【導(dǎo)讀】現(xiàn)在游戲可以在技術(shù)豐富的配備了筆記本電腦，智能手機(jī)，游戲。機(jī)，機(jī)頂盒，和其他數(shù)字設(shè)備的環(huán)境中運(yùn)行。從這一現(xiàn)象，人們。基于現(xiàn)有的各種游戲開發(fā)環(huán)境，游戲開發(fā)過程中的全部責(zé)任可以分。樂家，漫畫家，劇作家，等等。和使用網(wǎng)絡(luò)上的各種用戶和專家社區(qū)的可用信息得到簡(jiǎn)化。這使得游戲迷們?nèi)鐭o論有沒。實(shí)現(xiàn)自己的游戲概念設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)發(fā)展技能和相關(guān)知識(shí)，積累相關(guān)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。具可以用來研究計(jì)算機(jī)科學(xué)，軟件工程，和游戲編程相關(guān)主題。般來說，游戲可以用三種方式集成在教育中[4,5]。開發(fā)框架學(xué)習(xí)CS和SE方面技能的課程的一部分。GDF表示可以用來開發(fā)或修改游戲，這個(gè)概念是基于一只可以在2D屏幕上移動(dòng)的“海龜”，該“海龜”用可設(shè)。編程使該“海龜”畫。然而，這種說法有待進(jìn)一步相關(guān)理論，應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，評(píng)價(jià)結(jié)果和。在整個(gè)項(xiàng)目中，學(xué)生們必須根據(jù)指定的項(xiàng)。件體系結(jié)構(gòu)方面的質(zhì)量要求進(jìn)行評(píng)估。和游戲開發(fā)項(xiàng)目之間進(jìn)行選擇。

　　

【正文】 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。前兩個(gè)階段讓學(xué)生單獨(dú)或成對(duì)熟悉 COTS、架構(gòu)和設(shè)計(jì)模式。該項(xiàng)目的主要工作是在項(xiàng)目 35階段，包括需求說明，架構(gòu)設(shè)計(jì)，架構(gòu)評(píng)估，項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)和測(cè)試。學(xué)生每個(gè)階段要上交自己的成果，這由課程 負(fù)責(zé)人評(píng)估和反饋，在最后交作品之前使作品不斷改善。在 5階段的結(jié)束，學(xué)生們會(huì)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(píng)估和分級(jí)的。完成 5階段后，學(xué)生回答一個(gè)問卷調(diào)查，主要集中在學(xué)生如何看待該項(xiàng)目。在 6階段，學(xué)生必須對(duì)其進(jìn)行項(xiàng)目的事后分析作為一個(gè)整體來反映他們?cè)陧?xiàng)目中取得的成績(jī)和挑戰(zhàn)。 4 研究結(jié)果 在 2020年和 2020年，學(xué)生可以選擇使用三個(gè) COTS做項(xiàng)目：機(jī)器人（ Java），XNA（ C ），和 Android（ Java）。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。選擇 Android的學(xué)生中， 58名學(xué)生（ 57%）選擇了社會(huì)應(yīng)用， 44名學(xué)生（ 43%）選擇了游戲應(yīng)用。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(huì)應(yīng)用， 19%的人選擇機(jī)器人控制 器。 圖 1：軟件架構(gòu)項(xiàng)目類型的選擇分布圖 圖 1 的數(shù)據(jù)清楚地表明，大多數(shù)學(xué)生喜歡游戲開發(fā)相比其他領(lǐng)域。 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。 在項(xiàng)目的第一階段，學(xué)生們被要求填寫一份調(diào)查問卷，選擇 COTS和領(lǐng)域的原因。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(dòng)機(jī)或娛樂的原因（ %），（ 4）社會(huì)應(yīng)用的動(dòng)機(jī)（ %），（ 5）了解該領(lǐng)域（機(jī)器人，游戲，社會(huì)）（ %），（ 6）硬件上運(yùn)行游戲的動(dòng)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(chǎng)或 XNA俱樂部（ %）。從上面的數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)，游戲領(lǐng)域已經(jīng)吸引學(xué)生注意力和吸引力的外圍設(shè)備的優(yōu)勢(shì)，如硬件或軟件市場(chǎng)， Android社交領(lǐng)域也一樣。但這不是機(jī)器人領(lǐng)域的情況。 下面的小節(jié)重點(diǎn)分析在以下四個(gè)方面是否社交領(lǐng)域和游戲領(lǐng)域不同而產(chǎn)生明顯不同的輸出：（ 1）學(xué)生對(duì)項(xiàng)目的感受，（ 2）軟件體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)復(fù)雜度，（ 3）學(xué)生在項(xiàng)目中的實(shí)現(xiàn)成果（ 4）學(xué)生在項(xiàng)目的評(píng)分。 學(xué)生對(duì)項(xiàng)目的不同感受。 學(xué)生們完成了他們的軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一個(gè)星期后，我們做了一個(gè)關(guān)于項(xiàng)目的調(diào)查。本次調(diào)查的 目的是揭示在學(xué)生對(duì)組隊(duì)完成在 Android平臺(tái)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。在調(diào)查報(bào)告中讓學(xué)生回想該項(xiàng)目對(duì)他們學(xué)習(xí)軟件體系結(jié)構(gòu)有何幫助。 