软件设计与体系结构
软件设计与体系结构课程设计
软件设计与体系结构课程设计介绍本文档是关于软件设计与体系结构课程设计的报告，主要介绍了我们小组在这个项目中所做的工作和取得的成果。
该项目旨在让我们对软件设计和底层体系结构有更深入的认识，通过设计和实现一个简单的软件系统来学习软件工程实践。
项目背景我们的项目是一个简单的在线图书销售系统，使用Java和Spring框架进行实现。
这个系统提供了用户注册、登录、浏览书籍、查看书籍详情、购买书籍、退货等基本功能。
在该项目中，我们的任务是设计和实现一个可靠、高效的软件系统，并且确保它满足用户需求，同时也要符合软件工程原则。
在软件设计的过程中，我们不仅需要考虑系统的可靠性和可用性，还需要考虑系统的可扩展性和维护性。
项目设计体系结构我们的项目采用了MVC（Model-View-Controller）模式进行设计。
MVC模式将应用程序分为三个部分：模型（Model）、视图（View）和控制器（Controller）。
在该模式下，应用程序的逻辑被分离为三个部分，并且可以在这些部分之间进行互操作。
•模型（Model）：数据层。
•视图（View）：表示层。
•控制器（Controller）：逻辑层。
采用MVC模式可以使代码更好地扩展和维护，同时也能够使代码更加清晰明了。
技术选型我们的项目使用了以下技术：•Java编程语言•Spring框架•MyBatis框架•Tomcat服务器模块设计在MVC模式下，我们的系统被分为以下模块：•用户模块：负责用户的注册、登录、个人信息管理等功能。
•图书模块：负责浏览书籍、查看书籍详情、购买书籍、退货等功能。
•订单模块：负责订单的生成、支付、查询等功能。
数据库设计我们的系统使用MySQL数据库进行数据存储。
数据库中有以下几张表：•用户表：存储用户的注册信息。
•图书表：存储所有的图书信息。
•订单表：存储订单信息。
采用MySQL数据库可以使我们的系统具有高可靠性和可扩展性。
项目实现我们的项目使用了Git进行版本控制，并且使用了Maven管理Java 依赖。
软件设计与体系结构
软件设计与体系结构软件设计和体系结构是构建一个可靠和高效的软件系统的关键步骤。
它涉及到软件的整体结构、组织、模块化和交互等方面的决策和设计。
在本文中，我们将探讨软件设计和体系结构的重要性，以及一些常见的设计原则和模式。
软件设计是指在软件开发过程中，对软件系统的结构、模块、组件和接口等进行规划和设计的过程。
它通常涉及到需求分析、系统设计、详细设计等阶段。
软件设计的目标是确保系统的可靠性、可扩展性、安全性和性能等，同时满足用户需求。
软件体系结构是指软件系统的整体结构和组织方式。
它包括系统的各个模块、组件、接口、数据流和交互等方面的设计。
软件体系结构通常由一组设计原则和模式来指导，以确保系统的可维护性、可扩展性和灵活性。
软件设计和体系结构的重要性不言而喻。
一个好的设计和体系结构可以提高软件的质量和可靠性，减少错误和维护成本。
它可以帮助开发团队更好地组织和管理软件项目，确保项目按时交付并满足用户需求。
同时，良好的设计和体系结构也可以提高开发团队的生产效率，减少开发时间和成本。
在软件设计和体系结构中，有一些常见的设计原则和模式可以帮助开发人员做出正确的设计决策。
首先，单一职责原则要求每个模块或组件只负责一项功能。
这可以使系统的各个部分更加独立和可复用。
其次，开闭原则要求软件系统对扩展开放，对修改关闭。
这意味着系统应该具有良好的扩展性和可维护性，以应对需求的变化。
再次，依赖倒置原则要求高层模块不应依赖低层模块，它们都应该依赖于抽象的接口。
这可以提高系统的灵活性和可测试性。
此外，还有一些常见的设计模式，如观察者模式、策略模式和工厂模式等。
这些设计模式可以帮助开发人员解决一些常见的设计问题，并提高系统的灵活性和可维护性。
总之，软件设计和体系结构是构建可靠和高效软件系统的关键步骤。
它们可以帮助开发团队更好地组织和管理软件项目，确保项目按时交付并满足用户需求。
通过遵循一些设计原则和模式，开发人员可以做出正确的设计决策，提高系统的质量和可维护性。
《软件设计与体系结构》实验指导书
《软件设计与体系结构》实验指导书软件工程教研室前言软件设计与体系结构课程是计算机科学与技术专业（软件工程方向）的一门重要的专业课。
通过本课程的学习，使学生在已有的计算机软硬件基础知识、程序设计知识、数据库和计算机网络知识基础上，系统掌握软件设计的基本方法，并具有针对特定环境下的应用问题进行软件系统开发（包括系统分析，设计与实现）的能力。
通过学习本课程学生可以理解和掌握软件设计与体系结构的分析和设计方法，掌握面向对象系统分析和设计的UML标准建模语言，能够利用Rational Rose软件以某一信息系统为例进行系统分析和设计。
本实验主要包括：系统原理的基本概念、系统开发过程RUP、面向对象分析和面向对象设计的方法、面向对象分析和设计的UML标准建模语言等内容。
通过本课程的学习，学生掌握的知识、内容及掌握的程度要求为：1. 使学生理解面向对象的信息系统的开发过程、系统分析和设计的原则和方法；2. 使学生掌握UML语言的基础知识，以及UML在面向对象的软件系统分析和设计中的应用，并能使用UML工具建立系统模型；3. 使学生掌握在UML系统模型下应用高级语言建立应用系统的方法；4. 通过案例教学和实验，提高学生在应用面向对象技术开发软件方面的动手能力和解决问题的能力，并鼓励创新。
