姓名:王皓
学号：
第一章：
1.根据自己的经验，谈谈对软件危机的看法。
软件危机是指软件生产方式无法满足迅速增长的计算机需求，开发和维护过程出现的一系列问题。
以下几个原因导致：（1）软件自身特点
（2）开发人员的弱点
（3）用户需求不明
—
（4）缺乏正确理论指导
（5）开发规模越来越大
（6）开发复杂度越来越高
可以通过软件生命周期的模型和软件工具的使用来缓解危机，通过程序自动化和软件工业化生产的方法实现软件标准化的目标，进一步缓解软件危机带来的影响。
软件危机有利有弊，除了带来许多麻烦，也给我们带来许多挑战，克服危机的过程，我们在技术上和创新上都有了一个提升，也算是间接为软件产业的发展做了贡献。
2.什么是软件重用，软件重用的层次可以分为哪几个级别
软件重用:是指在两次或多次不同的软件开发过程中重复使用相同或相似软件元素的过程。可以分为三个层次：
《
（1）代码重用（2）设计结果重用（3）分析结果重用
3.什么是可重用构件相对于普通的软件产品，对可重用构件有何特殊要求
可充用构件表示软件重用过程中，可重用的软件构件元素。
可重用构件的特殊要求：
（1）可重用构件应该具有功能上的独立性与完整性；
（2）可重用构件应该具有较高的通用性；
（3）可重用构件应该具有较高的灵活；
;
（4）可重用构件应该具有严格的质量保证；
（5）可重用构件应该具有较高的标准化程。
4.基于构件的软件开发的优势是什么基于构件的软件开发面临哪些
挑战和困难
优势：基于构件的软件将软件开发的重点从程序编写转移到了基于已有构件的组装，更快地构造系统，减轻用来支持和升级大型系统所需要的维护负担，从而降
低了软件开发的费用
困难和挑战：没有可依据的参考，可用资源和环境缺乏，开发难度高，而各方面需求增长速度与日剧增，更新和升级的跟进是一个不小的挑战.此外，在同
一系统采用多个开发商提供的构件，它们之间的兼容性可能是开发过程中所
要面对的一个严峻的问题
挑战和困难：
（1）在同一系统采用多个开发商提供的构件，它们之间的兼容性可能是开发过程中所要面对的一个严峻的问题；
*
（2）采用随处可以购买到的构件可能会使开发出来的软件产品丧失技术上的独创性和市场上的竞争力；
（3）第三方的构件开发商可能歇业，这会使购买的构件失去维护服务。这些都是在购买第三方构件进行软件开发时无法回避的问题，因此需要对这些风险进行充
分的估计。
5.简述3种应用最为广泛的构件技术规范COM、CORBA和EJB的各自特点。
CORBA的特点：
（1）实现客户与服务对象的完全分开,客户不需要了解服务对象的实现过程以及具体位置。
（2）应用程序间的统一接口。
（3）采用面向对象的软件实现方法开发应用系统,实现对象内部细节的完整封装,保留对象方法的对外接口定义。
！
（4）分层的设计原则和实现方式。
COM的特点：
（1）语言无关性。
（2）可重用性。
EJB的特点：
（1）可移植性。
（2）平台独立性。
！
（3）简化了分布式对象的开发、部署和访问。
6.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。
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。
7.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。
针对之前的一个软件重用项目的开发过程，将该项目的的软部件进行整合，整理成软部件库，对不要重用的部分进行修剪同时选取需要的软部件。根据以上步骤，然后结合当前开发的项目，进行软件重用。
8.软件体系结构的研究范畴有哪些举例加以说明
研究范畴：非形式化的框图，形式化建模符号、体系结构说明的分析与开发工具，体系结构再工程。其中典型的例子是美国卡耐基梅隆大学的Robert J．A11en于l997年提出的Wright系统
—
9.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
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。
10.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
（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。
$
第二章：
1.软件体系结构模型是软件体系结构的表现形式，软件体系结构模型可以分为哪几种，具体是如何划分的
(1）结构模型
这是一个最直观、最普遍的建模方法。这种方法以体系结构的构件、
连接件和其他概念来刻画结构，并力图通过结构来反映系统的重要语
义内容，包括系统的配置、约束、隐含的假设条件、风格、性质。研
究结构模型的核心是体系结构描述语言。
（2）框架模型
框架模型与结构模型类似，但它不太侧重描述结构的细节而更侧重于
整体的结构。框架模型主要以一些特殊的问题为目标建立只针对和适
应该问题的结构。
（3）动态模型
·
动态模型是对结构或框架模型的补充，研究系统的"大颗粒"的行为
性质。例如，描述系统的重新配置或演化。动态可能指系统总体结构
的配置、建立或拆除通信通道或计算的过程。这类系统常是激励型的。（4）过程模型
过程模型研究构造系统的步骤和过程。因而结构是遵循某些过程脚本的结果。
（5）功能模型
该模型认为体系结构是由一组功能构件按层次组成，下层向上层提供服务。