該調(diào)查定義的假設(shè)如下。 H0：學(xué)生對(duì) Android平臺(tái)上的社交應(yīng)用或者游戲應(yīng)用來作為軟件體系結(jié)構(gòu)項(xiàng)目的感受沒有任何差異。 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(cè)試的平等的非參數(shù)方法 [24]。此測(cè)試通常是（ 1）用戶不能假設(shè)一個(gè)正常的人口（ 2）兩組樣本大小是不同的。表 2展示 KruskalWallis 檢驗(yàn)對(duì)報(bào)表 PS1– PS6檢驗(yàn)的結(jié)果。 44個(gè)游戲項(xiàng)目的學(xué)生中 38個(gè)學(xué)生做了問卷， 58個(gè)社會(huì)項(xiàng)目的學(xué)生中的 35個(gè)學(xué)生做了問卷。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(duì)， 5表示非常同意。 表 2: Wilcoxon測(cè)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(píng)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 Social 4 PS5：在項(xiàng)目過程中，我學(xué)到了很多關(guān)于軟件架構(gòu)的 知識(shí) Game 4 Social 4 PS6：如果我能及時(shí)回到過 去的 話， 我會(huì)選擇另一個(gè)項(xiàng)目 Game 1 Social 1 從測(cè)試結(jié)果中，問卷調(diào)查的回答中顯著性差異（ P≤ ）最低的是 PS2（ P = ）。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(duì)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。 Android游戲在量表的得分是 3分，而 Android社交應(yīng)用的得分為 4分。這表明， Android游戲項(xiàng)目的學(xué)生對(duì) PS5表 示中立的態(tài)度，但 Android社交應(yīng)用項(xiàng)目的學(xué)生對(duì) PS5傾向于同意。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(cè)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。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。其他的報(bào)表在學(xué)生感知方面沒有顯著差異。 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(píng)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。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(huì)選擇另一個(gè)項(xiàng)目。圖 2展示了更詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)信息。 圖 2顯示，相比選擇游戲項(xiàng)目的學(xué)生的比例（ 13%）選擇社交應(yīng)用項(xiàng)目的學(xué) 生中有較高比例的學(xué)生，會(huì)選擇另一個(gè)項(xiàng)目（ 20%）?？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。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(duì)自己項(xiàng)目的感受。 圖 2：關(guān)于 PS6：如果 你能回到過去 你會(huì)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(píng)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(píng)估一個(gè)軟件體系結(jié)構(gòu)的好壞。我們承認(rèn)，這樣比較會(huì)有很多誤差源，因?yàn)檫@兩個(gè)領(lǐng)域差別太大。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(duì)足夠詳細(xì)的軟件體系結(jié)構(gòu)提出不同的看法。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。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。 設(shè)計(jì)模式的使用 表 3 是對(duì)軟件體系結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)模式應(yīng)用于社交應(yīng)用項(xiàng)目和游 戲項(xiàng)目數(shù)量的描述性統(tǒng)計(jì)。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。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。 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。根據(jù)閱讀項(xiàng)目報(bào)告，圖 3給出了設(shè)計(jì)模式在社交項(xiàng)目小組和游戲項(xiàng)目小組使用的分布。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。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。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。例如，游戲項(xiàng)目使用的八種設(shè)計(jì)模式相比社交應(yīng)用項(xiàng)目的六種設(shè)計(jì)模式，如圖 3所示。 即使沒有顯著差異，但 P值接近 。