软件构件与中间件-seipkueducn-PKUSEI
软件平台与中间件技术课程设计教学大纲(新)
《软件平台与中间件技术》课程设计教学大纲英文名称：Software Platform and Middleware Technology课程编号：7022213学时数：40+S8课程性质：限选先修课程：JAVA程序设计、C#程序设计、操作系统、数据库原理、计算机系统结构、计算机网络基础适用专业：计算机科学与技术、软件工程、物联网工程一、课程设计的和目的和任务1. 本课程设计的目的是为了让学生更好地掌握中间件技术的原理及应用方法，加深对中间件技术理论和应用方式的理解，加强学生的动手能力，有必要以课程设计的方式对学生进行进一步的综合训练。
2. 本课程设计的任务是通过培养学生综合运用各种网络、数据库、RFID中间件技术来设计、实现完整的应用系统的能力。
二、课程设计的内容和要求1. J2EE中间件的综合应用。
主要内容有利用JBOSS、WebSphere等Web及EJB中间件以及JDBC、Hibernate等数据库中间件在Mysql数据库支持下开发一个完整的信息系统，实现成绩管理系统。
2. .NET 中间件的综合应用。
主要内容有利用IIS6.0中的Remoting、WebSevices等通信中间件以及 作为数据库中间件在SQL Server2005l数据库支持下开发一个完整的信息系统，实现图书馆对图书的管理。
三、课程设计的进度安排本课程设计一般安排在学期结束之前的一周时间内进行。
进度安排如下：课题需求分析，一天；课题概要设计，一天；课题详细设计，两天；测试与调试，一天；设计报告，一天。
四、考核方式和成绩评定平时20%、运行结果40%、设计报告40%五、几点说明1. 制定的依据本大纲依据高等工科院校四年制本科计算机科学与技术专业的培养目标和学校2013年专业人才培养方案中的培养要求而制定。
2. 教材与参考书教材：马亨冰、叶东毅，软件平台与中间件技术，厦门大学出版社，2004年8月参考书：李华飚等,Java中间件技术及其应用开发，中国水利水电出版社, 2007张云勇等,中间件技术原理与应用，清华大学出版社,2004年08月制定人：韩立毛审定人：批准人：。
中间件技术概述
中间件技术概述李瑞轩华中科技大学计算机学院Overview of Middleware Technology 2006-3-7 2内容概要1. 分布式计算技术发展背景2. 中间件技术基础3. 中间件定义及特点4. 中间件的分类5. 中间件的发展趋势2006-3-7 31. 分布式计算技术发展背景M assivelyparallelprocessorM ultimediaO bject orientedO pen systemN etworks高速、低价和宽频带的数字通讯成熟的网络技术和面向对象技术发展迅速的先进微处理器采用微内核和多线程等技术的现代操作系统几乎完全无序的超大规模的异构网络互连环境M2O2N时代的来临2006-3-7 4分布对象技术应运而生新形式的软件危机升级的绞索开发的噩梦新一代的分布式计算技术分布对象技术=面向对象技术+网络通讯技术面向对象的多层客户/服务器软件开发的革命：产业化、标准化、集约化2006-3-7 5螺旋上升的发展道路分布对象技术传送对象传送请求——取得结果数据典型客户/服务器传送数据PC ——LAN的网络计算框架传送程序主机——终端的集中计算框架2006-3-7 6下一代分布式计算技术与Internet技术结合WWW从Hypertext Web、InteractiveWeb 到Semantic Web丰富的对象资源更有效的对象访问技术智能、主动的Agent技术向智能化、小型化和标准融合的方向发展2006-3-7 7实现分布式计算的技术路线80年代——理想的技术路线：试图在互连的计算机硬件上部署全新的分布式操作系统，全面管理系统中各自独立的计算机，呈现给用户单一的系统视图。
90年代——现实的技术路线：在网络计算平台上部署分布计算环境（也称为中间件），提供开发工具和公共服务，支持分布式应用，实现资源共享和协同工作。
当前人们所说的分布计算技术是指在网络计算平台上开发、部署、管理和维护以资源共享和协同工作为主要应用目标的分布式应用系统。
软件构件与中间件技术--10-公共服务
林慧苹
北京大学软件与微电子学院 linhp@
软件公共服务
是软件复用技术发展的自然产物 是软件实现技术发展的必然结果 是应用服务器的有机组成部分
一、背景
二、概念
三、OMA中的公共服务
四、J2EE中的公共服务
五、应用系统组装
一背景
另一种形式的OMA
概念
1、定义
2、公共服务与构件
3、公共服务与容器
4、公共服务的接口
5、公共服务的实现
6、公共服务的使用方式
1 代码 调用式使用方式
2 后期声明式的使用方式
1、COS设计原则
2、COS发布过程
3、COS体系结构
4、COS的调用式使用方式
设计原则建立在CORBA 规范之上
• 接口与实现分离
• 使用子类来扩展、演化、特例化功能
服务是基本的、灵活的（简单、专注）
• 每个服务专门 用于解决一个问题
服务具有一般性
• 服务不依赖于客户对象的类型
• 服务实现可以是本地的或远地的COS也是一种CORBA对象• 具有IDL接口
• 具有位置灵活性
服务质量（QoS）是实现特征• 所设计的服务接口允许不同的服务实现
一个服务通常包含多个对象
• 它们为不同的客户提供不同的视图使用回调接口
发布公共服务时间表
体系结构：
）根据构件的形态划分
）根据构件的形态划分
）根据构件的形态划分
• 组装结果结构：。
《软件体系结构实用教程》课件第1章
·可修改的构件。可修改的构件可以进行版本替换。如果 对原构件修改错误、增加新功能，可以利用重新“包装”或 写接口来实现构件的替换。这种构件在应用系统开发中使用 的比较多。
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第1章 软件重用与构件技术
图1-1 重用驱动的软件开发过程
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第1章 软件重用与构件技术
应用者重用关心利用可重用构件来建立新系统，它包括 以下几个步骤：
(1) 寻找候选的可重用的构件，由它们来产生软件生命周 期每一阶段的交付。
(2) 对候选构件进行评价，选择那些适合于在本系统内重 用的构件。
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第1章 软件重用与构件技术
1.1.3 重用驱动的软件过程 1．软件重用失败的原因 尽管软件产业从本质上是支持重用的，但到目前为止，
很少有成功实施重用的公司。主要原因有以下几点： (1) 缺乏对为什么要实施重用的了解。 (2) 认为重用没有创造性。 (3) 管理者没有对重用承担长期的责任和提供相应的支持。 (4) 没有支持重用的方法学。
(4) 根据构件重用时的形态，分为动态构件和静态构件。 动态构件是运行时可动态嵌入、链接的构件，如对象链接和 嵌入、动态链接库等；静态构件如源代码构件、系统分析构 件、设计构件和文档构件等。
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第1章 软件重用与构件技术
(5) 根据构件的外部形态，将构成一个系统的构件分为以 下5类：
·独立而成熟的构件。独立而成熟的构件得到了实际运行 环境的多次检验，该类构件隐藏了所有接口，用户只需用规 定好的命令使用即可，例如数据库管理系统和操作系统等。
软件构件与中间件技术
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自行开发中间件的问题
各人开发各人的，标准不统一，不兼容 开发难度大，周期太长，不符合需要 Ｊ２ＥＥ容器是一个合适的，标准化的 中间件
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ＥＪＢ是中间件体系的一部份
