### 武汉理工大学《软件设计与体系结构》2021年真题解析 #### 一、简答题 1. **软件架构定义** - **概念**：软件架构是指软件系统的高级别结构，包括系统的基本组织、重要的抽象构件以及这些构件之间的关系。它是软件系统的基础框架，用于指导软件开发过程中的设计决策。 - **作用**：软件架构决定了系统的主要性能特征，如可维护性、可扩展性和安全性等。 2. **软件架构风格** - **概念**：软件架构风格描述了特定类型的系统组织方式和交互方式。它定义了一组抽象构件和连接器的集合，这些构件和连接器构成了一类系统的典型结构。 - **例子**：客户-服务器、管道-过滤器、事件驱动等都是常见的软件架构风格。 3. **面向对象设计风格中的组件和连接器** - **组件**：在面向对象设计中，组件通常指的是类或对象。 - **连接器**：连接器可以理解为接口或方法调用，它们使得不同组件之间能够通信和交互。 4. **MVC架构的组成元素** - **模型(Model)**：负责管理应用程序的业务逻辑和数据。 - **视图(View)**：负责展示数据给用户。 - **控制器(Controller)**：处理用户的输入并调用模型和视图完成相应的操作。 5. **软件架构视图** - **概念**：软件架构视图是从不同的角度来观察系统，以便更好地理解和分析系统的特性。常见的视图包括逻辑视图、进程视图、开发视图和物理视图等。 - **目的**：每个视图都关注于软件系统的一个方面，有助于团队成员更好地协作和理解整个系统。 6. **软件的伸缩性** - **定义**：指软件系统能够适应负载增加或减少的能力。 - **重要性**：良好的伸缩性意味着系统可以在不影响性能的情况下应对变化的工作负载需求。 7. **软件伸缩性考虑的四个方面** - **水平伸缩**：通过增加更多的硬件资源来提升系统性能。 - **垂直伸缩**：通过增强单个节点的计算能力来提高系统性能。 - **动态伸缩**：自动调整资源分配以适应负载变化。 - **空间分布**：在多个地理位置部署系统以提高性能。 8. **软件架构设计的层次** - **高层次架构**：关注整体结构和主要组件。 - **中层次架构**：细化到具体的模块及其交互方式。 - **低层次架构**：深入到内部实现细节和技术栈选择。 9. **软件可用性取决于的时间** - **响应时间**：系统对用户请求作出反应所需的时间。 - **恢复时间**：系统在故障发生后恢复正常运行所需的时间。 - **正常运行时间**：系统处于正常工作状态的时间比例。 10. **实现高可用性的策略** - **冗余**：提供备份组件以确保在主组件失效时可以立即切换。 - **容错**：设计能够容忍故障的系统架构。 - **负载均衡**：合理分配请求以避免单点过载。 11. **面向对象设计的五个基本原则** - **单一职责原则(SRP)**：一个类应该只有一个引起它改变的原因。 - **开放封闭原则(OCP)**：软件实体应该是可扩展的而不可修改的。 - **里氏替换原则(LSP)**：子类型必须能够替换其基类型。 - **依赖倒置原则(DIP)**：高层模块不应该依赖于低层模块，二者都应该依赖于抽象。 - **接口隔离原则(ISP)**：客户端不应该被强迫依赖于它不使用的方法。 12. **开闭原则** - **定义**：软件实体应该是可扩展的而不可修改的。 - **实践**：通过继承和多态机制实现新功能的添加，而不是修改现有代码。 13. **依赖倒置原则的内容** - **核心思想**：高层模块不应该依赖于低层模块，二者都应该依赖于抽象。 - **好处**：降低耦合度，提高系统的灵活性。 14. **防止变异模式** - **定义**：一种设计模式，用于保护对象的状态不被意外更改。 - **应用场景**：在需要保证对象状态一致性的情况下使用。 15. **关注点的两种类型** - **横切关注点**：跨越多个组件的功能，如日志记录、事务管理等。 - **核心关注点**：直接与业务逻辑相关的功能。 #### 二、详答题 1. **常见的软件架构设计模式** - **分层架构**：将系统划分为多个层级，每一层只与相邻层交互。 - **微服务架构**：将一个应用程序拆分成一组小的服务，每个服务运行在其独立的进程中。 - **事件驱动架构**：系统基于事件流进行设计，组件之间通过事件进行通信。 2. **管道过滤器设计模式** - **定义**：该模式是一种数据处理架构模式，其中数据顺序通过一系列处理步骤。 - **示例**：在操作系统命令行中，用户可以通过管道将命令的输出作为另一个命令的输入。 3. **消除循环依赖的设计重构** - **问题描述**：原设计中 Image 类和 Encryption 类之间存在循环依赖。 - **解决方案**：通过引入一个中介类来打破循环依赖，例如可以创建一个 SecurityManager 类，由它持有 Image 和 Encryption 类的实例。 4. **GRASP模式的9个具体模式** - **信息专家**：确定一个类是否应该拥有某个行为或知识。 - **创造者**：确定哪个类应该创建另一个类的实例。 - **纯虚构**：将一个复杂的类分解成多个更简单的类。 - **控制器**：接收来自外部的请求并将其转化为内部的操作。 - **低耦合**：确保类之间的关系尽可能简单。 - **多态**：允许子类型替换其父类型。 - **保护变化**：识别系统中可能发生变化的部分并将其封装起来。 - **间接**：通过引入中间件来减少类之间的直接交互。 - **高内聚**：确保类具有高度的相关性和聚焦性。 