本实验所要求的建模工具为Rational Rose 7.5。
实验要求计算机软件建模技术现在越来越广泛的应用于软件工程、软件体系结构中。
本课程实验的目的是为了使学生在课程理论学习的同时，通过在一个实践的环境下，实际学习软件统一建模语言，对软件建模技术有一个初步的了解及认识。
通过本指导书中的各个实验，学习掌握对一般面向对象系统建模的方法与技术。
总之，通过实验环节，使学生加深了解和更好地掌握《软件设计与体系结构》课程教学大纲要求的内容。
在《软件设计与体系结构》的课程实验过程中，要求学生做到：（1）预习实验指导书有关部分，认真做好实验内容的准备，就实验可能出现的问题提前做出思考和分析。
软件设计与结构体系
软件设计与结构体系软件设计与结构体系软件设计是指在软件开发过程中，根据需求分析和系统设计，对软件进行整体规划和设计的过程。
软件设计的目的是为了确保软件开发的高效性、可靠性、可维护性和可扩展性。
软件设计的核心是软件结构体系，它是软件开发的基础和核心。
软件结构体系是指软件系统中各个组成部分之间的关系和层次结构。
软件结构体系的设计需要考虑软件的功能、性能、可靠性、可维护性和可扩展性等方面。
软件结构体系的设计需要遵循一些基本原则，如模块化、高内聚低耦合、抽象化、层次化等。
模块化是指将软件系统划分为若干个独立的模块，每个模块负责完成一个特定的功能。
模块化的设计可以提高软件的可维护性和可扩展性，同时也可以降低软件开发的复杂度。
高内聚低耦合是指模块内部的各个部分之间的联系紧密，而模块之间的联系尽量松散。
高内聚低耦合的设计可以提高软件的可维护性和可扩展性，同时也可以降低软件开发的复杂度。
抽象化是指将具体的实现细节隐藏起来，只暴露出必要的接口和功能。
抽象化的设计可以提高软件的可维护性和可扩展性，同时也可以降低软件开发的复杂度。
层次化是指将软件系统划分为若干个层次，每个层次负责完成一个特定的功能。
层次化的设计可以提高软件的可维护性和可扩展性，同时也可以降低软件开发的复杂度。
软件结构体系的设计需要根据具体的需求和系统设计进行选择和优化。
在软件开发过程中，需要不断地对软件结构体系进行优化和调整，以满足不断变化的需求和系统设计。
总之，软件设计和结构体系是软件开发的基础和核心，它们的设计和优化直接影响软件的质量和效率。
在软件开发过程中，需要注重软件设计和结构体系的规划和优化，以提高软件的可靠性、可维护性和可扩展性。
软件设计和体系结构
软件设计和体系结构是软件开发过程中两个重要的概念，它们在软件系统的构建和组织中起着关键的作用。
软件设计指的是确定和定义软件系统的结构、组件、模块和其相互关系的过程。
它涉及到将软件系统的需求转化为可执行的软件解决方案。
软件设计的目标是创建一个高效、可维护、可扩展、可靠和可重用的软件系统。
在软件设计过程中，设计师通常会使用各种设计原则、模式和方法来帮助他们制定优良的设计方案。
软件体系结构则是描述软件系统的整体结构和组织方式的概念。
它定义了系统的主要组件、模块、它们之间的关系以及与外部环境的交互。
软件体系结构可以视为软件系统的"骨架"，它决定了系统的整体框架、架构风格和重要决策。
良好的软件体系结构应该具有可维护性、可扩展性、可重用性和性能等方面的优势。
软件设计和软件体系结构之间存在着密切的关系。
软件设计是软件体系结构的一部分，它关注的是如何在系统的局部范围内实现和组织组件和模块。
而软件体系结构则关注的是系统的整体结构和组织方式，包括不同组件之间的交互、通信和协作。
好的软件体系结构应该为软件设计提供指导和框架，而设计决策则应该符合整体体系结构的原则和约束。
综上所述，软件设计和体系结构在软件开发中是相辅相成的概念，它们共同为构建高质量、可靠和可维护的软件系统提供了基础和指导。
软件设计与体系结构知识点
1.软件设计的特征(1)软件设计的开端是出现某些新的问题需要软件来解决，这些需要促使设计工作的开始，并成为整个设计工作最初的基础(2)软件设计的结果是给出一个方案，它能够用来实现所需的、可以解决问题的软件，方案的描述可能是文字、图表，甚至数学符号、公式等组成的文档或模型(3)软件设计包含一系列的转换过程，即把一种描述或模型转换为另一种描述或模型，转换后的形态可能更加具体，或更接近于实现(4)产生新的想法或思路对软件设计非常重要，因为设计也是一个创造性的过程，不同的问题或需求总会存在各自的特点，即使同样的问题在不同时期和环境下也会存在区别，因此设计不会是一成不变的(5)软件设计的过程是不断解决问题和实施决策的过程，因为整个设计是解决一个大的问题，在设计过程中将会分解成众多小问题，涉及真需要一次解决这些小的问题，并在出现多种方案或策略时进行决策，选择其中最合适的(6)软件设计也是一个满足各种约束的过程，因为软件可能在性能、运行环境、开发时间、成本、人员技术水平等各个方面存在约束，设计必须在满足这些约束的情况下给出最佳的设计方案(7)大多数的软件实际是一个不断演化的过程，因为需求在一开始很可能是不完整或不精确的，在设计过程中还会不断发生变化并逐步稳定下来，因此设计需要根据需求的变化而不断演化。