它可以看作是一种特殊的框架模型。
2.选择一个规模合适的系统，为其建立“4+1”模型。
3.引入了软件体系结构以后，传统软件过程发生了哪些变化这种变化有什么好处
软件体系结构的引入使软件设计开发更加具体和形象，它的模型更使得软件过程更加方便和多样化。其好处在于：包括程序员在内的绝大多数系统的利益相关人员都借助软件体系结构来进行彼此理解、协商、达成共识或者相互沟通的基础，软件体系机构的模型可以应用到具有相似质量属性和功能需求的系统中，并能够促进大规模软件的系统级复用，在很多方面使得软件开发更加人性化。
4.软件体系结构的生命周期模型与软件生命周期模型有什么关系
软件体系结构是贯穿于软件研发的整个生命周期的系统开发、运行、维护所实施的全部工作和任务的结构框架，给出了软件开发活动各阶段之间的关系，软件体系结构的生命周期模型为软件生命周期模型提供了很好的结构依据和参考，也为其构建了很好的开发方式。
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
课程名称：软件体系结构 课程编号：C304 课程学分：2 适用学科：计算机应用技术 软件体系结构 Software Architecture 教学大纲 一、课程性质 本课程是为计算机应用专业研究生开设选修课。软件体系结构是软件开发设计的高级课程，对培养计算机应用专业研究生今后从事大型软件开发工作有重大意义。 二、课程教学目的 学生通过本课程的学习后，在概念上建立从体系结构看待软件系统的观念，理解体系结构设计的优劣对软件系统质量的影响；掌握软件体系结构的建模、评价与检测的方法，能够应用上述方法评价软件体系结构的质量。 三、课程教学基本内容及基本要求 第一章绪论（2学时） 1、软件体系结构概述 2、研究内容与方法 第二章软件体系结构建模理论（2学时） 1、软件体系结构描述语言ADL简介 2、时序逻辑描述语言LOTOS简介 3、实例研究：流媒体信道调度模型及描述
第三章软件体系结构一致性检测（2学时） 1、软件体系结构一致性 2、软件体系结构一致性测试算法 3、实例研究1-三层C/S结构一致性检测 第四章软件体系结构评价（4学时） 1、软件体系结构评价模型 2、软件体系结构性能评价 3、软件体系结构可靠性评价 4、实例研究基于C/S结构的视频点播系统性能研究 第五章软件体系结构案例分析（16学时） 1、COBAR体系结构简介 2、P2P体系结构简介 3、网格体系结构简介 四、本课程与其它课程的联系与分工 本课程的先修课程为《面向对象程序》及《分布式数据库》，通过上述课程的学习，使学生能够体会大型软件开发的基本过程，体会到软件开发中体系结构的重要性。 五、实践环节教学内容的安排与要求 结合本研究室的研究课题，评价软件体系结构的性能。 六、本课程课外练习的要求 结合自己的研究课题，建立软件体系结构的性能模型和可靠性模型，以实际系统为被背景评价软件体系的性能。
第一章计算机体系结构的基本概念 1.层次结构——计算机系统可以按语言的功能划分为多级层次结构，每一层以不同的语言为 2.计算机体系结构：程序员看到的计算机的属性，即概念性结构和功能特性。 3.实质是计算机系统中软硬件界面的确定。 4.翻译——（基于层次结构）先把N+1级程序全部变换成N级程序之后，再去执行N级程序， 在执行过程中，N+1级程序不再被访问。 5.解释——每当一条N+1级指令被译码后，就直接去执行一串等效的N级指令，然后再去取下 一条N+1级指令，依此重复执行。 6.体系结构——程序员所看到的计算机的属性，即概念性结构与功能特性。主要研究计算机 系统软件和硬件的功能分配以及如何最佳、最合理地实现分配给硬件的功能。 8.透明性——在计算机技术中，对本来存在的事物或属性，从某一角度来看又好像不存在的 概念称为透明性。 9.系列机——在一个厂家生产的具有相同的体系结构，但具有不同的组成和实现的一系列不 同型号的机器。 10.软件兼容——同一个软件可以不加修改地运行于体系结构相同的各档机器上，而且它们所 获得的结果一样，差别只在于运行的时间不同。 11.兼容机——不同厂家生产的、具有相同体系结构的计算机。 12.计算机组成——计算机体系结构的逻辑实现。 13.计算机实现——计算机组成的物理实现。 14.存储程序计算机（冯·诺依曼结构）——采用存储程序原理，将程序和数据存放在同一存 储器中。指令在存储器中按其执行顺序存储，由指令计数器指明每条指令所在的单元地址。 15.并行性——在同一时刻或同一时间间隔内完成两种或两种以上性质相同或不同的工作。 16.时间重叠——在并行性中引入时间因素，即多个处理过程在时间上相互错开，轮流重叠地 使用同一套硬件设备的各个部分，以加快硬件周转而赢得速度。 17.资源重复——在并行性中引入时间因素，是根据“以数量取胜”的原则，通过重复设置资源， 尤其是硬件资源，大幅度提高计算机系统的性能。
