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軟件設(shè)計(jì)模式論文范文第1篇

歷史的時(shí)針進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)迎來(lái)了信息技術(shù)快速發(fā)展時(shí)期，伴隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，Internet 的發(fā)展與完善使我國(guó)獲取了世界范圍內(nèi)的大量信息基礎(chǔ)設(shè)施。軟件設(shè)計(jì)過(guò)程中所運(yùn)用的設(shè)計(jì)模式也得以初步顯現(xiàn)。設(shè)計(jì)模式（Design pattern）指的是一種運(yùn)用范圍廣泛且基于分類編碼以及代碼設(shè)計(jì)的一種總結(jié)形式。在軟件設(shè)計(jì)中運(yùn)用設(shè)計(jì)模式可有效地提高代碼的使用率，不僅確保了代碼的穩(wěn)定性而且更加的易于被人們理解并接受。設(shè)計(jì)模式在當(dāng)下的今天已經(jīng)被廣泛的用于到各類軟件的設(shè)計(jì)中去。本文接下來(lái)將圍繞設(shè)計(jì)模式及其在軟件設(shè)計(jì)中的運(yùn)用展開分析和討論。

【關(guān)鍵詞】設(shè)計(jì)模式 軟件設(shè)計(jì) 運(yùn)用

設(shè)計(jì)模式的功能主要是針對(duì)面向?qū)ο筮M(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中頻繁出現(xiàn)的設(shè)計(jì)中反復(fù)出現(xiàn)的設(shè)計(jì)問(wèn)題給出具體且行之有效的解決方案。設(shè)計(jì)模式概念誕生于上世紀(jì)九十年代，是由Erich Gamma 等人從建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域引入到計(jì)算機(jī)領(lǐng)域內(nèi)的。在當(dāng)下有關(guān)于設(shè)計(jì)模式尚存許多有爭(zhēng)議的話題，但因其可以給出一套完整的軟件設(shè)計(jì)公共語(yǔ)言，使得一些相關(guān)的工作人員能夠分享高端設(shè)計(jì)大師們的寶貴經(jīng)驗(yàn)，這種爭(zhēng)議的聲音也就逐漸趨于平靜。說(shuō)到設(shè)計(jì)模式的作用還遠(yuǎn)不止以上那些，其最為讓人稱道的是軟件的重構(gòu)提供了目標(biāo)。

1 設(shè)計(jì)模式相關(guān)概述

追溯設(shè)計(jì)模式的起源其是一種源于建筑學(xué)的概念，被導(dǎo)入到計(jì)算機(jī)領(lǐng)域之后其主要的功能是記錄軟件開發(fā)人員發(fā)覺(jué)出的一系列共性問(wèn)題以及軟件開發(fā)人員經(jīng)驗(yàn)證所得出的成功解，并且理清特定上下文所表現(xiàn)出來(lái)的問(wèn)題及其與之對(duì)應(yīng)的解決方案之間的聯(lián)系。本文所提及的軟件設(shè)計(jì)模式當(dāng)前多是用于明確設(shè)計(jì)模式與另外的面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)方式的關(guān)系，并且得出兩者之間所適應(yīng)的范圍等等。

2 設(shè)計(jì)模式的具體分類

設(shè)計(jì)模式的分類大體可以分為行為型、創(chuàng)建型以及結(jié)構(gòu)型。其中各個(gè)分支又可以進(jìn)行進(jìn)一步的細(xì)分。

行為型模式可細(xì)分為以下幾種：備忘錄模式、迭代器模式、解釋器模式、觀察者模式以及中介者模式。

創(chuàng)建型模式可細(xì)分為以下幾種：原型模式、單例式模式、建造模式、抽象工廠以及工廠方法模式。

結(jié)構(gòu)型模式可細(xì)分為以下幾種：享元模式、組合模式、橋模式、外觀模式以及裝飾模式。

3 設(shè)計(jì)模式在軟件設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

當(dāng)下國(guó)內(nèi)的軟件設(shè)計(jì)模式普遍都是運(yùn)用于兩個(gè)層面。首先，待到整個(gè)軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)搭建初步完成后，可以及時(shí)的加入滿足特殊需求的組件以及給予模塊指定的設(shè)計(jì)使其在功能上更加靈活。軟件設(shè)計(jì)模式本身就具有明顯的復(fù)雜性，這也就使其無(wú)法用于相關(guān)具體的軟件設(shè)計(jì)，一種原因是由于設(shè)計(jì)模式在運(yùn)用的過(guò)程中得不到指導(dǎo)，另一種原因是軟件設(shè)計(jì)模式所對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)的過(guò)程中沒(méi)能夠正確的把握設(shè)計(jì)方向。

3.1 設(shè)計(jì)模式的一系列步驟

為了使設(shè)計(jì)模式的效果達(dá)到最佳，應(yīng)充分的遵照下列步驟進(jìn)行：

（1）抽象化有待進(jìn)行解決的種種問(wèn)題，類型實(shí)施合理規(guī)劃拆分。

（2）針對(duì)問(wèn)題所屬類型采取適用于這一類型的設(shè)計(jì)模式。

（3）規(guī)劃問(wèn)題并進(jìn)行相應(yīng)的模式匹配。并且把問(wèn)題與選擇的模式兩者進(jìn)行對(duì)比得出相互間共同存在的特性。針對(duì)需要解決問(wèn)題所涉及的整體區(qū)域進(jìn)行所有類及其對(duì)應(yīng)的模式進(jìn)行通盤歸納，在此過(guò)程中一旦發(fā)現(xiàn)所采用的設(shè)計(jì)模式并不適合立即重新返回第三步進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。

（4）對(duì)所采用的設(shè)計(jì)模式進(jìn)行變體，所采用的方式可以是對(duì)初始結(jié)構(gòu)拓展或修正，以便及時(shí)的解決當(dāng)中所存在的問(wèn)題。

（5）對(duì)所涉及到的軟件體系進(jìn)行結(jié)構(gòu)細(xì)化使其進(jìn)一步完善。

（6）對(duì)設(shè)計(jì)質(zhì)量實(shí)施度量。

3.2 設(shè)計(jì)模式選取

在軟件設(shè)計(jì)過(guò)程中設(shè)計(jì)模式的選取至關(guān)重要，選取恰到好處的軟件設(shè)計(jì)模式，一般要充分結(jié)合以下幾點(diǎn)因素。

（1）事先總結(jié)出在設(shè)計(jì)進(jìn)行過(guò)程中哪些因素是非固定存在即可以變化。

（2）充分考慮設(shè)計(jì)模式對(duì)所遇到的問(wèn)題的解決方式，并且分析所給出的解決方式是否行之有效。

（3）明確反復(fù)進(jìn)行檢查的原因是什么，所選用的設(shè)計(jì)模式是否可以很好地解決此類問(wèn)題。

（4）對(duì)設(shè)計(jì)模式的主要方向?qū)嵤g覽。

（5）需要對(duì)與目相關(guān)的模式進(jìn)行研究。

（6）清晰地了解并掌握模式是如何實(shí)現(xiàn)相互關(guān)聯(lián)的。

3.3 設(shè)計(jì)模式的應(yīng)用

待到軟件設(shè)計(jì)模式選定以后，在執(zhí)行的過(guò)程中需要嚴(yán)格遵照科學(xué)方式方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（1）將其所設(shè)計(jì)的模型實(shí)施詳細(xì)瀏覽。

（2）深入的對(duì)協(xié)作、結(jié)構(gòu)以及參與者三部分進(jìn)行研究探討。

（3）仔細(xì)觀察代碼示例部分以及觀察相關(guān)的一系列案例。

（4）選取設(shè)計(jì)模式相關(guān)參與者名字，以使其在全文的運(yùn)用上更具鮮明的意義。

（5）對(duì)設(shè)計(jì)中所涉及的類進(jìn)行定義。第六，對(duì)應(yīng)用中的操作名稱采取在定義模式中專用，良好的實(shí)現(xiàn)在設(shè)計(jì)模式中的責(zé)任與協(xié)作的操作。

4 結(jié)語(yǔ)

