软件工程理论与实践 (吕云翔) 第八章 软件体系结构与设计模式课后习题及其答案解析

第八章 软件体系结构与设计模式

1.判断题

（1）系统体系结构的最佳表现形式是一个可执行的软件原型。(×)

解析：统体系结构的最佳表现形式是一个清晰的架构设计，包括结构图、文档和相关说明，而不仅仅是一个可执行的软件原型。

（2）软件体系结构的描述是不同项目相关人员之间进行沟通的实现手段。(√)

（3）良好的分层体系结构有利于系统的扩展和维护。（√）

（4）设计模式是从大量或成功实践中总结出来并且被广泛公认的实践和知识。(√)

2.选择题

（1）程序编译器的体系结构适合使用（D）。
A.仓库体系结构
B.模型-视图-控制器结构
C.客户端/服务器结构
D.以上都不是

解析：程序编译器的体系结构通常是特定于编译器设计的，不适用于仓库体系结构、模型-视图-控制器结构或客户端/服务器结构。

（2）网站系统是一个典型的（C)。
A.仓库体系结构
B.胖客户端/服务器结构
C.瘦客户端/服务器结构
D.以上都不是

解析：网站系统通常使用瘦客户端/服务器结构，其中客户端主要负责显示和交互，而大部分业务逻辑和数据处理都由服务器处理。

（3）在分层体系结构中，（C）用于实现与实体对象相关的业务逻辑。
A.表示层
B.持久层
D.控制层
C.实体层

解析：在分层体系结构中，实体层用于实现与实体对象相关的业务逻辑，包括数据访问、数据处理和数据验证等。

（4）（B）可以帮助人们简单方便地复用已经成功的设计或体系结构设计。
A.商业构件
B.设计模式
C.遗留系统
D.需求规格说明
（5）（A）用于封装具体的平台，从而使应用程序可以在不同的平台上运行。
B.外观模式
A抽象工厂模式
C.观察者模式
D.以上都不是

解析：外观模式用于封装具体的平台，为应用程序提供一个统一的接口，使得应用程序可以在不同的平台上运行，而不需要直接与底层平台交互。

3.简答题

（1）什么是软件体系结构？

具体来说，软件体系结构是系统的一个或多个结构，
1）软件的组成元素（组件）。
2）这些（组件）元素的外部可见特性。
3）这些元素（组件）之间的相互关系。
软件体系结构不仅指定了系统的组织结构和拓扑结构，也显示了系统需求和构成系统的元素之间的对应关系，提供了一些设计决策的基本原理。

（2）软件体系结构的作用体现在哪些方面？

• 规范软件开发的基本框架
• 便于开发人员与用户的沟通
• 模块化，层次化设计，有利于减少返工，提高效率
• 便于系统开发前、后期的筹备与服务

（3）典型的体系结构风格有哪些？它们各自有什么特点？

​ 根据建模的侧重点的不同，可以将软件体系结构的模型分为结构模型、框架模型、动态模过程模型和功能模型5种模型。

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、风格和性质。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
动态模型是对结构模型或框架模型的补充，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。这类系统通常是激励型的。
4.过程模型
过程模型研究构造系统的步骤和过程，因此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的，下层向上层提供服务。可以将其看作是一种特殊的框架模型。

（4）什么是软件质量属性？

​ 软件质量属性是指软件系统在其生命周期过程中所表现出的各种特征。质量属性既和软件体系结构有关，也和具体实现有关。但软件设计是保证软件质量的重要阶段，而软件体系结构是获取许多质量属性的基础，因此在进行软件体系结构设计时就应考虑到这些质量属性，并在软件体系结构层次上进行评估。

（5）客户端/服务器体系结构有什么特点？

客户端/服务器体系结构的特点可以总结为以下几点：

1. 分布式架构：系统功能被划分为客户端和服务器两个独立组件。
2. 模块化和可扩展性：系统功能模块独立开发、测试和部署，易于扩展。
3. 分工合作：客户端提供用户界面和接受请求，服务器端处理请求并提供服务。
4. 高性能和可靠性：服务器端集中处理计算和存储，提供高性能和可靠的服务。
5. 网络通信：客户端和服务器通过网络进行通信和数据交换。
6. 可分离性：客户端和服务器独立开发、部署和维护，可使用不同技术和平台。