软件体系结构课程大作业 1. 常规作业 Course Project: Tool Warehouse System 1.1 项目背景 FastRepair?是一家大型的跨国机械电子修理公司，建立于1980年。公司总部位于美国印第安纳州，印第安纳波利斯。目前公司总部有超过10000人的全职雇员。该公司拥有8家较小的子公司，位于整个美国境内，每个子公司的全职员工人数在3000到9000之间。 FastRepair 的业务主要涉及四个领域：大型建筑设备修理（Construction Device Repair）、汽车修理（Automobile Repair）、家电修理（Appliance Repair）和计算机修理（Computer Repair），相应的划分为四个大的部门（Department）。每个公司的员工（Employee）都根据自己的专业特长隶属于一个部门。然而，一些具有跨行业技能的高级员工（Specialist）独立于任何部门，他们平时会做一些与自己专业相关的工作，在遇到紧急情况或特殊项目时，需要立即被分配到这些项目上去。 公司的每一个员工都有两类工具（Tool），每类工具有50-100件左右。第一类工具放入员工工具箱中的一组常用廉价工具（Inexpensive Tool），另外一类是
一些贵重的工具（Expensive Tool ）。对于工具箱中的廉价工具，员工在领取时需要进行登记（Register ），自行保管，但在损坏时需要进行注销（Cancellation ）。而对于贵重工具（>200$的工具），必须通过工具仓库管理系统进行统一管理。在使用时需要办理租借（Lend ）手续。需要注意的是，对于一般员工，只能借与自己专长相关的工具（也就是本部门内的工具），而对于专家，则可以借所有类型的工具。 由于工具种类庞杂，数量巨大；某些工具重量也很大；且分布在不同的地理位置。FastRepair 决定开发一套工具仓库管理系统（Tool Warehouse System TWS ）。 TWS 主要分为两个部分，第一部分是员工与工具信息管理系统（Employ and Tool Management System ETMS ），详细记录工具的借、还与工具状态，公司内部员工可以通过本地企业局域网（Intranet ）查询自己工具的借还情况，并发出对贵重工具的请求。对于本地没有的特殊工具，员工可以使用ETMS 通过互联网（Internet ）在总公司或各个子公司的仓库中查找特定工具，并发出借用该工具的请求。 第二部分是一个仓库的实时管理系统（Warehouse Management System WMS ），位于总公司和每个子公司的工具仓库，在提取具体工具时，用户需要到具体的工具仓库进行工具的提取（也可以在工具仓库现场借工具），某个仓库的工具借用过程的示意图如下所示： 12. 验有效传送带 工具货柜 工具货柜工具货柜admin 抓将工具放置到传送带上 FastRepair 对WMS 的具体要求如下所示： 仓库的实时管理系统中存在多个工具抓取机器人，每个机器人都可从货柜上获取工具并将其放在工具传送带上，工具传送带装置根据重量传感器得知是否有工具在传送带上，并将工具传送到出口处。 用户在仓库的出口处向仓库管理员提交工具租借请求，由管理员将该请求输入仓库控制电脑，电脑将控制仓库中的机器人抓取相应的工具并将其放到工具传
第一章： 1.根据自己的经验，谈谈对软件危机的看法。 软件危机是指软件生产方式无法满足迅速增长的计算机需求，开发和维护过程出现的一系列问题。 以下几个原因导致：（1）软件自身特点 （2）开发人员的弱点 （3）用户需求不明 （4）缺乏正确理论指导 （5）开发规模越来越大 （6）开发复杂度越来越高 可以通过软件生命周期的模型和软件工具的使用来缓解危机，通过程序自动化和软件工业化生产的方法实现软件标准化的目标，进一步缓解软件危机带来的影响。 软件危机有利有弊，除了带来许多麻烦，也给我们带来许多挑战，克服危机的过程，我们在技术上和创新上都有了一个提升，也算是间接为软件产业的发展做了贡献。 2.什么是软件重用，软件重用的层次可以分为哪几个级别？ 软件重用:是指在两次或多次不同的软件开发过程中重复使用相同或相似软件元素的过程。可以分为三个层次： （1）代码重用（2）设计结果重用（3）分析结果重用 3.什么是可重用构件？相对于普通的软件产品，对可重用构件有何特殊要求？ 可充用构件表示软件重用过程中，可重用的软件构件元素。 可重用构件的特殊要求： （1）可重用构件应该具有功能上的独立性与完整性； （2）可重用构件应该具有较高的通用性； （3）可重用构件应该具有较高的灵活； （4）可重用构件应该具有严格的质量保证； （5）可重用构件应该具有较高的标准化程。 4.基于构件的软件开发的优势是什么？基于构件的软件开发面临哪些挑战和困难？ 优势：基于构件的软件将软件开发的重点从程序编写转移到了基于已有构件的组装，更快地构造系统，减轻用来支持和升级大型系统所需要的维护负担，从而降低了软件开发的费 用 困难和挑战：没有可依据的参考，可用资源和环境缺乏，开发难度高，而各方面需求增长速度与日剧增，更新和升级的跟进是一个不小的挑战.此外，在同一系统采用多个开 发商提供的构件，它们之间的兼容性可能是开发过程中所要面对的一个严峻的问题挑战和困难：