進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，在軟件設(shè)計(jì)面向?qū)ο箢I(lǐng)域工作者們所收獲的最有意義的成就就是設(shè)計(jì)模式概念問(wèn)世與其所得到的穩(wěn)定發(fā)展。從設(shè)計(jì)模式由建筑領(lǐng)域被引入計(jì)算機(jī)領(lǐng)域以來(lái)，設(shè)計(jì)模式概念被提出至今其憑借著表達(dá)的清晰性和簡(jiǎn)潔性備受廣泛關(guān)注，自身?yè)碛械膹?qiáng)大適用性也得到了深入的發(fā)掘。實(shí)踐是檢驗(yàn)一切的唯一標(biāo)準(zhǔn)，反觀設(shè)計(jì)模式從出現(xiàn)至今這一路走來(lái)，設(shè)計(jì)模式在軟件設(shè)計(jì)中的運(yùn)用經(jīng)受住了一次又一次的檢驗(yàn)，時(shí)光荏苒相信隨著面向?qū)ο罄碚摰陌l(fā)展，設(shè)計(jì)模式在軟件設(shè)計(jì)中的運(yùn)用也定會(huì)愈加完善。

參考文獻(xiàn)

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軟件設(shè)計(jì)模式論文范文第2篇

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系；教學(xué)改革；教學(xué)特色

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1672-5913 (2007) 24-0110-04

1數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系改革的背景

隨著IT產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，可視化程序設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、多媒體技術(shù)和軟件工程等計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)了大融合，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)已經(jīng)成為數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的主流。而以前數(shù)據(jù)庫(kù)課程建設(shè)主要針對(duì)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的理論和設(shè)計(jì)方法，偏重理論教學(xué)環(huán)節(jié)，實(shí)踐環(huán)節(jié)較為薄弱，也不涉及網(wǎng)絡(luò)編程，與應(yīng)用性人才培養(yǎng)模式的要求不相適應(yīng)。為了加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)高等技術(shù)應(yīng)用型人才，從01級(jí)開始，在計(jì)算機(jī)類專業(yè)的教學(xué)計(jì)劃中新增了“網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)及應(yīng)用”、“C/S結(jié)構(gòu)應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)”和“B/S結(jié)構(gòu)應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)”三門以實(shí)踐為主的課程，并構(gòu)建了數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系(程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)à關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)技術(shù)à網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)à網(wǎng)絡(luò)編程實(shí)踐à畢業(yè)設(shè)計(jì)提高)，該課程體系有相應(yīng)的理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程設(shè)計(jì)、課程實(shí)習(xí)等教學(xué)環(huán)節(jié)，不僅五個(gè)階段本身各有其側(cè)重點(diǎn)，而且五個(gè)階段之間前后有密切的聯(lián)系。該課程體系在教學(xué)計(jì)劃中處于關(guān)鍵的地位，在計(jì)算機(jī)類專業(yè)集中實(shí)踐環(huán)節(jié)中占有相當(dāng)大的比重，并對(duì)該專業(yè)學(xué)生順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)提供了技術(shù)支持，已成為教學(xué)計(jì)劃得以順利實(shí)施的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

要提高教學(xué)質(zhì)量，就要組建教學(xué)團(tuán)隊(duì)，建設(shè)精品課程[1]。在數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系的改革研究與實(shí)踐中，我們重點(diǎn)對(duì)課程體系中的二門核心課程“數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用”和“網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)及應(yīng)用”進(jìn)行了教改和建設(shè)，并分別在2003年和2005年獲得了浙江省高等學(xué)校精品建設(shè)課程。自2005年以來(lái)，“網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)及應(yīng)用”課件獲2005年浙江省第四屆高校教師自制多媒體教學(xué)軟件評(píng)比二等獎(jiǎng)，“網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)課程建設(shè)與實(shí)踐”項(xiàng)目獲2006年寧波工程學(xué)院教學(xué)成果獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)，“數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系的改革研究與實(shí)踐”項(xiàng)目獲2007年寧波市人民政府教學(xué)成果獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

2數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系的改革研究與實(shí)踐

在數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系的五年教改實(shí)踐中，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人組織教學(xué)團(tuán)隊(duì)主持完成了“教學(xué)模式、教學(xué)措施、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方法和教學(xué)軟件”的改革成果，具體內(nèi)容如下。

2.1數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系的“五階段”教學(xué)新模式

近五年來(lái)，該課程團(tuán)隊(duì)的教研活動(dòng)涉及了數(shù)據(jù)庫(kù)、程序設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)、多媒體等領(lǐng)域。通過(guò)國(guó)家教育部計(jì)算機(jī)重點(diǎn)試點(diǎn)專業(yè)教學(xué)改革的探索，又經(jīng)過(guò)多年數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系教學(xué)與科研工作的實(shí)踐，建立了“程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(可視化程序設(shè)計(jì)+ASP程序設(shè)計(jì))à關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)(數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用)à網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)(網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)及應(yīng)用)à網(wǎng)絡(luò)編程實(shí)踐(C/S結(jié)構(gòu)應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)+B/S結(jié)構(gòu)應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)實(shí)習(xí))à畢業(yè)設(shè)計(jì)提高(開發(fā)基于C/S和B/S結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng))”的計(jì)算機(jī)類專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系的“五階段”教學(xué)新模式，取得了較好的教學(xué)效果?！拔咫A段”教學(xué)新模式的具體實(shí)施步驟如下。

在程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)階段開設(shè)“可視化程序設(shè)計(jì)”和“ASP程序設(shè)計(jì)”課程，通過(guò)程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生良好的編程、調(diào)試技能和動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)的制作方法，學(xué)會(huì)有關(guān)集成工具軟件的使用，為以后的設(shè)計(jì)、技術(shù)和實(shí)踐做準(zhǔn)備。

在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)階段開設(shè)“數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用”課程，主要介紹關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的基本概念、基本理論和設(shè)計(jì)方法，同時(shí)介紹數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例，以培養(yǎng)學(xué)生對(duì)中小型數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和行為設(shè)計(jì)的能力。課程結(jié)束后馬上進(jìn)行一個(gè)為期二周的數(shù)據(jù)庫(kù)課程設(shè)計(jì)，以加強(qiáng)這方面的訓(xùn)練。

在網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)階段開設(shè)“網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)及應(yīng)用”課程，主要介紹SQL Server 2000數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、客戶/服務(wù)器(C/S)應(yīng)用系統(tǒng)、瀏覽器/服務(wù)器(B/S)應(yīng)用系統(tǒng)等內(nèi)容，以培養(yǎng)學(xué)生采用基于C/S和B/S結(jié)構(gòu)技術(shù)來(lái)開發(fā)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)的能力，為下一步的實(shí)踐和提高做準(zhǔn)備。

在網(wǎng)絡(luò)編程實(shí)踐階段開設(shè)“C/S結(jié)構(gòu)應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)”和“B/S結(jié)構(gòu)應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)”以實(shí)踐動(dòng)手為主的課程，教師以興趣小組的形式指導(dǎo)學(xué)生，學(xué)生以小組的形式合作開發(fā)小型實(shí)用項(xiàng)目，計(jì)算中心的開放式實(shí)驗(yàn)室提供給學(xué)生充足的上機(jī)時(shí)間，從而使學(xué)生們?cè)趯?shí)踐中得到了鍛煉。

在畢業(yè)設(shè)計(jì)提高的最后階段，我們的主要做法是：教師部分科研項(xiàng)目吸收優(yōu)秀學(xué)生參與，從而鍛煉了學(xué)生參與科研的能力；教師以學(xué)生興趣小組的方式指導(dǎo)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)，教師給題，學(xué)生選題，教師指導(dǎo)。通過(guò)這二項(xiàng)措施，帶動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)的積極性，提高了學(xué)生網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)編程的能力。

通過(guò)“五階段”教學(xué)新模式近五年的實(shí)踐，學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)能力及實(shí)際網(wǎng)絡(luò)編程動(dòng)手能力均有了較大的提高。在畢業(yè)設(shè)計(jì)中采用C/S和B/S結(jié)構(gòu)開發(fā)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)類專業(yè)的學(xué)生比例逐年提高，取得了較好的實(shí)踐效果。浙江省2005屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)抽查結(jié)果表明[2]：我校計(jì)算機(jī)類專業(yè)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)在選題、教師指導(dǎo)、收集處理信息與實(shí)際動(dòng)手能力、綜合應(yīng)用基本理論與基本技能能力、文字表述與圖表質(zhì)量、規(guī)范要求六個(gè)方面指標(biāo)名列各校前茅，并以總分77.97的分?jǐn)?shù)榮獲全省?？朴?jì)算機(jī)類專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)抽查結(jié)果評(píng)比第一名。

