研究生课程教学大纲-河北大学网络空间安全与计算机学院

研究生课程教学大纲

《软件体系结构》

《Software Architecture》

36 学时； 2 学分

一、课程简介

本课程是硕士研究生专业基础课程之一。软件体系结构（也称软件架构）的理论与实践近几年已经形成成熟的体系，成为软件工程中的一个新的及独立的领域，在大型复杂软件系统的开发过程中起着越来越重要的作用。

软件体系结构主要介绍软件体系结构和中间件的基本概念，使学生对软件体系结构有比较深入的了解。通过学习，使得学生在软件工程思想的基础上，更进一步掌握软件分析和软件开发的方法和思想，并能在实际中应用。在完成本课程后，使学生能够掌握软件架构的原理, 方法及技巧，了解常见的架构模式以及它们在企业应用，能够对软件架构进行分析，撰写软件架构文档。完成本课程的学员可以在实际工作中胜任软件设计师及初级软件架构师的工作。

二、预修课程及适用专业

预修课程：无

适用专业：计算机科学与技术，计算机技术、软件工程、信息安全

三、课程内容及学时分配

本课程分为三部分内容。第一部分将在软件工程基本原理基础上，讨论软件架构及软件架构师在软件工程中的作用，分析软件架构所要解决的软件工程中的问题，以及软件架构师应当具备的知识及技能体系。第二部分以架构设计的过程为主线，有序展开相应的方法论与实践：如何从需求向架构设计过渡、概念性架构设计、细化架构设计。并强调非功能需求设计的方法与设计思想。第三部分介绍常见的架构模式以及它们在企业应用，设计模式如何合理用于架构设计实践，如何设计Framework。

第一章引言

1.1 软件体系结构的概念

1.2 软件的工程规范

1.3 软件体系结构概况

第二章体系结构模式

2.1 体系结构模式

2.2 管道和滤波器

2.3 数据抽象和面向对象

2.4 基于事件与隐含调用

2.5 层次系统

2.6 存储库

2.7 中断

2.8 过程控制

2.9 其它类似结构

2.10 不同种类的体系结构（多机系统）

第三章用例研究

3.1 文本中的关键字

3.2 仪表化软件

3.3 移动机器人

3.4 巡回控制

3.5 混合系统

第四章共享信息系统

4.1 共享信息系统

4.2 数据库集成

4.3 集成式软件开发环境

4.4 集成构件设计

4.5 共享信息系统的体系结构

4.6 一些结论

第五章软件体系结构设计

5.1 用户界面体系结构

5.2 限制设计空间

第六章形式模式和规范

6.1 体系结构形式化价值

6.2 规范系统的形式化体系结构

6.3 形式化体系结构模式

6.4 形式化体系结构设计空间

第七章软件体系结构的分析与测试7.1 体系结构的可靠性建模

7.2 软件体系结构的可靠性风险分析

7.3 基于体系结构描述的软件测试方法

第八章软件体系结构评估

8.1 体系结构评估概述

8.2 软件体系结构评估的主要方式

8.3 ATAM评估方法

8.4 SAAM评估方法

学时分配计划

四、教学方法及要求

教学方式：本课程强调及兼顾理论体系的体系性及技术题材的实用性。将全部课程时间讲解实际案例分析，案例代表性强、大型案例丰富，多为实践一线的实际案例。

教学方法：启发式教学、探讨式教学、理论与实践相结合。

五、考核办法

√考查

【考核类型】☐考试□

【考核方式】☐开卷（Open-Book）☐闭卷（Close-Book）

□√课程论文☐系统设计☐项目报告

☐其它：（填写具体考核方式）

考核方式考查，总评成绩中适当考虑考勤、课堂表现及平时测验成绩等。

六、参考书籍及阅读文献资料

近年来国内外权威期刊和学术会议相关学术论文以及经典著作等，如：

[1] 陆文，徐锋，吕建. 一种开放环境下的软件可靠性评估方法，计算机学报，2010，33

（3）：452-462.

[2] 赵会群，孙晶. 一种SOA软件系统可信性评价方法研究，计算机学报，2010，33（11）：

2202-2210.

[3] 徐洪珍，曾国荪，陈波等. 软件体系结构动态演化的条件超图文法及分析，软件学报，

2011，22（6）：1210-1223.

[4] 宋晖，黄罡，武义涵等. 运行时软件体系结构的建模与维护，软件学报，2013，24（8）：

1731-1745.

[5] 丁博，王怀民，史殿习. 构造具备自适应能力的软件，软件学报，2013，24（9）：1981-2000.

[6] 廖祝华，张国清，杨景等. 网络环境下动态分布内容的自组织语义整合框架，软件学报，

2013，24（12）：2871-2882.

[7] 丁博，王怀民，史殿习等. 一种支持软件可信演化的构件模型，软件学报，2011，22

（1）：17-27.

[8] 陈湘萍，黄罡，宋晖等. 基于MOF的软件体系结构分析结果集成框架，软件学报，2012，

23（4）：831-845.

[9] 高晖，张莉，李琳等. 软件体系结构层次的软件适应性预测模型，软件学报，2010，21

（9）：2118-2134.

[10] 陈洪龙，李仁发，李蕊等. 一种面向体系结构的自适应软件构件分派模型及算法，计

算机研究与发展，2011，48（12）：2300-2307.

[11] 陈湘萍，黄罡，孙艳春等. 支持自适应过程中分析与规划的软件体系结构模型，2010，

47（7）：1156-1164.

[12] 刘轶，支予哲，张昕等. SimHPC:一种基于执行驱动的大规模并行系统模拟器, 计算机

学报, 2013，36（4）：738-746.

[13] Auror a Ramírez, José Raúl Romero and Sebastián Ventura, “An approach for the

evolutionary discovery of software architectures Original Research Article”, Information Sciences, Vol. 305, No.1, Pp. 234-255, 2015.

[14] Henrik Bærbak Christensen, Klaus Marius Hanse n, Morten Kyng, et al, “Analysis

and design of software ecosystem architectures –Towards the 4S telemedicine ecosystem Original Research Article”, Information and Software Technology, Vol. 56, No. 11, Pp. 1476-1492, 2014.

[15] Rafael Capilla, Jan Bosch, Pablo Trinidad, et al, “An overview of Dynamic

Software Product Line architectures and techniques: Observations from research and industry Original Research Article”, Journal of Systems and Software, Vol.

91, No. 5, Pp. 3-23, 2014.

[16] Javier Gonzalez-Huerta, Emilio Insfran, Silvia Abrahão, et al. “Validating

a model-driven software architecture evaluation and improvement method: A

family of experiments Original Research Article”, Information and Software Technology, Vol. 57, No.1, Pp. 405-429, 2015.

[17] （美）Mary Shaw, David Garland著. 牛振东，江鹏，金福生编译. 软件体系结构. 北

京: 清华大学出版社, 2007.

[18] 周华，孙兴平，胡盛等. 软件设计与系统结构. 北京：科学出版社，2012.

开课单位：计算机科学与技术学院

编写人：刘振鹏

审定人：王亮

编写日期：2015年6月3日