姓名:王皓 学号： 第一章： 1.根据自己的经验，谈谈对软件危机的看法。 软件危机是指软件生产方式无法满足迅速增长的计算机需求，开发和维护过程出现的一系列问题。 以下几个原因导致：（1）软件自身特点 （2）开发人员的弱点 （3）用户需求不明 — （4）缺乏正确理论指导 （5）开发规模越来越大 （6）开发复杂度越来越高 可以通过软件生命周期的模型和软件工具的使用来缓解危机，通过程序自动化和软件工业化生产的方法实现软件标准化的目标，进一步缓解软件危机带来的影响。 软件危机有利有弊，除了带来许多麻烦，也给我们带来许多挑战，克服危机的过程，我们在技术上和创新上都有了一个提升，也算是间接为软件产业的发展做了贡献。 2.什么是软件重用，软件重用的层次可以分为哪几个级别 软件重用:是指在两次或多次不同的软件开发过程中重复使用相同或相似软件元素的过程。可以分为三个层次： 《 （1）代码重用（2）设计结果重用（3）分析结果重用 3.什么是可重用构件相对于普通的软件产品，对可重用构件有何特殊要求 可充用构件表示软件重用过程中，可重用的软件构件元素。 可重用构件的特殊要求： （1）可重用构件应该具有功能上的独立性与完整性； （2）可重用构件应该具有较高的通用性； （3）可重用构件应该具有较高的灵活； ; （4）可重用构件应该具有严格的质量保证； （5）可重用构件应该具有较高的标准化程。 4.基于构件的软件开发的优势是什么基于构件的软件开发面临哪些
挑战和困难 优势：基于构件的软件将软件开发的重点从程序编写转移到了基于已有构件的组装，更快地构造系统，减轻用来支持和升级大型系统所需要的维护负担，从而降 低了软件开发的费用 困难和挑战：没有可依据的参考，可用资源和环境缺乏，开发难度高，而各方面需求增长速度与日剧增，更新和升级的跟进是一个不小的挑战.此外，在同 一系统采用多个开发商提供的构件，它们之间的兼容性可能是开发过程中所 要面对的一个严峻的问题 挑战和困难： （1）在同一系统采用多个开发商提供的构件，它们之间的兼容性可能是开发过程中所要面对的一个严峻的问题； * （2）采用随处可以购买到的构件可能会使开发出来的软件产品丧失技术上的独创性和市场上的竞争力； （3）第三方的构件开发商可能歇业，这会使购买的构件失去维护服务。这些都是在购买第三方构件进行软件开发时无法回避的问题，因此需要对这些风险进行充 分的估计。 5.简述3种应用最为广泛的构件技术规范COM、CORBA和EJB的各自特点。 CORBA的特点： （1）实现客户与服务对象的完全分开,客户不需要了解服务对象的实现过程以及具体位置。 （2）应用程序间的统一接口。 （3）采用面向对象的软件实现方法开发应用系统,实现对象内部细节的完整封装,保留对象方法的对外接口定义。 ！ （4）分层的设计原则和实现方式。 COM的特点： （1）语言无关性。 （2）可重用性。 EJB的特点： （1）可移植性。 （2）平台独立性。 ！ （3）简化了分布式对象的开发、部署和访问。 6.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。 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
《软件工程专业导论与职业生涯规划》具体要求 一、大作业题目（注：每个小组完成一个题目） 1、计算机系统软件是什么？具体的系统软件有哪些？它们的特点、作用、地位是什么？就其中的2～3个具体的系统软件进行较为详细的阐述。 2、计算机应用软件是什么？具体的应用软件有哪些？它们的特点、作用、地位是什么？就其中的2～3个具体的应用软件进行较为详细的阐述。 3、阐述计算机软件的发展历程，对比分析各阶段的特征、理论体系、优势与不足。 4、软件危机是什么？列举2～3个具体的软件危机案例。导致软件危机爆发的原因有哪些？简单阐述现阶段软件危机的具体表现。 5、陈述“软件工程”概念提出的历史背景，包括发生的时间、地点、人物、事件等。“软件工程”的定义自提出以来，有多种说法。请尽可能罗列各种说法，并对其中的2～3个说法进行评述。软件工程的七条基本原理是哪些？分别对每条原理进行较为详细的阐述。 6、软件工程的目标是什么？十个性能是哪些？分别对每个性能进行较为详细的阐述。 7、软件工程研究的主要内容包括哪两个方面？分别对每个方面进行较为详细的阐述。 8、软件开发过程必须遵循的软件工程原则有哪些？分别对每个原则进行较为详细的阐述。 9、软件工程的过程包括哪些？分别对每个过程进行较为详细的阐述。 10、软件生命周期的概念是什么？软件生命周期的划分有哪些阶段？分别对每个阶段进行较为详细的阐述。 11、软件生命周期模型的概念是什么？有哪些比较流行的模型？对其中的瀑布模型和原型模型进行较为详细的阐述及对比分析，并各举例说明。 12、软件生命周期模型的概念是什么？有哪些比较流行的模型？对其中的演化模型和喷泉进行较为详细的阐述及对比分析，并各举例说明。 13、软件生命周期模型的概念是什么？有哪些比较流行的模型？对其中的基于知识的模型和基于构件的模型进行较为详细的阐述及对比分析，并各举例说明。 14、软件生命周期模型的概念是什么？有哪些比较流行的模型？对其中的变换模型和双赢螺旋模型进行较为详细的阐述及对比分析，并各举例说明。 15、软件工程的四要素是哪些？分别对每个要素进行较为详细的阐述。中国制定
