软件设计与体系结构实验指导书样本.doc

实验1：ACME软件体系构造描述语言应用
一、实验目
1）掌握软件体系构造描述概念
2）掌握应用ACMESTUDIO工具描述软件体系构造基本操作
二、实验学时
2学时。
三、实验环境
计算机及ACMESTUDIO。
四、实验内容
运用ACME语言定义软件体系构造风格，修改ACME代码，并进行风格测试。
五、实验操作环节
一、导入Zip文档
建立一种Acme Project，并且命名为AcmeLab2。如下图：

接着导入ZIP文档，导入完ZIP文档后显示如下图：

二、修改风格
在AcmeLab2项目中,打开families下TieredFam.acme.如下图：

修改组件外观
1. 在组件类型中，双击DataNodeT；在其右边编辑器中，将产生预览；选取Modify按钮，将打开外观编辑器对话框。
2. 一方面变化图形：找到Basic shape section，在Stock image dropdown menu中选取Repository类型.
3. 在Color/Line Properties section修改填充颜色为深蓝色。
4. 在颜色对话框中选取深蓝色，并单击 [OK].
5. 修改图形边框颜色为绿色
7. 单击Label tab，在Font Settings section，设立字体颜色为白色,单击[OK]
产生图形如下图：

添加新元素类型
1. 在Component Types section选取New按钮
2. 在对话框中，类型名称输入LogicNodeT .
3. 选取TierNodeT 为父类型.
4. 单击 [Finish].
5. 按照修改外观环节，修改LogicNodeT外观：填充颜色为浅绿色，边框颜色为黑色，大小为2，其她默认。
产生图形如下图：

添加新属性类型
1. 选取Property Types
2. 选取New按钮
3. 在对话框中，类型名称为TierPropT
4. 类型选取enum
5. 值为：client，logic，data
6. 单击[OK].

添加属性
1. 激活属性视图页
2. 双击TierNodeT
3. 选取Properties tab
4. 右击空白位置，或者单击图标， 选取新建属性
5. 属性名为tier.
6. 类型为TierPropT（找不到，则直接输入TieredFam.TierPropT）
7.单击 [OK].
添加规则
1. 单击Family editor中TieredFam (Press to select).
2. 选取属性视图中规则页
3. 单击 生成新规则
4. 规则名为hostCheck，选取invariant单选项
5. 在规则框中输入（直接粘贴过去）

Forall t1 ：TierNodeT in self.Components |
!t1.allowShareHost -> (Forall t2 ：TierNodeT in self.Components |
t1 != t2 -> t1.host != t2.host)
6. 单击 [Parse Rule] 以确认无语法错误，有错误，要重新写。
7. 在标签中输入 “Tier nodes respect host assignment.”
8. 在出错标签中输入 “Two nodes that cannot share a host must not reside on the same host.”
9. 单击[OK] 。若前面有语法错误，按钮是灰色
10. 保存.

Acme代码编辑
1. 查看编辑器底端区域，有3个区：Overview，Acme Source and Family – TieredFam. 选取Source
2. 在代码中找到TierNodeT
3. 复制其中属性内容
4. 定位至ClientNodeT，粘贴刚才复制内容

5. 把tier属性值赋值为client.
Component Type ClientNodeT extends TierNodeT with {
Property tier ：TierPropT = client；
}
6. 同样把复制内容粘贴在LogicNodeT和 DataNodeT中，前者tier值为logic，后者tier值为data.

7. 单击TieredFam editor tab，若有错，将指出错误

添加可视变量
1. 编辑LogicNodeT 组件外观
2. 选取Variants tab.
3. 单击 [New…] 创立新变量
4. 名为：Not logic tier.
5. 选取基于条件单选按钮
6. 下拉菜单选取allowSharedHost，条件选取==，值输入false
7. 设立填充颜色为深绿色
8. 单击 [OK]

测试风格
1.在NavigatorAcmeLab2中,单击右键， 在弹出式菜单中选取New Acme System.
2. 系统名为TestSystem.
4. 单击[Next].
5. 在风格类型中，选取内容如下图所示。

6.单击[Finish]
Notice the palette of types on the left from which you can drag and drop an element to create an instance.
7.在右边palette面板中，拖入 4个 client nodes和1个logic node ，并具备4个ports ，同步拖入4个connectors ，实现客户端和逻辑层连接。