2.软件设计的要素( 1 ) 目标描述 ( 2 ) 设计约束 ( 3 ) 产品描述 ( 4 ) 设计原理 ( 5 ) 开发规划 ( 6 ) 使用描述3.软件设计体系的定义( 1 )软件设计体系结构是软件系统的结构，包含软件元素、软件元素外部可见的属性以及这些软件元素之间的关系( 2 )软件体系结构是软件系统的基本组织，包含构建、构件之间、构件与环境之间的关系，以及相关的设计与演化原则4.软件设计的主要活动( 1 ) 软件设计计划 ( 2 ) 体系结构设计 ( 3 ) 界面设计 ( 4 ) 模块/子系统设计 ( 5 ) 过程/算法设计( 6)数据模型设计5.体系结构“4+1 ”多视图建模( 1 )逻辑视图：该视图关注功能需求，即系统应该为最终用户提供什么服务，它与应用领域精密相关( 2 )进程视图：该视图捕获设计中关于并发和同步的内容，重视一些非功能需求，例如性能、可扩展性等，定义了运行实体和它们的属性。
软件设计模式与体系结构
软件设计模式与体系结构软件设计模式与体系结构是软件开发过程中一个重要的部分，它涉及软件的结构和性能，是一种很有效的软件开发技术。
这种技术帮助软件开发者以有效的方式分析、设计和实施软件系统。
设计模式通常包括概念、实践、方法和工具，可以帮助开发人员编写更有效的代码来实现某些功能。
软件设计模式可以帮助分析和识别系统中存在的问题，并且可以提供一种机制来解决这些问题。
它们是一种有效的技术，可以帮助开发人员分析系统中存在的问题，并确定最佳的解决方案。
它们还可以帮助编写更有效的代码，使软件的功能更加完善而且更具灵活性。
软件设计模式可以提高软件开发的效率，并且可以确保软件系统能够实现其功能。
设计模式可以帮助软件开发人员有效地分析软件系统，并且可以帮助软件开发人员在开发软件时，利用模式的优点来实现更高的质量的软件系统。
软件体系结构是软件开发的基础，它指的是软件系统的组织结构，它定义了软件系统的整体结构和功能性的架构。
它不仅可以帮助实施高效的设计，而且可以指导软件开发过程，为软件开发提供有效的指导。
软件体系结构可以确保软件系统能够实现其功能，并且可以实现高效的开发。
它提供了一种抽象的方法，可以将软件系统模块化，用来控制数据的流动，从而改进软件的性能。
它还可以帮助软件开发者更好地理解软件结构和功能，还可以帮助系统可以得到更好的维护和扩展。
因此，软件设计模式和体系结构在软件开发过程中起着重要的作用，可以帮助软件开发者更好地分析、设计和实施软件系统，以满足业务需求。
它们可以帮助软件开发者实现更高的质量的软件系统，并且可以提升软件开发的效率。
因此，软件设计模式和体系结构是一个很重要的研究领域，有助于促进软件开发的发展。
软件设计与体系结构知识点
软件设计与体系结构知识点软件设计与体系结构是软件开发过程中非常重要的两个环节。
设计是指通过分析需求，确定软件系统所需的各个组成部分及其相互关系，以及确定各个组成部分的详细设计方案的过程。
体系结构是指软件系统的整体架构，包括各个组件之间的关系，以及软件系统与外部环境的交互方式。
软件设计的主要知识点包括：1.需求分析：分析用户需求，明确软件系统的功能、性能、可靠性等方面的要求。
2.设计原则：包括开放封闭原则、单一职责原则、里氏替换原则、接口分离原则等。
3.设计模式：是一套被反复使用的、经过验证的、用来解决在软件设计过程中常见问题的解决方案。
常见的设计模式有工厂模式、单例模式、观察者模式、策略模式等。
4.UML（统一建模语言）：是一种用于软件系统建模的标准化语言。
包括用例图、类图、时序图、状态图等。
5.架构模式：是一种包含一组满足特定需求的技术决策，指导解决软件系统中基本设计问题的模式。
常见的架构模式有分层架构、客户端-服务器架构、发布-订阅架构等。
软件体系结构的主要知识点包括：1.分层架构：将软件系统分为若干层，每一层负责处理特定的功能或任务，层与层之间通过接口进行通信。
2.客户端-服务器架构：将软件系统分为客户端和服务器两部分，客户端向用户提供界面和交互功能，服务器处理客户端发送的请求并返回相应结果。
3.分布式架构：将软件系统的各个组件分布在不同的物理节点上，通过网络进行通信。
4.微服务架构：将软件系统拆分为若干个小型服务，每个服务负责一个特定的功能，通过接口和消息进行通信。
5.事件驱动架构：系统中的各个组件通过发布-订阅模式进行通信，一个组件发生变化时通知其他相关组件。
在实际应用中，软件设计与体系结构的知识点通常会结合起来使用，以满足软件系统的需求。
同时，不同的项目可能有不同的设计与体系结构要求，开发人员需要根据具体项目的需求来选择适合的设计和架构模式。
软件设计与体系结构教案-概述说明以及解释
软件设计与体系结构教案-范文模板及概述示例1:软件设计与体系结构教案引言：软件设计与体系结构是计算机科学和软件工程领域的重要学科，它涉及到软件系统的设计和开发过程中如何构建有效的软件结构和体系架构。
本文将介绍一份软件设计与体系结构的教案，旨在帮助教师教授相关的知识和技能。
一、教学目标：1. 了解软件设计和体系结构的概念和基本原理。
2. 掌握软件设计和体系结构的常用方法和技术。
3. 能够应用所学知识设计和实现一个简单的软件系统。
4. 培养学生的团队协作和项目管理能力。
二、教学内容：1. 软件设计基础：- 软件设计概述- 软件开发生命周期- 需求分析与规格说明- 软件设计原则和准则2. 软件体系结构：- 概述和定义- 模块化和分层设计- 客户端-服务器架构- 分布式系统设计- 微服务架构- 云计算和大数据处理3. 软件设计模式：- 设计模式概述- 创建型模式：工厂模式、单例模式等- 结构型模式：适配器模式、装饰者模式等- 行为型模式：观察者模式、策略模式等4. 软件设计工具和环境：- UML建模工具- 代码编辑器和集成开发环境- 版本控制工具三、教学方法：1. 授课讲解：教师通过授课讲解软件设计和体系结构的基本概念和原理，引导学生理解和掌握相关知识。