第一章计算机系统结构的基本概念 历年真题精选 1. 下列对系统程序员不透明的是（）。 A. 乘法器 B. 先行进位链 C. 指令缓冲器 D. 条件码寄存器2．“从中间开始”设计的“中间”目前多数是在（ D ）。 A. 微程序机器级与汇编语言机器级之间 B. 操作系统机器级与汇编语言机器级之间 C. 传统机器语言机器级与微程序机器级之间 D. 传统机器语言机器级与操作系统机器级之间 3. 开发计算机系统结构并行性的主要技术途径有时间重叠、（资源重复）和（资源 共享）。 4. 计算机系统弗林分类法，把计算机系统分成单指令流单数据流（SISD）、单指令流多数 据流（SIMD）、（多指令流单数据流（MISD））和（多指令流多数据流（MIMD））四大类。 5. 设计指令系统时，以乘法运算为例，简述系统结构设计、计算机组成设计、计算机实现 各应考虑的问题。（ P4） 6. 实现软件移植的途径有哪些各受什么限制（ P14） 同步强化练习 一．单项选择题。 1. 实现汇编语言源程序变换成机器语言目标程序是由（ C ）。 A. 编译程序翻译 B. 编译程序解释 C. 汇编程序翻译 D. 汇编程序解释 2. 系列机软件应做到（ B ） A. 向前兼容，并向下兼容 B. 向后兼容，力争向上兼容 C. 向前兼容，并向上兼容 D. 向后兼容，力争向下兼容 3. 在计算机系统多级层次结构中，机器级由低到高，相对顺序正确的应当是（ B ）。 A. 传统机器语言、汇编语言、操作系统 B. 微程序、传统机器语言、高级语言 C. 高级语言、汇编语言、传统机器语言 D. 传统机器语言、应用语言、高级语言 4. 可以直接执行微指令的是（ C ）。 A. 编译程序 B. 微程序 C. 硬件 D. 汇编程序 5. 计算机系统结构不包括（ A ）。 A. 主存速度 B. 数据表示 C. 机器工作状态 D. 信息保护 6. 对计算机系统结构透明的是（）。 A. 是否使用通道型I/0处理机 B. 虚拟存储器 C. 字符行运算指令 D. VLSI技术 7. 在主存设计上，属计算机系统结构考虑的应是（ C ）。 A. 频宽的确定 B. 多体交叉还是单体 C. 容量和编址单位 D. 用MOS还是TTL 8. 计算机组成设计不考虑（ B ）。 A. 缓冲技术 B. 功能部件的集成度 C. 专用部件设置 D. 控制机构的组成
第六章经典软件体系结构 本章介绍经典的软件体系结构，主要包括Mary Shaw等人所总结的一些软件体系结构分格。众所周知，计算机学科历史较短，因此，软件架构的研究历史更短。本章所谓的经典软件体系结构也仅仅是指在20世纪80年代至21世纪初期间提出的成功的软件体系结构。本章将介绍调用-返回分格软件体系结构、数据流风格软件体系结构、基于事件的软件体系结构、层次软件体系架构与MVC软件体系结构。 6.1 调用-返回风格软件体系结构 相对于一些基础学科，计算机学科的发展历史较短。20世纪50年代才出现了适合商业应用的软件开发语言。软件设计与开发也经历了从初级到高级的历程。回顾历史，从20世纪50年代到60年代末，属于非结构化简单程序开发阶段，软件设计方面采用简单程序模型，典型的开发语言Algol（1958）、COBOL(1959)和Basic(1964);从20世纪70年代初到80年代初，属于结构化设计编程阶段，典型的开发语言有Pascal(1968)、C(1972)、FORTRAN和Perl。虽然从20世纪60年代开始就有了面向对象概念的讨论，但是直到20世纪80年代初正式开始才面向对象设计编程阶段，就有了代表性的面向对象软件开发语言包括SmallTalk、Ada、C++(1983)和Java(1995)。 本节首先简要回顾非结构化编程，然后介绍对软件设计有重要的影响的调用-返回风格软件体系结构，重点介绍其中的主程序-子程序软件体系结构与面向对象软件体系结构，并对它们进行讨论。 6.1.1 非结构化编程简介 非结构化编程技术是历史上最早的编程范型。紧随其后的是结构化设计/编程技术与面向对象设计/编程技术。一个由非结构化语言编写的程序通常包含一系列有序的命令，或者称为语句，通常是每个语句占一行，每行都有标记一个行号或者可能是标签。这样做的目的事允许程序执行流可以依据行号从一行跳到程序的其他指定的行。支持非结构化编程的语言包括早期的BASIC与COBOL。 非结构化编程引入基本的循环、分支与跳跃等控制流的概念。在非结构化编程中，虽然出现了较为原始的子程序的概念，但其与结构化编程中过程（Procedure）的概念有本质的区别。非结构化编程中的子程序允许有多个入口和多个出口，理论上允许程序在任何地方转入子程序或退出子程序，而在这结构化编程中是不允许的。 虽然非结构化编程所编写的程序很难理解，并且经常遭到批评，但是早期的银行与金融机构软件代码都是由非结构化编程语言（例如COBOL）写的。 目前，非结构化编程已成为历史，现在很少使用（除了有些银行与金融业企业仍然使用COBOL进行开发，但和早期的版本相比有了很多改善，例如COBOL 97包括常规改善并且具备了面向对象的特征），因此本节将不把注意力放在非结构化编程方面，而主要介绍采用结构化设计方法的主程序-子程序软件体系结构与采用面向对象设计方法的面向对象软件体系结构。 在介绍这两种软件体系结构以前，首先介绍调用-返回风格的体系结构的概念。 6.1.2 调用-返回风格软件体系结构的概念 调用-返回风格体系结构（Call and Return Architecture）是在过去的30年内具有深远影响的软件体系结构。本节要介绍的共享数据的主程序-子程序体系结构与面向对象体系
《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
