【正文】 他們在項(xiàng)目中取得的成績和挑戰(zhàn)。從學(xué)生選擇中我們看到， 51%的人選擇了游戲開發(fā)領(lǐng)域， 30%的人選擇了社會應(yīng)用， 19%的人選擇機(jī)器人控制 器。最重要的原因是：（ 1）編程列表的原因（熟悉 Java或 C ）（ %），（ 2）了解 COTS（機(jī)器人， XNA， Android）（ %），（ 3）游戲動機(jī)或娛樂的原因（ %），（ 4）社會應(yīng)用的動機(jī)（ %），（ 5）了解該領(lǐng)域（機(jī)器人，游戲，社會）（ %），（ 6）硬件上運(yùn)行游戲的動機(jī)， Android手機(jī)， Zune播放器（ 33%），和（ 7）做了游戲，然后將自己的游 戲放到 Android市場或 XNA俱樂部（ %）。 學(xué)生對項(xiàng)目的不同感受。 該調(diào)查定義的假設(shè)如下。表 2展示 KruskalWallis 檢驗(yàn)對報(bào)表 PS1– PS6檢驗(yàn)的結(jié)果。我們得出這樣的結(jié)論： Android游戲和 Android社交應(yīng)用之間顯著的差異在于學(xué)生對項(xiàng)目中困難的感知的重點(diǎn)集中在項(xiàng)目指定的質(zhì)量屬性上。但社交應(yīng)用程序可能更多的固定印象在學(xué)生的生活，故激發(fā)學(xué)生去思考的影響沒有游戲的深刻。圖 2展示了更詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)信息。 圖 2：關(guān)于 PS6：如果 你能回到過去 你會選擇相同的項(xiàng)目嗎 軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的差異 憑經(jīng)驗(yàn)是很難評估一個(gè)軟件的架 構(gòu)，但我們選擇通過設(shè)計(jì)模式的學(xué)生選擇人數(shù)，主要模塊 /類的軟件體系結(jié)構(gòu)的邏輯視圖的數(shù)量，和體系結(jié)構(gòu)層次結(jié)構(gòu)的數(shù)目來評估一個(gè)軟件體系結(jié)構(gòu)的好壞。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)通過閱讀和分析 12個(gè)游戲項(xiàng)目小組和 16 個(gè)社交應(yīng)用項(xiàng)目小組最終的項(xiàng)目報(bào)告收集而來。 表 4 提出設(shè)計(jì)模式在的兩個(gè)不同的項(xiàng)目類型中實(shí)現(xiàn)的數(shù)量在統(tǒng)計(jì)上無明顯差異。游戲項(xiàng)目比社交應(yīng)用項(xiàng)目在應(yīng)用的體系結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)模式方面有更多的多樣性。 圖 3：游戲和社會項(xiàng)目的設(shè)計(jì)模式的使用分布 表 3：使用設(shè)計(jì)模式 平均 標(biāo)準(zhǔn)偏差 最大 最小 設(shè)計(jì)模式 Game 7 1 Social 3 1 表 4：假設(shè)檢驗(yàn)的數(shù)量采用的設(shè)計(jì)模式 假設(shè) COTS N Median P 無差異的設(shè)計(jì)模式數(shù) Game 12 2 Social 16 1 軟件體系結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。 表 5 表明游戲項(xiàng)目小組比社交應(yīng)用項(xiàng)目平均接近 4 或者更多主要模塊 /類（ 28%），小于標(biāo)準(zhǔn)偏差。從這個(gè)結(jié)果，這意味 著游戲項(xiàng)的軟件體系結(jié)構(gòu)比社交應(yīng)用的軟件體系結(jié)構(gòu)要復(fù)雜；這可能是由于他們用更多的方式來實(shí)現(xiàn)他們的游戲項(xiàng)目導(dǎo)致這種差異。表 7顯示了每個(gè)小組給出的估計(jì)小時(shí)數(shù)。 