ＥＪＢ是什么？ 一个ＥＪＢ是由java开发的，可以部署 的，服务器端的组件 ＥＪＢ体系指的是这些组件组成的体系 结构，由j2ee容器支持
home接口象用户看不见home接口home接口home接口用于指明定义生成回收查找ejb具体工作由homehome接口和事务安全home接口38ejbejb核心类remote接口接口39ejb部件六本地象和本地接口ejblocalhome代替ejbhome不通牲了所有的分布网特性ejb部件之七部署描述安全性安全性安全性安全性事务事务事务事务容器了用户不用户不用户不用户不必要容器处理的方式处理的方式处理的方式处理的方式部署描述41bean的生命期的生命期的生命期的生命期安全性安全性安全性安全性事务都在事务都在事务都在事务都在xml里面指里面指里面指里面指定定定定和和和和webxml有点象有点象有点象有点webxml描述描述描述描述webejbjarxml描述描述描述描述
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大型企业系统需要考虑的问题
远程方法调用 事务（并发） 软件升级（重新部署）需要停机？ 正确／透明关机（用户感觉不到） 系统监控（全部） 对象生命周期（客户少，用资源也少？） 安全和高速缓冲
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中间件
以上工作由 客户端(Browser)来做？ 现成网络服务器来做？(只能做部份) 由数据库服务器来做？（一小部份） 由程序员自己写代码处理（困难） 引入中间件！复杂问题由它来处理
网络连接 胖客户 (Applet /application) 瘦客户 Servlet/jsp SOAP,WSDL 企业客户 Web service EJBS
软件平台与中间件技术教学大纲
《软件平台与中间件技术》课程教学大纲英文名称：Software Platform and Middleware Technology课程编号：7022213学时数：40+S8课程性质：限选先修课程：JAVA程序设计、C#程序设计、操作系统、数据库原理、计算机系统构造、计算机网络根底适用专业：计算机科学与技术、软件工程、物联网工程一、课程的性质、目的和任务1.课程的性质中间件的产生只有短短的 10 年时间，但其进展速度却相当惊人，已经成为构建网络分布式异构信息系统不行缺少的关键技术，与操作系统、数据库治理系统并列为根底软件体系的三大支柱。
软件平台与中间件技术课程是计算机专业学生应当学习和把握的应用型课程，是计算机应用人员开发应用软件系统的理论根底和实践指南，也是计算机类相关专业的一门理论性和实践性并重的课程。
2.课程的目的和任务本课程的目的是使学生把握中间件的根本概念、根本原理、设计方法和实现技术，具有初步分析实际中间件的力量，为其今后在相关领域开展工作打下坚实的根底。
本课程的主要任务是使学生理解中间件的根本概念和主要功能，把握计算机中间件的根本原理及组成构造，把握中间件的使用和一般治理方法，了解微内核构造、线程的掌握与通信、数据全都性、系统容错等技术以及网络中间件和系统安全性等。
培育学生分析和设计中间件的力量以及对常用计算机中间件的使用技能，为以后学习后续课程打下根底。
二、课程的教学内容与根本要求1.中间件产生的背景(1)教学内容计算模式的进展、分布计算模式的特征、开放分布式计算模型、开放分布式处理参考模型 RM-ODP、中间件的产生。
(2)教学根本要求① 了解计算模式的进展、中间件的产生。
② 理解开放分布式计算模型、开放分布式处理参考模型 RM-ODP。
③ 把握分布计算模式的特征。
2.中间件的概念、定义及进展状况(1)教学内容中间件进展的应用需求、中间件的概念、中间件的定义、中间件的进展状况。
软件构件
软件构件及其可信性研究第1章组件与构件1.1组件1.1.1什么是组件在很多人看来，组件就是构件，但它们之间有细致的区别。
简而言之，组件就是对象。
是封装粒度小的构件。
C++ Builder中叫组件，Delphi中叫部件，而在Visual BASIC中叫控件。
组件是对数据和方法的简单封装。
C++ Builder中，一个组件就是一个从TComponent派生出来的特定对象。
组件可以有自己的属性和方法。
属性是组件数据的简单访问者。
方法则是组件的一些简单而可见的功能。
组件是C++ Builder环境中最令人激动的部分。
使用组件可以实现拖放式编程、快速的属性处理以及真正的面向对象的设计。
VCL和CLX组件是C++ Builder系统的核心。
1.1.2组件应用使用现成的组件来开发应用程序时，组件工作在两种模式下：设计时态和运行时态。
在设计时态下，组件显示在C++ Builder窗体编辑器下的一个窗体中。
设计时态下组件的方法不能被调用，组件不能与最终用户直接进行交互操作，也不需要实现组件的全部功能。
在运行状态下，组件工作在一个确实已经运行的应用程序中。
组件必须正确地将自身表示出来，它需要对方法的调用进行处理并实现与其他组件之间有效的协同工作。
设计时态下所有的组件在窗体中都是可见的，但在运行时态下不一定可见。
如TTable、TQuery和TDataSet在运行时态下就不可见，但他们均完成了重要的功能。
1.1.3组件创建创建组件就是自行设计制作出新的组件。
设计组件是一项繁重的工作。
自行开发组件与使用组件进行可视化程序开发存在着极大的不同，要求程序员熟知原有的VCL类库结构，精通面向对象程序设计。
设计组件是一项艰苦的工作。
对于组件的开发者，组件是纯粹的代码。
组件的开发不是一个可视化的开发过程，而是用C++或Object Pascal严格编制代码的工作。
实际上，创建新组件使我们回到传统开发工具的时代。
虽然这是一个复杂的过程，但也是一个一劳永逸的过程。
第1章 基于构件的软件工程
OMA DNA J2EE (重点)
安装，配置WebLogic 服务器
本章内容
基于构件的软件开发概述 面向构件的软件过程 中间件技术 构件与中间件的关系 网络软件总体结构
OMA DNA J2EE (重点)
安装，配置WebLogic 服务器
1.3 中间件技术
中间件的产生：为解决网络环境下，分布在不同节点的应用程序的 分布性、异构性等问题。
J2EE主要技术（继续）
Java Transaction API (JTA) Java Transaction Service (JTS) 支持可靠的事务处理。 Java Messaging Service (JMS) 消息通讯，异步通 信方式。
本章内容
基于构件的软件开发概述 面向构件的软件过程 中间件技术 构件与中间件的关系 网络软件总体结构
安装，配置WebLogic 服务器
1.5 网络软件总体结构
最有代表性的包括：OMA、DNA、J2EE
1.5.1 OMA (Object Management Architecture,对象 管理体系结构)
1990年 由OMG组织提出 OMG组织仅仅致力于召集厂商共同制定规范，具体的ORB产 品实现，完全由软件厂商自行完成。 应用接口 领域接口
三、预备知识：
了解软件工程的基本原理和软件体系结 构的相关知识，会使用 Java 。
第一章 基于构件的软件工程（第四代）
本章内容
基于构件的软件开发概述 面向构件的软件过程 中间件技术 构件与中间件的关系 网络软件总体结构
OMA DNA J2EE (重点)
安装，配置WebLogic 服务器
3. EJB容器特点： （1）为企业级应用提供多种服务。 （2）将多种中间件功能绑定在EJB容器中，例如：
软件构件与中间件技术 实验指导书
现在在机器 B 上运行客户端：
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至此，我们已经成功地完成了系统的开发和测试。请回答下面问题： (一) 假定使用 JDK1.6，编译 idl 文件的命令是什么？ (二) 编译后，产生了哪几个文件？简要说明生成的各个 Java 类的作用。尤其是，客户
