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关于体系结构论文例文 和应用型本科软件体系结构课程教学内容设计相关硕士毕业论文范文

分类:论文范文 原创主题:体系结构论文 发表时间: 2024-03-03

应用型本科软件体系结构课程教学内容设计,本文是关于体系结构方面硕士毕业论文范文与本科和体系结构和教学内容相关论文怎么撰写.

摘 要:分析软件体系结构课程内容抽象,学生普遍感觉这门课程枯燥乏味的情况,提出将软件体系结构课程的教学内容整合为软件体系结构的原理和软件体系结构设计两部分,阐述如何通过3种途径选取教学案例并应用案例驱动教学.

关键词:应用型本科;软件体系结构;教学内容优化

0引言

随着面向对象技术和构件化技术在软件开发中的应用,软件的规模越来越大,结构越来越复杂.软件架构师在复杂软件的设计实践中,深切感受到软件的体系结构设计和规格说明,对提高软件项目的质量、控制软件开发的进度、降低软件项目的成本与风险至关重要.

软件体系结构在软件开发中,为不同的风险承担者提供了共同交流的语言,是对不同风险承担者的不同功能和质量需求进行折中和权衡,最终形成一个满足这些需求的全局设计[1-2].

作为应用型本科院校,软件工程专业培养的学生不仅要有一定的基础理论知识,同时也要有较强的工程实践技能,将来既要能成为合格的程序员,也要逐步成为软件架构师.因此,在软件工程专业的教学计划中,将软件体系结构作为一门核心课程,总体目标就是为软件企业初步培养所需的软件架构设计人才.

1软件体系结构课程的特点

(1)软件体系结构不是一门成熟的学科[3].主要表现在:目前软件体系结构的定义不统一;软件体系结构模型、描述、设计、评估、测试等问题的解决方案不唯一,寻找解决方案也没有固定统一的途径可遵循[3-4];如何平衡软件体系结构与具体软件质量属性需求之间的关系,没有明确答案.

(2)软件体系结构课程内容抽象程度高.软件体系结构的基本概念、原则和方法是对诸多不同领域软件系统共性特征的提取和升华,并不针对某一特定领域或特定系统.这些知识对于大部分从未实际参与过大型软件研发工作的学生来讲难以理解.

(3)缺少成熟、经典的教材及教学案例.目前,国内外学者编著出版了一系列软件体系结构教材[5].总体来说,多数教材系统地介绍了软件体系结构的基本原理,对软件体系结构的设计方法介绍得不够细致.另外,教材中的案例比较少,案例的规模也比较小[6].

2软件体系结构课程教学内容的整合

2.1整合的必要性

(1)教学内容与教学目标有差距.按照软件体系结构课程教学大纲的要求,软件体系结构课程的培养目标,应该是通过该门课程培养学生的软件体系结构分析能力,即从软件体系结构的角度审视软件;培养学生软件体系结构的设计能力,即选择适合的软件体系结构风格、设计满足需求的软件体系结构的能力.

但是,以往我们基本围绕软件体系结构概论、软件体系结构建模、软件体系结构风格、软件体系结构描述、动态软件体系结构、基于服务的体系结构、软件体系结构的分析与测试、软件体系结构评估、基于体系结构的软件开发等内容[2-3]展开教学.尽管这些内容涵盖了软件体系结构的基本概念,以及围绕软件体系结构开展的各项活动.但是对软件体系结构的设计方法和设计过程介绍得比较少,学生学习了软件体系结构以后,对大型软件如何从软件需求规格说明过渡到软件体系结构没有深入的了解,对不同的质量需求如何影响软件体系结构,以及软件体系结构如何在不同的利益相关者之间进行折中和平衡了解得就更少.

(2)学生学习的主动性不足.主要原因有3方面,一是我们在大三第二学期开设本课程,在此之前学生学习了几门编程语言、数据库原理、软件工程、面向对象的分析与设计以及操作系统和数据结构等课程.在这些课程的学习中,学生遇到的都是规模比较小、问题描述很清楚的软件项目,学生只需要应用结构化程序设计方法,或者面向对象的程序设计方法就能完成设计,对于软件体系结构课程*绍的软件设计方法不够重视;二是软件体系结构设计属于高层设计,设计结果是否合理没有直观印象,学生做完软件项目的结构设计没有完成源程序编写的那种成就感;三是软件体系结构课程偏重概念、原理的介绍,学生没有大型软件项目设计的体验,很难将软件体系结构的抽象理论与实际联系起来,因此,普遍感觉这门课程枯燥乏味.

2.2整合实践过程

经过几年的教学实践,我们将软件体系结构课程的教学内容整合为两大部分,一部分是软件体系结构的基本概念和原理,包括软件体系结构概论、软件体系结构建模、软件体系结构风格和软件体系结构描述;另一部分是软件体系结构设计,包括软件需求分析、概念架构设计和细化架构[7],具体内容见表1.

(1)软件体系结构概论介绍了不同学者对软件体系结构给出的定义,让学生初步了解复杂软件体系结构需要从多个不同的视角去理解;然后详细介绍软件体系结构在软件开发各个阶段的作用,使学生进一步理解软件体系结构是早期设计决策的体现,是不同风险承担者进行交流的手段;最后概括地介绍软件体系结构的发展和应用现状.

