不知道哪些过程会被调用。隐式调用系统的主要优点有:(1)为软件重用提供了强大的支持。当需要将一个构件加入现存系统中时,只需将它注册到系统的事件中。(2)为改进系统带来了方便。当用一个构件代替另一个构件时,不会影响到其他构件的接口。隐式调用系统的主要缺点有:①构件放弃了对系统计算的控制。一个构件触发一个事件时,不能确定其他构件是否会响应它。而且即使它知道事件注册了哪些构件的构成,它也不能保证这些过程被调用的顺序。②数据交换的问题。有时数据可被一个事件传递,但另一些情况下,基于事件的系统必须依靠一个共享的仓库进行交互。在这些情况下,全局性能和资源管理便成了问题。③既然过程的语义必须依赖于被触发事件的上下文约束,关于 模拟试题 （一） 第一题：名词解释（每题5分，共20分） 1.软件体系结构（Software Architecture） 2.软件体系结构风格（Software Architecture Style） 3.软件质量属性 4.质量属性驱动的设计方法（ADD） 第二题：单项选择（每题4分，共20分） 1.下面哪种策略能够用来满足可测试性（Testability）的质量属性？ A）心跳（Heartbeat）B）模块的抽象化（Generalize the module） C）记录/重放D）授权用户 2?“系统在提供服务给合法用户的同时抵制未授权使用的能力” 题？ A）性能B）可测试性 C）可移植性D）安全性 这是哪种质量属性关心的问 3.下面哪种视图不属于软件体系结构中定义的 “ A）物理视图B）设计视图 C）场景视图D）开发视图 4+1 ”视图？ 4.下面的图是什么图? LlUDiU Rikk Prk* Deal CaphJF* Du] ACCOuming A）序列图C）对象图B）组件图D）用例图 5.下面的图形描述了何种体系结构风格? A） C/S B）有序批处理C）主程序/子程序D）面向对象 第三题简答（每题5分，共20分） 1?请描述管道-过滤器体系结构风格的特点并给出适合使用这种风格的一个应用场景。 2.请简要说明黑板风格的定义。 3.请简要说明体系结构权衡分析方法和该方法的特点。 4.什么是“ 4+1视图”，分别给出每个视图的名称和主要关注点。 软件体系结构分析：效用树（20分） 某公司要开发一个在线交易系统，该系统主要关注性能、可更改性、可用性和安全这五 个质量属性。负责开发的团队分析了各个质量属性，设计了一个参考的体系结构。该团队欲 采用效用树技术对体系结构进行评估，下面是相关的场景： 站点1断电后，能够在3秒内完成流量到站点2的迁移； 信用卡交易需要有99.999%的安全性； 用户的授权数据库需要在99.999%的情况下保证可用； 视频必须实时传输； 能够在4人-周内完成对Web用户界面的改变网络失效和恢复必须在 1.5分钟内完成； 减少对客户数据库访问的时间至200毫秒以内； 请根据以上描述，构建相应的效用树 2.软件体系结构构建（20分） https://www.doczj.com/doc/c510744963.html,是一家新兴的旅游服务提供商，能够在线为用户提供在线的实时旅游信息 服务，包括路线信息，景点介绍，公交线路查询等，其系统的基本的功能如下所示： 用户可以在网站上注册帐号和密码，成为该站点的客户； 客户可以使用浏览器访问网上的站点，搜索并返回感兴趣的景点信息；该公司需要集成来自旅游线路 提供商的数据库，提供旅游线路支持；需要集成来自景点的信息提供商的数据库，提供景点信息；需 要集成公交公司的应用系统，提供公交信息查询能力。 请首先给出一个基于Java EE平台的企业级分布式系统体系结构图，并根据描述给出各个需求应该分别在体系 河南工业大学实验报告 （2015~2016学年-第2学期） 课程名称：软件体系结构课程编号：51610192地点：6313/6316/6308/6320 一、实验目的： 验证C/S风格的工作机制。 二、实验内容： 针对某个应用系统，选用C/S风格作为这个系统的软件体系结构风格。熟悉C/S风格的工作机制，对所考察的系统进行C/S风格客户端软件体系结构设计的验证。（针对不同的特定应用系统具体表述）。 三．编程环境 Windows 7 Visual Studio | Dev-C++ Eclipse 四．实验代码 1.画棋盘 // 画横线 for (int i = 0; i <= ROWS; i++) { g.drawLine(MARGIN, MARGIN+ i * GRID_SPAN, MARGIN+ COLS* GRID_SPAN, MARGIN + i * GRID_SPAN); } for (int i = 0; i <= COLS; i++) {// 画竖线 g.drawLine(MARGIN + i * GRID_SPAN, MARGIN, MARGIN + i * GRID_SPAN, MARGIN + ROWS * GRID_SPAN); } 2.将鼠标点击转为网格索引 publicvoid mouseMoved(MouseEvent e) { int x1 = (e.getX() - MARGIN + GRID_SPAN / 2) / GRID_SPAN; // 将鼠标点击的坐标位置转成网格索引 int y1 = (e.getY() - MARGIN + GRID_SPAN / 2) / GRID_SPAN; if (x1 < 0 || x1 >ROWS || y1 < 0 || y1 >COLS || gameOver || findChess(x1, y1)) setCursor(new Cursor(Cursor.DEFAULT_CURSOR)); // 设置成默认状态 else setCursor(new Cursor(Cursor.HAND_CURSOR)); } 3.增加棋子 // ********************** 增加黑色棋子 public Point[] BlackAddChess(int x, int y) { if (!isBlack) { String msg = String.format("黑子已经落子，轮到白子"); JOptionPane.showMessageDialog(this, msg); returnnull; } else return addChess(x, y); } // ********************** 增加白色棋子 public Point[] WhiteAddChess(int x, int y) { if (isBlack) { String msg = String.format("白子已经落子，轮到黑子"); JOptionPane.showMessageDialog(this, msg); returnnull; } else return addChess(x, y); } 4.悔棋 publicvoid goback() { if (chessCount == 0) return; chessList[chessCount - 1] = null; chessCount--; if (chessCount> 0) { xIndex = chessList[chessCount - 1].getX(); yIndex = chessList[chessCount - 1].getY(); } isBlack = !isBlack; 课程设计(综合实验)报告 ( 2015 -- 2016 年度第二学期) 名称：课程设计 题目：软件体系结构设计与分析院系：计算机系 班级： 学号： 学生姓名：（你的签名） 指导教师：王晓辉廖尔崇 设计周数：（1周） 成绩： 日期：2016年6月19 日 一、课程设计(综合实验)的目的与要求 软件体系结构是软件工程专业的专业必修课。软件体系结构是软件工程方法学的一个分支，开设本课程的目的是使学生在了解了软件工程基础原理、方法、过程的基础上进一步掌握软件结构设计的基本理论和方法，培养设计软件结构的基本能力。本课程的基本内容包括软件体系结构的基本概念、发展现状、软件体系结构风格、传统的软件体系结构、现代软件体系结构等。 本课程实验的目标是培养学生的基础编程能力，其培养目标是程序员；软件工程课程使学生上升到软件系统的认识，其培养目标是软件工程师。本课程教学内容属于软件工程的概要设计阶段的方法学，其培养目标是软件架构师。 要求完成实验指导书的实验一~实验五（验证性实验），实验九~实验十一（设计综合性实验）。 二、设计（实验）正文 实验一经典软件体系结构风格(一) 1.管道过滤器风格 （1）概念：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 管道 （3）流程图中南大学软件体系结构实验报告-实验1
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