表 71：每隊(duì)花在項(xiàng)目上的時(shí)間。在項(xiàng)目開發(fā)的過程中，他們可以免費(fèi)的使用 Android網(wǎng)絡(luò)資源或者其他的開源庫，這樣可以節(jié)約編寫代碼實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)好的軟件體系結(jié)構(gòu)的時(shí)間。 KruskalWallis 檢驗(yàn)的結(jié)果表明，兩種類型的項(xiàng)目的 LOC在統(tǒng)計(jì)上的沒有顯著差異。這意味著游戲 項(xiàng)目小組更高效，他們努力的編碼，寫注釋，盡量在和社交應(yīng)用項(xiàng)目小組類似的時(shí)間內(nèi)開發(fā)出一個(gè)復(fù)雜的游戲軟件體系結(jié)構(gòu)。表 9的平均值表明游戲項(xiàng)目小組在項(xiàng)目進(jìn)行過程中把更多的精力放在實(shí)施階段，如編碼，作注釋，將結(jié)構(gòu)代碼放到多個(gè)文件。 表 9 給出了游戲項(xiàng)目小組和社交應(yīng)用小組工作量的比較，表中只統(tǒng)計(jì) Java 代碼文件，外部庫代碼文件和資源文件將不統(tǒng)計(jì)到表中 。它可以提供一個(gè)良好的軟件體系結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和由此產(chǎn)生應(yīng)用程序的實(shí)現(xiàn) [24]。 根據(jù)以前的研究成果，游戲項(xiàng)目小組和社交應(yīng)用小組所花費(fèi)的時(shí)間在統(tǒng)計(jì)上的并沒有顯著差異。 要評估每個(gè)項(xiàng)目的學(xué)生投入的努力，需要兩個(gè)指標(biāo)作為衡量標(biāo)準(zhǔn)：（ 1）花在項(xiàng)目上的時(shí)間（ 2）軟件體系結(jié)構(gòu)、項(xiàng)目文件的大小和代碼行數(shù)的多少。 表 6 給出了從 KruskalWallis 檢驗(yàn)得出結(jié)果，對軟件體系結(jié)構(gòu)的主要模塊 /類的數(shù)目和層次的數(shù)目。選擇體現(xiàn)計(jì)算復(fù)雜性的邏輯視圖的原因是，邏輯視圖是給軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供最好的概述的東西中主要的一個(gè)。 即使沒有顯著差異，但 P值接近 。這些圖表顯示，在這兩種類型的項(xiàng)目中 Observer 模式是最受歡迎的。表 3的結(jié)果表明，設(shè)計(jì)模式在兩種類型的項(xiàng)目中的使用有一些差異。然而，在本課程的重點(diǎn)是軟件設(shè)計(jì)模式的應(yīng)用，從邏輯視圖上主要對足夠詳細(xì)的軟件體系結(jié)構(gòu)提出不同的看法?？偟膩碚f，調(diào)查顯示最顯著的差異是選擇游戲項(xiàng)目的學(xué)生更注重軟件的質(zhì)量屬性。 此外，即使其他兩組的 P值無顯著性差異， PS1和 PS4的平均值還表明學(xué)生從游戲項(xiàng)目中發(fā)現(xiàn)評價(jià)其他組在 ATAM 方面的架構(gòu)沒有那么困難，比社交應(yīng)用項(xiàng)目的學(xué)生在技術(shù)問題上花費(fèi)更少的時(shí)間。這表明， Android游戲項(xiàng)目的學(xué)生對 PS5表 示中立的態(tài)度，但 Android社交應(yīng)用項(xiàng)目的學(xué)生對 PS5傾向于同意。問卷中的每個(gè)項(xiàng)目是通過分配一個(gè)從 1到 5 的 5個(gè)程度值的答案，其中 1表示非常反對， 5表示非常同意。 我們將采用 KruskalWallis 檢驗(yàn)假設(shè) [26]，因?yàn)樗侨后w之間的人口平均數(shù)測試的平等的非參數(shù)方法 [24]。本次調(diào)查的 目的是揭示在學(xué)生對組隊(duì)完成在 Android平臺上的社交應(yīng)用項(xiàng)目與組隊(duì)完成相同 COTS的游戲項(xiàng)目的感受可能存在的差異。