1、软件工程作业1.什么是软件工程？产生软件工程的原因有哪些？答：软件的定义：软件工程是借助工程化的方法进行软件开发（先对软件进行设计再开发）。软件工程是一门研究用工程化方法构建和维护有效的、实用的和高质量的软件的学科。产生软件工程的原因：（1）当时无法在预算内开发出高质量软件；（2）软件开发者无法制定具体目标，无法实现预测所需的资源，无法实现客户的期望；（3）软件工程的重点既在软件，也在工程；（4）软件开发具有复杂性和多变性的特征；（5）软件产品必须随着终端用户需求和目标环境的变化而变化。2.常见的软件体系结构有哪些？分析它们的优缺点？答：2.1 管道/过滤器风格 在管道/过滤器风格中，每个构件
2、都有一组输人和输出，构件读输人的数据流，经过内部处理，然后产生输出数据流。这里的构件被称为过滤器。连接件被称为管道。此风格特别重要的过滤器必须是独立的实体，它不能与其它的过滤器共享数据，而且一个过滤器不知道它上游和下游的标识。这种风格的优点:(1)使得软构件具有良好的隐蔽性和高内聚、低藕合的特点;(2)有助于设计者将整个系统的输人/输出行为看成是多个过滤器的行为的简单合成;(3)支持软件重用;(4)易于系统维护和增强系统性能;(5)允许对一些如吞吐量、死锁等属性的分析;(6)支持并行执行。这种风格的缺点:(1)通常导致进程成为批处理的结构;(2)不适合处理交互的应用;(3)数据传输上没有通用的
3、标准，每个过滤器都增加了解析和合成数据的工作，导致了系统性能下降，增加了编写过滤器的复杂性，使数据传输量增加。这种 风格 经常应用在UnixS hell中编写的应用系统中。2.2 仓库风格在仓库风格中，有两种不同的构件:中央数据结构说明当前状态，独立构件在中央数据存贮上执行，仓库与外构件间的相互作用在系统中会有大的变化。按控制策略的选取分类，可以产生两个主要的子类。若输人流中某类时间触发进程执行的选择，则仓库是传统型数据库;另一方面，若中央数据结构的当前状态触发进程执行的选择，则仓库是黑板系统。这种风格的优点:(1)善于管理数据信息，适合大量数据的应用场合;(2)适用于复杂的逻辑系统;(3)黑
4、板系统模型能更容易地处理任务间的协作，系统更加灵活。数据库系统一直得到广泛应用，如企业中使用的管理信息系统、ERP软件等;黑板系统主要应用在需要复杂翻译解释的系统中，如信号处理领域中的语音和模式识别。2.3 层次系统风格 层次系统组织成一个层次结构，每一层为上层服务，并作为下层客户。在一些层次系统中，内部的层只对相邻的层可见。这种风格支持基于可增加抽象层的设计。允许将一个复杂问题分解成一个增量步骤序列的实现。由于每一层最多只影响两层，同时只要给相邻层提供相同的接口，允许每层用不同的方法实现，同样为软件重用提供了强大的支持。这种风格的优点:(1)支持基于抽象程度递增的系统设计，使设计者可以把一个
5、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。可以定义一组标准的接口，允许各种不同的实现方法。这种风格的缺点:(1)并不是每个系统都可以很容易地划分为分层的模式;(2)很难找到一个合适的、正确的层次抽象方法。这种 风 格 的典型应用有分层的通讯协议，如TCP/IP协议等。2.4 客户服务器(C/S)风格 客户/服务器风格，是基于资源不对等，且为实现共享而提出来的，是20世纪90年代成熟起来的技术，客户机1服务器结构将应用一分为二，服务器(后台)负责数据管理，客户机(前台)完成与用户的交互任务。C/S体系结
