本文档探讨了KWIC（Keyword In Context）实验在软件体系结构领域的应用，分析其如何改善代码管理和增强设计模式的理解。
### 软件体系结构KWIC实验知识点解析
#### 一、软件体系结构与KWIC实验概述
**软件体系结构**是指软件系统的基本构成部分及其相互作用方式，是设计过程中不可或缺的环节，对系统的可维护性、扩展性和性能有着重要影响。
**KWIC（Keyword In Context）关键词索引系统**是一种文本检索工具，用于帮助用户快速定位文档中的特定词汇。通过实现不同体系结构风格下的KWIC系统，实验旨在让学生深入了解各种架构的特点和应用场景。
#### 二、实验目的与内容
本实验的目的是使学生能够利用实际案例分析不同的软件体系结构，并掌握其设计方法。具体内容包括：
- **主子程序体系结构**：理解并应用这种传统方式实现基本版本的KWIC系统。
- **面向对象体系架构**：学习如何使用类和对象构建KWIC系统，增强系统的可重用性和扩展性。
- **管道过滤器架构风格**：设计一个由多个组件组成的流水线来处理文本数据，适用于大数据量情况下的需求。
- **事件驱动调用体系结构**：了解在KWIC中应用事件驱动编程的重要性。
实验内容涵盖：
1. 使用主子程序方法实现基础版本的KWIC系统；
2. 通过面向对象技术重构KWIC系统；
3. 设计管道过滤器流水线处理文本数据，适合大数据量环境。
4. 构建响应外部事件调用的KWIC架构，适用于对实时性要求高的场景。
#### 三、实验需求与环境
学生需要掌握如何基于主子程序体系结构风格设计并实现KWIC系统，并在此基础上继续其他类型的应用。所需设备包括：
- 操作系统：Windows XP或2003
- UML建模工具：Eclipse UML, Rose, Visio 或 StartUML
- IDE环境：Eclipse 或 MyEclipse
- JDK版本：6.0
每位学生需拥有一台PC机，并且事先准备好实验报告的相关资料。
#### 四、实验操作详解
##### 1. 主子程序体系结构风格实现KWIC关键词索引系统
**主程序/子程序架构**采用层次化设计方法，包含一个主要的控制模块和多个辅助功能模块。其核心特性如下：
- **分层组织**：整个应用被划分为若干层级。
- **控制机制**：由上至下地执行各个阶段的操作。
- **单线程操作**：所有任务都在单一进程中完成。
设计中使用的术语包括：
- 主程序 `main()` : 应用的启动入口点；
- 子程序 `shift()`, `sort()` ：负责处理文本内容的功能模块；
- 构件与连接件定义了各个功能组件之间的关系和交互方式；
**示意图**: 在采用主子程序体系结构时，KWIC系统中由主控制单元调用相应的函数来完成各种任务。
重要设计决策及限制条件：
- 使用分层方法组织系统的组成部分。
- 上级模块可以请求下级模块执行操作但不能逆向访问；
- 单线程机制确保了严格的流程顺序和数据完整性；
**Java实现**: 各个子程序作为独立的类进行封装，主程序作为启动点。通过导入导出关系将这些组件连接起来。
优点：
- **清晰性高**：层次分明易于理解和维护。
- **控制严格**：明确的操作顺序保证了系统的正确运作。
##### 2. 面向对象体系架构风格实现KWIC关键词索引系统
在面向对象的框架下，每个功能模块被视为一个独立的对象。设计词汇包括：
- 类 `input`, `output`, `shift`, `sort` 和 `main`
- 对象实例化后用于具体执行任务
- 消息传递机制定义了各对象之间的交互方式。
**构件与连接件类型**：
- 构件：各个功能模块；
- 连接件：消息通信接口；
通过面向对象技术实现KWIC系统能够提高代码的可重用性、灵活性和扩展能力，使开发过程更加高效。
5星
