软件设计与体系结构课后练习部分答案

第一章作业

6、简要论述软件设计在软件工程中所处的位置和重要性。

答：

所处的位置：软件需求分析好需求规格阐明分软件设计少设计文档分软件编

码。

重要性：

（1）是对软件需求口勺直接体现；

（2）为软件实现提供直接根据；

（3）将综合考虑软件系统的多种约束条件并给出对应方案；

（4）软件设计的质量将决定最终软件系统的质量；

（5）及早发现软件设计中存在的错误将极大减少软件修复和维护所需的

成本。

7、软件设计应当包括哪些要素？

答：

软件设计应当包括：目的描述、设计约束、产品描述、设计原理.、开发规划、

使用描述。

8、软件体系构造与软件设计有何关系？软件体系构造的出既有何须然性和重要意义？

答：

软件体系构造与软件设计的关系：软件体系构造设计作为软件设计过程中的

活动之一，能在较为抽象口勺级别上描述整个软件系统的构造，成为大规模、复杂

软件系统设计中必不瓦少的环节。

软件体系构造日勺意义：软件体系构造将构件以及构件之间日勺连接作为软件体

系构造日勺基本构成部分。软件体系构造使软件复用从代码复用发展到设计复用和

过程复用，为不一样的人提供了共同日勺语言，体现了系统初期的设计决策，并作

为系统设计H勺抽象，为实现框架和构件日勺共享与复用，基于体系构造的软件开发

提供了有力日勺支持。

第二章作业

1、简述UML的特点和用途。

答：

UML的发起者在最初制定UML时，充足考虑了多种需求、措施和语言的特点使UML

在体现能力、对新技术的包容能力和扩张性等方面具有明显的优势：

（1）为使用者提供了统一的、体现能力强大口勺可视化建模语言，以描述应用问题日勺需求

模型、设计模型和实现模型。

（2）提供对关键概念打勺扩展机制，顾客可加入关键概念中没有日勺概念和符号，可为特定

应用领域提出详细的概念、符号表达和约束。

（3）独立于实现语言和措施学，但支持所有日勺措施学，覆盖了面向对象分析和设计日勺相

关概念和措施学。

（4）独立于任何开发过程，但支持软件开发全过程。

（5）提供对建模语言进行理解的形式化基础，用元素型描述基本语义，OCL描述良定义规

则，自然语言描述动态语义。

（6）增强面向对象工具之间的互操作性，便于不一样系统间的集成。UML的目H勺是以面向

对象方式描述任何类型的系统，具有广泛的应用领域。UML最常用于建立软件系统的模型,

但它同样可以用于描述非软件领域的I系统，如机械系统、企业机构或业务过程、处理复杂数

据的信息系统、具有实时规定日勺工业系统或工业过程、甚至数字电路等。

2、在面向对象开发措施中，对象、类、继承、汇集、多态、消息等概念分别指什么？

答：

（1）对象。对象是现实世界中个体或事物H勺抽象表达，是其属性和有关操作口勺封装。属

性表达对象的J性质，属性值规定了对象所有也许日勺状态。对象的I操作是指该对象可以展现的

外部服务。

（2）类。类是某些对象的共同特性（属性和操作）的表达。对象是类的实例，类是对象

创立的模板。

（3）继承。类之间的继承关系是实现现实世界中遗传关系的直接模拟，它表达类之间的内

在联络以及对属性和操作的共享，即子类可以沿用父类（被继承类）U勺某些特性。子类也可

以具有自己独有口勺属性和操作。

（4）汇集。除遗传关系外，现实世界中还普遍存在着部分整体关系。这种关系在面向对象

措施学中表达为类之间的汇集关系。在汇集关系下，部分类的对象是整体类对象的一种

构成部分。

（5）多态。多态指父类及其子类中，对外接口的定义形式相似，却可以对应多种接口的实

现形态。

（6）消息。消息传递是对象与其外部世界互相关联的唯一途径。

4、UML构造建模和行为建模有何区别？

答:

构造建模被称为静态建模，重要用来描述系统中包括的元素以及元素之间H勺关系;