5. **企业应用在领域层和数据层的架构模式** - **领域驱动设计(DDD)**：强调围绕业务领域来构建软件系统。 - **数据访问对象(DAO)**：提供了一种访问数据库的方式，隔离了业务逻辑和数据访问层。 - **实体-关联-属性(E-R)**：一种用于描述数据库模型的概念化方式。 #### 三、应用题 1. **观察者模式的UML类图** - **概念**：观察者模式允许一个对象（主题）在状态发生变化时通知所有注册的观察者对象。 - **类图示例**：包括 Subject（主题）、Observer（观察者）两个主要接口，以及 ConcreteSubject（具体主题）、ConcreteObserver（具体观察者）两个具体实现类。 - **伪代码示例**： ```plaintext interface Observer { void update(); } interface Subject { void registerObserver(Observer observer); void removeObserver(Observer observer); void notifyObservers(); } class ConcreteSubject implements Subject { private List observers = new ArrayList<>(); private int state; public void registerObserver(Observer observer) { observers.add(observer); } public void removeObserver(Observer observer) { observers.remove(observer); } public void notifyObservers() { for (Observer observer : observers) { observer.update(); } } public void setState(int state) { this.state = state; notifyObservers(); } } class ConcreteObserver implements Observer { @Override public void update() { // 更新观察者的状态 } } ``` 2. **面向对象设计的排序算法** - **设计思路**：采用策略模式，根据不同条件选择不同的排序算法。 - **伪代码示例**： ```plaintext interface SortStrategy { void sort(File file); } class QuickSort implements SortStrategy { @Override public void sort(File file) { // 实现快速排序 } } class ExternalSort implements SortStrategy { @Override public void sort(File file) { // 实现外部排序 } } class ConcurrentExternalSort implements SortStrategy { @Override public void sort(File file) { // 实现并发外部排序 } } class MapReduceSort implements SortStrategy { @Override public void sort(File file) { // 实现MapReduce排序 } } class FileSorter { private SortStrategy strategy; public void setStrategy(SortStrategy strategy) { this.strategy = strategy; } public void sortFile(File file) { strategy.sort(file); } } public class Main { public static void main(String[] args) { File file = new File("path/to/file"); long fileSize = file.length(); FileSorter sorter = new FileSorter(); if (fileSize < 400 * 1024 * 1024) { sorter.setStrategy(new QuickSort()); } else if (fileSize < 4 * 1024 * 1024 * 1024) { sorter.setStrategy(new ExternalSort()); } else if (fileSize < 16 * 1024 * 1024 * 1024) { sorter.setStrategy(new ConcurrentExternalSort()); } else { sorter.setStrategy(new MapReduceSort()); } sorter.sortFile(file); } } ``` 通过对武汉理工大学《软件设计与体系结构》课程2021年的真题进行解析，我们可以看到这门课程涵盖了软件架构的基本概念、设计模式、面向对象设计原则等多个方面的内容。通过学习这些知识点，学生能够更好地理解和掌握软件设计与体系结构的核心理念，为将来从事软件开发工作打下坚实的基础。