但這不是機(jī)器人領(lǐng)域的情況。 Android是目前最流行的 COTS，我們相信這是由于開發(fā)商其開放性， Java的開發(fā)，有吸引力的設(shè)備，創(chuàng)新的特點(diǎn)和發(fā)展，和 一個(gè)通過 Android標(biāo)記共享開發(fā)的應(yīng)用程序的新方式。學(xué)生選擇的 COTS結(jié)果展示在圖 1中，其中36名學(xué)生選擇了 Khepera 機(jī)器人（ 19%）， 55名學(xué)生選擇了 XNA（ 27%），和 102名學(xué)生（ 54%）選擇了 Android。在 5階段的結(jié)束，學(xué)生們會上交一個(gè)最終的作品，該作品是經(jīng)過課程負(fù)責(zé)人評估和分級的。 M2：問卷調(diào)查， 5級李克特量表：強(qiáng)烈不同意（ 1），不同意（ 2），中立（ 3），同意（ 4），強(qiáng)烈同意（ 5） M3：項(xiàng)目報(bào)告 M4：源代碼文件 M5：花費(fèi)的時(shí)間 M6：項(xiàng)目得分 . 研究步驟 當(dāng)學(xué)生開始的項(xiàng)目，并按照項(xiàng)目的階段進(jìn)行時(shí)，他們應(yīng)該報(bào)告他們花在項(xiàng)目的每個(gè)階段的時(shí)間。采用的研究方法是基于目標(biāo)問題度量方法（ GQM） [ 25 ]，我們首先確定研究目標(biāo)（概念層面），然后定義一組研究問題（操作層面），并描述了一套指標(biāo)來回答研究問題的定義（數(shù)量級）。本文不探討 XNA 和 Java 開發(fā)的機(jī)器人控制器開發(fā)的游戲，只注重 Android平臺的社會應(yīng)用和游戲應(yīng)用的開發(fā)。在下面的章節(jié)中詳細(xì)說明。 整合我們在 2020年運(yùn)行軟件體系結(jié)構(gòu)課程的游戲項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)，在 20202020年期間我們軟件體 系結(jié)構(gòu)課程項(xiàng)目中增加了一個(gè) COTSAndroid的項(xiàng)目作為給學(xué)生的一個(gè)新的選擇。在游戲項(xiàng)目中，學(xué)生們被要求使用微軟 XNA框架和 C語言開發(fā)一個(gè)游戲。 早期的成果 此前，該項(xiàng)目的目標(biāo)是開發(fā) Java 方面的 Khepera 機(jī)器人模擬器的華盛頓州立大學(xué)的機(jī)器人控制器（機(jī)器人） [22]，該機(jī)器人控制器著重于一些指定的質(zhì)量屬性如可用性，性能，可修改性，或可測性。同時(shí)，在項(xiàng)目進(jìn)行期間，學(xué)生將專注于一個(gè)固定的初級指定質(zhì)量屬性。 （ v）實(shí)施：做詳細(xì)的設(shè)計(jì)，并在新建的架構(gòu)和根據(jù)評估結(jié)果做出修改的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)該游戲。 軟件體系結(jié)構(gòu)的項(xiàng)目包括以下幾個(gè)階段 : （ i） COTS（商用成品）練習(xí)：學(xué)習(xí)相關(guān)技術(shù)并用來開發(fā)一個(gè)簡單的游戲。 課程和項(xiàng)目設(shè)置 挪威科技大學(xué)（ NTNU）（課程代碼 TDT4240）的軟件體系結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)方式和其他大多數(shù)大學(xué)不一樣，因?yàn)閷W(xué)生也必須在項(xiàng)目中實(shí)現(xiàn)他們自己設(shè)計(jì)的軟件體系結(jié)構(gòu)。這種變化使學(xué)習(xí)者的重點(diǎn)遠(yuǎn)離了低級編程，而是強(qiáng)制往其他角色如設(shè)計(jì)師或軟件開發(fā)者轉(zhuǎn)變。 