6、构具有强大的数据操作和事务处理能力，模型思想简单，易于人们理解和接受。现在 使 用 较广泛的是三层C/S结构。三层 C/S 结构具有以下优点:(1) 允 许 合理地划分三层结构的功能，使之在逻辑上保持相对独立性，从而使整个系统的逻辑结构更为清晰，能提高系统和软件的可维护性和可扩展性。(2)允许更灵活有效地选用相应的平台和硬件系统。(3)三层C/S结构中，应用的各层可以并行开发，各层也可以选择各自最适合的开发语言。(4)为严格的安全管理奠定了坚实的基础。这种风格可以应用在远程文件系统中。2.5 数据抽象和面向对象组织风格 这种风格的特点:(1)数据抽象是指对每一类对象进行概括，抽出这类对象的公共
7、性质并用计算机语言加以描述的过程，把具有相同属性和相同操作的一些对象抽象为一个类，这些对象都是这个类的实例。(2)封装是面向对象风格的又一个特点，它是一种信息隐减技术，通过封装，可以将一部分属性和操作隐藏起来，不让使用者访问，另一部分作为类的外部接口，使用者可以访问。(3)继承是新建的类从已有的类那里得到已有的特征，继承有效地实现了软件的重用，增强了系统的可扩充性。这种 风 格 的缺点:(1)为了使一个对象和另一个对象通过过程调用等进行交互，必须知道对象的标识。这样就增强了对象之间的依赖关系，降低了独立性。(2)必须修改所有显式调用它的其它对象，并消除由此带来的一些副作用。这种风格由于其具有的
8、优势，近年来得到了广泛的应用，如飞行模拟系统的设计、CORBA等。2.6 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。系统中的其它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。隐式调用系统的优点有:(1)为软件重用提供了强大的支持。任何构件只需将它注册到系统的事件中，就可以加人到现存的系统中。(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，不会影响到其它构件的接口。隐式调用系统的缺点有:(1)构件无法控制系统所执行的计算。
9、(2)数据交换的间题。有时数据可被一个事件传递，在这些情况下，整体性能和资源管理便成了问题。(3)因为过程的语义必须依赖于被触发事件的上下文约束，所以正确性推理业可能出问题。支持 基 于 事件的隐式调用的应用系统很多。例如，在编程环境中用于集成各种工具;在数据库管理系统中确保数据的一致性约束等等。3.什么是异常，引起异常的原因有哪些？在 C#中怎么解决异常？答：（1）异常是在系统执行过程中发生的一个事件或者错误。引起异常的不同原因主要有三个： 硬件失败。硬件老化和失败。 操作环境改变。如果超出了发射器范围，无线移动系统就会失去连接。 软件失败。（2）在 C#解决异常方法如下：C# 的异常处理功
10、能提供了处理程序运行时出现的任何意外或异常情况的方法。异常处理使用 try、catch 和 finally 关键字来尝试可能未成功的操作，处理失败，以及在事后清理资源。异常可以由公共语言运行库 (CLR)、第三方库或使用 throw 关键字的应用程序代码生成。4.分析如何将对象模型映射到编程环境和持久存储模式。答：（1）将模型映射到编程环境（既将模型映射到代码）一对一单向关联一对一的双向关联一对多的关联在这种情况下，使用集合来实现“多”的一端。多对多关联在这种情况下，关联两端的类，都含有引用集合字段和保持这些集合一致的操作。（2）将模型映射到持久存储模式面向对象程序设计语言通常不提供存储持久对