端的 码根和服务器端的框架是哪个类。 (三) Idl 文件中的 BAPkg 模块映射成了什么？ (四) 实现远程对象要注意什么问题 பைடு நூலகம் (五) 实现服务器端的步骤是什 么？ (六) 实现客户端的步骤是什 么？ (七) 运行服务器和客户程序的命令是什么？ (八) 谈一谈你对 Java CORBA 的认识。
"1050"); ORB orb = ORB.init(args, env);
org.omg.CORBA.Object temp;
7
temp
=
orb.resolve_initial_references("NameService");
NamingContextExt node = NamingContextExtHelper.narrow(temp);
"1050")
; ORB orb = ORB.init(args, env);
org.omg.CORBA.Object temp;
temp
=
orb.resolve_initial_references("RootPOA");
POA poa = POAHelper.narrow(temp);
poa.the_POAManager().activate();
在“包名”一栏中，输入包名。这里是 DBPkg。点击“完成”，进入 下图：
软件构件与中间件资料
软件构件与中间件第1、面向构件的方法什么是面向构件的方法？Comp onen t-based software engin eeri ng (CBSE) is an approach to software developme nt that relies on software reus—reus ing artifacts面向构件的方法的优点？Reuse Developme nt of system = assembly of comp onentFlexibilit y: Maintenance, replacement of components, extensibility by adding comp onen ts. May eve n happe n at run-time with proper in frastructure support !Maintenance and evaluati on面向构件的方法和面向过程、面向对象的方法有什么异同？En tities for Reuse and Compositi onAbstractio n En capsulati on构件模型？概念：A component model is a definition of standards for componentimpleme ntati on, docume ntatio n and deployme nt（具体在PPT第一张第33页开始）第四构件规约1构件有哪两方面的不兼容（incompatibility），如何解决不兼容（课件第四章第8页）两方面：（1）接口的不兼容（i nteface in compatibility）包括：参数不兼容，操作不兼容（两个构件中相同操作，有不同名字），操作的不完整性（2）语义不兼容（sema ntic in compatibility ）如何解决:In terface in compatibility is addressed by writi ng adaptors （使用适配器）---课件上（假设明确化降低构件耦合度使用桥、适配器完善规约说明）—自己笔记2构件的规约层次（四章13页）Syn tax: in cludes specificati ons on the program min g lan guage leve 语法规约Sema ntic: fun cti onal con tracts 语义规约Non-function al: deals with quality of service. 非功能性规约3、构件是如何连接的（四章5页）4同的概念及为什么要使用合同（第四章22页）概念：A set of ben efits and obligatio ns that are mutually agreed upon by the clie nt and为什么要使用合同？A con tract betwee n a clie nt and a supplier protects both sidesIt protects the clie nt by specify ing how much should be done to get the benefit. The clie nt is en titled to receive a certa in result.It protects the supplier by specifying how little is acceptable. The suppliermust not be liable for failing to carry out tasks outside of the specified scope. 第五章构件的结合方法第六章反向控制（六章14页）第七章语言的透明性和位置的透明性桩和框架的设计思想设计题类似本章的例题yellow page 第八章CORBA注意本章的英文缩写CORBA:com mon object request broker architecture公共对象请求代理体系结构IDL: in terface descripti on Ian guage 接口描述语言ORB：Object Request Broker 对象请求代理OMG: Object Man ageme nt group 对象管理组织OMA: Object Ma nageme nt Architecture 对象管理体系结构BOA: Basic Object Adapter 基本对象适配器POA: Portable Object Adapter 可移植对象适配器IOR:improved oil recovery 可互操作对象引用早web serviceBPEL;bus in ess process execute Ian guage项目间的交互工作流及使用工作流的好处（^一章36页）一、名词缩写10分二、概念解释30分三、问答题40分四、设计题20分明确指出要用英文作答的题目用英文作答，其余的随意。
构件化软件及中间件的研究
构件化软件及中间件的研究摘要:随着构件复用研究的深入和中间件应用领域的扩大,构件技术及中间件成为目前研究的热点。
本文分析构件化软件及中间件的本质,探讨了构件与中间件之间的联系,为构件化软件指导中间件开发提供一条可行途径。
关键词:构件化软件中间件复用随着计算机技术的飞速发展,计算机的应用范围越来越广泛,软件的规模不断扩大,系统组织形式由以往的集中式逐渐向分布式转变。
软件开发面临着两类问题,其一,提高软件生产率与质量、降低系统开发周期与成本、增强系统灵活性与可维护性的问题;其二,解决在分布异构环境下不同类型、不同地理位置的软、硬件系统之间的通信、集成问题。
基于此,构件技术及中间件成为目前研究的热点。
1 构件化软件本文将构件分成六个层:语义层描述构件具体实现功能,是构件价值的体现;基约层用来描述构件实体提供或需求服务的接口,负责构件之间的通信,连接包括一组参数;技术层描述构件适应具体的操作平台、兼容语言等;契约层即行为交互层,描述构件之间及构件与环境之间的行为交互,包括消息的顺序、消息的同步、消息的异步及消息堵塞等条件;服务层描述构件非功能属性,主要指构件的服务质量;构件是可在一定的范围内,有限制的修改以达到提高复用目的,同时构件多次复用具有持久性,即构件多次复用的结果是一致的,修改后的构件独立于原构件。
根据以上的分析,本文从复用观点出发,认为构件是具有相对独立的功能,显示且严格的接口描述,具体的语境依赖,特定的契约约束,相对明确的服务指标,可被限制性修改且能多次复用、易于组装的软件单元。
2 中间件“中间件”这一术语最早出现在20世纪80年代后期,用于描述网络连接管理软件。