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(huì)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(huì)項(xiàng)目的更多類型的模式。 圖 3：游戲和社會(huì)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。 體現(xiàn)軟件體系結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性的兩個(gè)指標(biāo) [24]：（ 1）在軟件體系結(jié)構(gòu)的邏輯視圖描述的主要模塊或類的數(shù)目；（ 2）在軟件體系結(jié)構(gòu)的邏輯視圖的層次結(jié)構(gòu)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)。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)。 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。此外，在游戲項(xiàng)目中的軟件體系結(jié)構(gòu)的層次數(shù)是社交應(yīng)用項(xiàng)目中的軟件體系結(jié)構(gòu)的層次數(shù)的兩倍。 表 6 給出了從 KruskalWallis 檢驗(yàn)得出結(jié)果，對(duì)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。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。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 5：測(cè)量軟件體系結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性 主要模塊的數(shù) /類 結(jié)構(gòu)上 的 的水平數(shù)量 Game Social Game Social 平均 14 3 標(biāo)準(zhǔn)偏差 最大 21 28 4 3 最小 7 3 2 1 表 61：假設(shè)檢驗(yàn)架構(gòu)的復(fù)雜性 假設(shè) COTS N Median P 沒有數(shù)的區(qū)別主要模塊 /類 Game 12 14 Social 16 7 建筑水平在數(shù)量上無差異 Game 12 3 Social 16 2 在項(xiàng)目中投入精力的差異。 要評(píng)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。 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）。表 7顯示了每個(gè)小組給出的估計(jì)小時(shí)數(shù)。 根據(jù)每個(gè)小組投入的時(shí)間，我們使用 KruskalWallis 試驗(yàn)對(duì)每個(gè)小組在 項(xiàng)目花費(fèi)的小時(shí)數(shù)進(jìn)行了差異測(cè)試。 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。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。 表 71：每隊(duì)花在項(xiàng)目上的時(shí)間。 每隊(duì)的時(shí)間（小時(shí)） Game Social 平均 334 338 標(biāo)準(zhǔn)偏差 最大 520 535 最小 110 183 項(xiàng)目分析 此外，我們選擇將項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)程度作為標(biāo)準(zhǔn)來對(duì)在項(xiàng)目過程中工作量的多少進(jìn)行評(píng)估。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]。由于兩個(gè)類型的小組都使用 Android 平臺(tái)，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。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(kù)，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。 以下指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算學(xué)生小組的工作量：（ 1）源文件數(shù)（ NOF）；（ 2）代碼中的注釋的數(shù)量（ NOC）；（ 3）源代碼中不計(jì)空行和注釋行的行數(shù)（ LOC）。 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(kù)代碼文件和資源文件將不統(tǒng)計(jì)到表中 。 我們使用 KruskalWallis 檢驗(yàn)方法對(duì)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(cè)試，表 10顯示了該測(cè)試的結(jié)果。 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。但 P接近 。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。 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%）。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 81：假設(shè)花費(fèi)小時(shí) 假設(shè) COTS N Median P 每隊(duì)的時(shí)間支出無差異 Game 12 362 Social 16 334 表 91：架構(gòu)項(xiàng)目實(shí)施的指標(biāo) NoF NoC LoC Game Social Game Social Game Social 平均 37 24 1016 536 2585 1949 標(biāo)準(zhǔn)偏差 13 13 807 755 1172 1368 最大 54 45 2571 2886 4