《軟件體系結(jié)構(gòu)》教學(xué)大綱

《軟件體系結(jié)構(gòu)》教學(xué)大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：22150121課程性質(zhì)：專業(yè)選修課學(xué)分：2學(xué)分學(xué)時(shí)：32學(xué)時(shí)（其中：理論24學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)8學(xué)時(shí)）先修課程：計(jì)算機(jī)組成原理與結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)等后續(xù)課程：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理等適用專業(yè)：人工智能專業(yè)開課單位：智能工程學(xué)院一、課程說明《軟件體系結(jié)構(gòu)》是人工智能專業(yè)的專業(yè)選修課。本課程主要是介紹軟件體系結(jié)構(gòu)的基本原理、方法和實(shí)踐，反映軟件體系結(jié)構(gòu)研究和應(yīng)用的最新進(jìn)展。本課程注重軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及規(guī)格說明，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)于軟件項(xiàng)目開發(fā)時(shí)具有結(jié)構(gòu)化、體系化的思想。二、課程目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到如下目標(biāo)：課程目標(biāo)1：了解并掌握軟件體系結(jié)構(gòu)的概念、結(jié)構(gòu)風(fēng)格和模式等。課程目標(biāo)2：了解并掌握軟件體系結(jié)構(gòu)的描述方法，并能夠采用軟件體系結(jié)構(gòu)的架構(gòu)開發(fā)功能簡單的應(yīng)用軟件，培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題的能力。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求《軟件體系結(jié)構(gòu)》課程教學(xué)目標(biāo)對(duì)人工智能專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表1。表1課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)支撐強(qiáng)度1.工程知識(shí):能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)用于解決人工智能及交叉應(yīng)用領(lǐng)域工程問題。1.2系統(tǒng)掌握人工智能領(lǐng)域的工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)，包括計(jì)算機(jī)硬件、軟件及系統(tǒng)等方面內(nèi)容，了解通過人工智能系統(tǒng)解決工程問題的基本方法。課程目標(biāo)1：了解并掌握軟件體系結(jié)構(gòu)的概念、結(jié)構(gòu)風(fēng)格和模式等。M3.設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案：能設(shè)計(jì)針對(duì)人工智能及交叉應(yīng)用領(lǐng)域工程問題的解決方案和滿足特定需求，并在設(shè)計(jì)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)，考慮社會(huì)、環(huán)境、健康、安全、法律、文化等因素。3.1掌握人工智能應(yīng)用領(lǐng)域的軟硬件體系的基本設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法；3.2設(shè)計(jì)針對(duì)人工智能領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的解決方案，包括設(shè)計(jì)或開發(fā)滿足特定需求和約束條件的軟硬件系統(tǒng)、模塊或算法流程，并能夠進(jìn)行模塊和系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化。課程目標(biāo)2：了解并掌握軟件體系結(jié)構(gòu)的描述方法，并能夠采用軟件體系結(jié)構(gòu)的架構(gòu)開發(fā)功能簡單的應(yīng)用軟件，培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題的能力。M注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關(guān)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度。四、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配1.理論部分見表2表2教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求，教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)理論學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)1.軟件體系結(jié)構(gòu)概論1.1軟件1.2軟件工程1.3軟件設(shè)計(jì)1.4軟件體系結(jié)構(gòu)教學(xué)要求：了解并掌握構(gòu)件獲取、管理以及重用的相關(guān)概念；了解軟件體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展以及應(yīng)用現(xiàn)狀。重點(diǎn)：構(gòu)件的獲取、管理以及重用的相關(guān)概念；軟件體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展以及應(yīng)用現(xiàn)狀。難點(diǎn)：構(gòu)件的獲取、管理以及重用的相關(guān)概念2012.軟件建模和描述2.1軟件模型概述2.2軟件模型的發(fā)展脈絡(luò)2.3軟件模型解析2.4軟件模型深入認(rèn)識(shí)教學(xué)要求：理解并掌握軟件基本模型；了解軟件體系結(jié)構(gòu)的核心模型、生命周期模型以及抽象模型。