2.2數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系的“四加強(qiáng)”教學(xué)新措施

第一，加強(qiáng)課程建設(shè)力度，不斷完善教學(xué)文檔。近五年來(lái)，我們編寫了較為合適的講義和教材，不斷完善了課程教學(xué)大綱、實(shí)綱和課程設(shè)計(jì)大綱等教學(xué)文件，在課程教改方面取得了顯著的成績(jī)。近幾年在課程建設(shè)中，我們主要突出了實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)，突出了B/S和C/S等成熟和先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，突出了實(shí)用和典型案例的講解。在上述“三個(gè)突出”思想的指導(dǎo)下，“VB網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)”、“網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)及應(yīng)用”和“數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用”教材已分別由科學(xué)出版社、西安電子科技大學(xué)出版社和人民郵電出版社在2003年、2004年和2006年主編和編著出版。

第二，加強(qiáng)教學(xué)軟件開發(fā)質(zhì)量，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境。我們構(gòu)建了基于WEB的教學(xué)網(wǎng)站和適應(yīng)性網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái),同時(shí)電子在線網(wǎng)站在教學(xué)管理中得到了應(yīng)用，受到了較好的效果。這些不僅有利于進(jìn)行計(jì)算機(jī)多媒體的輔助教學(xué)，而且能為學(xué)生提供一種個(gè)別化自主學(xué)習(xí)的環(huán)境，促進(jìn)了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，達(dá)到了助教助學(xué)的目的。

軟件設(shè)計(jì)模式論文范文第3篇

關(guān)鍵詞：軟件工程；實(shí)踐化教學(xué)；軟件構(gòu)造；教學(xué)方法

0引言

軟件工程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，課程實(shí)踐對(duì)于鞏固課堂教學(xué)成果、培養(yǎng)學(xué)生軟件工程能力具有重要作用，因此實(shí)踐化教學(xué)已成為軟件工程課程建設(shè)的一個(gè)基本方向［1-4］。本文所討論的軟件工程課程是指軟件工程概論課程，一般會(huì)作為軟件工程或計(jì)算機(jī)專業(yè)本科生基礎(chǔ)課在大學(xué)二年級(jí)或三年級(jí)開設(shè)，從而為軟件需求、軟件設(shè)計(jì)、軟件測(cè)試等后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。例如，復(fù)旦大學(xué)軟件學(xué)院的軟件工程課程在大二下學(xué)期開設(shè)，后續(xù)還開設(shè)了多門軟件工程專業(yè)課程以及軟件實(shí)踐課程。因此，這類概論性質(zhì)的軟件工程課程實(shí)踐教學(xué)的主要目的是通過(guò)實(shí)踐鞏固與加深對(duì)課程內(nèi)容的理解，同時(shí)初步培養(yǎng)學(xué)生的軟件工程能力。在此基礎(chǔ)上，可在高年級(jí)專門開設(shè)綜合性的軟件實(shí)踐課程，并突出規(guī)模性、綜合性、集成性、創(chuàng)新性等方面的實(shí)踐要求［2］。軟件工程課程實(shí)踐應(yīng)當(dāng)貼近工業(yè)界的軟件開發(fā)實(shí)踐，以一種迭代化的方式開展。通過(guò)多次迭代的系統(tǒng)理解、分析、糾錯(cuò)、改進(jìn)等演化式的開發(fā)活動(dòng)，不僅可增強(qiáng)學(xué)生的代碼理解、修改等軟件開發(fā)實(shí)踐能力，還可強(qiáng)化對(duì)其軟件設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、編碼和文檔習(xí)慣以及軟件測(cè)試能力的培養(yǎng)［5］?？紤]到授課對(duì)象的專業(yè)基礎(chǔ)及可接受性，本文在軟件工程課程教學(xué)與實(shí)踐中采用以軟件構(gòu)造活動(dòng)為中心的思想。軟件構(gòu)造是指通過(guò)將編碼、驗(yàn)證、單元測(cè)試、集成測(cè)試及調(diào)試相結(jié)合，具體創(chuàng)建可運(yùn)行的軟件的過(guò)程［6］。作為剛經(jīng)過(guò)2年專業(yè)學(xué)習(xí)、初步掌握編程能力的本科生而言，軟件構(gòu)造活動(dòng)所覆蓋的軟件工程專業(yè)知識(shí)及能力是其最容易理解與接受的學(xué)習(xí)內(nèi)容。以軟件設(shè)計(jì)為例，其中包含兩個(gè)層次［6］：體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)關(guān)注軟件頂層結(jié)構(gòu)和組織，以及識(shí)別各種可用組件；詳細(xì)設(shè)計(jì)關(guān)注為每個(gè)組件（或模塊）提供足夠的細(xì)節(jié)以支持軟件構(gòu)造。在這兩個(gè)層次中，體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)通常在大規(guī)模、分布式軟件系統(tǒng)開發(fā)中有較多考慮，但在此階段的學(xué)生由于缺乏所需專業(yè)知識(shí)和軟件開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，一般很難理解體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。屬于軟件構(gòu)造活動(dòng)一部分的詳細(xì)設(shè)計(jì)則建立在面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)等更貼近編碼開發(fā)能力的基礎(chǔ)上，比較適合在軟件工程課程中進(jìn)行介紹與實(shí)踐。此外，課程設(shè)計(jì)還充分考慮了軟件工程師成長(zhǎng)路徑，按照局部編碼、詳細(xì)設(shè)計(jì)、總體設(shè)計(jì)、需求分析與測(cè)試的順序逐步開展課程教學(xué)與實(shí)踐。按照以上指導(dǎo)思想，本文設(shè)計(jì)了軟件工程課程教學(xué)及配套實(shí)踐內(nèi)容，在復(fù)旦大學(xué)軟件學(xué)院開展課程教學(xué)，并依托華為軟件開發(fā)云DevCloud平臺(tái)［7］開展實(shí)踐教學(xué)，取得了良好效果。

1課程教學(xué)及實(shí)踐安排

根據(jù)軟件工程實(shí)踐化教學(xué)的需要，同時(shí)考慮修讀本課程學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)及可接受度，本文確定了以下3條課程教學(xué)內(nèi)容安排基本原則：（1）以軟件構(gòu)造活動(dòng)為中心。以詳細(xì)設(shè)計(jì)、編碼、單元測(cè)試等軟件構(gòu)造活動(dòng)以及與之密切相關(guān)的版本管理等協(xié)作支持能力為中心，強(qiáng)調(diào)本科生可深入理解并切實(shí)掌握的軟件工程能力。（2）突出實(shí)踐化培養(yǎng)特色。通過(guò)課程實(shí)踐項(xiàng)目加強(qiáng)學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解、鍛煉對(duì)應(yīng)的軟件工程能力，課程教學(xué)內(nèi)容及進(jìn)度安排配合實(shí)踐項(xiàng)目進(jìn)展過(guò)程。（3）體現(xiàn)軟件工程師成長(zhǎng)路徑。課程教學(xué)內(nèi)容安排體現(xiàn)企業(yè)中軟件工程師的成長(zhǎng)路徑，按照局部編碼、詳細(xì)設(shè)計(jì)、總體設(shè)計(jì)、需求分析與測(cè)試的順序逐步培養(yǎng)學(xué)生的軟件工程能力，同時(shí)穿插版本管理和配置管理等團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力培養(yǎng)。根據(jù)以上原則，本文設(shè)計(jì)了課程相關(guān)教學(xué)模塊及實(shí)踐內(nèi)容。

1.1課程教學(xué)模塊設(shè)計(jì)