90年代中期,随着网络技术的发展,中间件的概念日益普及,学术界和工业界都对此做了大量的研究。
尽管目前尚没有统一的中间件的定义,但对中间件的内涵各个研究组织已有相同认识:中间支撑机制。
从狭义角度看,中间件是指网络环境下处于操作系统和应用软件之间的一种分布式软件,它将系统软件和应用软件很好地连接起来,使得网络环境下的各个进程可以方便的交流信息。
一种以软件体系结构为中心的网构软件开发方法
1100 中国科学E辑信息科学 2006, 36(10): 1100~1126一种以软件体系结构为中心的网构软件开发方法*梅宏**黄罡赵海燕焦文品(北京大学信息科学技术学院软件研究所, 北京 100871)摘要作为Internet环境下的一种新型的软件形态, 网构软件对传统的软件开发理论、方法与技术提出了一系列的挑战. 作为一种以软件复用为核心思想、以软件构件为基本实体、以软件体系结构为中心、以软件中间件为运行支撑的软件开发方法学, ABC(architecture based component composition)方法能够有力支持网构软件的开发. 其中, 基于特征的领域建模以及特定应用的特征模型剪裁方法和技术, 反映了网构软件在问题空间实现自底向上、从“无序”到“有序”的构造过程; 基于自适应软件体系结构的分析与设计方法, 支持自适应网构软件的开发; 具有反射机制、支持自主构件的中间件平台则为网构软件的运行, 尤其是网构软件结构的自适应和实体的自适应提供支撑机制.关键词网构软件构件软件体系结构特征模型反射式软件中间件自主构件Internet的发展为信息技术的应用开启了新的篇章, 同时也带来了诸多的技术挑战, 并由此产生了多个信息技术研究与实践的热点领域. 这些领域往往从某种侧面或层次对信息技术提出一种新型模式或理念, 如, 网格计算从资源共享与管理的角度探讨未来网络系统的应用与构造模式; 普适计算从“人机交互”的角度研究未来网络系统的应用模式; 服务计算从“软件即服务”的理念出发, 提出了一种新型的软件形态并着重探讨软件的协同性和动态性; 模型驱动的开发以特定于领域的代码自动生成为基础, 探讨基于中间件的软件系统的开发方法与技术. 基于类似的出发点, 网构软件从软件形态的角度考察开放、动态、多变的Internet收稿日期: 2006-05-08; 接受日期: 2006-06-21*国家重点基础研究发展计划(批准号: 2002CB31200003)、国家自然科学基金(批准号: 60233010, 90612011, 90412011, 60403030, 60303004)和北京市自然科学基金(批准号: 4052018)资助项目** E-mail: meih@第10期 梅宏等: 一种以软件体系结构为中心的网构软件开发方法1101环境对软件理论、方法和技术的挑战. 作为传统软件结构的自然延伸, 网构软件具有区别于传统软件形态的独有的基本特征, 包括自主性、演化性、协同性、多态性和反应性等[1]. 从网构软件的角度来考察当今有代表性的软件工程方法学, 可以发现传统的软件工程方法学体系由于其本质上是一种静态和封闭的框架体系, 难以支持由开放、动态、多变的Internet环境衍生的网构软件的开发.从技术的角度看, 网构软件在Internet上展现为一种与当前的信息Web类似的Software Web[1]. 以软件构件等技术支持的软件实体将以开放、自主的方式存在于Internet的各个节点之上, 任何一个软件实体可在开放的环境下通过某种方式加以发布, 并以各种协同方式与其他软件实体进行跨网络的互连、互通、协作和联盟. 由于Internet的开放、动态和多变, 以及用户使用方式的个性化要求, 决定了网构软件的开发不同于传统软件开发的“一次成型”式, 具体表现为, 网构软件在发布之后, 能够感知外部网络环境的动态变化, 并随着这种变化按照功能指标、性能指标和可信性指标等进行静态的调整和动态的演化, 以使系统具有尽可能高的用户满意度, 而且, 由于用户需求的多样化和个性化以及投资回收等因素, 一个软件系统往往存在时间较长, 因此, 网构软件的演化过程也在长时间内持续不断. 显然, 开发具有上述技术特点的网构软件面临着开发过程、开发方法以及支持技术3个方面的挑战.在软件开发过程方面, 传统软件系统的开发因所基于的平台相对封闭、静态、稳定, 基本采用自顶向下的途径, 确定系统的范围(即scoping)总是建立需求的第一步, 然后通过分解而实施分而治之的策略, 整个开发过程处于有序控制之下. 而网构软件系统的开发所基于的平台是一个有丰富基础软件资源但同时又是开放、动态和多变的框架, 开发活动呈现为通过将原本“无序”的基础软件资源组合为“有序”的基本系统, 随着时间推移, 这些系统和资源在功能、质量、数量上的变化导致它们再次呈现出“无序”的状态, 这种由“无序”到“有序”的过程往复循环, 基本上是一种自底向上、由内向外的螺旋方式. 此外, 在传统的软件工程体系中, 软件生命周期概念所强调的是从问题提出到软件交付的整个开发过程的重要性, 而对于交付之后的软件变化过程往往只采用“软件维护”加以简单概括. 这样一种软件生命周期概念对处于静态封闭环境下的软件系统的开发是合适的, 但对处于Internet开放、动态和多变环境下网构软件系统的开发则有明显的局限性. 首先, 新的软件实体往往通过已有的软件实体组装而成, 由于这些实体彼此独立、自主运行, 不受任何机构或组织的统一控制, 因此, 在系统交付运行之前, 很难由这些被组装的软件实体准确无误地推演出目标系统的功能和质量. 其次, 环境的开放、动态和多变决定了软件实体及其之间的协同均面临着诸多变化, 不论这些变化能否在运行前准确预知, 运行系统都不得不进行持续的适应性调整. 第3, 网构软件既服务于处在不同时区的用户也服务于随时到达的其他网构软件1102中国科学E辑信息科学第36卷的请求, 而且, 一个网构软件系统本身往往由散布在Internet上的其他软件组成, 因此, 一个网构软件系统一旦交付使用, 往往就不能完全停机. 这意味着改错、优化、增加新功能等活动均需在线执行, 这些活动也需要经历分析、设计、实现、测试、部署, 而传统软件生存周期中的维护期难以准确刻画这些活动.在软件开发方法方面, 对于网构软件所具备的自主性、演化性、协同性、多态性和反应性, 传统的开发方法考虑不多、支持远远不够. 首先, 网构软件自主性是指软件实体具有相对独立性、主动性和自适应性. 从技术角度看, 网构软件实体一般都是独立开发和管理的, 它们可能在不同的网络节点上独立运行. 它们的目标和所提供的服务由其所有者来决定, 其行为受自身的目标驱动, 而并非单纯地被动用于组装或部署. 它们在运行过程中可能实时收集环境的各种变化信息, 并根据预先设定好的策略, 在必要时自动调整自身的行为以适应环境的变化; 其次, 协同性是指网构软件系统中软件实体与软件实体之间可按多种静态连接和动态合作方式在开放的网络环境下加以互连、互通、协作和联盟. 从技术角度看, 传统软件系统在封闭集中环境下往往采用单一静态的连接模式, 而网构软件则支持连接模式的适应性调整, 如, 不同互操作协议的切换, 连接安全级别的升降, 同步异步的转变, 消息传递可靠性的调整等; 第3, 反应性是指网构软件具有感知外部运行和使用环境并对系统演化提供有用信息的能力. 从技术角度看, 网构软件的外部环境由其他网构软件以及底层支撑平台组成, 因此, 反应性既要求网构软件能够以某种方式暴露自身的状态和行为信息, 也要求网构软件支撑平台能够开放底层实现细节及运行状态; 第4, 演化性是指网构软件结构可根据应用需求和网络环境变化而发生动态演化, 主要表现在其实体元素数目的可变性, 结构关系的可调节性和结构形态的动态可配置性. 从技术角度看, 演化性要求软件体系结构具备动态调整能力; 最后, 多态性是指网构软件系统的效果体现出相容的多目标性, 它可根据某些基本协同原则, 在动态变化的网络环境下, 满足多种相容的目标形态. 