实验2：SOA实践
一、实验目
1）初步理解SOA体系构造
2）掌握用Web service技术实现SOA
二、实验学时
2学时。
三、实验环境
计算机及VS。
四、实验内容
Web service实现。
六、实验操作环节
内容一：Web Services实现
环节：
1 创立WEB服务
1） 打开VS.NET，新建一种网站，在对话框中选取“ASP.NET WEB服务”，选取好位置，把Website1改为“IMPLEMENTWS”，单击拟定。

2）展开解决方案资源管理器，在“APP_CODE”下创立3个文献夹，依次命名为：DA，Model，Util，见下图：

3）右击DA文献夹，选取添加新项，新增一种类：DataAccess.cs，按同样办法，在MODEL和UTIL文献夹中，添加入下图所示类。

4）右击项目，选取添加引用（注意不是Web引用），选取浏览页，定位拷贝DLL，见下图
5）完毕DATA.CS代码

6）完毕DataAccess.CS代码

7）完毕ActivityIdHeader.cs

8）双击Service.CS文献，完毕代码

9）编译，并运营，查看效果。

一种WEB服务编写完毕。

2 创立WINDOWS应用
1）右击解决方案，选取添加-》新项目
2）按下图完毕：

3）右击项目，选取添加引用（注意不是Web引用），选取浏览页，定位拷贝DLL，见下图

4）右击项目，新建文献夹，并在其下新增一种类，并完毕代码，如下图所示

5）添加Web引用，右击项目，选取添加WEB引用，在URL中输入，WEB服务地址，然后单击迈进，可以修改引用名，单击“添加引用”按钮

6）双击FORM1.CS，在窗体上放置一种按钮和一种标签，其中标签命名为Result，按钮text为“get data”

7）双击按钮，完毕如下代码

8）右击项目，新增一种类：UptoLogEvents.cs

9）双击PROGRAM.CS，完毕代码

10）设立APPFORWEBSERVICE为启动项目，运营，查当作果

实验3：MDA实践
一、实验目
1）初步理解MDA框架。
2）理解PSM到CODE过程。
3）掌握应用ECO实现MDA过程。
二、实验学时
6学时。
三、实验环境
计算机及STARUML和VS。
四、实验内容
（1）StarUML实践

五、实验操作环节
实验内容一：StarUML实践
1. 安装：
一方面，咱们必要先安装将要使用软件。StarUML ，是一种开放源码软件， 遵循GPL合同允许（GNU公共允许证） ，并免费提供下载。
2. 启动
安装后来就可以启动该程序。
3. 添加新工程
在New Project By Approach对话框会弹出。选取“Empty Project”并且按下"拟定"。

4. 选取模块
在右边“Model Explorer”框中选定“Untitled”模块。
5. 添加模块
通过“Model”主菜单，或右击选定模型，可以" Add/Model "

6. 添加类图
通过“Model”主菜单，或右击选定模型，可以“Add Diagram/Class Diagram”：

7. 设立profile
通过“Model/Profile...”菜单去设立工程所需profile。这决定了工程所使用规则和商定。依照语言，选取不同Profile，例如JAVA，一定要包括"JAVA Porfile"这一项目；例如C#，一定要包括"C# Porfile"这一项目。

8. 保存工程
保存工程，命名为LAB3.UML

9. 创造图表
从默认就在屏幕左边“Toolbox”选取“类”图标，然后左键单击diagram窗口某处。这样就使用通用名字创造了一种新类。双击，将类改名为Circle。

10. 添加属性
右击图中目的，在弹出菜单中选取“Add”中“Attribute”(被标示为绿色)，为其添加一种属性(或者域)，填入盼望名字“_radius”。
l 详细数据类型，在属性面板（右下侧窗口） ，由双打字，在"类型"时段。 在窗体右下边Properties面板中，找到“Type”输入框，输入double作为_radius属性类型。
l 类内部数据（域/属性）都是私有，由于她们是严格由类内部使用。因此，在Properties面板中将_radius设立为“私有”