課程教學(xué)內(nèi)容模塊及其教學(xué)順序如表1所示。軟件工程概述部分為學(xué)生提供了一個(gè)關(guān)于軟件工程思想及其基本內(nèi)容的概覽，為其理解后續(xù)學(xué)習(xí)內(nèi)容提供一個(gè)基本的上下文知識(shí)背景。后續(xù)學(xué)習(xí)過(guò)程從個(gè)人開發(fā)技能和必要的軟件過(guò)程與團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力開始，逐步展開軟件設(shè)計(jì)、軟件需求、軟件測(cè)試等教學(xué)內(nèi)容。其中，個(gè)人開發(fā)技能和軟件設(shè)計(jì)兩部分中與軟件構(gòu)造密切相關(guān)的內(nèi)容是教學(xué)重點(diǎn)，屬于學(xué)生較容易接受并掌握的基礎(chǔ)開發(fā)能力。各個(gè)課程教學(xué)模塊都需要與課程實(shí)踐及相應(yīng)的軟件開發(fā)環(huán)境和工具相結(jié)合，突出各部分的實(shí)踐要點(diǎn)。

1.2課程實(shí)踐內(nèi)容設(shè)計(jì)

課程的重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容需要通過(guò)課程實(shí)踐讓學(xué)生進(jìn)行體驗(yàn)與鞏固。為此，本文設(shè)計(jì)了配套的課程實(shí)踐項(xiàng)目。除第一次的體驗(yàn)性實(shí)驗(yàn)外，整個(gè)實(shí)踐項(xiàng)目都是圍繞一個(gè)開發(fā)項(xiàng)目（如“在線論文投稿系統(tǒng)”）要求，以一種小組協(xié)作和迭代化的方式開展。教學(xué)側(cè)重點(diǎn)從編碼能力、設(shè)計(jì)能力到分析能力逐步進(jìn)階，同時(shí)伴隨著軟件需求逐步增加與變更。實(shí)踐項(xiàng)目依托華為軟件開發(fā)云DevCloud平臺(tái)進(jìn)行，可實(shí)現(xiàn)整個(gè)軟件開發(fā)與協(xié)作過(guò)程全程留痕，幫助學(xué)生更完整與系統(tǒng)地理解工程化軟件開發(fā)，同時(shí)為課程項(xiàng)目評(píng)分提供依據(jù)。課程實(shí)踐項(xiàng)目以4人為一組，設(shè)置組長(zhǎng)1名，根據(jù)交付及完成情況進(jìn)行整體評(píng)估打分，期末再通過(guò)組內(nèi)協(xié)商或互評(píng)將實(shí)踐項(xiàng)目評(píng)分分解到人。整個(gè)課程實(shí)踐項(xiàng)目分階段安排如下，其中針對(duì)卓越工程師班的特殊要求需單獨(dú)注明。階段1（個(gè)人任務(wù)）：熟悉DevCloud及Git版本庫(kù)，在事先準(zhǔn)備好的Web項(xiàng)目?jī)?nèi)容基礎(chǔ)上通過(guò)fork操作建立自己的代碼倉(cāng)庫(kù)，利用Maven完成項(xiàng)目構(gòu)建，并在華為云上進(jìn)行在線部署。階段2（小組任務(wù)—初始項(xiàng)目開發(fā)）：利用SpringBoot+Vue實(shí)現(xiàn)一個(gè)在線論文投稿系統(tǒng)的注冊(cè)、登錄以及會(huì)議申請(qǐng)等基本功能，并在華為云上進(jìn)行部署；要求使用DevCloud的需求規(guī)劃、工作分配以及代碼質(zhì)量檢查功能，確保功能實(shí)現(xiàn)的正確性和完整性，同時(shí)注重版本提交等開發(fā)過(guò)程的規(guī)范性。階段3（小組任務(wù)—代碼質(zhì)量）：實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中的會(huì)議申請(qǐng)與管理等相關(guān)功能；實(shí)踐單元測(cè)試，要求項(xiàng)目中的代碼測(cè)試覆蓋率不低于80%；提升代碼質(zhì)量，要求使用DevCloud代碼質(zhì)量檢查工具進(jìn)行代碼質(zhì)量檢查，并解決檢查中暴露出來(lái)的代碼質(zhì)量問(wèn)題。階段4（小組任務(wù)—設(shè)計(jì)與持續(xù)集成）：完成系統(tǒng)的稿件分配與審稿功能，回顧并檢視軟件設(shè)計(jì)質(zhì)量，進(jìn)行必要的重構(gòu)與改進(jìn)；為提交的代碼打標(biāo)簽（如按照每次迭代后實(shí)現(xiàn)的功能打標(biāo)簽），根據(jù)標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)選擇性地編譯構(gòu)建；利用華為云平臺(tái)構(gòu)建CI/CD流水線，嘗試持續(xù)集成、持續(xù)交付與持續(xù)部署（卓越班要求）。階段5（小組任務(wù)—需求分析與測(cè)試）：完成系統(tǒng)中的會(huì)議評(píng)審意見(jiàn)答復(fù)（rebuttal）與論文錄用相關(guān)功能；開展需求分析，檢視此前軟件實(shí)現(xiàn)中的需求完備性和準(zhǔn)確性；在單元測(cè)試的基礎(chǔ)上實(shí)踐集成測(cè)試；結(jié)合DevCloud和SonarQube的代碼檢測(cè)能力進(jìn)一步改善代碼質(zhì)量；進(jìn)一步完善CI/CD流水線，使每個(gè)任務(wù)的健康度都達(dá)到四星及以上（卓越班要求）。以上課程實(shí)踐項(xiàng)目安排通過(guò)迭代化的方式逐步完善項(xiàng)目各項(xiàng)功能，每個(gè)階段結(jié)束后都有可交付、可運(yùn)行的軟件版本。這種演化式的開發(fā)過(guò)程更有利于學(xué)生理解真實(shí)的軟件開發(fā)過(guò)程，同時(shí)對(duì)軟件代碼和設(shè)計(jì)質(zhì)量等方面要求有更深刻的理解與體會(huì)。與此同時(shí)，在每個(gè)課程項(xiàng)目階段中都加入與課程教學(xué)內(nèi)容相對(duì)應(yīng)的實(shí)踐要求。例如，第2階段在完成初始項(xiàng)目功能開發(fā)的基礎(chǔ)上，要求學(xué)生利用DevCloud的代碼質(zhì)量檢查功能發(fā)現(xiàn)代碼質(zhì)量問(wèn)題并進(jìn)行修復(fù)，同時(shí)建立基本的版本提交規(guī)范；第3階段在增量需求開發(fā)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步要求學(xué)生實(shí)踐單元測(cè)試并解決大部分代碼質(zhì)量問(wèn)題。此外，整個(gè)課程實(shí)踐項(xiàng)目過(guò)程都貫穿了對(duì)軟件設(shè)計(jì)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的要求：通過(guò)迭代化和演化式的開發(fā)過(guò)程讓學(xué)生體驗(yàn)軟件設(shè)計(jì)（特別是模塊化設(shè)計(jì)）質(zhì)量對(duì)軟件持續(xù)演化與擴(kuò)展能力的支持；持續(xù)的小組任務(wù)要求學(xué)生在項(xiàng)目中考慮前后端分離、模塊劃分、接口定義等設(shè)計(jì)問(wèn)題，同時(shí)建立有效的分工協(xié)調(diào)、進(jìn)度管理、交流討論、版本分支與合并、集成與測(cè)試、構(gòu)建與部署等團(tuán)隊(duì)協(xié)作機(jī)制。

2實(shí)踐教學(xué)效果

采用上述實(shí)踐化教學(xué)方式在復(fù)旦大學(xué)軟件學(xué)院開展本科軟件工程教學(xué)取得了良好效果。學(xué)生普遍反饋課程實(shí)踐項(xiàng)目對(duì)其有一定壓力，但對(duì)于理解軟件工程理論及培養(yǎng)工程化開發(fā)能力有很大幫助。