从技术角度看, 多态性既要求系统开发过程中需要支持多目标建模, 又要求系统运行时能够基于环境变化进行动态目标的适应性选择. 基于上述分析, 网构软件诸多特性在技术上的主要共性可归结为自适应性, 具体表现为软件实体的自适应性和软件结构的自适应性, 即, 网构软件在运行过程中能够在合适的时刻、合适的场合、准确捕捉变化并进行合理的适应性调整, 以满足功能和质量的需求. 人在网构软件适应过程中的参与程度决定了网构软件自适应能力的高低. 因此, 如何开发出具有这种自适应能力的软件系统, 并尽可能减少运行过程中人的参与, 是网构软件开发方法的关键挑战.在软件运行支撑技术方面, 传统的软件开发工具往往针对软件交付前的分析、设计、实现、测试中的一个或几个阶段, 而软件交付后则部署在运行平台上, 并利用各种管理工具进行维护. 而基于上述分析, 网构软件的开发已经不仅仅局第10期 梅宏等: 一种以软件体系结构为中心的网构软件开发方法1103限于软件交付之前, 软件开发的重心从交付前逐渐转移到运行过程中, 而网构软件自动或手动的调整往往依赖于软件生存周期各个阶段的活动与制品. 因此, 网构软件开发工具不仅要覆盖整个软件生存周期, 还有必要与运行平台融合, 从而支持软件运行中持续不断的开发活动. 另一方面, 网构软件的诸多特性对运行平台提出了极大的挑战, 首先, 运行平台不仅要具备实时显示自身运行状态和行为的能力, 还应协助实现上层软件实体内部状态和行为的实时展现, 其次, 运行平台必须支持网构软件实体与结构的动态调整, 否则, 自适应很难甚至在某些情况下无法实现.综上所述, 网构软件的开发在过程方面, 需要遵循自底向上、从“无序”到“有序”的新型构造途径, 开发重心由系统交付前向系统运行时转移; 在开发方法方面, 需要重点考虑软件实体和结构的自适应性; 在支持技术方面, 需要整合开发工具和运行平台以支持跨整个软件生存周期的开发, 而运行平台应提供软件实体和结构自适应所需的基本机制.本文针对网构软件需求, 考虑网构软件更关注实体组合的特点, 提出一种以软件体系结构为中心的网构软件开发方法, 该方法采用ABC(architecture based component composition)方法[2]框架, 即以构件组装为基本手段, 使用软件体系结构的理论与概念来指导软件开发, 以提高系统开发的效率和质量. 考虑网构软件的特性, 该方法重点关注3个问题: (1)Internet上“无序”软件资源的有效建模、组织和管理, (2)网构软件自适应建模, (3)支持网构软件特征的支持工具和运行平台.1 ABC方法概览ABC方法于2000年正式提出, 从支持软件复用的角度来看, 是软件体系结构(SA)研究和基于构件的软件开发(CBSD)途径的结合. SA研究提供了一种自顶向下实现基于构件的复用的途径, 即通过体系结构描述语言(ADL, architecture description language)在较高抽象层次上描述构件接口的语法和语义、系统中的构件和连接子以及它们之间的交互关系、构件的非功能属性、以及构件间协议, 从而建立系统的体系结构模型. 但是, 当前的SA研究大都局限于体系结构描述和一些高层的性质验证, 对体系结构求精和实现的支持能力明显不足. 另一方面, CBSD提供了一种通过使用现存的中间件基础设施自底向上地实现基于构件的软件复用的途径, 强调使用已经开发好的构件来构造软件系统. 但是, 当前CBSD 讨论的重点主要局限于COM, CORBA和EJB等二进制构件, 这些中间件技术仅仅提供了在实现层次上支持构件交互的基础机制, 缺少指导CBSD过程的系统化的方法学, 特别是对高抽象层次的构件组装无能为力. 作为一种自然的解决方案, ABC方法有机组合了这两种途径, 以支持有效的基于构件的复用.ABC方法的核心思想是将软件体系结构引入到软件开发的各个阶段, 作为1104中国科学E辑信息科学第36卷系统开发的蓝图, 利用工具支持的自动转换机制缩小从高层设计到实现的距离, 而后在构件运行平台(软件中间件)的支持下实现自动的系统组装生成. ABC方法过程模型如图1所示:图1 ABC方法过程模型■ 需求分析阶段(需求视图): ABC为了在高层指导以构件组装为基本手段的软件开发, 在需求分析阶段引入了软件体系结构的概念, 以结构化的方式来组织问题空间和用户需求[3]. 在此阶段, 软件需求以特征的形式表示, 需求间的关系则由相应特征间的关系来刻画, 即以特征作为需求空间内的一阶实体, 通过显式地描述特征间的静态和动态依赖关系对需求进行分割和组织, 形成被称为特征模型的分析模型. 为了描述一类相似或相近的软件系统的共性和变化性需求, ABC在领域特征模型中引入了变化性的表示机制; 为了有效地刻画需求空间中各个需求间的关系, 特征模型中定义了特征间的4种重要关系: 精化关系、约束关系、影响关系和交互关系[3, 4], 分别描述特征间的静态和动态依赖关系. 在后继的复用阶段, 通过对领域特征模型的定制产生适应于特定软件系统的需求模型, 在领域特征模型中记录的特征间的约束关系信息为具体软件系统特征模型信息完整性和一致性的检查提供了依据[5]. 在此基础上, ABC的特征建模方法通过对需求责任的识别以及需求间相互依赖关系的深入分析, 设计出软件系统的高层体系结构[6], 作为后续设计、组装和维护的指南.■ 体系设计阶段(设计视图): ABC方法在设计阶段主要进行SA建模, 真正意义上的SA模型在本阶段首次成型. 在本阶段, 设计者通过研究软件系统的需求规约, 制定相应的全局设计决策, 进一步细化问题域空间中的构件和连接子, 创建必须的构件和连接子, 建立静态和动态的SA模型(包括类型图、实例图和过程图等), 建立需求规约与SA的映射关系[2,7]. 为了提高目标系统的软件复用率, 设计者应考虑资产池中可复用的构件和连接子. 值得一提的是, ABC方法并不排斥其他的软件开发泛型, 如面向对象分析与设计产生的高层设计或概要设计也可视为一种SA, 只要将这种面向对象的SA中的基本组成元素从对象封装为构件第10期 梅宏等: 一种以软件体系结构为中心的网构软件开发方法1105(如, 将一组对象封装为一个构件的常见原则包括对象来源、功能类别、用况、通信频繁程度、并发和分布情况一般-特殊结构、整体-部分结构、关联、包的关系密集程度等), 就可以将这种构件化的SA直接作为本阶段的设计结果, 或进行一定程度的精化.■ 组装阶段(实现视图): ABC方法中, 基于SA的组装阶段实际上是软件系统的实现阶段. 在该阶段中, 根据设计得到的SA模型, 选取、鉴定、适配资产池中已有的实现体, 通过一致性校验后, 把整个系统组装成可发布的软件包[2,8]. 在实际应用中, 始终存在一些无法复用的构件, 此时, ABC可将这些构件描述转换成UML模型或C++和Java代码框架, 开发者完成构件制作并将之存入资产池, 最终组装到目标系统.■ 部署阶段(部署视图): 基于构件的软件系统往往运行于特定的中间件平台, 如CORBA/CCM(common object request broker architecture / CORBA component model), J2EE/EJB(Java 2 platform enterprise edition / enterprise javaBeans), COM(component object model)或Web services等, 这些系统运行之前, 必须经过部署才能正常运行. 而部署所需的相关信息繁杂, 往往需要部署人员手工填写. 其实, 大部分部署信息在系统设计与实现阶段已经存在, 经过转换或融合可以复用. 为此, ABC方法定义了SA部署视图, 该视图包含了大量由设计视图与实现视图派生出来的部署信息, 支持以直观的图形方式添加少量的信息, 并实时显示目标环境的资源与负载情况, 从而实现自动化的部署[9].■ 维护与演化阶段(运行视图): 从某种意义上来说, ABC软件开发方法可以看成SA视图连续、迭代的细化、映射和转换, 在每一次细化和转换后, 软件体系结构的语法和语义信息变得更加精确与完整. 