2. 实例分析：教师提供一些实际的软件系统案例，帮助学生分析和理解不同的软件设计和体系结构方法。
3. 小组讨论：学生分组进行讨论和合作，在教师的引导下，通过讨论和交流来完成一些案例分析和设计任务。
4. 实践项目：要求学生团队合作，根据所学知识设计和实现一个简单的软件系统，并撰写相关的设计文档和报告。
四、教学评估：1. 课堂参与和问题解答：评估学生对教学内容的理解和掌握程度。
2. 小组讨论和案例分析报告：评估学生在小组讨论和实例分析中的合作和表现。
3. 软件系统设计和实现：评估学生团队合作和项目管理能力，以及对软件设计和体系结构的应用能力。
五、教学资源：1. 教科书：提供相关的软件设计和体系结构教材。
软件设计与体系结构实验指导书
实验1：ACME软件体系结构描述语言应用一、实验目的1）掌握软件体系结构描述的概念2）掌握应用ACMESTUDIO工具描述软件体系结构的基本操作二、实验学时2学时。
三、实验环境计算机及ACMESTUDIO。
四、实验内容利用ACME语言定义软件体系结构风格，修改ACME代码，并进行风格测试。
五、实验操作步骤一、导入Zip文档建立的一个Acme Project，并且命名为AcmeLab2。
如下图：接着导入ZIP文档，导入完ZIP文档后显示的如下图：二、修改风格在AcmeLab2项目中,打开families下的TieredFam.acme.如下图：修改组件外观1. 在组件类型中，双击DataNodeT; 在其右边的编辑器中，将产生预览；选择Modify按钮，将打开外观编辑器对话框。
2. 首先改变图形：找到Basic shape section，在Stock image dropdown menu中选择Repository类型.3. 在Color/Line Properties section修改填充颜色为深蓝色。
4. 在颜色对话框中选择深蓝色，并单击 [OK].5. 修改图形的边框颜色为绿色7. 单击Label tab，在Font Settings section, 设置字体颜色为白色,单击[OK]产生的图形如下图：添加新元素类型1. 在Component Types section选择New按钮2. 在对话框中，类型名称输入LogicNodeT .3. 选择TierNodeT 为父类型.4. 单击 [Finish].5. 按照修改外观的步骤，修改LogicNodeT的外观：填充颜色为浅绿色，边框颜色为黑色，大小为2，其他默认。
产生的图形如下图：添加新属性类型1. 选择Property Types2. 选择New按钮3. 在对话框中，类型名称为TierPropT4. 类型选择enum5. 值为：client, logic, data6. 单击[OK].添加属性1. 激活属性视图页2. 双击TierNodeT3. 选择Properties tab4. 右击空白位置，或者单击图标，选择新建属性5. 属性名为tier.6. 类型为TierPropT（找不到，则直接输入TieredFam.TierPropT）7.单击 [OK].添加规则1. 单击Family editor中的TieredFam (Press to select).2. 选择属性视图中的规则页3. 单击生成新规则4. 规则名为hostCheck，选择invariant单选项5. 在规则框中输入（直接粘贴过去）Forall t1 : TierNodeT in ponents |!t1.allowShareHost -> (Forall t2 : TierNodeT in ponents | t1 != t2 -> t1.host != t2.host)6. 单击 [Parse Rule] 以确认无语法错误，有错误，要重新写。
(完整版)《软件设计与体系结构》教学大纲-2014-2月版
《软件设计与体系结构》教学大纲一、课程基本信息二、课程目的和任务软件体系结构是根植于软件工程发展起来的一门新兴学科，目前已经成为软件工程研究和实践的主要领域。
专门和广泛地研究软件体系结构是从20世纪90年代才开始的，1993-1995年之间，卡耐基梅隆大学的Mary Shaw与David Garlan，贝尔实验室的Perry,南加州大学的Barry Boehm，斯坦福大学的David Luckham等人开始将注意力投向软件体系结构的研究和学科建设。
三、本课程与其它课程的关系。
体系结构在软件开发中为不同的人员提供了共同交流的语言，体现并尝试了系统早期的设计决策，并作为系统设计的抽象，为实现框架和构件的共享和重用、基于体系结构的软件开发提供了有力的支持。
鉴于体系结构的重要性，Dewayne Perry将软件体系结构视为软件开发中第一类重要的设计对象，Barry Boehm也明确指出：“在没有设计出体系结构及其规则时，整个项目不能继续下去，而且体系结构应该看做是软件开发中可交付的中间产品”。