11. 继续进行设计
重复同样过程，添加所谓名字叫做Rectangle类和double型私有成员_width和_height。

12. 创造 IShape interface
l 从toolbox中，选取“Interface”，并点击图表某处。将其改名为IShape。创立后来，选中它。
l 在顶部工具栏，选取 “Stereotype Display” 下拉按钮，将值变化为“None”。这将变化以往圆形形状，使其变为成长方形。
l 还是在顶部工具栏，取消选中" Suppress Operations "。这将使咱们可以看到接口所拥有办法。

l 向IShape 接口添加返回值为doublegetArea办法。
n 可以通过右击interface图标，在弹出菜单中点击红色“Operation”按钮，然后输入getArea。
n 设定返回值类型。在“Model Explorer”中展开IShape节点，右击你刚刚创立getArea办法，并选取“Add Parameter”。在“Properties”框中，将参数名子变为空，将“DirectionKind”变为“RETURN”，将“Type”变为dboule。
l 将IShape和getAreaIsAbstract属性框打上勾，她们在图标上名字将变为斜体。这是UML原则，表达这是接口或者其她纯虚实体。

13. 添加类和接口关系
l 可以通过从toolbox中选取表达“Realization”箭头，并从Circle拖拽向IShape，使Circle实现接口IShape。重复同样过程，为Rectangle添加实现关系。这是添加了Circle 和 Rectangle对于IShape接口实现关系。
n 如果想使连接线体现为直角方式，右击连接线，并选取" Format/Line Style/Rectilinear"菜单。你通过这种方式，使箭头重叠在一起，可以使你图看起来更整洁。

14. 添加类基于接口行为
l 由于Circle和Rectangle类都实现了IShape接口，就必要有同样行为(办法)。
n 在“Model Explorer”面板中，复制getArea法(按Ctrl-C或者右键点击并选取Copy菜单），并粘贴到Circle和Rectangle类。
n 这些实现了办法在Circle和Rectangle类中都不是抽象，而是详细。这是由于她们事实上是执行某些特定行为（例如，为一种圆形和长方形分别计算面积） ，因此不要勾选IsAbstract框。
15. 添加Pizza类
l 向Pizza添加double型私有域_price。
l 添加返回double类型共有操作getPrice。

16. 为Pizza类添加IShape 引用
l 从toolbox中选取" DirectedAssociation "箭头，点击Pizza类，并向IShape拖拽 。
n 选中箭头，在右边“Properties”框上，将name一栏改为“has-a”，“End1.Aggregation” 一栏改为“AGGREGATE”(这个图示阐明Pizza和shape对象是“聚合“关系)。
n 将“End2.Name”一栏改为_shape 。这样就自动为Pizza添加一种名字为_shape，使用IShape接口私有域，所谓_shape型ishape以pizza饼。
n 将“End2.Visibility”改为私有。
l 为_shape创立一种“获得者”办法，名字叫做getShape，返回IShape 。这就是创立一种行为，名字是getShape，返回IShape 。

17. 为pizza类添加构造函数
l 为Pizza添加构造函数，右击，在弹出“Add” 菜单中选取“Operation”。从这里，增长一种普通带有dboule型price参数和IShape类型shape参数操作
l 增长一种输入参数，就像之前增长了一种返回型输出参数同样，你指定参数名称，如价格和形状等，以及恰当数据类型。
l 为Circle增长一种带有double型radius参数构造函数。
l 为Rectangle增长一种带有double型width和height参数构造函数。

18. 添加Test_Pizza类
为了阐明UML类图更多功能，又增长了一种叫做“Test_Pizza”类，它用作测试目，并使用到Pizza和IShape类。
l 两个类之间关系有各种形式。举例来说，一种类可以实例化另一种类，而不是将其作为一种成员。又或，一类办法也许需要另一种类作为输入参数，保存一种引用仅仅是为这个办法执行。
l 通过从toolbox中选取“Dependency”箭头，从一种类拖向她因此来类，来添加不通类之间依赖关系。在这个例子中， Test_Pizza 依赖于Pizza，Circle和Rectangle类，由于它实例化了它们。
l 从Properties box选取name属性，或者双击图表上“依赖线”，可觉得依赖关系添加标签。特别是，当一类实例化另一种类，咱们会把依赖线叫做“instantiates”。
l 你可以选中并拖动依赖线标签，以达到更美观效果。
l 依赖关系不会影响代码生成。