到了维护与演化阶段, 运行视图刻画了系统在运行时刻的实际状态, 因而具有系统最精确和完整的信息. 该视图即为运行时软件体系结构(runtime software architecture, RSA). 在反射式软件中间件的支持下, RSA不仅积累了设计、组装和部署阶段的信息, 还实时地反映出系统运行时刻的真实状态, 并且, 通过对RSA的操作, 可以对软件系统进行在线维护与演化[10,11].为了支持上述过程, ABC方法实现了特征建模工具、软件体系结构建模工具和作为构件运行支撑平台的软件中间件. 特别地, 软件体系结构建模工具支持可视化的软件体系结构设计、构件组装、应用部署、在线维护与演化. 目前, ABC 方法已在北京2008奥运会信息系统建模、某商业银行信贷风险管理系统开发等得到实际应用.尽管ABC的初始目标是传统软件系统, 但网构软件是传统软件的自然延伸, 且ABC从2002年开始逐步考虑对网构软件主要特征的支持, 因此, ABC方法能有效支持网构软件的开发. 具体而言, (1) 网构软件从“无序”资源成为“有序”系统1106中国科学E辑信息科学第36卷就是一种典型的、甚至是理想的软件复用模式, 仍然需要软件复用相关技术的支持, 这些复用技术也是ABC方法的关键并得到了较好的支持. 当然, 网构软件的复用具有与传统软件复用不同的显著特点, 如, 可复用资源散布在Internet上, 缺乏统一的管理, 实体具有自主性等等; (2) 网构软件强调实体的自主性, 但这种自主性仍应受到一定程度的控制, 才能实现网构软件的“有序”化, 而软件体系结构恰恰是一种对独立实体进行有序控制的有效手段, 因此, 网构软件仍需要显式的体系结构进行合理的全局控制. 当然, 网构软件的体系结构与传统软件也有一些不同之处, 如, 体系结构的基本实体可变, 实体之间的连接可变等等; (3)与传统软件不同, 网构软件强调软件交付后的持续演化, 软件的开发和运行需要贯穿起来并具备统一的工具和平台支撑. 针对这一特点, ABC方法以软件体系结构为中心将设计、实现、部署、维护与演化贯穿并提供了统一的工具. 综上所述, ABC 方法在理念、主旨、过程上与网构软件的开发是匹配的, 而ABC方法转型为一种网构软件开发方法的关键在于对网构软件主要特性的支持. 结合前面对网构软件开发挑战的分析, ABC方法重点开展了3个方面的研究: 在开发过程方面, 基于特征的需求建模支持网构软件自底向上、从“无序”到“有序”的构造过程中“无序”资源实体的建模及其组织和管理, 以软件体系结构为中心的设计、实现、部署、维护与演化充分支持网构软件交付后的持续开发; 在开发方法方面, 自适应软件体系结构设计能够开发出具备结构自适应性的网构软件, 该设计方法也能导出自适应软件实体必须支持的功能与质量目标; 在支持技术方面, ABC软件体系结构建模工具支持可视化的设计、实现、部署、维护和演化, ABC运行平台在支持EJB, Web services等主流构件模型的基础上, 还提供实时显示与操纵底层平台与上层构件运行状态和行为的反射式框架, 以及基于规则的构件自主运行机制.2基于特征的网构软件需求建模如前所述, 网构软件系统的开发基于一个具有丰富基础软件资源的平台, 相应的开发活动基本呈现为一种自底向上的方式, 即由基础软件资源根据用户的需求进行组合以形成新的应用系统. 另一方面, 网构软件系统开发所基于的平台又是一个兼具开放、动态和多变的框架, 其中的软件资源大多为分布、异构的无序构件或构件群, 基本呈“无序”的状态. 如何整合这些无序的资源使之在开发的过程中处于“有序”的控制之下, 以便开发者在构建网构软件时可以采用成熟的软件开发方法, 诸如传统的自顶向下、逐步精化开发方法, 是网构软件开发面临的一大挑战.作为系统化生产可复用软件资产的领域工程是在对一类具有相似需求的若干领域成员系统进行分析的基础上, 考虑领域预期的需求变化、技术演化、经济利益、限制条件等因素, 进而确定领域的范围, 识别领域中的共性和变化性, 获第10期 梅宏等: 一种以软件体系结构为中心的网构软件开发方法1107取一组具有足够可复用性的领域需求, 并对其进行抽象形成领域模型. 在某种意义上, 领域工程的分析阶段就是一个自底向上、对各个成员系统进行分析、抽象, 构建领域需求模型的过程. 所以ABC采用领域工程方法和手段对网构软件所基于的平台资源进行有序化的整合, 通过对底层的各站点资源的抽象和梳理, 使之成为一组有序可控的资源群, 以作为搭建网构软件、完成特定业务目标的有机构成成分. 如图2所示, 首先通过领域边界的确定和领域分析活动, 把分散在Internet各处的无序资源(站点元素)组织成具有变化性表示机制的领域模型, 体现一类网构软件系统的高层目标; 再根据具体的需求经过需求分析对领域模型加以剪裁和扩充, 定制生成新的网构应用. 这些新的应用可能进一步作为服务散布在Internet的某处, 随着时间的推移而成为新的“无序”资源. 这些新的“无序”资源又可经过新一轮的领域分析迭代加入领域模型, 从而形成网构软件资源“无序”到“有序”的往复循环过程. 因此, ABC的面向特征的领域模型及建模方法FODM[3~6]可为网构软件平台资源的有序化提供一种有效手段.图2 通过领域工程整合网构平台的底层资源FODM的特征模型是一种以特征、特征之间的依赖关系为核心元素的特征模型结构框架, 支持对领域需求的系统化建模. 特征之间的关系包括精化、约束、影响和交互四种. 精化和约束对于建模需求的共性和变化性具有重要作用. 其中, 精化刻画了不同抽象层次和粒度的特征之间的静态结构关系. 通过精化关系, 特征模型形成了易于理解的层次式结构. 约束则刻画了特征在绑定状态上的依赖关系. 约束关系的显式建模保证了特征模型的易定制性以便于复用. 影响和交互关系对于基于特征模型的领域设计具有重要作用. 其中, 影响刻画了特征在程序规约层次上的依赖关系. 交互则刻画了特征在运行时刻的动态依赖关系. 图3给出了FODM特征模型的具体形式. 该特征模型除了记录系统具有的服务、功能、行为特点、用例等特征外, 还显式记录了系统具有的质量特征以及特征之间存在。
软件构件与中间件技术00
高级软件工程
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课
程
介
绍
一、课程设置目标
• 构造基于网络环境的大型软件系统时 将遇到什么样的问题 • 解决这些问题的原理与技术 • 相关的工业标准 例如 CORBA、EJB、Web Service 等 、 、
高级软件工程
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二、相关课程
1、操作系统 、 2、计算机网络 、 3、数据库系统 、 4、软件工程 、 5、Java 、
高级软件工程 构件合约（ ） 第九讲 构件合约（3） 构件运行环境（ ） 第十讲 构件运行环境（3） 软件公共服务（ ） 第十一讲 软件公共服务（3） 第十二讲 查找服务（3） 查找服务（ ） 事务服务（ ） 第十三讲 事务服务（3） 安全服务（ ） 第十四讲 安全服务（3） 软件体系结构（ ） 第十五讲 软件体系结构（3） 设计模式（ ） 第十六讲 设计模式（3）
高级软件期末笔试（ ） 2、作业（30%） 、作业（ ）
课程介绍 6/8
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课程介绍 7/8
四、主要参考文献
1、王千祥等，《应用服务器》， 2003.3。 、王千祥等， 应用服务器》 2003.3。 2、 OMG，The Common Object Request Broker: ， Architecture and Specification，v2.31，1999.10， ，v2.31，1999.10， 。 3、OMG，CORBAServices: Common Object Service 、 ， Specification ，1999， 。 ， 4、Sun Microsystems，Enterprise JavaBeans TM 、 ， Specification,Version 2.0, 2001， ， /ejb/ 。 5、 Sun Microsystems，J2EE, Version 1.3, 2001， 、 ， ， /j2ee/ 。 6、应用服务器乐园，。 、应用服务器乐园， 。