软件体系结构研究综述 班级：软件092 学号：17 姓名：陈世华摘要: 近年来,软件体系结构逐渐成为软件工程领域的研究热点以及大型软件系统与软件产品线开发中的关键技术之一.归纳了软件体系结构技术发展过程及其主要研究方向.在分析了典型的软件体系结构概念之后,给出了软件体系结构的定义.通过总结软件体系结构领域的若干研究活动,提出了软件体系结构研究的两大思路,并从7个方面介绍了软件体系结构研究进展.探讨了软件体系结构研究中的不足之处,并分析其原因.作为总结,给出了软件体系结构领域最有前途的发展趋势. 关键词: 软件体系结构;基于体系结构的软件开发;软件体系结构描述语言;软件体系结构描述方法;软件体系结构演化;软件体系结构发现;软件体系结构分析;软件体系结构验证;特定域软件体系结构(DSSA) Abstract: Software architecture (SA) is emerging as one of the primary research areas in software engineering recently and one of the key technologies to the development of large-scale software-intensive system and software product line system. The history and the major direction of SA are summarized, and the concept of SA is brought up based on analyzing and comparing the several classical definitions about SA. Based on summing up the activities about SA, two categories of study about SA are extracted out, and the advancements of researches on SA are subsequently introduced from seven aspects. Additionally, some disadvantages of study on SA are discussed, and the causes are explained at the same time. Finally, it is concluded with some significantly promising tendency about research on SA. Key words: software architecture; architecture-based development; architecture description language; architectural representation and description; architectural evolution and reuse; architectural discovery; architectural analysis; architectural verification and evaluation; domain-specific software architecture (DSSA)
第一章 1.计算机系统是由计算机硬件系统和软件系统这两个密不可分的部分组成的。 2.计算机软件系统通过运行程序来实现各种不同应用，包括用户为自己的特定目的编写的程序、检查和诊断机器系统的程序、支持用户应用程序运行的系统程序、管理和控制机器系统资源的程序等。 3.在软件工程学中，软件开发技术包括软件开发方法学、软件工具和软件工程环境。 4.在软件工程层次结构中，包括工具层、方法层、过程、技术层和质量保证层。 5.在面向对象概念中，消息传递是其与外部世界相互关联的唯一途径。 第三章 1.软件需求分析，可以把软件功能和性能的总体概念描述为具体的软件需求规格说明，进而建立软件开发的基础。 2.软件需求工作基本上包括收集用户、市场等方面对项目的需要，经过分析建立解题模型，细化模型，抽取需求。 3.结构化分析方法的基本步骤是采用由顶向下对系统进行功能分解，画出分层数据流图；由后向前定义系统的数据和加工，绘制数据词典和加工说明；最终写出软件需求和规格说明书。 4.面向对象分析方法总是从理解系统的“使用实例”开始，基本步骤是：定义系统的用例，在领域分析的基础上建立问题域的类（对象模型），然后开始建立对象——关系和对象——行为模型。 5.需求分析评审过程由以下5个步骤组成：规划、准备、召开审查大会、修改缺陷、重审。第四章 1.与软件需求分析一样，软件设计也有两种主要设计方法：以结构化设计为基础的结构化软件设计和面向对象方法指导的面向对象软件设计。 2.传统的软件设计任务通常分两个阶段完成。第一个阶段是概要设计，包括体系结构设计
和接口设计，并编写概要设计文档；第二阶段是详细设计，其任务是确定各个软件的数据结构和操作，产生描述各软件组件的详细设计文档。 3.结构化的软件设计方法是一种面向数据流的设计方法，在面向数据流的方法中，数据流是考虑一切问题的出发点。 4.在数据流图中所代表的结构化设计模型中，所有系统均可纳入两种典型的形式，因此系统结构图也有两种类型：变换型系统结构图，事务型系统结构图。 5.Jackson表示法包括图形描述（Jackson图）和文本描述（Jackson伪代码）两种形式。 第五章 1.与结构化设计一样，面向对象设计也是将分析阶段所建立的分析模型转变为软件设计模型，应用数据设计（对象属性设计）、接口设计（消息模型开发）以及过程设计（子系统级设计）。 2.当两个子系统相互通信时，可以建立客户机/服务器连接或端对端连接。 3.系统设计不仅包括主要的业务需求子系统设计，还包括用户界面子系统设计、任务管理子系统设计、数据管理子系统设计。 4.对象设计强调从问题域的概念转换成计算机领域的概念，通过对象的描述、算法和数据结构设计、程序构件和接口，实现相关的类、关联、属性和操作。 5.在面向对象设计中系统设计的主要目标是表示软件体系结构。对象设计着重于对象及其交互的描述 第八章 1.软件程序测试的目的是发现程序中的错误，其主要任务是通过在计算机上执行程序，暴露程序中潜在的错误。