四、教学内容、重点、教学进度、学时分配第一章软件体系结构概论1．1 从软件危机谈起1．1．1 软件危机的表现1．1．2 软件危机的原因1．1．3 如何克服软件危机1．2 构件与软件重用1．2．1 构件模型及实现1．2．2构件获取1．2．3 构件管理1．2．4构件重用1．2．5 软件重用实例1．3 软件体系结构的兴起和发展1．3．1 软件体系结构的定义1．3．2 软件体系结构的意义1．3．3 软件体系结构的发展史1．4 软件体系结构的应用现状第二章软件体系结构建模2．1 软件体系结构建模概述2．2 "4+1"视图模型2．2．1 逻辑视图2．2．2 开发视图2．2．3 进程视图2．2．4 物理视图2．2．5 场景2．3 软件体系结构的核心模型2．4 软件体系结构的生命周期模型2．5 软件体系结构抽象模型2．5．1 构件2．5．2 连接件2．5．3 软件体系结构2．5．4 软件体系结构关系2．5．5 软件体系结构范式第三章软件体系结构风格3．1 软件体系结构风格概述3．2 经典软件体系结构风格3．2．1 管道和过滤器3．2．2 数据抽象和面向对象组织3．2．3 基于事件的隐式调用3．2．4 分层系统3．2．5 仓库系统及知识库3．2．6 C2风格3．3 客户朋艮务器风格3．4 三层C／S结构风格3．4．1 三层C／S结构的概念3．4．2 三层C／S结构应用实例3．4．3 三层C／S结构的优点3．5 浏览器朋艮务器风格3．6 公共对象请求代理体系结构3．7 正交软件体系结构3．7．1 正交软件体系结构的概念3．7．2 正交软件体系结构的实例3．7．3 正交软件体系结构的优点3．8 基于层次消息总线的体系结构风格3．8．1 构件模型3．8．2 构件接口3．8．3 消息总线3．8．4 构件静态结构3．8．5 构件动态行为3．8．6 运行时刻的系统演化3．9 异构结构风格3．9．1 为什么要使用异构结构3．9．2 异构结构的实例3．9．3 异构组合匹配问题3．10 连系统构成的系统及其体系结构3．10．1 连系统构成的系统3．10．2 基于SASIS的软件过程3．10．3 应用范围3．11 特定领域软件体系结构。
软件设计与体系结构总结
软件设计与体系结构总结体系结构概要1.软件开发知识的半衰期为3年2.⽀持软件⼯程的根基在于质量关注点• 软件⼯程过程和实践的通⽤原则主要是：– ①为最终⽤户提供价值，– ②保持简洁，– ③维护可见的东西（产品和计划），– ④认识（必须理解别⼈将消费你所⽣产的产品），– ⑤⾯向未来，– ⑥计划复⽤，以及⑦认真思考3. 关于软件⼯程原则指导实践的核⼼原则：（1）指导过程的原则、（2）指导实践的原则指导框架活动的原则：沟通原则、策划原则、建模原则、构造原则、部署原则建模原则：1.敏捷模型建模原则、2. 需求建模原则、3. 设计建模原则4. 软件的三个设计层次：体系结构级，代码级，执⾏级\5. 软件体系结构的定义（1）Dewayne Perry和A1ex Wolf这样定义：软件体系结构是具有⼀定形式的结构化元素，即构件的集合，包括处理构件、数据构件和连接构件。
处理构件负责对数据进⾏加⼯，数据构件是被加⼯的信息，连接构件把体系结构的不同部分组合连接起来。
这⼀定义注重区分构件，这⼀⽅法在其他的定义和⽅法中基本上得到保持。
\6. 在体系结构的层次上，相关的系统级别的问题包括了容量、吞吐量、⼀致性、构件的兼容性等。
7.体系结构的设计原则： 1.抽象原则 2.分⽽治之 3.封装和信息隐蔽原则 4.模块化原则 5.⾼内聚低耦合 5.关注点分离 6.策略和实现分离策略 7.接⼝和实现分离原则\8. 请解释需求⼯程需求⼯程（Requirement Engineering，RE）是指致⼒于不断理解需求的⼤量任务和技术。
从软件过程的⾓度来看，需求⼯程发⽣在与客户沟通活动和为⼀般的软件过程定义的建模活动过程中，其任务是为设计和构建活动建⽴⼀个可靠坚固的基础，它必须适应过程、项⽬、产品和⼈员⼯作的需要。
需求⼯程在设计和构造之间建⽴起联系的桥梁。
9．需求⼯程过程通过执⾏七个不同的活动来实现：起始、导出、精化、协商、规格说明，确认和管理，其中起始、导出和精化属于项⽬的起始阶段下⾯这组问题有助于理解为什么导出需求这么困难：范围问题：理解问题：易变问题。
软件设计与体系结构课后练习部分答案
答：
UML的发起者在最初制定UML时，充分考虑了各种需求、方法和语言的特点使UML在表达能力、对新技术的包容能力和扩张性等方面具有显著的优势：
（1）为使用者提供了统一的、表达能力强大的可视化建模语言，以描述应用问题的需求
模型、设计模型和实现模型。
（2）提供对核心概念的扩展机制，用户可加入核心概念中没有的概念和符号，可为特定
3、内聚度、耦合度分别指什么？为什么软件设计要追求高内聚、低耦合？
答：
内聚度是一个模块内部各成分之间关联程度的度量；耦合度是对模块间关联程度的度量。
软件设计中通常用耦合度和内聚度作为衡量模块独立程度的标准。划分摸块的一个准则就是高内聚低耦合。模块间的耦合度是指模块之间的依赖关系，包括控制关系、调用关系、数据传递关系。模块间联系越多，其耦合性越强，同时表明其独立性越差。降低模块间的耦合度能减少模块间的影响，防止对某一模块修改所引起的“牵一发动全身”的水波效应，同时每一个类完成特定的独立的功能，实现高内聚，保证系统设计顺利进行。内聚和耦合密切相关，同其它模块存在强耦合关系的模块常意味这弱内聚，强内聚常意味着弱耦合。
第一章作业
6、简要叙述软件设计在软件工程中所处的位置和重要性。
答：
所处的位置：软件需求分析需求规格说明软件设计设计文档软件编码。
重要性：
（1）是对软件需求的直接体现；
（2）为软件实现提供直接依据；
（3）将综合考虑软件系统的各种约束条件并给出相应方案；
（4）软件设计的质量将决定最终软件系统的质量；
（5）及早发现软件设计中存在的错误将极大减少软件修复和维护所需的成本。
13、什么是软件设计规格说明？它在软件开发中有何重要用途？
答：
软件体系结构与设计