19. 生成代码：
l 依照不同语言，选取不同菜单，若JAVA，点击主菜单“Tools->Java”菜单，选取“Generate Code”；若C#，点击主菜单“Tools->C#”菜单，选取“Generate Code”。

l 从对话框中选取你模块(这里也许Model1),点击“Next”。
l 为了使你模块或者图标所有类都生成stub code，选取“Select All”然后按“Next”。

l 选取一种有效输出目录，“Next”。
l 若C#，请务必选中“Generate the Documentation by C#Doc”，“Generate empty C#Doc”，若JAVA，请务必选中“Generate the Documentation byJAVADoc”，“Generate empty JAVADoc”，所有其她复选框不选中，“Next”。

l 当前StarUML将从你图产生代码，点击“Finish”退出对话框。
l 当前，您可以编辑生成代码，以增长应用。

20. 添加实当代码
当前就开始定义程序实际做事情，例如，为图标中类描述添加实当代码。
21. 逆向工程
StarUML还可以从既有Java/C#代码创立一种类图，这被称为“reverse engineering”，当想从既有代码生成图表，或者你修改了SU生成代码，并且想在图表中反映出来时候，逆向工程功能就非常有用了。
l 到主菜单栏中选取“Tools/C#或Java/Reverse Engineer...”，可以将既有代码逆向工程。
l 选取C#/Java代码所在目录，并点击“Add”或“Add All”按钮，将它们涉及在逆向工程过程中，然后单击“Next”
l 选取想将类加入模块，这里也许是“Model1”，然后“Next”。
l 在Option Setup里面：
n 确认“public”，“package”，“protected”和“private”是选中（这是默认设立）。
n 同样，在默认状况下，单选按钮“Create the field to the Attribute”也是选中。
n 除非你想SU创立其她东西，例如布局很糟糕包括所有类图表，不要选中“Create Overview Diagram”框。
n 当你对选项做了检查后，点击“Run”。
n 点击"完毕"退出对话框时，就完毕了。
l SU会向模块添加导入类，但不是图表。为了将它添加到图，只需要简朴地从Model Explorer拖动它们即可。

实验4：MVC实践
一、实验目
1）初步理解软件体系设计基本概念
2）应用设计模式实现MVC
二、实验学时
2学时。
三、实验环境
计算机及VS。
四、实验内容
运用Observer模式实现MVC。
五、实验操作环节
环节：
1）打开VS.NET，新建一种项目，项目类型选取Windows，模板选取Windows应用程序，名称为MVC_IMPL，选取好位置，单击拟定。

2）右击项目，选取“添加->新建项”，在模板中选取“接口”，名称为Observer.cs，单击添加按钮。
3）同样办法，添加Subject.CS接口。
4）双击Observer.CS文献，在接口里面定义一种办法：
void sendNotify(string message);

5）双击Subject.CS文献，在接口里面定义一种办法：
void registerInterest(Observer obs);

6）展开解决方案资源管理器，将FORM1.CS修改为Controller.CS，在弹出信息框中，单击拟定按钮，单击窗体，在窗体属性对话框中，设立Text属性为：颜色Controller。修改后效果如下图1所示
图1
7）单击图上红色圆圈图标。
8）从左边工具栏见图，拖一种GroupBox控件至窗体上，并拖动位置和设立大小效果，在属性对话框中，设立其Text属性为：颜色选取器，如图所示。
9）从工具箱拖三个radioButton控件，name属性分别设立为rbtnRed，rbtnGreen，rbtnBlue，Text属性分别设立为 “红色”，“绿色”，“蓝色”，并设立好位置，效果如图3所示。

10）切换至代码模式，添加using System.Collections引用，添加controller父接口：Subject，并添加一种私有成员，效果见图4。

图4
11）定义单击单选按钮办法，代码如图5所示。

图5
12）实现Subject接口registerInterest办法，如图6所示。

图6
13）右击项目，选取“添加->新建项”，在模板中选取“Window窗体”，名称为ViewList.cs，单击添加按钮。
14）将ViewList窗体Text属性设立为：列表视图。

15）从工具栏中拖入ListBox控件，设立Name为lbColor。

16）切换至代码模式，添加ViewList父接口：Observer。
17）实现接口办法，见图8。

图8
18）定义Init办法，见图9。

图9
19）修改ViewList构造函数，见图10。

图10
20）右击项目，选取“添加->新建项”，在模板中选取“Window窗体”，名称为ViewColor.cs，单击添加按钮。
21）将ViewColor窗体Text属性设立为：颜色视图。
22）从工具栏中拖入PictureBox控件，设立Name为pbColor，设立BackColor为ActiveCaptionText。

23）切换至代码模式，添加using System.Collections引用，添加ViewColor父接口：Observer，并定义某些私有成员，效果见图11。