11、象的有效方式。在这种情况下，我们需要将持久对象映射到一个在系统设计期间确定下来的持久数据库管理系统所对应的存储数据结构上，在大多数情况下，这些数据存储是数据库或平面文件集合。因为对象模型中的类和面向对象数据之间是一对一的映射，所以当使用面向对象数据库时，不需要做任何转换。然而，对于关系数据库和平面文件，我们需要将对象模型映射到存储模式上，并提供与持久存储之间相互转化的基础。映射类和属性在将持久对象映射到关系模式时，首先考虑类及其属性的映射。应将每个类映射到一个与其同名的表上，以类中该属性命命名该列。这个表中每个数据记录对应一个类实体。通过保持对象模型中的名字和关系模型的一致，我们在两种表示法之
12、间提供了可追踪性。在映射属性时，需要为数据库的列选择一个数据类型。为表选择主键的两种方式：第一种是标出唯一识别对象的类属性集合。第二种是添加一个我们生成的唯一标识符属性。映射关联关联到数据库模式的映射依赖于关联的多重性。使用外键将一对一关联和一对多关联，实现为所谓的隐含关联。将多对多关联实现为一个单独的表。隐含关联 可以使用外键来实现重数为 1 的关联。对于一对多关联，我们往表中添加一个外键，该表是与关联中“多”的一端相连的类表示。独立数据表 使用一个独立的包含两列的表，实现多对多关联，这个表包含对应两个关联类的外键。我们称这个表为关联表。关联表的每一行对应两个实体之间的一个连接。映射继承关系
13、关系数据库不支持继承，须要将某一继承关系映射到一个数据库模式中，在此主要有两种方案：1 使用与一对一关联类似的垂直映射方案，每一个类通过一个表来表示，并使用一个外键来连接子类和超类表。2 水平映射方案 超类属性被推至子类中，本质上是复制与子类相对应的表的列。垂直映射给定一继承关系，我们将超类和子类映射到独立的表上。超类表包含与超类中定义的每个属性相对应的列。超类包含一个附加列，该列表示与数据记录相对应的子类。子类表包含与超类中定义的每个属性相对应的列。所有表共享同一个主键，即对象标识符。超类表和子类表中主键值相同的数据记录来源于同一对象。水平映射另一种实现继承的方法是，将超类的属性向下推入子类
14、中，这有效地删除了超类表。在这种情况下，每一个子类表复制了超类的列。使用一个单独的超类，或者在子类表中复制列，这两种方案之间的平衡点是可修改性和响应时间。5.如何标识关联，对象，属性和方法？答：（1）标识关联的启发式准则： 检查动词短语。 准确的命名关联和角色。 尽可能使用常用的修饰符标识出名称空间和关键属性。 消除可导出其它关联的任何关联。 在关联集合稳定之前不必关心多样性。 过多的关联使得一个模型是不可读的。（2）标识对象分为以下三种：标识实体对象的准则： 为了理解用例，开发者或用户需要澄清的项。 用例中的连续名词。 系统需要跟踪的现实世界中的实体。 系统需要跟踪的现实世界中的活动。 数据
15、源或数据汇。标识边界对象的启发式准则： 标识用户需要的初始用例的用户界面控制。 标识用户需要键入系统的数据表格。 标识通知和系统用于对用户进行响应的消息。 当多个参与者被包含到一个用例中时，根据需要考虑的事项下的用户界面来标 识参与者的终止。 不要使用边界对象对接口的可视内容进行建模。 为了描述界面，总是使用最终用户的术语，不要使用来自解决方案域和实现域的术语。标识控制对象：控制对象负责协调边界对象和实体对象。控制对象通常在一个用例开始时创建，并在该用例退出时终止。控制对象负责从边界对象处收集信息，并将这些信息分配给实体对象。（3）标识属性的启发式准则： 检查所有格短语。 将存储状态表示成为该实体对象的一个属性。 描述每一个属性。 勿将一个属性表示为一个对象，应该使用一个关联替代它。 在该对象结构稳定之前，不要在描述具体细节上浪费时间。（4）标识方法：顺序图用于分配对象行为，并且标识出操作。从单一用例的视点出发，顺序图表示了系统行为。从每一个对象视点观察到的行为出发，使得开发者能够构造更形式化的对象行为描述，随后标识出所丢失的用例。通过关注单个状态，开发者可以标识出新的行为。