1、设计内容 多路远程温度检测系统采用分布式检测结构，由一台主机系统和2台从机 系统构成，从机根据主机的指令对各点温度进行实时或定时采集，测量结果不 仅能在本地存储、显示，而且可以通过串行总线将采集数据传送至主机。主机 的功能是发送控制指令，控制各个从机进行温度采集，收集从机测量数据，并 对测量结果进行分析、处理、显示和打印。主机部分采用PC，从机的微处理器 采用嵌入式系统，从机的信号输入通道由温度传感器、信号调理电路以及 A/D 转换器等构成。主机与从机之间采用串行总线通信。 2、系统功能 （1） 检测温度范围为0～400℃； （2） 温度分辨率达到0.1℃； （3） 使用串行总线进行数据传输； （4） 可由主机分别设置各从机的温度报警上、下限值，主机、从机均具有 报警功能； （5） 主机可实时、定时收集各从机的数据，并具有保存数据、分析24小 时数据的功能（显示实时波形和历史波形）。 3、设计任务 （1）完成硬件设计； （2）完成软件设计，包括：主机程序、主从机通信程序、从机温度检测程 序、显示程序、温度越线报警程序。 （3）完成仿真和系统模型实物制作

《信号与系统》是计算机科学、电子工程以及通信领域中一门至关重要的课程，这门课件来自于大连理工大学，由李建华教授主讲。这门课程深入浅出地讲解了信号的基本概念、系统的分析方法以及两者之间的相互作用。下面将详细阐述这门课程中的关键知识点。 1. **信号基础**： - **定义**：信号是信息的载体，可以是连续的（模拟信号）或离散的（数字信号），通常表示为时间函数。 - **类型**：包括周期性信号、非周期性信号、能量信号和功率信号等。 - **基本信号**：如正弦波、阶跃函数、冲激函数等，它们是分析复杂信号的基础。 2. **系统理论**： - **线性时不变系统（LTI）**：输入信号与输出信号之间的关系满足线性与时不变性质，是信号处理中最重要的系统模型。 - **系统函数**：通过系统的频率响应或传递函数来描述系统对不同频率信号的响应。 3. **傅里叶变换**： - **定义**：傅里叶变换是将信号从时域转换到频域的工具，揭示了信号的频率成分。 - **连续傅里叶变换与离散傅里叶变换**：分别应用于连续时间和离散时间信号的分析。 - **傅里叶逆变换**：用于从频域恢复时域信号。 4. **拉普拉斯变换与Z变换**： - **拉普拉斯变换**：在复平面上分析LTI系统，处理不稳定系统和瞬态响应。 - **Z变换**：对于离散时间信号，相当于连续时间信号的拉普拉斯变换。 5. **滤波器设计**： - **低通、高通、带通和带阻滤波器**：根据信号的不同频率特性进行选择和设计。 - **理想滤波器与实际滤波器**：理想滤波器具有理想的频率响应，而实际滤波器要考虑实现的限制。 6. **系统稳定性**： - **稳定条件**：根据系统的闭环极点位置判断系统是否稳定。 - **奈奎斯特定理**：描述了无失真传输信号的最大采样率，避免了混叠现象。 7. **卷积与相关**： - **卷积**：表示一个系统对输入信号的响应，是系统理论中的核心运算。 - **相关**：衡量两个信号的相似度，常用于检测信号的重复模式或预测。 8. **数字信号处理**： - **采样与量化**：模拟信号转化为数字信号的过程，包括采样定理的应用和量化误差。 - **DFT（离散傅里叶变换）与FFT（快速傅里叶变换）**：在数字信号处理中的重要计算方法，FFT大大提高了计算效率。 9. **信号检测与估计**： - **噪声与信号分离**：在噪声环境中提取有用信号的方法。 - **参数估计**：根据观测数据推断信号的未知参数。 10. **应用实例**： - 通信系统：信号调制、解调技术，信道编码与解码。 - 图像处理：图像的滤波、增强、压缩等。 - 控制系统：如PID控制器的设计与分析。 李建华教授的《信号课件》全面涵盖了这些核心知识点，为学习者提供了深入理解和应用信号与系统理论的坚实基础。通过学习这门课程，学生能够掌握信号分析和处理的基本工具，为今后在相关领域的研究和工作打下坚实的基础。