图11
24）定义PictureBox绘图办法，见图12。

图12
25）定义Init办法，见图13。

图13
26）实现接口办法，见图14。

图14
27）修改ViewColor构造函数，见图15

图15
28）切换至Controller代码模式，添加Init办法，并在Controller类构造函数中调用它，见图16。

图16

实验5：产品族实践
一、实验目
1）初步理解软件产品线和产品族概念
2）应用设计模式实现产品族
二、实验学时
2学时。
三、实验环境
计算机及VS。
四、实验内容
运用抽象工厂模式实现产品族。
五、实验操作环节
内容：运用抽象工厂模式实现产品族
环节：
1）打开VS.NET，新建一种项目，项目类型选取Windows，模板选取Windows应用程序，名称为PL_IMPL，选取好位置，单击拟定。
2）右击项目，选取“添加->新建项”，在模板中选取“类”，名称为Plant.cs，单击添加按钮，并完毕如图1所示代码。

图1
3）同样办法，添加Garden.CS类，并完毕如图2所示代码。

图2
4）右击项目，选取“添加->新建项”，在模板中选取“类”，名称为VeggieGarden.cs，单击添加按钮，并完毕如图3所示代码。

图3
5）右击项目，选取“添加->新建项”，在模板中选取“类”，名称为MeatGarden.cs，单击添加按钮，并完毕如图4所示代码。

图4
6）右击项目，选取“添加->新建项”，在模板中选取“组件类”，名称为GardenPicture.cs，单击添加按钮，并完毕如图5所示代码。

图5
7）单击菜单，选取“生成->生成解决方案”，或者按F6。
8）展开解决方案资源管理器，将FORM1Text属性设立为：“农/牧场主”。
9）在工具箱中，展开项目组件（本实验是PL_IMPL组件），将组件GardenPicture拖入Form1窗体，并设立BackColor属性为：ActiveCaptionText；BorderStyle为：Fixed3D；并调节好大小，见图6。

图6
10）从工具箱中，拖放3个CheckBox和2个RadioButton，属性设立见表1，见图6。
表1
控件
Name属性
Text属性
CheckBox1
ckbCenter
Center
CheckBox2
ckbBorder
Border
CheckBox3
ckbShade
Shade
RadioButton1
rbtnVeggie
农场
RadioButton2
rbtnMeat
牧场
11）选中Form1.cs，单击解决方案资源管理器中“查看代码”图标。
12）在Form1类中，完毕如图7所示代码。

图7
13）切换至Form1.cs设计环境，单击rbtnVeggie（农场单选框），并输入如下代码：
14）切换至Form1.cs设计环境，单击rbtnMeat（牧场单选框），并输入如下代码：
15）切换至Form1.cs设计环境，单击ckbCenter（Center多选框），并输入如下代码：

16）切换至Form1.cs设计环境，单击ckbBorder（Border多选框），并输入如下代码：

17）切换至Form1.cs设计环境，单击ckbShade（Shade多选框），并输入如下代码：

18）按Ctrl+F5，查当作果。

实验6：软件体系构造风格实践
一、实验目
1）初步理解典型软件体系构造
2）应用抽象数据类型风格实现KWIC系统
二、实验学时
2学时。
三、实验环境
计算机及VS。
四、实验内容
应用抽象数据类型风格实现KWIC系统。
五、实验操作环节
KWIC描述：KWIC索引系统接受某些行，每行有若干字，每个字由若干字符构成；每行都可以循环移位。重复地把第一种字删除，然后接到行末； KWIC把所有行各种移位状况按照字母表顺序输出
1）打开VS.NET，新建一种项目，项目类型选取Windows，模板选取控制台应用程序，名称为KWIC_ADT，选取好位置，单击拟定。
2）右击项目，选取“添加->新建项”，在模板中选取“类”，名称为AbstractData.cs，单击添加按钮，并完毕如图1所示代码。

图1
3）同样办法，添加Shift.CS类，并完毕如图2所示代码。

图2
4）右击项目，选取“添加->新建项”，在模板中选取“类”，名称为Alphabetizer.cs，单击添加按钮，并完毕如图3所示代码。

图3
5）右击项目，选取“添加->新建项”，在模板中选取“类”，名称为Output.cs，单击添加按钮，并完毕如图4所示代码。

图4
6）右击项目，选取“添加->新建项”，在模板中选取“类”，名称为Input.cs，单击添加按钮，并完毕如图5所示代码。

图5
7）双击program.CS文献，完毕如图6所示代码

图6
8）在E盘创立一种kwic2.txt文献，内容如下：
Hello World
Today is Wednesday
9）按Ctrl+F5，并查当作果。
浮现成果是倒数输出上面值。