跟我学中间件相关技术及应用——与中间件技术相关的一些基本概念
跟我学中间件相关技术及应用——与中间件技术相关的一些基本概念1.1.1与中间件技术相关的一些基本概念1、什么是中间件中间件是介于应用软件和操作系统之间的系统软件，但针对不同的操作系统和硬件平台，中间件可以有符合接口和协议规范的多种实现；因此，中间件是一种独立的系统软件或服务程序如IBM公司的WebSphere产品和BEA公司（现属于Oracle公司）的Weblogic 产品等。
IDC对中间件下的定义是“中间件是一种独立的系统软件或服务程序，分布式应用软件借助这种软件在不同的技术之间共享资源，中间件位于客户机服务器的操作系统之上，管理计算资源和网络通信”。
分布式应用软件（如J2EE EJB组件）借助这种软件系统实现在不同的技术平台之间共享计算机中的各种系统资源，并由中间件系统软件统一管理各种系统资源和完成底层的网络通讯。
2、中间件技术产生的背景（1）传统的系统软件或工具软件提供的功能不能满足目前的企业应用的要求基于客户机/服务器（C/S）体系架构的企业应用系统已经流行多年，代之于Web技术、对象技术、数据仓库技术等新的概念和结构。
但随着对各种原有的应用系统不断进行功能扩充和新的应用系统不断地开发出，使得企业信息化应用也面临着许多问题——诸如不同硬件平台、不同网络环境、不同数据库之间的互操作等方面的问题。
因为多种不同系统平台、不同应用模式的系统相互并存，不仅系统效率过低、传输不可靠，而且数据加密和开发周期都比较长。
如何解决系统之间的“信息共享”和“平台互问”？（2）需要一种构筑于软、硬件平台之上同时对更上层的应用软件提供支持的软件系统为了能够使得各种应用软件在各种平台之间进行移植、同时也希望一种技术平台能够支持多种应用软件和管理多种不同的应用系统，软、硬件平台和应用系统之间也希望能够达到可靠和高效的数据传递或转换，最终使得系统的协同性（“信息共享”和“平台互问”）能够真正地得以保证。
为此，需要一种构筑于软、硬件系统平台之上，同时对更上层的应用软件提供支持的软件系统，而中间件正是为了满足这种应用环境而产生的。
构件模型讨论
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Page 8
COM+ component Services
Queued components. 队列可以对异步执行提供良好支持
Event notification. COM+ 事件是同时支持单播/多播、发布/订阅的事件机制 允许多个客户“订阅”由各种服务器“发布”的事件
定制：定制构件特性值的方法。
事件模型：指定活动并发性的方法。
组合和包含：一种通过聚合简单构件来获得复杂构件的方法；
类型聚合和接口导航：将构件接口放在—起的过程，并有一 种找到所需要接口的方法。
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Page 3
类型检查器
异常管理器
安全引擎
调试引擎
IL到本地码 编译器
代码管理器
垃圾回收器
（Garbage Collector）
类加载器（Class Loader）
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Page 22
.Net应用程序体系结构
表示层
Windows Forms
Windows Forms
and XML 基类库（Base Class Library）
公共语言运行时(CLR)
Windows
COM+ Services
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VisualΒιβλιοθήκη
“Java网络编程”与“软件构件与中间件”教学探索
“Java网络编程”与“软件构件与中间件”教学探索孙燕;郭松超;张芮【期刊名称】《实验室研究与探索》【年(卷),期】2018(037)002【摘要】《Java网络编程》、《软件构件与中间件》是高校计算机学院网络工程专业和软件工程专业的必修课,这两门课程是本科教学从“理论教学”转为“应用型教学”改革课程.《软件构件与中间件》(软件工程)与《Java网络编程课程》(网络工程)都需要网络编程,它们在通信过程编程实现的思想是共同的,使用的通信的体系架构是一致的.从两门课的共同点网络通信概念出发,叙述了中间件在通信中的作用,利用现实通信的实例做比对,并使用一个Web Java项目作为实例,使用网络通信体系结构概念模型(OSI参考模型)及通信数据封装解封装过程解释了网络通信编程项目开发应有的思路和步骤,使学生从全局的角度掌握Java网络编程和软件构件与中间件课程的通信本质,取得了良好的教学效果.【总页数】4页(P136-138,169)【作者】孙燕;郭松超;张芮【作者单位】青海民族大学计算机学院,西宁810007;青海民族大学计算机学院,西宁810007;青海民族大学计算机学院,西宁810007【正文语种】中文【中图分类】TP311.5;TP393.02【相关文献】1.“中间件技术”课程在软件工程专业中的意义及教学探索 [J], 梁春泉;张阳;蔚继承2.Java网络编程系统讲座Java网络编程入门 [J], 孙卫琴3.以实验为驱动的《中间件技术及其应用》课程教学探索 [J], 李波4.基于CDIO理念的《JAVA网络编程》课程教学模式探讨 [J], 林睦纲;赵辉煌;陈坚祯;郑光勇;唐四薪5.基于CDIO理念的《JAVA网络编程》课程教学模式探讨 [J], 林睦纲;赵辉煌;陈坚祯;郑光勇;唐四薪因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
软件构件与中间件大作业
软件构件与中间件大作业修改履历目录1 文档概述 (4)1.1文档目的和范围 (4)1.2术语/缩略语 (4)1.3参考文档 (4)2 系统概述 (4)2.1项目说明 (4)2.2需求分析 (5)2.3可行性或难点分析 (7)3 设计模式概述 (7)3.1观察者模式 (7)3.2适配器模式 (8)3.3生成器模式 (9)4 系统设计说明 (10)4.1模块整体结构图 (10)4.2使用说明书 (11)5 系统中的设计模式 (12)5.1分析模式的作用 (12)5.2设计一种需求的变化 (12)5.3系统的扩展 (12)5.4模式图 (12)5.5类(接口) (12)6 结论 (14)6.1自我评价或总结 (14)6.2需要进一步学习的内容 (15)6.3系统扩展计划 (15)1文档概述1.1 文档目的和范围读者通过使用本文档可以对本项目有一个大概的了解以及如何使用此程序。
1.2 术语/缩略语1.3 参考文档2系统概述2.1 项目说明本项目为网上购物系统，用户可以借用此系统开设网上商店，也可以作为普通顾客浏览网页进行商品的采购。
环境：操作系统windowsXP 编译器MyEclipse 数据库Oracle2.2需求分析系统应该包括两个角色：管理员，普通用户。
管理员只有一个。
普通用户可以进行注册，在忘记密码的情况下可以找回密码。
电子商城模块应包括两个基本的部分。
一个是前台的销售程序，用户在前端浏览（包括查看热销榜）、搜索商品。
如同在商场里一样，用户在前台使用一个叫做购物车的工具可以模拟商城的实物购物，用户可以把自己喜欢的商品放入其中（如果库存量不足将会有提示），并可以对已放入其中的商品进行处理，如去掉商品或确认购买并生成订单。
用户同样可以对自己的信息进行修改如密码修改，基本信息修改等。
每个用户可以查看自己的订单。
另一个是后台信息管理程序，商家在此管理本企业的相关信息发布，录入更改网上商品的信息，订单的查询，处理等。