信号与系统配套课件 说不定能给你一点启发

科技英语交流是一门专注于科学写作与交流技巧的在线课程，由北理工学堂在线提供。该课程覆盖了从科学写作的基本特征到科研报告的各个组成部分，再到学术会议的演讲技巧和海报设计等一系列内容。通过这一系列课程，学习者能掌握科技领域内进行有效沟通的诸多技能。 科学写作的主要目的是报告新的发现。因此，清晰性在科学写作中非常重要，它保证了研究成果能够被读者准确理解。IMRAD（Introduction, Methods, Results and Discussion）结构是科学写作中的一种逻辑组织方式，它按照研究的引入、方法、结果和讨论来组织文章，帮助读者更好地跟随研究者的思路。 科学写作中，连贯性是宏观组织的一部分，它涉及文章的结构和各部分之间的逻辑连接。连贯性可以通过衔接手段来构建，比如使用逻辑连接词来增强文章各部分之间的联系。在科学写作中，贡献可能是一个新的方法或新的发现，这对于推动科学进步至关重要。 课程中还涵盖了如何在科学海报设计中有效地展示信息，以及如何在学术会议中提出问题和回答问题，这些都对于科研工作者来说是不可或缺的技能。例如，在海报设计中，需要考虑视觉元素和文字信息的结合，确保海报既能吸引观众注意力，又能清晰地传达研究内容。 在学术交流环节，如问答环节，演讲者需要具备清晰表达和有效回答问题的能力。这不仅包括对研究内容的深入理解，也包括能够以听众易于理解的方式进行表述。 在提供的部分内容中，还包含了一些选择题和判断题的例子。这些题目旨在帮助学习者检验对科技英语交流课程内容的理解和应用能力。例如，区分句子中使用不当的词汇，理解科学研究结果展示的正确方法，以及如何通过具体例子来增强结果部分的说服力等。 科技英语交流课程不仅覆盖了科学写作与交流的基础知识，还深入到实际操作层面，指导学习者如何在不同情境下进行有效的科技沟通，这有助于提升科研工作者的专业表达能力，进而促进科学技术的传播与交流。

《南京理工大学计算机导论题库.pdf》是一份针对南京理工大学计算机导论课程的题库文件，旨在帮助学生系统化学习计算机基础知识。该文件通常包含了计算机导论课程的核心内容，包括计算机系统组成、操作系统基础、程序设计基础、数据结构与算法、计算机网络以及数据库基础等方面的题目。这些题目不仅涵盖了理论知识，还包括了实际应用题和实践问题，旨在提升学生对计算机科学基本概念的理解和应用能力。 题库中的题目类型多样，如选择题、填空题、简答题和计算题等，能够全面检验学生对知识点的掌握情况。文件中的题目设计严谨，难度适中，有助于学生在复习和考试准备过程中进行针对性的训练。题库也可能包括历年考试真题及其解答，以帮助学生了解考试形式和常见题型，提高应试能力。 总之，《南京理工大学计算机导论题库.pdf》是计算机导论课程学习的有力辅助手册，通过系统化的题目和解答，帮助学生巩固知识，提高实践能力，为学术和职业发展打下坚实基础。

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华南理工大学 射频电路与天线23_混频器20101207，非常好的资料。

我觉得借鉴和学习可以，如果只是复制张贴完全没有必要