2.1實(shí)踐中存在的問(wèn)題

在課程實(shí)踐項(xiàng)目的每個(gè)階段，都會(huì)對(duì)各小組交付情況進(jìn)行評(píng)估，并通過(guò)課堂交流的方式邀請(qǐng)一些小組進(jìn)行分享。通過(guò)該過(guò)程也發(fā)現(xiàn)了學(xué)生在課程實(shí)踐中的一些問(wèn)題，主要包括以下幾個(gè)方面：（1）邏輯不嚴(yán)密、測(cè)試不充分。對(duì)輸入的合法性檢查不夠，例如密碼長(zhǎng)度限制檢查、必填數(shù)據(jù)項(xiàng)的非空檢查等；未使用登錄攔截器，可在未登錄狀態(tài)下直接使用URL訪問(wèn)特定頁(yè)面。（2）代碼提交不規(guī)范。一些小組提交頻率過(guò)低，僅在項(xiàng)目開始和結(jié)束時(shí)各進(jìn)行了一次提交；一些版本提交的粒度過(guò)大或邏輯不完整，對(duì)提交消息的描述也不夠準(zhǔn)確；有些小組的代碼提交說(shuō)明內(nèi)容非常隨意，缺乏可讀性（如圖1所示，其中第一列和第二列分別是代碼提交ID和提交說(shuō)明）。（3）缺少必要的分支管理。一些小組成員在各自分支上進(jìn)行開發(fā)，主分支合并較晚，因而導(dǎo)致較多沖突，修復(fù)負(fù)擔(dān)較重。（4）代碼質(zhì)量存在問(wèn)題。典型的代碼質(zhì)量問(wèn)題包括代碼重復(fù)率和圈復(fù)雜度過(guò)高、標(biāo)識(shí)符命名不規(guī)范、方法參數(shù)過(guò)多、在版本中包含alert語(yǔ)句、不合理的代碼重復(fù)等。（5）用戶界面不友好。界面上存在一些對(duì)用戶不友好的情況，例如點(diǎn)擊按鈕后系統(tǒng)沒(méi)有任何提示、執(zhí)行操作后無(wú)法看到操作結(jié)果、一些重要信息無(wú)處查看等。（6）前后端分離及模塊劃分不佳。一些小組沒(méi)有意識(shí)到在前后端分離及模塊化開發(fā)過(guò)程中建立接口契約的重要性，出現(xiàn)了模塊實(shí)現(xiàn)未按照契約編寫的情況，導(dǎo)致小組項(xiàng)目集成時(shí)問(wèn)題較多，拖慢了開發(fā)進(jìn)度。

2.2進(jìn)一步的實(shí)踐探索

大部分小組通過(guò)階段性反饋意識(shí)到相關(guān)問(wèn)題后都進(jìn)行了改進(jìn)，最終大部分小組不僅圓滿完成了各項(xiàng)基本要求，而且還在多個(gè)方面進(jìn)行了一些有意義甚至創(chuàng)造性的實(shí)踐探索，具體包括以下幾個(gè)方面：（1）需求規(guī)劃和任務(wù)交流。使用DevCloud進(jìn)行需求分解與開發(fā)任務(wù)規(guī)劃，在此基礎(chǔ)上通過(guò)視頻會(huì)議或即時(shí)通信討論組的方式進(jìn)行溝通討論及結(jié)對(duì)開發(fā)，通過(guò)共享文檔的方式約定開發(fā)接口、記錄會(huì)議紀(jì)要以及協(xié)作完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。（2）設(shè)計(jì)思維和體系結(jié)構(gòu)理解。在前后端分離的基礎(chǔ)上，明確定義了后端接口及其契約，同時(shí)給出了包含后端模塊劃分及前端Web組件結(jié)構(gòu)的完整設(shè)計(jì)方案，在設(shè)計(jì)方案基礎(chǔ)上進(jìn)行開發(fā)任務(wù)分配與協(xié)同。（3）演化式設(shè)計(jì)與軟件重構(gòu)。在迭代化的開發(fā)過(guò)程中不斷評(píng)估設(shè)計(jì)方案的不足，據(jù)此對(duì)代碼進(jìn)行整理與重構(gòu)，從而完善設(shè)計(jì)方案。（4）分支策略和開發(fā)協(xié)作。制定適合團(tuán)隊(duì)開發(fā)模式的分支策略，例如將主分支、特性分支、開發(fā)分支進(jìn)行分離，建立規(guī)范化的代碼分支（branching）與合并（merging）實(shí)踐模式，保持主干清晰，及時(shí)提交并解決代碼沖突；規(guī)范版本提交過(guò)程，采用規(guī)范化的模板，并按照新增特性、缺陷修復(fù)、重構(gòu)改進(jìn)等不同目的編寫提交消息。（5）高質(zhì)量編碼。建立良好的代碼注釋風(fēng)格；充分體現(xiàn)防御式編程，在前端輸入驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，后端代碼也進(jìn)行輸入值的合法性驗(yàn)證，并在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)拋出異常；充分利用DevCloud的代碼質(zhì)量檢查工具對(duì)前后端代碼進(jìn)行全面掃描，根據(jù)檢查結(jié)果改進(jìn)代碼質(zhì)量；開展代碼評(píng)審實(shí)踐，在發(fā)現(xiàn)代碼缺陷的同時(shí)，也促進(jìn)了組員對(duì)代碼的理解與共享。（6）軟件測(cè)試。初步建立測(cè)試驅(qū)動(dòng)開發(fā)實(shí)踐，通過(guò)JUnit工具編寫測(cè)試用例，對(duì)類或方法進(jìn)行單元測(cè)試，并保證一定的代碼覆蓋率；采用Web自動(dòng)化測(cè)試方法，通過(guò)大量測(cè)試用例的自動(dòng)運(yùn)行保證后臺(tái)接口質(zhì)量。

軟件設(shè)計(jì)模式論文范文第4篇

關(guān)鍵詞：綜合飛行/火力控制，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，仿真

 

引言

為了更好地開展現(xiàn)代戰(zhàn)機(jī)空戰(zhàn)中自動(dòng)攻擊引導(dǎo)問(wèn)題的研究，我們進(jìn)行了空戰(zhàn)自動(dòng)引導(dǎo)系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)應(yīng)用分布仿真技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，采用DSP、高性能工控機(jī)及PC機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，研制了戰(zhàn)機(jī)空戰(zhàn)中自動(dòng)攻擊引導(dǎo)仿真系統(tǒng)，用于自動(dòng)攻擊引導(dǎo)控制律研究與仿真驗(yàn)證。本文從硬件和軟件兩方面分別予以介紹。

1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)中“我機(jī)”除增加了基于DSP設(shè)計(jì)的飛/火綜合控制器，用于實(shí)現(xiàn)所設(shè)計(jì)的引導(dǎo)控制律之外，“敵”、“我”兩機(jī)硬件組成基本相同，如圖1所示。

由圖可見(jiàn)，“敵”、“我”雙機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)可以分成兩部分：第一部分為模擬座艙，主要由操縱裝置及傳感器、左/右操縱臺(tái)和兩塊大屏幕顯示器（視景顯示和虛擬儀表顯示各一塊）組成；第二部分為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，由仿真計(jì)算機(jī)、虛擬儀表計(jì)算機(jī)和集線器組成。論文參考。

1.1模擬座艙

“敵”、“我”雙機(jī)均可進(jìn)行人工或自動(dòng)駕駛。人工駕駛時(shí)，進(jìn)行雙機(jī)的攻擊演練。自動(dòng)駕駛時(shí)，“我機(jī)”可以進(jìn)行自動(dòng)攻擊導(dǎo)引。

“敵”、“我”雙機(jī)駕駛艙布局相同，駕駛桿、油門桿、腳蹬等操縱部件采用飛機(jī)的實(shí)裝部件，儀表板為虛擬儀表顯示器。左操縱臺(tái)為啟動(dòng)控制、油門桿，右操縱臺(tái)為駕駛儀狀態(tài)、氣動(dòng)參數(shù)及飛控系統(tǒng)傳動(dòng)比等控制/顯示部分。布局如圖2。

駕駛桿、腳蹬、油門桿等操縱部件的操縱信號(hào)由相應(yīng)的位置傳感器以模擬量形式送至虛擬儀表計(jì)算機(jī)的A/D接口卡；

啟動(dòng)控制部分包括：系統(tǒng)供電、引導(dǎo)方式選擇、自動(dòng)駕駛儀啟動(dòng)、起落架收放控制、襟翼位置控制及風(fēng)力、風(fēng)向選擇；

駕駛儀狀態(tài)由8個(gè)帶燈按鈕和2個(gè)撥動(dòng)開關(guān)完成飛控系統(tǒng)各種狀態(tài)的控制；

氣動(dòng)參數(shù)與飛控系統(tǒng)傳動(dòng)比使用20個(gè)多圈電位器完成相應(yīng)參數(shù)和傳動(dòng)比的調(diào)整。

