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ADDINCNKISM.UserStyle《软件设计模式与体系结构》课程教学大纲

一、课程基本信息

课程号

2023S01207

开课单位

网络空间安全与计算机学院

课程名称

（中文）软件设计模式与体系结构

（英文）SoftwareDesignPatternandArchitecture

课程性质

选修

考核类型

考查

课程学分

2

课程学时

34

课程类别

专业发展课程（专业拓展课）

先修课程

面向对象程序设计，软件工程

适用专业（类）

计算机科学与技术

二、课程描述及目标

（一）课程简介

《软件设计模式与体系结构》课程是本专业（类）的一门专业发展课程（专业拓展课）课程，旨在通过理论教学与实践操作训练，使学生掌握关于软件体系结构的基础知识、设计原理，具备初步的软件设计能力。

软件体系结构是软件的高层结构，是有关软件整体结构与组件的抽象描述，在指导大型软件系统设计方面具有不可替代的作用。研究软件体系结构，目的是对软件的可扩展性、可复用性、可维护性、可靠性、安全性和可伸缩性等诸多质量属性完美折中，提高软件的整体成功率。设计模式是软件体系结构研究的必威体育精装版进展，在软件体系结构实践过程中位置越来越重要，相关理论在各类软件研发过程中广泛使用。

（二）教学目标

本课程要求学生熟练掌握常见的设计模式及常用软件体系结构的基本原理、使用场景及使用方法，通过课堂讲解结合上机实践，培养学生在软件开发过程中对开发工作的整体分析能力，为将来学生从事软件研发工作提供良好的理论基础及扎实的实践经验。

课程目标1：掌握软件体系结构及软件设计模式的基本概念。

课程目标2：运用设计模式解决软件开发中的问题。

课程目标3：提升学生对软件开发的整体把控能力

课程目标4：了解软件体系结构及设计模式前沿发展动态。

三、课程目标对毕业要求的支撑关系

毕业要求指标点

课程目标

权重

1-4：能够利用系统思维的能力，将工程知识用于专业工程问题解决方案的比较与综合，并体现计算机科学与技术领域先进的技术。

课程目标1

0.3

2-3：能认识到解决问题有多种方案可选择，会通过文献研究寻求可替代的解决方案；

课程目标1

0.1

3-3：能够在解决计算机科学与技术领域复杂工程问题时，综合运用先进技术进行系统设计，并在设计中体现创新意识；

课程目标2

0.2

4-2：能够根据计算机科学与技术领域复杂工程中特定对象特征，选择研究路线，设计实验方案；

课程目标3

0.1

9-1：能够在多学科、多元化、多形式的团队中与其他团队成员进行有效地、包容性地沟通与合作；

课程目标3

0.1

12-1：能在最广泛的技术变革背景下，认识到自主和终身学习的必要性；

课程目标4

0.1

12-2：具有自主学习的能力，包括对技术问题的理解能力，归纳总结的能力、提出问题的能力，批判性思维和创造性能力；

课程目标4

0.1

四、教学方式与方法

教学方式：课堂讲授、课堂讨论、实验等。

教学方法：在教学实践中，加强学生对基本概念、基本原理和基本分析方法的理解和训练，强调培养学生的分析问题解决问题的能力，注重对学生的科学思维和创新能力的培养。在教学活动中，以学生为主体，着重讲思路，讲原理和方法，对要点、概念反复强调，举一反三。强调课堂教学与实验教学紧密联系，以培养学生的动手能力和思维创新能力。在课堂上使用多媒体教学辅助手段，特别是讲授器件原理时使用动画多媒体，使学生能更形象、更直观的理解原理的内涵。开发交互性比较强网络课件，辅助课堂教学。

五、教学重点与难点

（一）教学重点

本课程的教学重点有：设计模式中的工厂方法与抽象工厂模式、生成器模式、单例模式、组合模式、适配器模式、外观模式、桥接模式、迭代器模式、访问者模式、命令模式、中介者模式、策略模式和状态模式，软件体系结构概念和常见体系结构介绍。

（二）教学难点

设计模式中的工厂方法与抽象工厂模式、迭代器模式、访问者模式、策略模式及综合性的软件体系结构介绍。

六、教学内容、基本要求与学时分配

序号

教学内容

基本要求

学时

教学

方式

对应课程

目标

1

第1章

绪论

（1）复习软件工程相关知识。

（3）理解软件体系结构和软件设计模式在软件开发中的地位。

1

讲授

课程目标1

2

第2章

面向对象方法概述

（1）复习面向对象程序设计相关知识。

（2）渗透面向对象设计的基本思想。

2

讲授

课程目标1

3

第3章

UML建模

演示讲解UML建模工具的使用

2

讲授

课程目标1

4

第4章

设计模式概述

简介设计模式发展沿革

1

讲授

课程目标1

2

第5章

创建型软件设计模式

（1）学习适配器模式、装饰模式、桥接模式、享元模式、外观模式、代理模式、组合模式的设计思路。

（2）通过案例讲解上述模式的应用模式。

6

讲授

课程目标2

课程目标3

3