软件体系结构与设计软件体系结构与设计是指基于软件需求和规范，将系统按照一定的结构组织起来，设计出合理的软件结构和模块之间的关系，以满足系统的目标和需求。
其目的是在需求分析和程序编码之间，建立一种桥梁，提高软件的可靠性、可维护性、可扩展性、可复用性和可移植性。
本文将从软件体系结构和软件设计两方面介绍软件体系结构与设计的相关概念及其重要性。
一、软件体系结构的概念软件体系结构是指按照一定的原则和方法对软件系统进行分解和组合的过程，并对分解出来的各子系统及其组成元素进行描述、分析和设计。
它包括了软件系统的组成、结构、组织方式、分层、通信和数据传输等方面的内容。
软件体系结构的主要任务是确定软件系统的整体框架和各子系统之间的协作关系。
其目标是提高软件的可靠性、可维护性、可扩展性和可重用性，并且降低开发和维护成本。
软件体系结构可以理解为软件系统的骨架，支撑着整个系统的各个模块和功能，是软件系统的重要组成部分。
二、软件设计的概念软件设计是指在软件开发过程中，根据软件需求规格说明书（SRS）对软件进行概念设计、详细设计、编码和测试的过程。
它是在软件体系结构的基础上，根据软件需求、性能要求、可靠性要求、可维护性要求等非功能性需求，设计出软件系统的具体实现方案。
软件设计通常包含以下步骤：1. 概念设计：根据SRS文档中的要求，确定软件系统的总体结构、模块划分和模块之间的关系。
2. 详细设计：在概念设计的基础上，对各个模块进行细化设计，包括模块内部的数据结构、算法和接口等。
3. 编码：将详细设计的方案转化为实际的软件代码，并注释和测试。
4. 测试：对编码完成的软件进行测试，检查软件是否能够满足需求规格说明书中的要求。
软件体系结构与设计是软件开发过程中至关重要的部分。
其重要性体现在以下几个方面：1. 提高软件的可维护性：通过合理的软件体系结构和设计，可以使软件系统的维护变得更加容易和高效。
2. 提高软件的可重用性：软件体系结构和设计可以使软件系统的各个模块和组件具有高度的可重用性，提高软件的开发效率和应用范围。
《软件设计与体系结构》教学大纲
《软件设计与体系结构》教学大纲01.课程的性质、目的与任务《软件设计与体系结构》课程是为软件工程专业开设的必修课，也是计算机科学与技术软件开发方向课程。
本课程运用工程的思想、原理、技术、工具，来对软件设计以及软件体系结构的相关思想、理论与方法进行系统介绍，包括软件模型和描述、软件体系结构建模和UML、软件设计过程、软件体系结构风格、面向对象的软件设计方法、面向数据流的软件设计方法、用户界面设计、设计模式、Web服务体系结构、基于分布构件的体系结构、软件体系结构评估、软件设计的进化、云计算的体系结构等内容。
本课程的具体任务包括：1．让学生建立构建软件系统架构一般方法的感性认识，理解并掌握软件系统架构分析、体系结构建模与架构设计的相关理论知识，培养学生软件架构设计的基本能力，能从内部模块规划设计、系统层次结构的构建开始，了解构建系统结构的一般技术和方法。
2．在构建软件系统的过程中，理解软件系统构建的一些关键问题，学习应对不同需求的系统对策和设计实现技术，使学生初步具备一定的系统架构分析与设计能力，同时，深入理解各种典型框架技术及原理，并初步具备运用模式设计思想开展软件详细设计的能力。
3．一方面，让学生理解并掌握软件体系结构的重要概念、术语和系统化方法，建立软件架构设计的理念，了解当前流行的框架技术，并理解其原理。
另一方面，以加深知识理解和培养初步架构设计能力为目的，并在项目开发中加以实践；在实践环节中重点培养运用典型框架进行项目构建的能力和使用设计模式进行细化设计的能力。
02.课程教学基本要求及基本内容第1章引言（一）基本教学内容1.1 软件1.2 软件工程1.3 软件设计1.4 软件体系结构（二）基本要求教学目的：理解软件的本质、软件神话、软件工程，了解软件过程和软件工程实践的相关内容，了解网络环境带来的各类问题。
教学重点：软件工程中的设计、设计过程和设计质量、软件设计原则。
教学难点：什么是软件体系结构、软件体系结构的内容、设计阶段的软件体系结构。
软件设计及体系结构课后习题答案(秦航)
软件设计与体系结构答案目录：第一章 (4)1.什么是软件？软件的特点是什么？软件有那些分类？2.软件设计应该包括哪些要素？软件设计在软件工程中所处的位置和重要性如何？3.请用自己的话说明软件体系结构。
传统的建筑体系结构科学和软件体系结构有何相似之处？有何不同之处？4.软件设计和软件体系结构有何关系？软件体系结构的出现有何必然性和重要意义？5.在软件设计过程中，人们需要重点考虑软件系统结构的哪些方面？第二章 (5)1.什么是软件模型？2.软件模型对软件体系结构的作用是什么？3.常用的软件模型有哪些？4.什么是软件模型的非形式化描述和形式化描述？5.软件体系结构设计方法中的水平型设计和垂直型设计各有什么特点？6.什么是ADL？7.典型的ADL有哪几种？第三章 (6)1.在整个开发过程中，UML主要起到什么作用？2.如何利用模式解决在面向对象系统分析与设计中遇到的问题？3.UML中都包含哪些图？简述这些图的作用。
14.简述用例图之间的关系。
5.简述协作图和序列图的区别。
6.神舟六号描述画出能正确表示它们之间关系的UML图。
7.某个网上银行的用户登录过程用一个时序图描述这个过程。
第四章 (9)1.简述抽象与逐步求精的含义。
2.简述模块化与信息隐藏的关系。