行为模型被称为动态模型，重要用来刻画系统中的动态行为、过程和环节。

5、简要论述类图在UML中的意义和重要性，以及类图和对象图有何联络与区别。

答：

（1）意义：类图用来刻画软件中类等元素的静态构造和关系。

（2）重要性：面向对象软件时最终实现体现为多种类H勺实现和组织，因此类图与面向

对象软件实现之间的映射最为直观，对软件构造日勺设计至关重要，是软件实现要遵照的重要

规格阐明。

（3）类图和对象图的联络：对象是类口勺实例，对象图也可以看做类图的实例，对象之

间的连接是类之间的关联关系的实例。对象图描述在特定期刻和特定环境下，类图中类U勺详

细实例以及这些实例之间的详细连接关系，能协助人们理解一种比较复杂U勺类图。

（4）类图和对象图的区别：对象的名字下面要加下划线，对象名称后可以注明所属的

类。在一种对象图中可以同步出现一种类的多种'实例。

第三章作业

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H勺模块化是指整个软件被划提成若干单独命名和可编址口勺部分，称之为模块,

这些模块可以被组装起米满足整个问题的需求。在软件设计中实现了功能划分把亚杂的.大的

功能划提成简朴口勺小的模块构造，尽量减少每个模块的成本，减少接口，保证软件总成本最

低。

模块化使开活动愈加简朴的一种重要原因是模块H勺信息隐藏，即一种模块的开发者不必

看到模块的内部，只需要懂得其接II即可，使开发者的）复杂性减少，不仅支持模块的）并行开

发，并且还可以减少测试和后期维护H勺工作量。

3、内聚度、耦合度分别指什么？为何软件设计要追求高内聚、低耦合？

答：

内聚度是一种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。

软件设计中一般用耦合度和内聚度作为衡量模块独立程度的原则。划分摸块日勺一种准则

就是高内聚低耦合。模块,可的耦合度是指模块之间日勺依顺关系，包括控制关系、调用关系、

数据传递关系。模块间联络越多，其耦合性越强，同步表明其独立性越差。减少模块间日勺耦

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”的水波效度，同

步每•种类完毕特定的独立的功能，实现高内聚，保证系统设计顺利进行。内聚和耦合亲

密有关，同其他模块存在强耦合关系口勺模块常意味这弱内聚，强内聚常意味着弱耦合。

5、为何软件设计过程常常是一种不停迭代的过程？

答：

设计者一般不也许•次就能完毕•种完整的设计，软件设计也许是•种反复的过程，在

设计过程中需要不停添加设计元素和设计细节，并对先前的设计方案进行修正。因此，软件

设计一般都可以被看做是迭代的过程。

8、是总结本章列举的软件体系构造设计措施各有何特点。结合自己的开发经验，讨论怎样

选择合适的软件体系构造设计措施。

答：

特点如下：

（1）软件体系构造的多视图建模

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构造。

（2）基于评估与转换日勺软件体系构造设计

通过迭代口勺开发方式，直至满足客户的需求。

（3）模式驱动的软件体系构造设计

通过总结、记录、复用来实现H勺体系构造设计

（4）领域特定的软件体系构造设计

借鉴领域中己经成熟的软件体系构造来实现处理方案在某个领域内日勺复用。

（5）软件产品线措施

软件复用发展的一种更品阶段，它并不仅仅局限于此前人们在软件匏用中考虑的对函

数、模块、类、体系构造甚至子系统日勺复用。

（6）其于目的推理的I软#••体系构造设计措施

功能需求和非功能需求皆被体现为要到达的目的。

（7）其于属性的软件体系构造设计措施

基于目H勺图推理的体系构造设计措施、基于属性日勺体系构造设计措施。

开发心得：在这些具有系统化过程的软件开发措施中，体系构造设计师一种不可防止

的过程，它们也均有自己口勺某些设计方式。但这并不排斥前面讲到的软件体系构造设计

措施，反之，假如能把这些体系构造设计措施与开发措施学结合起来，将能起到更好的

效果。

12、嵌入式软件有何特点？嵌入式软件设计可分为哪几类？

答：

特点:

⑴一般用于单一任务；

⑵有多种类型的处理器体系构造支持；

⑶资源约束愈加严格；

(4)需要更高日勺可靠性和安全性；

⑸对反应性和实时性规定很高；

(6)一般固化存储。

一般分为如下两类：

(1)无操作系统的嵌入式软件：前后台系统、中断驱动系统、巡回服务系统、

基于定期器的巡回服务系统。

(2)有操作系统的战入式软件：分时系统、实时系统。

13、什么是软件设计规格阐明？它在软件开发中有何重要用途？

答：

软件设计规格阐明：软件设计过程中各个活动的成吴最终应当文档化，形成正式的软件

设计规格阐明书，作为软件设计的输出，例如对系统的目U勺、范围、约束的定义，对软件构

造、接数据等方面的设计等。

重要用途：形成软件设计规格阐明被评审，并作为后续软件实现活动的根据。

14、软件设计评审的目的是什么？设计评审中需要关注哪几方面？

答：

目的：保证设计规格阐明书可以实现所有的软件需求，及早发现设计中的缺陷和错误，

并保证设计模型已经精化到合格的软件实现工程师可以构造出符合软件设计者期望的勺

软件系统。

一、注意对需求规格阐明日勺对H勺性进行评审

1与否有需求与其他需求互相冲突或者反复？

2与否清晰、简洁、无二义地体现了每个需求？

3与否每个需求都通过了演示、测试、评审，分析与否得到了验证？

4与否每个需求都在项目口勺范围内？

5与否每个需求都没有内容和语法上的错误？

6在既有的资源内，与否能实现所有日勺需求？

7每一条特定的J错误信息，与否都是唯一的I和具有含义的？

二、注意对需求规格阐明的实践性进行评审

三、注意对需求规格阐明的完整性进行评审

1编写的所有需求，其详细程度与否一致和合适？

2需求与否能为设计提供足够的基础？

3所有对其他需求的内割引用与否对的？

4与否包括了每个需求的实现优先级？

5与否认义了功能阐明的内在算法？

6与否包括了所有已知的客户需求或系统需求？

7与否遗漏了必要的信息？假如有遗漏的话，把他们标识为待确定I1勺问题？

8与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、注意对需求的可实行性进行评审

七、注意灼需求包括日勺用例文档进行评审

1用例口勺目MJ或价值度量与否明确？

2用例与否是独立的分散任务？

3与否明确阐明可用用例会给哪些参与者带来用处？

4编写用例的J详细程度与否恰当？与否有不必要的设计和实现细节？

5所有预期的分支过程与否都编写了文档阐明？

6所有预估的异常过程与否都编写了文档阐明？

7与否存在某些一般日勺动作序列可以分解成独立的用例？

8每个途径的环节与否盘消晰明了，无歧义并且完整？

9用例中的每个参与者和环节与否都与所执行日勺任务有关？

10用例中定义U勺每个可选途径与否都可行和可验证？

11用例的前置条件和后置条件与否合理？

八、注意需求评审会的过程和结束原则

1审查期间评审员们提出的所有问题都已经处理。

2有关文档中的所有更改都已经对的完毕。

3修订过时文档进行了拼写检查。

4所有标识为TBD（待确定）11勺问题已经所有处理，或者已经对每个TBD的问题U勺处理过

程、计划处理的目的日期和责任处理人等编制了文档。

5需求文档正式进入了配置库。

第四章作业

2、用例分析与设计在设计过程中起到什么作用？

答:

理解业务领域和初步需求描述文档，更精确地使用用例图描述系统需求，作

为后续分析和设计活动的根据。

3、什么是概念模型设计？为何需要建立软件概念模型？

答：

概念模型设计：重要针对问题领域中的对象进行描述的设计。

原因：在顾客需求和有关的业务领域中，往往有某些全局性的概念对于理解

需求至关重要。因此有必要抽取这些概念，研究这些概念之间的关系。

问题A：图书馆管理

答：

问题B：保温系统

答:

刁

打开电动机

关闭油阀

关闭电动机

第五章作业

1、变换流和事务流有何区别？

答：

变换流：信息沿输入通路进入系统，同步由外部形式变换成内部形式，进入

系统的信息通过变换中心，经加工处理后来再沿输出通路变换成外部形式离开软

件系统。当数据流图具有这些特性时，就是变换流。

事务流：数据沿输入通路抵达一种处理T,这个处理根据输入数据的类型在若

干个动作序列中选出一种来执行，此类是事务流。

2、面向数据流的设计过程包括哪些环节？

答：

面向数据流的构造设计过程和环节是：

（1）分析、确认数据流图的类型，辨别是事务型还是变换型。

（2）阐明数据流的边界。

（3）把数据流图映射为程序构造。对于事务流辨别事务中心和数据接受通咱，

将它映射成事务构造。对于变换流辨别输出和输入分支，并将其映射成变换构造。

（4）根据设计准则对产生的构造进行细化和求精。

3、启发式设计方略有哪些？它们对软件设计起到什么作用？

答：

有如下几种：改造程序构造，减小耦合度，提高内聚度；改造程序构造，减

少高扇出，在增长程序深度的前提下追求高扇入；改造程序构造，是任一模块的

作用域在其控制域之内；改造程序构造，减少接口的复杂性和冗余程度，提高协

调性；模块功能应当可预言，防止对模块施加过多限制；改造程序构造，追求单

入口单出口口勺模块；为满足设计或可移植性口勺规定，把某些软件用包的形式封装

起来。

作用：对程序构造雏形进行优化，以提高软件设计的整体质量。

第六章作业

6、描述你在工作过程中碰到的最佳和最差的顾客界面，并使用本章中的概念进

行评价。

答：

最佳的顾客界面：顾客界面。界面设计的很简约，虽然窗口很小，但内

容丰富，并且和版本有很好的衔接等。

最差的顾客界面：会计管理软件。界面简陋，层次不清晰，轻易让顾客误操

作等。

设计良好的顾客界面应保证：

1.使系统处在顾客控制之中

（1）所定义的交互模式不会强迫顾客进行不必要口勺动作，顾客能很轻易地进入

或退出交互模式。

（2）提供灵活的交互方式

（3）容许打断或撤销顾客交互

（4）事先根据顾客的纯熟程度来提高交互效率并且容许交互定制

（5）为不熟悉系统的顾客隐藏内部技术细节

（6）与出目前屏幕上的对象直接交互

2.减少顾客记忆承坦

（1）减少短期记忆规定

（2）建立故意义淤J默认设置

（3）定义符合直觉的快捷方式

（4）界面的视觉布局应当模拟真实世界

（5）以渐进日勺方式来褐示信息

3.保持界面一致性

（1）所有的可视信息都要根据设计原则来组织，并且在所有屏幕显示中都遵照

这个设计原则

（2）输入机制只有有限的I儿种，从而可在整个应用中一致地使用

（3）一致地定义并实现从任务到任务日勺跨越机制。

7、给下列顾客和系统提议恰当的操作对象：

a）仓库管理员使用的零件目录系统。

b）航空飞行员使用的飞行器安全监控系统。

c）经理使用的财务数据库。

d）警察使用的巡查车控制系统。

答：

a）操作对象有零件、仓库管理员。

b）操作对象有飞行器、航空飞行员、传感器。

c）操作对象有经理、财务数据表。

d）操作对象有巡查车、车辆、警察、传感器。

12、写出下列状况也许的交互场景：

a）使用网络版的戏院预订服务来预定戏票并使用信用卡进行支付。

b）在版本的软件上预定相似的戏票。

答:

戏房网站后台HISIC银杼后台H■南

台询语求票

种信息

格W询信息响

，面限示3

被订完应到网站页面

订所

学订购信息写人订票信

人数据库息

在运限行后台

数据库系统

彳面跌转到所

、:付款平台

捡证用户信息

输入付款项和账户信息

相关信息

支付失败

是

更新账户余

显示订票成,

功

第七章作业

1＞软件体系构造风格与软件设计模式的区别是什么？

答：

(1)软件体系构造风格(ArchitectureStyles)风格是体现特定系统元素和组织方式

『通用范例(软件体系构造风格，反应众多系统共有构造

Jidiomaticparadigm)0

的习常使用方法和语义，表述系统的静态构造方式，强调软件元素口勺组织形式和

一般使用方法。

(2)软件设计模式(DesignPattern)设计模式是软件问题高效和成熟的设计模

板(pattern),模板包括了固有的问题的处理逻辑，强调处理逻辑采用方式的直

接复用。

第八章作业

1、什么叫分布构件框架？

答：

分布构件框架是应用于分布式系统开发日勺构件框架。它封装了网络通信日勺细

节，具有两部分功能：其一，向客户提供访问服务器上的分布构件的接口；其二,

向服务器上口勺分布构件提供一种运行的环境(也祢容器)。

2、试比较本章简介的三种构件框架

答：

EJB：它是Java服务器端服务框架口勺规范，软件厂商根据它来实现EJB服务

器。应用程序开发者可以专注于支持应用所需的商业逻辑，而不用紧张周围框架

的实现问题。EJB规范详细地解释了某些最小不过必须口勺服务，如事务，安全和

名字等。软件厂商根据这些规范规定以保证一种enterprisebean能使用某个必需

的服务。规范并没有阐明厂商怎样实现这些服务。这使得通过阅读规范来学习

EJB愈加困难，由于它容许厂商在不牺牲关键服务日勺可移植性的前提下来提供某

些增强功能。

DCOM：Microsoft的分布式COM(DCOM)扩展了组件对象模型技术(COM),

使其可以支持在局域网、广域网甚至Internet上不一样计算机口勺对象之间的通讯。

使用DCOM,应用程序可以在位置上到达分布性，从而满足客户和应用的需求。

CORBA：CORBA是CommonObjectRequestBrokerArchitecture日勺缩写，它是

分布计算机技术日勺发展成果，CORBA技术的成功在于，它除了可以处理由于多种

系统层次上的异构带来日勺“孤岛”问题，还在理论和技术上扩展了客户/服务器

的模式，使系统具有良好的可伸缩性，便于系统的开发与升级，保护已经有投资。

第九章作业

1、针对你曾经开发的某个软件系统，总结出哪些质量属性对此系统最重要以及

描述这些质量属性的措施。

答：

软件的质量属性：有效性、高效性、灵活性、完整性、可操作性、可靠性、

强健性、可用性、可维护性、可移植性、可重用性、可测试性。

描述这些质量属性的措施：

(1)质量属性专题研讨会(QAW)

(2)体系构造权衡分析措施(ATAM)

(3)软件体系构造分析措施(SAAM)

(4)积极的中间设计审核(ARID)

2、针对某个你感爱好的软件系统，简介它的商业动机。

答：

对校园宿舍管理系统商业动机分析：

人所从事的任何活动都是由一定的动机所引起的，其任何行为也受到一定的

动机所支配，并按照不一样的方式组合、交错在一起，互相作用，互相制约，构

成多种各样日勺动机体系。在此，重要对校园学生宿舍信息管理系统日勺商业动机做

分析阐明。信息管理系统，简向言之就是对信息日勺集中管理，起到对信息以便、

快捷、有效、精确的管理。学生宿舍管理是各高校后勤管理日勺重要构成部分，一

所学校日勺重要组员就是学生，因此说，学生的I数量是庞大日勺，每个学生又有着不

一样的信息，例如说，姓名、学号、性别、班级、所在宿舍楼等等复杂信息。因

此，学生宿舍管理平常工作中需要处理大量日勺信息，那么怎样才能对这庞大日勺学

生信息和复杂的I人事构造进行以便、快捷、有效、精确日勺管理呢？不知不觉，这

成了人们口益关注的问题，也是急需处理的问题，由于它关系到学校机构的正常

运行。

我们懂得，在科技不发达的此前，管理这些信息的重要方式是基于文本和表格等

纸质媒介的人工处理方式。在人数不多且信息构造较为简朴日勺机构，这些处理方

式是可以满足欧J,也不会影响机构的