软件体系结构建模是软件体系结构课程的教学重点内容之一,目的是让学生深入理解复杂软件体系结构需要应用多视图建模,其中“一个架构视图是对于从某一视角或某一点上看到的系统所作的简化描述,描述中涵盖了系统的某一特定方面,而省略了与此方面无关的实体”[8].教学内容包括:“逻辑视图+物理视图”模型;“4+1”视图模型;五视图模型(逻辑视图、运行视图、开发视图、数据视图、物理视图);让学生了解不同规模的软件,可以用不同的视图模型来建模.要求学生掌握“4+1”视图模型,并能熟练应用UML进行描述.

软件体系结构风格也是软件体系结构课程的重点之一,教学内容分为经典软件体系结构风格;基于网络的软件体系结构风格[9];“平台/插件”体系结构风格[10].经典软件体系结构风格包括:调用/返回风格(主程序/子程序风格、面向对象风格);数据流风格(顺序批处理体系结构风格、管道/过滤器风格);基于事件系统风格;层次结构风格.基于网络的软件体系结构风格包括:B/S风格、C/S风格、P2P风格.通过学习让学生深刻理解并熟练掌握常用的软件体系结构风格.

(2)软件体系结构设计方法是软件体系结构课程教学的重点.软件体系结构有多种设计方法[11],包括工件驱动的软件体系结构设计;用例驱动的软件体系结构设计;模式驱动的软件体系结构设计;领域驱动的软件体系结构设计;需求驱动的软件体系结构设计等方法.我们在教学实践中重点给学生介绍需求驱动的软件体系结构设计方法.软件体系结构设计的实质是将软件需求分析所描述的问题空间转换成软件体系结构所描述的解空间,要实现转换,先要有可靠的软件需求分析结果,然后确定软件的概念架构.由于我们软件工程专业的教学计划里面没有开设需求工程课程.因此,在软件体系结构设计的教学内容中包括了软件需求分析和软件架构设计两部分.

软件需求分析包括[7]:愿景分析;需求获取和需求分析.愿景分析就是让学生了解如何确定软件系统的业务目标、应用范围;如何进行可行性分析;如何进行风险评估.需求获取和需求分析介绍了需求捕获的方法以及需求分析的方法.需求分析的结果采用用例图和用例规约来描述.

软件概念架构设计包括[7]:概念架构的概念,概念架构设计方法.重点介绍如何从功能需求向设计过渡,以及如何从质量需求向设计过渡.通过学习让学生了解软件概念架构的设计方法、子系统的划分和架构风格选型等.细化架构设计主要介绍软件架构的描述方法.

3案例驱动教学方法的实施

软件体系结构是一门偏重抽象理论的课程,教学内容*绍的基本概念和原理都是针对不同领域软件系统的一般分析和设计方法,并不针对某一特定软件系统,学生在学习过程中普遍感觉难以理解.因此,我们在教学过程中,尽量采用案例驱动教学.用案例说明基本概念和原理,在案例中展现软件体系结构的分析方法和设计方法,这样不仅能给学生以直观的印象,而且能引导学生积极思考和讨论.

我们选取的案例分为3种类型,第一类案例选自现有的教材,这类案例规模小,适合于教学,用于帮助学生理解基本概念和原理.如在讲授经典软件体系结构风格的时候,选取“文章中查找和重组关键词系统”(keywordincontext,KWIC)作为教学案例,分别采用面向过程、面向对象、基于事件和管道过滤器4种不同的风格进行分析和设计,然后对各种设计方案的优缺点进行比较,让学生理解不同软件体系结构风格的特点.第二类案例选自学生的课程设计,围绕教学内容进行互动式案例教学.如讲授软件需求分析时,让学生介绍自己完成的“商场仓库管理系统”的需求分析结果,然后其他同学根据需求规格说明书中的用例图和用例规约,分析和评价该功能性的需求是否完备;根据非功能需求列表和描述,分析哪些是关键性的功能需求,哪些非功能需求之间是相互排斥的.通过讨论学生逐渐明白了需求获取、需求分析、需求描述的方法.第三类案例选自学生毕业实习时参与开发的实际项目,这类项目一般规模比较大,由具有丰富实践经验的软件架构师设计.如为某市政务中心开发的“用户管理体系大数据管理平台”,整个系统包括统一认证用户管理系统、用户管理体系数据支撑平台、政务服务数据一表通系统、用户专属档案门户系统、政务服务数据交换系统、综合窗口支撑系统、多规合一联审系统等多个子系统.在教学中将该项目的可行性分析结果、需求分析结果、总体设计方案和每个子系统的设计方案介绍给学生,让学生了解大规模复杂软件的分析和设计方法.

4结语

通过整合软件体系结构课程的教学内容,使其更加符合应用型本科软件工程专业的培养目标,即不仅要让学生了解软件体系结构的基本概念和原理,更重要的是要让学生掌握复杂软件的设计方法和描述方法.同时采用案例驱动教学,将抽象的理论与实际案例结合起来,激发学生的学习兴趣,帮助学生深入理解理论知识,提高学生的应用能力,使软件体系结构课程的教学不再那么枯燥乏味.与前几年相比较,近两年在软件体系结构教学中逐步整合了教学内容,学习效果有较明显的改观,学生在软件项目开发中能应用软件体系结构设计方法,完成较规范的软件体系结构设计.

该文结论:这篇文章为一篇适合本科和体系结构和教学内容论文写作的大学硕士及关于体系结构本科毕业论文,相关体系结构开题报告范文和学术职称论文参考文献.

参考文献:

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