3.为什么软件要追求高内聚、低耦合？4.软件设计过程中包含哪些活动？5.试总结本章列举的软件体系结构设计方法的特点。
第五章 (10)1.选择一个熟悉的大型软件系统，分析其体系结构中用到的风格，以及表现出的特点（为什么要采用这种风格？采用这种风格带来哪些优势？具有哪些不足？）2.选择4种风格，设计简单的体系结构，并实现简单的原型系统3.不同的体系结构风格具有各自的特点、优劣和用途，试对管道-过滤器风格，分层系统、C2风格和基于消息总线（基于事件的隐式调用）的风格进行分析比较。
第六章 (13)1.简述面向对象方法支持的3种基本活动.2.简述面向对象的系统开发生命周期。
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1.面向对象编程中是如何体现封装性的？2.面向对象编程的重载和重写的含义是什么？3.什么是接口回调？其过程细节是怎样的？4.是举例说明什么是组合关系和依赖关系？5.距离说明什么是抽象类和接口，有什么区别，如何应用它们？6.面向对象方法有哪些基本原则？①抽象类与接口②面向抽象原则③开-闭原则④“多用组合，少用继承”原则⑤“高内聚-低耦合“原则7.什么是设计模式？它的基本要素有哪些？8.什么是框架？框架与模式的区别有哪些？框架是针对某个领域，提供用于开发应用系统的类的集合。
区别：①层次不同②范围不同③相互关系9.举例说明面向对象的多态性？10.软件体系结构有哪几种形式？1.概念结构：从主要设计元素（构件）及其相互关联、设计原则和性能角度考虑的结构。
2.模块结构：根据功能分解建立模块的层次结构包括模块接口、模块管理、模块控制和一致性等问题。
3.代码结构：描述源程序，二进制程序，库文件。
在开发环境下的组织包括系统资源配置管理，系统构造和对象嵌入机制 OEM 等。
4.执行结构：描述系统的动态结构包括性能、调度、动态配置和不同系统间的接口等。
11.构件之间的连接方式有哪些？1)过程调用: 在某一特定执行路径中传递执行指针。
如普通过程调用、远程过程调用。
2)数据流: 相互独立的处理通过数据流进行交互，在得到数据的同时被赋予控制权限。
如 UNIX 系统中的管道。
3)间接激活: 处理因事件的发生而激活，在处理间没有直接交互。
例如，事件驱动系统、自动垃圾回收等。
4)消息传递: 相互独立的处理间有明确交互，通过显式数据传递。
传递可以是同步的，也可以是异步的。
如TCP/IP 。
5)共享数据: 构件通过同一数据空间进行并发操作。
如多用户数据库, 数据黑板。
12.C/S体系结构的主要组成部分有哪些？其作用是什么？1)服务器：负责给其他子系统提供服务。
如，数据库服务器提供数据存储和管理服务，文件服务器提供文件管理服务，打印服务器提供打印服务等。
2)客户机：向服务器请求服务。
客户机通常都是独立的子系统，在某段时间内，可能有多个客户机程序在并发运行。
3)网络：连接放在不同机器上的客户机和服务器。
13.三层C/S体系结构的数据处理流程是怎样的？14.软件体系结构的评价指标有哪些？1)性能：性能是指系统的响应能力，即响应时间、单位时间的处理量及特定事务的处理时间等。
一般使用基准测试程序对性能进行测试。
2)可靠性：可靠性是指“在特定环境和特定时间内，计算机程序无故障地运行的概率”。
可靠性通常用“平均失效间隔时间”（MTBF）来衡量。
MTBF＝MTTF＋MTTR3)可用性：可用性是系统能够正常运行的时间比例。
4)安全性：安全性是系统在向合法用户提供服务的同时能够阻止非授权用户使用的企图或拒绝服务的能力。
安全性又可划分为机密性、完整性、不可否认性及可控性等。
5)可修改性：可修改性是指能够快速地以较高的性能价格比对6)功能性：功能性是系统能完成所期望工作的能力。
一项任务的完成需要系统中许多构件的相互协作。
7)可变更性：可变更性是指体系结构经扩充或变更而成为新体系结构的能力。
这种新体系结构应该符合预先定义的规则，在某些具体方面不同于原有的体系结构。
当要将某个体系结构作为一系列相关产品（例如，软件产品线）的基础时，可变更性有重要的作用。
8)可集成性：集成性是指系统能与其他系统协作的程度。
9)互操作性：作为系统组成部分的软件不是独立存在的，经常与其他系统或自身环境相互作用。
为了支持互操作性，软件体系结构必须为外部可视的功能特性和数据结构提供精心设计的功能入口。
15.什么是ADL，常见的主流ADL有哪些？体系结构描述语言（architecture description language,ADL）是参照传统编程语言，并针对软件体系结构特点，重新设计、开发和使用的专门的软件体系结构描述语言。
主要的体系结构描述语言（ADL）：Aesop支持体系结构风格的应用;MetaH为设计者提供了关于实时电子控制系统软件的设计指导;C2支持基于消息传递风格的用户界面系统的描述;Rapide支持体系结构设计的模拟，并提供了分析模拟结果的工具;SADL提供关于体系结构细化的形式化基础；Unicon支持异构的构件和连接类型，并提供了关于体系结构的高层编译器；Wright支持体系结构之间交互的说明和分析。
16.ADL有哪些特性？1)构造能力：ADL能使用较小的独立体系结构元素来建造大型软件系统。
2)抽象能力：ADL可以在描述软件体系结构中的构件和连接件时只关注它们的抽象特性，而不管其具体的实现细节。
3)复用能力：ADL在设计和开发软件系统时可把所用到的构件、连接件甚至是软件体系结构都当做可复用的部件。