這些研究表明，游戲制作和技術(shù)的編程技巧得到激勵以及故事性的發(fā)展。此外，在 1987， Micco學(xué)術(shù)性的提出了一個(gè)寫井字游戲的使用 [12]。 研究背景 最早的類似的通過在游戲的環(huán)境中編程來學(xué)習(xí)的應(yīng)用在 20 世紀(jì) 70 年代早期。 GDF表示可以用來開發(fā)或修改游戲，例如，該工 具包的游戲引擎，游戲編輯器，或游戲（模擬）平臺，甚至任何集成開發(fā)環(huán)境（ IDE），如 Visual C + +， Eclipse 和 Android SDK， J2ME，因?yàn)樗械娜硕伎梢杂脕黹_發(fā)游戲。首先，游戲可以用來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的練習(xí)，鼓勵學(xué)生把額外的努力用來做練習(xí)，給老師或助教一個(gè)實(shí)時(shí)地監(jiān)控學(xué)生是如何練習(xí)的機(jī)會 [6， 7]。這使得游戲迷們?nèi)鐭o論有沒有編程背景的學(xué)生修改現(xiàn)有的游戲或開發(fā)新游戲。 青年學(xué)生生活的游戲中除了豐富的外觀，游戲開發(fā)技術(shù)已經(jīng)成熟，并且越來越先進(jìn) [3]。 T ’05), pp. 43–50, April 2020. [22] WSU, Download ., 2020. [23] B. Wu, A. I. Wang, J. E. Str248。根據(jù)先前的結(jié)論，并與以前關(guān)于 XNA和機(jī)器人在軟件體系結(jié)構(gòu)課程中的應(yīng)用的調(diào)查 [24]，我們發(fā)現(xiàn)存在著相當(dāng)類似的有關(guān)游戲領(lǐng)域（ XNA和 Android游戲）的結(jié)論，（ 1）游戲 領(lǐng)域的持續(xù)流行；（ 2）學(xué)生對項(xiàng)目更好的感知（ 3）更多的設(shè)計(jì)模式和軟件體系結(jié)構(gòu)的高度復(fù)雜性（ 4）和社交應(yīng)用項(xiàng)目相同的項(xiàng)目成績。 第三個(gè)研究問題問的是學(xué)生對項(xiàng)目投入的努力是否因?yàn)檫x擇 Android游戲項(xiàng)目或者 Android社交應(yīng)用項(xiàng)目不同而有差異（ RQ3）。此外，研究結(jié)果表明，如果必須重新做一個(gè)項(xiàng)目， 20%做 Android社交應(yīng)用項(xiàng)目的學(xué)生會選擇其他的項(xiàng)目，這 個(gè)數(shù)目要比游戲項(xiàng)目的學(xué)生要多。另外，一個(gè)新的 COTSAndroid在軟件體系結(jié)構(gòu)中 的課程中得以介紹，本文目的是確定相同 COTS下不同的輸出，通過回答四個(gè)研究問題來得到評估結(jié)果。此外，該結(jié)果對那些考慮引進(jìn)游戲項(xiàng)目到 SE 和 CS 課程的老師也具有重大意義，因?yàn)檫@些課程中有很多相似的特點(diǎn)。方法的選擇是根據(jù)描述和可視化使用可用的數(shù)據(jù)的兩組之間的差異的最佳方式。 GQM 方法對這個(gè)目標(biāo)具體化為四個(gè)可以支撐指標(biāo)的研究問題。我們不認(rèn)為這些差異對學(xué)生在他們的項(xiàng)目中所使用的方式有重大影響，因?yàn)樗菧?zhǔn)備階段，我們對這兩個(gè)階段重視但是最后又排除在外。獨(dú)立做一個(gè)社交應(yīng)用項(xiàng)目或一個(gè)游戲項(xiàng)目，學(xué)生必須完全的完成項(xiàng)目中的相同階段，提供在 2020和 2020相同的文檔模板基礎(chǔ)上完全相同的文件。第一內(nèi)部威脅的是兩組在評價(jià)中使用的樣本不是隨機(jī)的。 圖 4：項(xiàng)目分布 5 有效性的威脅 我們現(xiàn)在考慮什么是本次 評估的有效性最重要的威脅。我們單獨(dú)運(yùn)行 2020年的社交應(yīng)用項(xiàng)目和 2020 年的游戲項(xiàng)目。 