1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要由兩臺(tái)工控機(jī)和兩臺(tái)PC機(jī)組成，由網(wǎng)卡和集線器（HUB）組成星形網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)相互間的數(shù)據(jù)通信。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸采用TCP/IP協(xié)議，采用Windows Socket的Client/Server模式，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ堋?/p>

PC機(jī)、工控機(jī)及DSP功能如下：

飛行仿真計(jì)算機(jī)（PC機(jī)） 軟件任務(wù)調(diào)度；軟件用戶界面的輸入；各種參數(shù)曲線的顯示；實(shí)時(shí)顯示飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和視景；支持三種視角（座艙、后視、前視）；網(wǎng)絡(luò)通信。

虛擬儀表計(jì)算機(jī)（工控機(jī)）硬件調(diào)參數(shù)據(jù)的采集；將飛機(jī)的狀態(tài)實(shí)時(shí)顯示在虛擬儀表顯示器上；網(wǎng)絡(luò)通信。

DSP(飛/火綜合控制器)實(shí)時(shí)解算“我機(jī)”攻擊引導(dǎo)律。

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

仿真系統(tǒng)軟件平臺(tái)為WindowsXP，所有軟件均建立在該平臺(tái)上。在軟件編寫過(guò)程中，使用了VC、C++Builder等軟件。所有的程序均使用統(tǒng)一變量名形式，程序都為32位代碼，提高了與操作系統(tǒng)的兼容性和運(yùn)行速度。

兩臺(tái)PC機(jī)及兩臺(tái)工控機(jī)（“我機(jī)”與“敵機(jī)”各使用一臺(tái)PC機(jī)和一臺(tái)工控機(jī)）通過(guò)以太網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系在一起，完成仿真任務(wù)。飛行仿真計(jì)算機(jī)主要完成飛機(jī)氣動(dòng)方程和飛行控制律解算、飛機(jī)圖像的變換和視景顯示；虛擬儀表計(jì)算機(jī)主要完成控制信號(hào)采集和輸出，座艙內(nèi)各儀表（氣壓高度表、升降速度表、空速表、馬赫數(shù)表、地平儀、航姿器）的顯示。我機(jī)的基于DSP技術(shù)研制的飛/火綜合控制器完成攻擊引導(dǎo)律的解算。

仿真計(jì)算的步長(zhǎng)為10ms，視景刷新率為25F/s，儀表刷新率為25F/s。

2.1 軟件結(jié)構(gòu)

所有的軟件均采用模塊化設(shè)計(jì)，以便于調(diào)試和移植。系統(tǒng)包含以下主要的程序模塊：

任務(wù)程序模塊 人工/自動(dòng)引導(dǎo)方式選擇、參數(shù)設(shè)定；

接口程序模塊 控制量輸入及測(cè)量信號(hào)輸出；

方程解算程序模塊 飛機(jī)氣動(dòng)方程、飛行控制律解算；

DSP程序模塊 “我機(jī)”攻擊引導(dǎo)律解算；

視景程序模塊 飛機(jī)圖像的變換和視景顯示；

虛擬儀表程序模塊 座艙各虛擬儀表顯示。

2.2 各軟件模塊功能

2.2.1 飛行仿真計(jì)算機(jī)軟件功能

通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接收虛擬儀表計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)；

實(shí)時(shí)計(jì)算飛機(jī)模型的響應(yīng)及飛控系統(tǒng)輸出；

實(shí)時(shí)顯示飛機(jī)和視景，支持三種視角（座艙、后視、前視）；

將飛機(jī)位置、速度、姿態(tài)等狀態(tài)量通過(guò)網(wǎng)絡(luò)送至虛擬儀表計(jì)算機(jī)；

顯示飛機(jī)舵面動(dòng)作及起落架收放；

關(guān)閉仿真程序；

以曲線顯示雙機(jī)飛行軌跡，并可選擇送至打印機(jī)輸出。

“我機(jī)”任務(wù)系統(tǒng)中飛行仿真計(jì)算機(jī)軟件功能還增加有：通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接收“敵機(jī)”姿態(tài)及速度、高度等信息；與DSP進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

2.2.2 虛擬儀表計(jì)算機(jī)功能

提供軟件操作面板，進(jìn)行各參數(shù)設(shè)定；

提供人工/自動(dòng)引導(dǎo)方式切換開關(guān)，實(shí)現(xiàn)兩種引導(dǎo)方式轉(zhuǎn)換；

在硬件方式下通過(guò)接口程序采集駕駛桿、油門桿及腳蹬信號(hào)的輸入；

通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接收飛機(jī)位置、速度、姿態(tài)等狀態(tài)量數(shù)據(jù)；

將飛機(jī)狀態(tài)信息通過(guò)虛擬儀表實(shí)時(shí)顯示；

顯示攻擊引導(dǎo)方式（人工/自動(dòng)）、自動(dòng)駕駛儀、起落架收/放相應(yīng)狀態(tài)；

主要飛行參量以模擬信號(hào)形式輸出。

2.2.3 DSP飛/火綜合控制器功能

實(shí)時(shí)計(jì)算攻擊引導(dǎo)律；

與“我機(jī)”飛行仿真計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。

3 主要技術(shù)難點(diǎn)及解決措施

3.1 系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)時(shí)性的要求

程序運(yùn)行過(guò)程中需要進(jìn)行雙機(jī)模型仿真、控制律及引導(dǎo)律解算，另外還有控制信號(hào)的采集、雙機(jī)數(shù)據(jù)的輸出及處理，所有這些都需要大量的計(jì)算，增加了實(shí)時(shí)仿真的技術(shù)難度。為達(dá)到系統(tǒng)實(shí)時(shí)性要求，在系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)上均采取了相應(yīng)的解決方法。論文參考。論文參考。

3.1.1 硬件設(shè)計(jì)方面

采用高性能的工控主機(jī)（P43.0 G CPU, 1024M內(nèi)存，120G硬盤），提高主機(jī)處理能力。

采用高性能DSP（TI公司的16位定點(diǎn)C2000系列TMS320LF2407，性能優(yōu)良且價(jià)格適中）進(jìn)行控制律和引導(dǎo)律解算。

采用多功能智能型通信接口卡（ADVANTECH研華公司系列產(chǎn)品）：PCL-818H（A/D16路單端或8路差分；DI/O16路）；PCL-727（D/A 12路；DI/O16路）；PCL-711B（A/D8路；DI/O16路）擴(kuò)展卡PCLD-8115。增強(qiáng)數(shù)據(jù)處理能力，減小主板CPU負(fù)荷。

采用硬件定時(shí)中斷卡（PIO－D64），減輕軟件中斷處理負(fù)擔(dān)。

3.1.2 軟件設(shè)計(jì)方面

采用主循環(huán)加消息驅(qū)動(dòng)的機(jī)制，充分利用操作系統(tǒng)后臺(tái)處理能力。

采用四階龍格庫(kù)塔算法，解算飛機(jī)12階微分方程。

線性化微分方程減少系統(tǒng)處理的數(shù)據(jù)量。

3.2 飛控系統(tǒng)及攻擊引導(dǎo)律實(shí)現(xiàn)

飛控系統(tǒng)保證飛機(jī)模型的正確實(shí)現(xiàn)，優(yōu)質(zhì)的飛行控制律設(shè)計(jì)則是空戰(zhàn)仿真系統(tǒng)中的關(guān)鍵之一。考慮到今后對(duì)攻擊引導(dǎo)律進(jìn)一步研究的需要，系統(tǒng)允許“我機(jī)”實(shí)時(shí)選擇不同的引導(dǎo)律進(jìn)行攻擊引導(dǎo)，以驗(yàn)證各種攻擊引導(dǎo)律的優(yōu)劣，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)“敵機(jī)”最優(yōu)的攻擊方法。因此，我們?cè)诜抡嫜菔鞠到y(tǒng)的研發(fā)過(guò)程中，借鑒并采用目前一些成熟的飛控系統(tǒng)仿真和編程技術(shù)及成果，在提高研制效率的同時(shí)，還大大增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性與可維護(hù)性。