第六章经典软件 体系结构
第六章经典软件体系结构 本章介绍经典的软件体系结构，主要包括Mary Shaw等人所总结的一些软件体系结构分格。众所周知，计算机学科历史较短，因此，软件架构的研究历史更短。本章所谓的经典软件体系结构也仅仅是指在20世纪80年代至21世纪初期间提出的成功的软件体系结构。本章将介绍调用-返回分格软件体系结构、数据流风格软件体系结构、基于事件的软件体系结构、层次软件体系架构与MVC 软件体系结构。 6.1 调用-返回风格软件体系结构 相对于一些基础学科，计算机学科的发展历史较短。20世纪50年代才出现了适合商业应用的软件开发语言。软件设计与开发也经历了从初级到高级的历程。回顾历史，从20世纪50年代到60年代末，属于非结构化简单程序开发阶段，软件设计方面采用简单程序模型，典型的开发语言Algol（1958）、COBOL(1959)和Basic(1964);从20世纪70年代初到80年代初，属于结构化设计编程阶段，典型的开发语言有Pascal(1968)、C(1972)、FORTRAN和Perl。虽然从20世纪60年代开始就有了面向对象概念的讨论，但是直到20世纪80年代初正式开始才面向对象设计编程阶段，就有了代表性的面向对象软件开发语言包括SmallTalk、Ada、C++(1983)和Java(1995)。 本节首先简要回顾非结构化编程，然后介绍对软件设计有重要的影响的调用-返回风格软件体系结构，重点介绍其中的主程序 - 子程序软件体系结构与面向对象软件体系结构，并对它们进行讨论。 6.1.1 非结构化编程简介 非结构化编程技术是历史上最早的编程范型。紧随其后的是结构化设计/编程技术与面向对象设计/编程技术。一个由非结构化语言编写的程序通常包含一系列有序的命令，或者称为语句，通常是每个语句占一行，每行都有标记一个行号或者可能是标签。这样做的目的事允许程序执行流可以依据行号从一行跳到程序的其他指定的行。支持非结构化编程的语言包括早期的BASIC与COBOL。 非结构化编程引入基本的循环、分支与跳跃等控制流的概念。在非结构化编程中，虽然出现了较为原始的子程序的概念，但其与结构化编程中过程（Procedure）的概念有本质的区别。非结构化编程中的子程序允许有多个入口和多个出口，理论上允许程序在任何地方转入子程序或退出子程序，而在这结构化编程中是不允许的。 虽然非结构化编程所编写的程序很难理解，并且经常遭到批评，但是早期的银行与金融机构软件代码都是由非结构化编程语言（例如COBOL）写的。 目前，非结构化编程已成为历史，现在很少使用（除了有些银行与金融业企业仍然使用COBOL进行开发，但和早期的版本相比有了很多改善，例如COBOL 97包括常规改善并且具备了面向对象的特征），因此本节将不把注意力放在非结构化编程方面，而主要介绍采用结构化设计方法的主程序-子程序软件体系结构与采用面向对象设计方法的面向对象软件体系结构。
体系结构作业解题参考 第1章习题 6．某处理机时钟频率为f =30MHz ，处理速度为20MIPS ，用它来执行一个已知混合程序。假定每次存储器访问延迟时间为1个时钟周期。问： ⑴ 此处理机的有效CPI 是多少？ ⑵ 假定新处理机的时钟频率f 提高到60MHz ，但存储子系统速率不变。这样，每次存储器访问需2个时钟周期。如果30%的指令每条只需要1次访存，而另外5%指令每条需2次访存，且假定已知混合程序的指令数不变，并与原处理机兼容，请定量分析改进后的新处理机性能。 解：⑴ 由 6 10?= CPI f MIPS 得 5.110 20103010666 =??=?= MIPS f CPI ⑵ 设已知混合程序的总指令执行数为IC ，则改进前程序执行所需的总时钟周期数NC O 为 IC IC CPI NC o 5.1=?= 而改进后的混合程序的指令数不变，且每次访存需增加1个时钟周期，故改进后程序执行所需的总时钟周期数NC n 为 IC IC IC IC IC NC NC o n 9.14.05.1205.013.0=+=?+?+= 所以，改进后，处理机的有效CPI 为 9 .19.1===IC IC IC NC CPI n n 故改进后的处理机速度为 58.3110 9.11060106 6 6≈??=?=n n n CPI f MIPS
第2章习题 6．一条线性流水线有4个流水段，每个流水段的延迟时间都为△t 。开始5个 △t ，每间隔一个△t 向流水线输入一个任务，然后停顿2个△t ，如此重复。 ⑴ 画出流水线的时空图。 ⑵ 求流水线的实际吞吐率、加速比和效率。 解：⑴ 时空图如下： ⑵ 设流入流水线的任务总数为n ，若以5个任务为一组，则共可分为?? ? ???5n 组。 由于两组任务之间间隔2个时钟周期，所以完成n 个任务的总时间为 ()t n n t n t n T k ??? ? ?????? ???++=???? ? ??-??????+?-+=25121514 所以有 t n n n T n P k ???? ? ????????++=251＝吞吐率 ， 25125242512154???????++???? ???+-=??? ? ?????????++????? ??-??????+?=n n n n t n n t n t n S 加速比 ， 25125144???????++=???? ? ????????++?= n n n t n n t n E 效率 。