重點(diǎn)：軟件模型解析難點(diǎn)：軟件模型解析401、23.軟件體系結(jié)構(gòu)建模和UML3.1軟件體系結(jié)構(gòu)建模概述3.2基于軟件體系結(jié)構(gòu)的基本開發(fā)3.3UML概述3.4面向?qū)ο蟾攀?.5UML中的結(jié)構(gòu)建模3.6UML中的行為建模教學(xué)要求：使學(xué)生了解并掌握UML建模語言。重點(diǎn)：用例圖、類圖和對(duì)象圖、交互圖、狀態(tài)圖、活動(dòng)圖、構(gòu)件圖以及部署圖。難點(diǎn)：用例圖、類圖和對(duì)象圖、交互圖、狀態(tài)圖、活動(dòng)圖、構(gòu)件圖以及部署圖。601、2軟件設(shè)計(jì)過程4.1軟件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)4.2軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法4.3高可信軟件設(shè)計(jì)教學(xué)要求：使學(xué)生掌握軟件體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程；了解典型的軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。重點(diǎn)：軟件體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法。難點(diǎn)：軟件體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法。401、25.軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格5.1軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格概述5.2基本風(fēng)格解析5.3客戶/服務(wù)器風(fēng)格5.4三層C/S體系結(jié)構(gòu)教學(xué)要求：使學(xué)生了解并掌握經(jīng)典軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格、客戶/服務(wù)器風(fēng)格、三層C/S體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格、瀏覽/服務(wù)器風(fēng)格以及異構(gòu)結(jié)構(gòu)風(fēng)格。重點(diǎn)：經(jīng)典軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格、客戶/服務(wù)器風(fēng)格、三層C/S體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格。難點(diǎn)：經(jīng)典軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格、客戶/服務(wù)器風(fēng)格、三層C/S體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格。4826.面向?qū)ο蠓椒ǜ攀?.1面向?qū)ο蠓椒ǜ攀?.2面向?qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計(jì)6.3基于UML的圖書管理系統(tǒng)主要內(nèi)容:面向?qū)ο蟮乃枷牒头椒?，UML系統(tǒng)建模與分析設(shè)計(jì)的方法，面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的基本概念、理論、方法。重點(diǎn):UML系統(tǒng)建模與分析設(shè)計(jì)，包括需求分析與用例建模，系統(tǒng)分析與對(duì)象類建模。難點(diǎn):系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)建模。402合計(jì)2482.實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐或上機(jī)部分見表3表3實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)1.經(jīng)典軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：利用經(jīng)典軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格設(shè)計(jì)一個(gè)應(yīng)用程序。實(shí)驗(yàn)要求：考慮數(shù)據(jù)封裝性、考慮繼承類、考慮抽象類。41、22.多層C/S結(jié)構(gòu)應(yīng)用設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)基于多層C/S結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)要求：對(duì)三層進(jìn)行明顯分割，并在邏輯上使其獨(dú)立。41、2合計(jì)8五、教學(xué)方法及手段課程教學(xué)以課堂講授為主，結(jié)合實(shí)驗(yàn)、作業(yè)、慕課、學(xué)習(xí)通資源，配合多媒體課件等完成堂授課內(nèi)容。采用E-mail、QQ、微信等交流工具，加強(qiáng)和學(xué)生之間的交流和溝通。本課程以課堂講授為主，結(jié)合討論、案例、實(shí)驗(yàn)等教學(xué)手段完成課程教學(xué)任務(wù)和相關(guān)能力的培養(yǎng)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中，通過任務(wù)式教學(xué)、討論式教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生在軟件體系架構(gòu)下的軟件設(shè)計(jì)的能力。培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。六、課程資源庫1.推薦教材：秦航著.《軟件設(shè)計(jì)與體系結(jié)構(gòu)（微課視頻版）》（第2版）.清華大學(xué)出版社.2021.2。2.參考書：（1）譚征著.