这些特点使得客户端/服务器体系结构成为一种灵活、可扩展且高性能的分布式计算模型，被广泛应用于各种软件系统和网络应用。

（6）MV C模型有什么特点？

MV C（Model-View-Controller，模型-视图-控制器）模型的特点可以概括如下：

1. 分离关注点：清晰划分了应用程序的数据模型、用户界面和控制逻辑。
2. 模块化和可扩展性：各组件独立开发、测试和维护，易于扩展和修改。
3. 可重用性：模型、视图和控制器可以在不同的应用程序中重用。
4. 松耦合：组件之间通过定义的接口进行通信，降低了耦合度。
5. 支持并发开发：多个开发人员可以同时进行工作，加快开发速度。

MVC模型提供了一种结构化的方式来设计和开发应用程序，使得代码更具组织性、可维护性和可测试性。

（7）什么是设计模式？常用的设计模式有哪些？

​ 设计模式是在软件设计中经过反复验证和证明的解决问题的一种经验总结。它们是针对常见设计问题的可重用解决方案，可以帮助开发人员更有效地解决特定的设计问题，提高代码的可维护性、可扩展性和可重用性。

常用的设计模式包括：

1. 创建型模式：
   • 工厂模式（Factory Pattern）
   • 抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）
   • 单例模式（Singleton Pattern）
   • 原型模式（Prototype Pattern）
   • 建造者模式（Builder Pattern）
2. 结构型模式：
   • 适配器模式（Adapter Pattern）
   • 桥接模式（Bridge Pattern）
   • 装饰器模式（Decorator Pattern）
   • 组合模式（Composite Pattern）
   • 外观模式（Facade Pattern）
   • 享元模式（Flyweight Pattern）
   • 代理模式（Proxy Pattern）
3. 行为型模式：
   • 观察者模式（Observer Pattern）
   • 策略模式（Strategy Pattern）
   • 命令模式（Command Pattern）
   • 迭代器模式（Iterator Pattern）
   • 模板方法模式（Template Method Pattern）
   • 职责链模式（Chain of Responsibility Pattern）
   • 访问者模式（Visitor Pattern）
   • 状态模式（State Pattern）
   • 备忘录模式（Memento Pattern）
   • 中介者模式（Mediator Pattern）

（8）良好的软件体系结构设计有什么好处？

良好的软件体系结构设计具有以下好处：

1. 可维护性：良好的软件体系结构设计使得代码更加模块化、清晰和易于理解。这使得对软件进行修改、优化或修复错误更加容易，减少了维护成本。
2. 可扩展性：通过良好的软件体系结构设计，系统可以更容易地进行扩展和添加新功能。模块化的设计使得新功能的集成更加简单，同时不会影响现有功能的稳定性。
3. 可重用性：良好的软件体系结构设计鼓励组件的独立性和可重用性。这意味着可以将已开发和测试过的组件应用于其他项目，提高了开发效率和代码的可重用性。
4. 可测试性：良好的软件体系结构设计使得系统更容易进行单元测试、集成测试和系统测试。模块化的设计和清晰的接口定义使得测试更加简单，减少了测试的工作量。
5. 性能和可靠性：良好的软件体系结构设计可以提高系统的性能和可靠性。通过合理的分层和组件划分，可以更好地管理资源、优化算法和处理错误，从而提高系统的性能和稳定性。
6. 可理解性：良好的软件体系结构设计使得系统的结构和组织更加清晰明了。开发人员可以更轻松地理解系统的整体架构、模块之间的关系和数据流动，有助于团队合作和项目管理。

总之，良好的软件体系结构设计对于软件开发过程和最终的软件产品都具有很大的益处。它提供了一种结构化和可扩展的方式来组织代码，提高了可维护性、可扩展性、可重用性、可测试性和性能可靠性，并促进了团队合作和项目管理的效率。