《计算机系统结构》大作业 介绍并行算法与并行程序设计 及它们的不足及发展趋势 专业计算机科学与技术（软件工程方向） 指导教师蔡启先 班级 学号 姓名 日期 2013年6月 广西科技大学计算机学院
介绍并行算法与并行程序设计 及它们的不足及发展趋势 摘要：并行算法是并行计算中非常重要的问题。这篇报告首先简要介绍并行计算，然后主要讨论并行算法研究中的问题和今后的方向，最后阐述并行计算研究中存在的问题以及今后面临的挑战。并行算法研究应该确立一个“理论－设计－实现－应用”的系统方法，形成一个完善的“架构—算法—编程”方法论，这样才能保证并行算法不断发展并变得更加实用。再结合例子进而介绍并行算法的基本原理，给并行算法下一个基本的定义，对并行算法进行了相关的介绍；接着根据目前并行算法的应用，提出了在计算机系统结构中以并行算法为基础的一些并行程序设计的应用，比较了目前流行的并行程序设计的方法，并通过比较指出它的不足以及并行程序设计在未来的发展趋势和前景。 关键词：计算机系统结构并行算法并行程序设计 引言 并行计算机从70年代的开始，到80年代蓬勃发展和百家争鸣，再到90年代体系结构框架趋于统一，近年来其快速发展，并行机技术日趋成熟。首先是市场的需求，一直是推动并行计算机发展的主要动力，大量实际应用部门，如天气预报、核武器、石油勘探、地震数据处理、飞行器数值模拟以及其他大型事务处理等，都需要每秒执行数十万亿次乃至数百万亿此浮点运算的计算机，基于这些应用问题本
身的限制，并行计算是满足它们的唯一可行途径。使用多计算机进行并行程序设计，它们之间的通信是通过发送消息来完成的，所以消息传递需要并行程序设计。并行程序设计使用多计算机或多个内部处理器的计算机来求解问题，它比使用单台计算机的计算速度要快得多。并行程序设计也为求解更大规模的问题提供了机会，前面所述问题需要更多的计算步或更大存储容量需求，并行程序设计以并行算法为核心，能满足这要求，因为多计算机和多处理机系统通常比单计算机有更大的总存储容量。 并行算法是一门还没有发展成熟的学科，虽然人们已经总结出了相当多的经验，但是远远不及串行算法那样丰富。并行算法设计中最常用的的方法是PCAM方法，即划分，通信，组合，映射。首先划分，就是将一个问题平均划分成若干份，并让各个处理器去同时执行；通信阶段，就是要分析执行过程中所要交换的数据和任务的协调情况，而组合则是要求将较小的问题组合到一起以提高性能和减少任务开销，映射则是要将任务分配到每一个处理器上。总之，并行算法还需要相当多完善的地方。并行算法与串行算法最大的不同之处在于，并行算法不仅要考虑问题本身，而且还要考虑所使用的并行模型，网络连接等等。 并行算法是并行计算中非常重要的问题。并法研究应该确立一个“理论－设计－实现－应用”的系统方法，形成一个完善的“架构—算法—编程”方法论，这样才能保证并行算法不断发展并变得更加实用。简单的说，算法就是求解问题的方法和步骤。并行算法，就是在
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。
第一章: 1?根据自己的经验，谈谈对软件危机的看法 软件危机是指软件生产方式无法满足迅速增长的计算机需求，开发和维护过程出 现的一系列问题。 以下几个原因导致：（1）软件自身特点 （2）开发人员的弱点 （3）用户需求不明 （4）缺乏正确理论指导 （5）开发规模越来越大 （6）开发复杂度越来越高 可以通过软件生命周期的模型和软件工具的使用来缓解危机，通过程序自动化和软件工 业化生产的方法实现软件标准化的目标，进一步缓解软件危机带来的影响。 软件危机有利有弊，除了带来许多麻烦，也给我们带来许多挑战，克服危机的过程，我 们在技术上和创新上都有了一个提升，也算是间接为软件产业的发展做了贡献。 2?什么是软件重用，软件重用的层次可以分为哪几个级别？ 软件重用：是指在两次或多次不同的软件开发过程中重复使用相同或相似软件元素的过程。可以分为三个层次： （1 ）代码重用（2）设计结果重用（3）分析结果重用 3?什么是可重用构件？相对于普通的软件产品，对可重用构件有何特 殊要求？ 可充用构件表示软件重用过程中，可重用的软件构件元素可重用构件的特殊要求：（1）可重用构件应该具有功能上的独立性与完整性； （2）可重用构件应该具有较高的通用性； （3）可重用构件应该具有较高的灵活； （4）可重用构件应该具有严格的质量保证； （5）可重用构件应该具有较高的标准化程。 4?基于构件的软件开发的优势是什么？基于构件的软件开发面临哪 些挑战和困难? 优势：基于构件的软件将软件开发的重点从程序编写转移到了基于已有构件的组装，更快地构造系统，减轻用来支持和升级大型系统所需要的维护负担，从而降 低了软件开发的费用 困难和挑战：没有可依据的参考，可用资源和环境缺乏，开发难度高，而各方面 需求增长速度与日剧增，更新和升级的跟进是一个不小的挑战?此外，在同 一系统采用多个开发商提供的构件，它们之间的兼容性可能是开发过程中所要面对的一个 严峻的问题 挑战和困难：