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互联网时代的软件 1/42
第一讲 互联网时代的软件
高级软件工程
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内
容ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
一、软件 二、软件运行环境 三、软件开发方法 四、互联网软件的质量
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一、软件
计算机软件一般指
计算机系统中的 程序 及 文档 程序 是 以计算机语言表达的软件系统 文档 是 以人类语言表达的软件系统 二者互相配合 共同构成了完整的软件系统 人类抽象的经验、知识正逐步由软件予以精确地体现
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软件作为逻辑产品的特点：
劣势： 不易被理解 容易出错 找错、排错困难 优势： 易于变化，适应性强 复制成本低，适合规模经济
给我们的生活、学习等带来了巨大的变化
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二、软件运行环境
软件运行环境 ：硬件 从 单机环境 发展到 网络环境 又扩展到 移动环境
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软件 是脑力劳动的产物 是系统逻辑的体现 必须依附于一定的载体 例如：纸张、软盘、硬盘、光盘等 其它的物品呢？不需要载体？ 老 子: 道德经: 第十一章： 三十辐共一毂(gǔ) ，当其无，有车之用。 埏(shān)埴(zhí )以为器，当其无，有器之用。 凿户牖(yǒu )以为室，当其无，有室之用。 故有之以为利，无之以为用。
用途：计算 数据处理
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网络环境
用途：计算 =》网格
用途：服务 =》云计算
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服务
——服务是运行在网络上的软件
本义：为他人提供帮助或者做事情的活动 软件服务：不用在本地安装、维护，就可以使用软件
– 造不如买，买不如租
开发运行成本“省”
时间成本、人力成本、硬件资源成本、能耗、……
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软件开发的艺术
软件开发是一个充满“创新”活动的过程
– 一款好的软件对于程序员编程水平的依赖非常强，这
非常类似于一部好的电影对于演员演技的依赖非常大 – 有种观点甚至将程序设计看作是一种“艺术”（ Knuth： The art of programming）
让用户更方便地使用软件
PaaS: , GAE, Heroku,
Microsoft: Azure
SaaS发展的必然结果
IaaS: EC2, S3,
IBM: Blue Cloud
如何处理剩余资源？
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移动环境
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——云是集中着的软件服务
“云”是隐喻——基于互联网提供的服务 支持 大量的、数目变化的用户
基于 自由伸缩的物理架构
积累 大量的、多种类型的数据 实现细节(位置)对用户透明 物联网：后端是云
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云 包含 不同类型的服务
动因不同：
SaaS: Salesforce，Zoho，Live Office
软件与服务
– 越来越多的软件表现为服务
– 越来越多的服务借助于软件完成
软件发展影响因素
– 运行平台（计算机软件？网络、手机、传感器、……） – 应用模式（科学计算，获取信息，多人协作，……）
软件运行环境的发展，互联网发展的衍生品
– IBM: 1950 年代建立计算学科，2000年代建立服务学科
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三、软件开发
1、软件工程目标 2、软件开发模型 3、如何理解软件开发的困难
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1、软件工程目标
产品质量
开发效率
好 快 省
最终用户认为“好”
怎么叫“好”？正确、健壮、快速、安全、…… 怎么才能好？
编程人员开发“快”
“好”前提下的“快”，二者是一对对立体 怎么才能快？ 复用？
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软件工程四十年：软件工程、构件、中间件
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艺术与工程
软件开发所具有的内在“艺术”特征，与 社会对于软件开发的外部“工程”需求， 存在着许多冲突 这些冲突有些可以解决，有些可以缓解， 有些则长期存在 这就决定了，在“软件工程”领域，尽管 在不断取得一些显著的进展，但是走的是 一条挑战不断的曲折道路
与艺术创造相类似，开发出与某个已经存在软件 完全相同的另一个软件没有任何意义
– 这个过程非常不同于一般实物产品的生产过程，例如
：汽车、手机、计算机硬件的制造过程等 – 实际上，软件开发过程是与传统实物产品的设计环节 在一个层次上。
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软件开发的工程化需求
软件给我们的工作、学习、生活带来的好处巨大 因此社会对软件产品的需求非常迫切 但如果从“产品”的角度看软件的话 软件开发的“预算”、“进度”、“质量”控制非常困难 这就是“软件危机” “软件危机” 一直没有缓解过 在工程管理领域，人们经过数百年的探索 总结了一些列的原则与方法， 有效地控制了许多项目的“预算”、“进度”、“质量”等 一个自然的想法是 在软件开发过程中引入“工程管理”的原则与方法 来应对“软件危机”
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软件到底有什么奥妙？
人类自身的感官不能直接确定它的存在：
分子、原子 等对于人们总有一定的神秘性：感官距离很“遥远” 软件： 通常 存在于纸带、磁带、光盘等之中 运行起来 靠： 集成电路 发挥作用
显示器
显示状态
竟然还可以在 不同的载体 之间十分方便地跳跃！ 显示出来后离我们又这么“近”！ 如此有用!
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单机环境
计算机 源于对计算自动化 的追求 程序 源于对硬件通用化 的追求： 让计算机方便地增加功能
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共性的提取 同样一组硬件，完成不同功能（通用 vs 专用） 如何实现：修改配置（插拔连线 与 信息控制 产生bug！） 后来软件的发展一直在延续这个思路！ 开发成本（效率） 与 执行效率
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各类 服务器
数据库服务器: MySQL 应用服务器: Weblogic Web Server: Tomcat 文件服务器: Hadoop 版本服务器: Github 邮件服务器: Coremail ……
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云