葉鵬 倪友聰

摘要：軟件設(shè)計是軟件工程課程教學(xué)的重難點內(nèi)容。然而目前在教學(xué)實踐中，由于缺乏相關(guān)教學(xué)資源使學(xué)生難以快速理解和掌握軟件設(shè)計的理論和技術(shù)。針對這一問題，本文提出一種Android快速開發(fā)框架AF4Ad，在此基礎(chǔ)上將AF4Ad框架應(yīng)用到實踐教學(xué)案例，并通過對比分析使用和不使用AF4Ad框架兩種情形下對于學(xué)生的軟件設(shè)計的影響，進而說明AF4Ad框架的有效性。

關(guān)鍵詞：軟件工程;軟件框架;實踐教學(xué)

中圖分類號：G642.41 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2015）43-0242-02

一、引言

在本科階段的軟件工程課程教學(xué)中，軟件設(shè)計能力被作為學(xué)生的重點需要培養(yǎng)的能力。然而，對于軟件設(shè)計能力培養(yǎng)的難點在于：在軟件設(shè)計實踐中不但要理解信息隱蔽、模塊化等抽象概念，而且還要掌握高內(nèi)聚、低耦合等設(shè)計原則。因而，軟件設(shè)計一直被認為是軟件工程課程教學(xué)中亟待解決的難點。由于缺乏與軟件設(shè)計相關(guān)的教學(xué)資源，使得學(xué)生往往難以在有限教學(xué)課時內(nèi)理解和掌握軟件設(shè)計的抽象理論和技術(shù)，影響了軟件工程課程的教學(xué)效果。近幾年國內(nèi)外在軟件工程教學(xué)研究工作中，主要是通過引入CDIO[1]思想改進傳統(tǒng)的軟件工程課程教學(xué)[2-5]，特別是強調(diào)了以項目驅(qū)動的方式培養(yǎng)和提高學(xué)生的軟件開發(fā)的實踐能力[6-8]。這些研究都針對軟件工程教學(xué)改革進行了有益的探索，但仍然缺乏有效的教學(xué)資源來幫助學(xué)生快速理解和掌握軟件設(shè)計的理論和技術(shù)，并切實培養(yǎng)和提高他們軟件開發(fā)的實踐能力。

二、軟件框架AF4Ad簡介

軟件框架AF4Ad是重要的教學(xué)資源。它幫助學(xué)生理解抽象的軟件設(shè)計理論知識，同時也為他們運用這些知識進行軟件設(shè)計實踐起到指導(dǎo)作用?；贏ndroid SDK[9]，在AF4Ad框架中設(shè)計并實現(xiàn)了一組可重用的軟件構(gòu)件。AF4Ad框架本身不僅可以幫助學(xué)生更好理解軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格、設(shè)計模型和軟件框架等知識，而且還能使學(xué)生利用它提供的可重用構(gòu)件高效地進行Android移到應(yīng)用軟件的開發(fā)。AF4Ad框架被分為用戶界面層（UI layer），領(lǐng)域?qū)樱―omain layer）和基礎(chǔ)層（Foundation Layer），如圖1所示。UI層實現(xiàn)圖形用戶界面，提供應(yīng)用程序與用戶交互的功能;Domain層用于封裝業(yè)務(wù)實體和業(yè)務(wù)服務(wù)，并向UI層提供業(yè)務(wù)功能接口;Foundation層則用于封裝一組通用服務(wù)（網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)持久化等），并向Domain層提供統(tǒng)一的接口。

三、AF4Ad框架在軟件設(shè)計實踐教學(xué)案例中運用

為了說明AF4Ad框架的有效性，我們開展了對照實驗研究。首先選取Android移動應(yīng)用軟件中最為常見的用戶登錄模塊為實驗案例，然后隨機挑選10名學(xué)生，并將它們分成兩個組，一個是實驗組，另一個是對照組。其中實驗組采用我們前期提出的設(shè)計方法[10]，使用AF4Ad框架設(shè)計用戶登錄模塊，而對照組不使用本文提出的AF4Ad框架完成設(shè)計工作。最后，通過使用CK套件[11]分析兩個組的設(shè)計方案的內(nèi)聚性和耦合性。

實驗結(jié)果如表1所示。其中CBO用于度量對象之間的耦合性。CBO值越小，表明該類獨立性越強，修改它時所涉及的類也越少，維護的代價越小。LCOM用于度量對象的內(nèi)聚性。LCOM值記錄類中訪問相同成員屬性的成員方法數(shù)量，LCOM可表明類的各成員方法之間的獨立性。LCOM越大，類的封裝性越差，內(nèi)聚度就越小;而LCOM越小，類的封裝性越好，內(nèi)聚度就越大。圖2反映了所有類的平均CBO值和LCOM值。

實驗結(jié)果表明，實驗組設(shè)計方案的內(nèi)聚性平均提高了50%，耦合性平均降低了60%。實證了AF4Ad框架的有效性。

四、結(jié)語

AF4Ad框架為軟件設(shè)計實踐教學(xué)提供了一種有效的教學(xué)資源。實驗證明，AF4Ad框架為學(xué)生在軟件設(shè)計時提供了有效支持，幫助他們能更好地理解軟件設(shè)計的抽象概念，使他們更容易進行軟件設(shè)計實踐，進而獲得更好的設(shè)計方案。下一步，將繼續(xù)完善該框架的內(nèi)容，使其能更好支持軟件設(shè)計的實踐教學(xué)過程。

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