3.3 數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)刷新與同步

為了進(jìn)行實(shí)時(shí)的空戰(zhàn)演示，雙機(jī)的高度、速度、姿態(tài)等信息需要及時(shí)傳輸并處理。系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸采用Windows Socket的Client/Sever模式，此模式可以有效解決網(wǎng)絡(luò)中資源、運(yùn)算能力和信息不對(duì)稱的問(wèn)題，并且為異步通信的進(jìn)程建立聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)雙方數(shù)據(jù)的同步。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)雙機(jī)空戰(zhàn)模擬實(shí)時(shí)性及有效性的雙重要求，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種基于工控機(jī)和DSP的仿真演示系統(tǒng)。該系統(tǒng)充分利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和面向過(guò)程編程技術(shù)，通過(guò)對(duì)現(xiàn)代戰(zhàn)機(jī)飛控系統(tǒng)有效模擬，實(shí)現(xiàn)研究攻擊引導(dǎo)律的完美平臺(tái)。經(jīng)反復(fù)調(diào)試和驗(yàn)證，系統(tǒng)性能穩(wěn)定，工作可靠，可用于自動(dòng)攻擊引導(dǎo)律工程實(shí)現(xiàn)研究。

參考文獻(xiàn)

1 王濤,吳文海. 多型飛控系統(tǒng)模擬器的設(shè)計(jì). 飛行力學(xué),1999,17(4):61～65.

2 張啟,陳欣. 一種基于工控機(jī)的飛控系統(tǒng)模擬器. 工業(yè)控制計(jì)算機(jī),2005,18(3):33～37.

3 雷亞平,楊忠,沈春林. 基于DSP的UAV飛控計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)與半物理仿真. 飛機(jī)設(shè)計(jì),2004,3(1):55～59.

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5 凌利. 現(xiàn)代戰(zhàn)機(jī)引導(dǎo)及其效能評(píng)估研究：[學(xué)位論文]. 南京：南京航空航天大學(xué)， 2005. 33～35,63～65.

軟件設(shè)計(jì)模式論文范文第5篇

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型；多媒體技術(shù)專業(yè)；人才培養(yǎng)模式

中圖分類號(hào)：Q81-4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599 (2012) 09-0000-02

一、前言

近年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)的迅猛發(fā)展，新興了多媒體技術(shù)，并形成了一個(gè)朝氣蓬勃的產(chǎn)業(yè)。多媒體技術(shù)是一個(gè)典型的技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，幾乎涉及了高新技術(shù)的每一個(gè)熱點(diǎn)，是具有交互特性的傳媒展示綜合技術(shù)。隨著多媒體市場(chǎng)的發(fā)展，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國(guó)有1000多所院校開設(shè)了多媒體技術(shù)專業(yè)。但是如何順應(yīng)市場(chǎng)發(fā)展的需求，辦好多媒體技術(shù)專業(yè)，給學(xué)生創(chuàng)造良好的就業(yè)機(jī)會(huì)，很多問(wèn)題值得探索和研究。

本文在分析目前我國(guó)應(yīng)用型本科院校多媒體技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，以石家莊學(xué)院計(jì)算機(jī)系多媒體技術(shù)專業(yè)為例，針對(duì)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)要求、課程體系和教學(xué)模式進(jìn)行了研究與探討。以服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)為目的，探討一種適合應(yīng)用型層次的、切實(shí)可行的多媒體技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)模式，并設(shè)計(jì)該專業(yè)的培養(yǎng)方案及課程體系設(shè)置。

二、應(yīng)用型本科院校多媒體技術(shù)專業(yè)的人才培養(yǎng)模式思路

“多媒體技術(shù)”是信息學(xué)科和媒體學(xué)科向文化藝術(shù)領(lǐng)域拓展的新方向。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)字通信技術(shù)的高速發(fā)展與融合,傳統(tǒng)的廣播、電影快速地向數(shù)字音頻, 數(shù)字視頻、數(shù)字電影方向發(fā)展,與日益普及的電腦動(dòng)畫、虛擬現(xiàn)實(shí)等構(gòu)成了新一代的數(shù)字傳播媒體。

（一）培養(yǎng)目標(biāo)

根據(jù)人才市場(chǎng)需求，結(jié)合石家莊學(xué)院辦學(xué)指導(dǎo)思想，確定本系多媒體技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)為：培養(yǎng)德、智、體、美全面發(fā)展，掌握數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)基本理論、知識(shí)與技能，具備數(shù)字媒體作品的設(shè)計(jì)、制作和技術(shù)創(chuàng)新能力，能在新聞媒體、文化傳播機(jī)構(gòu)、影視制作公司、游戲軟件公司、動(dòng)漫設(shè)計(jì)與制作公司、廣告?zhèn)髅?、網(wǎng)絡(luò)傳媒、教育與培訓(xùn)機(jī)構(gòu)等數(shù)字內(nèi)容相關(guān)行業(yè)，從事游戲軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)、虛擬現(xiàn)實(shí)項(xiàng)目開發(fā)、數(shù)字影視制作、網(wǎng)絡(luò)媒體設(shè)計(jì)與開發(fā)等相關(guān)工作的高級(jí)應(yīng)用技術(shù)人才。

（二）培養(yǎng)要求

本系多媒體技術(shù)專業(yè)要求學(xué)生具有較高的政治覺(jué)悟和理論水平，樹立辯證唯物主義和歷史唯物主義的世界觀。具有健全的人格、健康的體魄、團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神及一定的人文審美素養(yǎng)，具有較強(qiáng)的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，具有扎實(shí)的專業(yè)功底并掌握一定的科學(xué)研究方法。畢業(yè)生應(yīng)獲得以下幾方面的知識(shí)和能力素質(zhì)：

1.系統(tǒng)掌握數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)的基本理論、基礎(chǔ)知識(shí)與基本技能，了解本專業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域的前沿和發(fā)展動(dòng)態(tài)；

2.掌握游戲軟件設(shè)計(jì)的基本理論和技術(shù)，具備開發(fā)游戲軟件的能力；

3.掌握虛擬現(xiàn)實(shí)項(xiàng)目設(shè)計(jì)的基本理論，具有能運(yùn)用相關(guān)軟件制作三維模型的能力，具備開發(fā)虛擬現(xiàn)實(shí)項(xiàng)目的能力；

4.掌握數(shù)字影視制作技術(shù)的理論與方法，能熟練運(yùn)用拍攝、編輯、特效制作等技巧創(chuàng)作數(shù)字影視作品；

5.掌握網(wǎng)絡(luò)傳播的基本理論和技術(shù)，具備開展網(wǎng)站設(shè)計(jì)與開發(fā)、網(wǎng)絡(luò)多媒體設(shè)計(jì)與開發(fā)的能力；

6.掌握數(shù)字媒體產(chǎn)品開發(fā)項(xiàng)目的策劃與管理的相關(guān)理論與方法，了解相關(guān)的法律法規(guī)和行業(yè)規(guī)則，具備組織、控制、管理、推廣數(shù)字媒體項(xiàng)目的能力；

7.掌握文獻(xiàn)檢索、資料查詢的方法和撰寫研究論文的能力；

8.具有較強(qiáng)的自學(xué)能力和創(chuàng)新意識(shí)；

9.具有適應(yīng)社會(huì)工作崗位的綜合素質(zhì)和能力。

（三）課程體系

1.以就業(yè)為導(dǎo)向，以市場(chǎng)應(yīng)用需求為目標(biāo)，構(gòu)建課程體系

我系多媒體技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)是從事游戲軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)、虛擬現(xiàn)實(shí)項(xiàng)目開發(fā)、數(shù)字影視制作、網(wǎng)絡(luò)媒體設(shè)計(jì)與開發(fā)等相關(guān)工作的高級(jí)應(yīng)用技術(shù)人才。因此，在課程體系上，加大了專業(yè)模塊課程的學(xué)分比例（占總學(xué)分的25.7%），實(shí)踐環(huán)節(jié)課程提高到總學(xué)分?jǐn)?shù)的21.1%。如下表1：