《軟件體系結(jié)構(gòu)》（第5版）.清華大學(xué)出版社.2021.3.（2）HassanGomaa等編著.《軟件建模與設(shè)計(jì)：UML、用例、模式和軟件體系結(jié)構(gòu)》.機(jī)械工業(yè)出版社.2014.8.（3）林榮恒等編著.《軟件體系結(jié)構(gòu)》.人民郵電出版社.2017.8.3.期刊：（1） 鄒智榮,唐鵬輝,羅源.嵌入式軟件開發(fā)模式與軟件架構(gòu)研究.電子技術(shù)與軟件工程[J],2021(15):29-30.（2） 倪小璐,王旭英,邊俊凱,楊風(fēng)暴.微服務(wù)軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)模式及其應(yīng)用.杭州師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)[J],2021,20(04):442-448.（3） 苗青青.軟件體系結(jié)構(gòu)重構(gòu)與微服務(wù)實(shí)現(xiàn).內(nèi)蒙古大學(xué)[D],2021.（4）楊亞慧.設(shè)備管理系統(tǒng)的軟件架構(gòu).電子技術(shù)與軟件工程[J],2021(06):40-41.（5）SunJie,LiuFeng,LiYong,ZhangLianlian,ShiDingyuan.ASoftware-DefinedArchitectureforIntegratingHeterogeneousSpaceandGroundNetworks.FrontiersinCommunicationsandNetworks[J],2021:4.網(wǎng)絡(luò)資源：（1）CSDN論壇（2）/course/XDU-1449275161?from=searchPageMOOC視頻.七、課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐課程成績由過程性考核成績和期末考核成績兩部分構(gòu)成，具體考核/評(píng)價(jià)細(xì)則及對(duì)課程目標(biāo)的支撐關(guān)系見表4。表4課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評(píng)價(jià)細(xì)則課程目標(biāo)12過程性考核課堂表現(xiàn)10（1）根據(jù)課堂出勤情況和課堂回答問題情況進(jìn)行考核，滿分100分。（2）以平時(shí)考核成績乘以其在總評(píng)成績中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績?！獭?5實(shí)驗(yàn)20（1）根據(jù)每個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)操作完成情況和實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量單獨(dú)評(píng)分，滿分100分；（2）每次實(shí)驗(yàn)單獨(dú)評(píng)分，取各次實(shí)驗(yàn)成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以實(shí)驗(yàn)成績乘以其在總評(píng)成績中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績?！獭?010作業(yè)10（1）主要考核學(xué)生對(duì)各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，滿分100分；（2）每次作業(yè)單獨(dú)評(píng)分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以作業(yè)成績乘以其在總評(píng)成績中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績。√√55大作業(yè)60（1）大作業(yè)為設(shè)計(jì)一個(gè)基于UML某管理系統(tǒng)，總分100分。（2）設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包含基于UML的軟件分析與設(shè)計(jì)模型建模，包含用例圖、類圖、時(shí)序圖等√√2040合計(jì)：100分4060八、考核與成績?cè)u(píng)定1.考核方式及成績?cè)u(píng)定考核方式：本課程主要以課堂表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)、作業(yè)、大作業(yè)等方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核評(píng)價(jià)?？己嘶疽螅嚎己丝偝煽冇纱笞鳂I(yè)成績和過程性考核成績組成。其中：大作業(yè)成績?yōu)?00分（權(quán)重60%），大作業(yè)為設(shè)計(jì)一個(gè)基于UML某管理系統(tǒng)；課堂表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)、作業(yè)等過程性考核成績?yōu)?00分（權(quán)重40%）；過程性考核和考試試題分值分配應(yīng)與教學(xué)大綱各章節(jié)的學(xué)時(shí)基本成比例。2.過程性考核成績的標(biāo)準(zhǔn)過程性考核方式重點(diǎn)考核內(nèi)容、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、所占比重見表5。表5過程性考核方式評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60課堂表現(xiàn)25積極參與教學(xué)活動(dòng)，踴躍回答問題，準(zhǔn)確率大于90%。認(rèn)真參與教學(xué)活動(dòng)，回答問題準(zhǔn)確率大于80%。偶爾參與教學(xué)活動(dòng)，回答問題準(zhǔn)確率大于70%。上課不認(rèn)真，偶爾參與教學(xué)活動(dòng)。上課不認(rèn)真，不參與教學(xué)活動(dòng)。作業(yè)25作業(yè)完整，思路清晰，準(zhǔn)確率大于90%，字跡工整。作業(yè)完整，準(zhǔn)確率大于80%，字跡工整。不交作業(yè)2次以內(nèi)，準(zhǔn)確率大于70%.不交作業(yè)4次以內(nèi)，準(zhǔn)確率大于60%.不交作業(yè)5次以上