為了調(diào)查項(xiàng)目小組給選擇 Android游戲項(xiàng)目和 Android社交應(yīng)用項(xiàng)目的學(xué)生評分是否有任何差異，假設(shè)沒有任何差異， KruskalWallis 檢驗(yàn)是用來檢驗(yàn)這一假設(shè)，因?yàn)槲覀儾荒芗僭O(shè)一個(gè)正常的人口而兩組樣本的大小是不同的。 從表 7， 8， 9， 10，我們可以發(fā)現(xiàn)游戲項(xiàng)目小組在相似的時(shí)間開銷（ 334 VS 338）編寫的代碼比平均代碼量幾乎多三分之一（超過 133%）。 我們使用 KruskalWallis 檢驗(yàn)方法對實(shí)現(xiàn)兩種不同的項(xiàng)目所得到的文件的數(shù) 量和代碼行數(shù)的差異進(jìn)行了測試，表 10顯示了該測試的結(jié)果。由于兩個(gè)類型的小組都使用 Android 平臺，在復(fù)雜性方面該領(lǐng)域具有可比性，我們期望找到實(shí)現(xiàn)效率上的差異。相反，在這兩個(gè)項(xiàng)目花費(fèi)的時(shí)間分布是非常相似的。 時(shí)間的花費(fèi) 我們要求學(xué)生估計(jì)使用了多少小時(shí)去完成軟件體系結(jié)構(gòu)的項(xiàng)目的 3– 5 階段（核心項(xiàng)目的階段）。兩個(gè)檢驗(yàn)都給出了 p 值（ P＜ ）具體地說，試驗(yàn)表明，在軟件體系結(jié)構(gòu)中的主要類的數(shù)目和層次的數(shù)目在統(tǒng)計(jì)上有著顯著的差異。表 5 列出了主要模塊 /類的數(shù)量和社交應(yīng)用項(xiàng)目和游戲項(xiàng)目中的軟件體系結(jié)構(gòu)的邏輯視圖的層次結(jié)構(gòu)的數(shù)目的統(tǒng)計(jì)。在表中，在他們的項(xiàng)目 4implies 游戲隊(duì)使用的設(shè)計(jì)模式中，這可能會導(dǎo)致游戲項(xiàng)目的使用比在全面統(tǒng)計(jì)圖 3所示的社會項(xiàng)目的更多類型的模式。此外， Abstract Factory模式和 State模式在游戲項(xiàng)目小組中排名 前三的模式，社交應(yīng)用項(xiàng)目小組中排名前三的模式還有集合模式和模板模式。表 4 展現(xiàn)的 KruskalWallis檢驗(yàn)的結(jié)果表明設(shè)計(jì)模式在的兩個(gè)不同的項(xiàng)目類型中實(shí)現(xiàn)的數(shù)量在統(tǒng)計(jì)上無明顯差異。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)強(qiáng)調(diào)項(xiàng)目的兩種類型項(xiàng)目之間的任何差異。報(bào)表獲得的 P值（ P1，P2， P4）顯示選擇游戲項(xiàng)目的學(xué)生比選擇社交應(yīng)用項(xiàng)目的學(xué)生更積極的反饋他們對自己項(xiàng)目的感受。此外， PS6：學(xué)生必須回答如果他們能夠回到過去的時(shí)間，他們是否會選擇另一個(gè)項(xiàng)目。一個(gè)可能的解釋是，一個(gè)游戲的質(zhì)量屬性，如可修改性或可測性，很容易讓學(xué)生聯(lián)想，并抓住學(xué)生的注意力使學(xué)生去深入的了解它。 表 2: Wilcoxon測試 PS1PS11報(bào)表 陳述 COTS 平均 中點(diǎn) 標(biāo)準(zhǔn)偏差 P PS1：從 ATAM上講我發(fā)現(xiàn)它很難評價(jià)其他組的結(jié)構(gòu)？ Game 4 Social 4 PS2：我發(fā)現(xiàn)很難把重點(diǎn)放在我們分配的質(zhì)量屬性上 Game 3 Social 4 PS3：我發(fā)現(xiàn)很容易集成建筑或設(shè)計(jì)圖案 Game 3 Social 3 PS4：我花了更多的時(shí)間有關(guān)技術(shù)問題，而不是建筑事宜 Game 4 Soc