表1 課程結(jié)構(gòu)與學(xué)分比例

課程類型 課程內(nèi)容 修習(xí)類型 學(xué)分?jǐn)?shù) 學(xué)分比

公共基礎(chǔ)平臺(tái)課程 “思想政治理論課”、體育、英語(yǔ)、計(jì)算機(jī)等 公共必修 39 22.3%

學(xué)科基礎(chǔ)平臺(tái)課程 學(xué)科基礎(chǔ)課 專業(yè)必修

專業(yè)必修 18

26 10.3%

14.9%

專業(yè)基礎(chǔ)平臺(tái)課程 專業(yè)基礎(chǔ)課

專業(yè)模塊課程 專業(yè)方向課 專業(yè)必修 35 20.0%

提高、拓寬課 專業(yè)選修 10 5.7%

公共選修課程 素質(zhì)教育課 專業(yè)選修 10 5.7%

實(shí)踐環(huán)節(jié)課程 “思想政治理論課”實(shí)踐、大學(xué)生職業(yè)指導(dǎo)實(shí)踐、專業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）等 專業(yè)必修 37 21.1%

課外學(xué)分 課外學(xué)分等

合計(jì) 175 100%

2.以專業(yè)核心課程為主，以夯實(shí)學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)為目標(biāo)，突出應(yīng)用型院校特色

為突出應(yīng)用型院校專業(yè)特色，提高教學(xué)質(zhì)量，我系多媒體教研室全體教師通過(guò)各種途徑認(rèn)真調(diào)研，研計(jì)本專業(yè)培養(yǎng)方案和課程體系，遴選出本專業(yè)核心課程，并圍繞著核心課程進(jìn)行教學(xué)和實(shí)施理論與實(shí)踐教學(xué)改革。通過(guò)多種途徑夯實(shí)學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)，進(jìn)一步強(qiáng)化專業(yè)骨干課程的重要性和在專業(yè)的地位。

本專業(yè)的核心課程包括：《數(shù)字媒體技術(shù)導(dǎo)論》、《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》、《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法設(shè)計(jì)》、《計(jì)算機(jī)圖形學(xué)》、《數(shù)字圖像處理》、《軟件工程》、《游戲策劃與運(yùn)營(yíng)》、《三維數(shù)字建模技術(shù)》、《電視節(jié)目編導(dǎo)與制作》等。通過(guò)這些核心課程的學(xué)習(xí)，畢業(yè)后能勝任游戲軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)、虛擬現(xiàn)實(shí)項(xiàng)目開發(fā)、數(shù)字影視制作、網(wǎng)絡(luò)媒體設(shè)計(jì)與開發(fā)等相關(guān)工作。

（四）教學(xué)模式的探討進(jìn)行研究

1.以提高學(xué)生的創(chuàng)造力和創(chuàng)新能力為宗旨，開展形式多樣的課外興趣小組

創(chuàng)新是設(shè)計(jì)的靈魂。我系教師不僅僅在正常的課堂教學(xué)和實(shí)踐中注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，在課外還組織了很多不同內(nèi)容和形式的多種多樣的興趣小組。這些興趣小組是由學(xué)生根據(jù)學(xué)生愛(ài)好和特長(zhǎng)自發(fā)組織起來(lái)的，旨在能夠進(jìn)一步的學(xué)習(xí)。課外小組的指導(dǎo)教師由我系多媒體教研室一些有經(jīng)驗(yàn)的教師擔(dān)任。這些課外興趣小組內(nèi)容多樣，比如攝影興趣小組、FLASH動(dòng)畫創(chuàng)作興趣小組等、影視后期創(chuàng)作與制作興趣小組、三維建模興趣小組、二維轉(zhuǎn)三維興趣小組等等。這些興趣以提高學(xué)生創(chuàng)作力和創(chuàng)新能力為宗旨的，利用課余時(shí)間，以達(dá)到提高學(xué)生自身綜合素質(zhì)為目的。我系多媒體專業(yè)學(xué)生在省挑戰(zhàn)杯科技作品比賽、信息技術(shù)大賽中榮獲了全國(guó)二等獎(jiǎng)、省一等獎(jiǎng)，省三等獎(jiǎng)。

2.以業(yè)務(wù)進(jìn)修、進(jìn)企業(yè)掛職鍛煉、引進(jìn)企業(yè)精英為手段，培養(yǎng)教學(xué)骨干

信息時(shí)代對(duì)多媒體專業(yè)的專職教師業(yè)務(wù)和專業(yè)水平提出了更高的要求，再加上多媒體技術(shù)日新月異，更新較快；如果不與時(shí)俱進(jìn)，有可能被時(shí)代所淘汰，無(wú)法勝任多媒體技術(shù)專業(yè)的教學(xué)；進(jìn)而影響學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力培養(yǎng)。因此，以“業(yè)務(wù)進(jìn)修、進(jìn)企業(yè)掛職鍛煉、引進(jìn)企業(yè)精英”為手段，從三方面提高專任教師業(yè)務(wù)和專業(yè)水平，培養(yǎng)成為專業(yè)教學(xué)骨干；使提高高質(zhì)量教學(xué)和提供可靠的工程背景成為可能。

現(xiàn)在大部分高等院校采取了校企合作或服務(wù)外包的方式，即將優(yōu)秀企業(yè)精英或公司高級(jí)技術(shù)人員引進(jìn)到課堂教學(xué)過(guò)程中，聘請(qǐng)他們?yōu)榭妥淌冢O(shè)立學(xué)術(shù)講座，這樣不僅僅提高了學(xué)生興趣；增加了學(xué)生的實(shí)踐意識(shí)，為學(xué)生的就業(yè)開辟了一條道路；還能通過(guò)與專任教師的互動(dòng)與交流，進(jìn)而提高教師本身業(yè)務(wù)素養(yǎng)。

3.打造良好的實(shí)踐環(huán)境

我系本專業(yè)注重實(shí)踐能力培養(yǎng)，安排有素描、色彩實(shí)踐、構(gòu)成實(shí)踐、數(shù)字?jǐn)z影實(shí)踐、移動(dòng)媒體游戲設(shè)計(jì)實(shí)踐、動(dòng)畫設(shè)計(jì)制作實(shí)踐、三維數(shù)字建模實(shí)踐、數(shù)字影視節(jié)目包裝實(shí)踐、游戲設(shè)計(jì)制作實(shí)踐、網(wǎng)站規(guī)劃與建設(shè)實(shí)踐、科研論文寫作實(shí)踐、電視節(jié)目制作實(shí)踐等多個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，它們與畢業(yè)設(shè)計(jì)一起構(gòu)成完整的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。

我系多媒體實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備均為具備圖形圖像處理的電腦，為實(shí)施教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)提供了強(qiáng)有力的保障。我系還積極與校企合作和進(jìn)行服務(wù)外包，目前與企業(yè)建立了四個(gè)實(shí)習(xí)基地和2項(xiàng)服務(wù)外包，為學(xué)習(xí)實(shí)習(xí)與實(shí)訓(xùn)提供了機(jī)會(huì)和保障。

三、結(jié)束語(yǔ)

作為我國(guó)應(yīng)用型本科院校開設(shè)多媒體技術(shù)專業(yè)之一，我院多媒體技術(shù)專業(yè)在培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)要求、課程體系和教學(xué)模式等方面一直進(jìn)行著實(shí)踐與探索，在培養(yǎng)應(yīng)用型人才服務(wù)石家莊地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)方面也做了積極有效的工作。但是，與其他高等院校同一專業(yè)相比，在專業(yè)建設(shè)中還存在一些問(wèn)題有待進(jìn)一步探索；如課程體系中藝術(shù)類課程的比例應(yīng)占多少，培養(yǎng)方案應(yīng)如何適應(yīng)多媒體技術(shù)的快速發(fā)展等等問(wèn)題；在培養(yǎng)目標(biāo)方面還應(yīng)該根據(jù)企業(yè)對(duì)多媒體人才的需求以及多媒體技術(shù)的發(fā)展適時(shí)調(diào)整等等。

參考文獻(xiàn)：

[1]符蘊(yùn)芳,徐軍.地方高校多媒體技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)的人才培養(yǎng)模式研究[J].電腦知識(shí)與技術(shù),2011(14):3431-3432

[2]韓鳳英.高職計(jì)算機(jī)多媒體專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)探討[J].職業(yè)時(shí)空,2010(3):63-64

基金項(xiàng)目： 河北省高等教育科學(xué)研究課題