4)组合能力：ADL在描述每一系统元素时都要描述其自己的局部结构，这种描述局部结构的特点使得ADL可支持软件系统的动态变化组合。
5)异构能力：ADL允许多个不同的体系结构描述关联存在。
分析和推理能力：ADL允许对其描述的体系结构进行多种不同的性能和功能上的多种推理分析。
17.ADL构成元素？构件：构件是一个计算单元或数据存储。
可以包含多种属性，如接口、类型、语义、约束、演化和非功能属性等接口是构件与外部世界的一组交互点，ADL中的构件接口说明了构件提供了哪些服务。
连接件：用来建立构件之间的交互以及支配这些交互规则的体系结构构造模块。
连接件可以是共享变量、表入口、缓冲区、对连接器的指令、动态数据结构等。
连接件也有接口。
连接件的接口由一组角色组成，连接件的每一种角色定义了该连接件表示的交互的参与者，二元连接有两个角色，如消息传递连接件的角色是发送者和接收者。
体系结构配置：体系结构配置描述体系结构的构件与连接件的连接图。
体系结构配置提供信息来确定构件是否正确连接、接口是否匹配、连接件构成的通信是否正确，并说明实现要求行为的组合语义。
18.设计模式基本要素？模式名用于描述模式的名字，说明模式的问题、解决方案和效果。
问题解决说明在何种场合使用模式。
要描述使用模式的先决条件和特定设计问题解决方案描述设计的成分、它们之间的相互关系、各自的职责和合作方式。
效果描述模式使用的效果，包括对时间和空间的衡量，以及对系统灵活性、可扩充性、可移植性的影响。
19.设计模式分为哪些类型？依据设计模式工作目的不同，模式可分为1)创建型模式 (Creational pattern) 与对象的创建有关；2)结构型模式(Structural pattern) 处理类和对象的组合，将一组对象组合成一个大的结构，例如复杂的用户界面；3)行为型模式 (Behavioral pattern) 描述类或对象的交互和职责分配，定义对象间的通信和复杂程序中的流控。
依据设计模式是用于类还是用于对象，模式还可分为类模式和对象模式。
20.何为软件构件？软件构件是一种组装单元，它具有规范的接口规格说明和显式的语境依赖。
软件构件可以被独立部署，并由第三方任意地组装。
21.软件构件分为哪些类型？1)纯计算构件: 具有简单输入输出关系，没有运行状态变化如数值计算、过滤器、转换器等。
2)存储构件: 存放共享的、永久性的、结构化的数据。
如数据库、文件、符号表、超文本等。
3)管理构件: 执行操作与运行状态紧密相关。
如抽象数据类型、面向对象系统中的对象、服务器等。
4)控制构件: 管理其它构件运行的时间、时机及次序。
例如，调度器、同步器等。
5)链接构件: 在实体之间传递信息。
例如，通信机制、用户界面等。
22.什么叫数据黑板？黑板系统的组成结构是怎样的?如果是由共享数据的当前状态触发相应的处理，那么这种体系结构就叫做数据黑板；黑板系统由以下三部分组成。
a)知识源。
知识源中包含独立的、与应用程序相关的知识b)黑板数据结构。
黑板数据是按照与应用程序相关的层次来组织数据，知识源通过不断地改变黑板数据来解决问题。
c)控制。
控制完全由黑板的状态驱动，黑板状态的改变决定使用的特定知识。
23.什么是参考模型？请给出OSI参考模型的体系结构标准？⏹一般的软件体系结构模型反映的是已有系统的体系结构，而参考模型反映了一大类系统的体系结构。
⏹参考模型源于对应用领域的研究，它描述了一个理想化的包含了系统应具有的所有特征的软件体系结构。
⏹典型的例子是OSI参考模型。
它描述了开放系统互连的标准。
如果一个系统遵从这个标准，就可以与其他遵从该标准的系统互连。
⏹通常，参考模型不能被正式看作是系统实现的方式，而主要使用它作为比较一个应用领域中不同系统之间异同的工具。
⏹OSI参考模型是一个七层模型。
较低层主要实现物理连接，中间层主要实现数据传输，较高层实现带有语义的应用信息的传输。
⏹其他典型的参考模型有关CASE环境的参考模型ECMA，关于软件工厂的参考模型，某些设计模式等。
24.什么是分布式系统？25.分布式系统的主要特征有哪些？1)资源共享允许硬件、软件资源共享使用。
2)开放性是指系统通过非私有资源来扩展自己的能力。
分布式系统可包括来自不同厂家的硬件和软件的兼容产品。
3)并发性在分布式系统中，在网络的不同计算机上可同时运行多个进程，它们在运行期间可以互相通信。
4)可伸缩性分布式系统是可伸缩的，可以通过增加新的资源来满足对系统的新的需求。
5)容错性具有多台计算机和复制信息的潜能意味着分布式系统能够容忍某些硬件或软件的失效。
在大多数系统中，当失效发生时会导致某些服务能力下降，只有当网络失效时才完全丧失其服务能力。
6)透明性是指对用户隐藏了系统的分布情况。
用户可以完全透明地访问系统的资源而不必了解系统资源的分布。
不过，在多数情况下，可以让用户了解一些有关系统组织的知识，这有助于用户更好地使用这些资源。
26.什么是抽象工厂模式？其结构是怎样的？提供一个创建一系列或相互依赖对象的接口，而无需指定它们具体的类。
27.什么是组合模式？其结构如何？将对象组合成树形结构表示“部分-整体”的层次结构。
28.什么是中介者模式？它有什么优点？用一个中介对象来封装一系列的对象交互，中介者是各对象不需要显示地相互吸引，从而使其耦合松散，而且可以独立地改变它们之间的交互。
29.什么是行为型模式？请列出6种属于行为型模式的设计模式？30.什么是结构型模式？请列出6种属于结构型模式的设计模式？31.远程代理模式实现的过程细节是怎样的？。