20142205042026-吴勇-软件体系结构设计
(完整版)体系结构蓝图—软件体系结构的4+1视图(中文版)
本文基于多个并发视图的使用情况来说明描述软件密集型系统架构的模型。
使用多重视图允许独立地处理各"风险承担人"：最终用户、开发人员、系统工程师、项目经理等所关注的问题，并且能够独立地处理功能性和非功能性需求。
本文分别对五种视图进行了描述，并同时给出了捕获每种视图的表示方法。
这些视图使用以架构为中心的、场景驱动以及迭代开发过程来进行设计。
引言我们已经看到在许多文章和书籍中，作者欲使用单张视图来捕捉所有的系统架构要点。
通过仔细地观察这些图例中的方框和箭头，不难发现作者努力地在单一视图中表达超过其表达限度的蓝图。
方框是代表运行的程序吗？或者是代表源代码的程序块吗？或是物理计算机吗？或仅仅是逻辑功能的分组吗？箭头是表示编译时的依赖关系吗？或者是控制流吗？或是数据流吗？通常它代表了许多事物。
是否架构只需要单个的架构样式？有时软件架构的缺陷源于过早地划分软件或过分的强调软件开发的单个方面：数据工程、运行效率、开发策略和团队组织等。
有时架构并不能解决所有"客户"（或者说"风险承担人"，USC 的命名）所关注的问题。
许多作者都提及了这个问题：Garlan & Shaw 1、CMU 的Abowd & Allen、SEI 的Clements。
作为补充，我们建议使用多个并发的视图来组织软件架构的描述，每个视图仅用来描述一个特定的所关注的方面的集合。
架构模型软件架构用来处理软件高层次结构的设计和实施。
它以精心选择的形式将若干结构元素进行装配，从而满足系统主要功能和性能需求，并满足其他非功能性需求，如可靠性、可伸缩性、可移植性和可用性。
Perry 和Wolfe 使用一个精确的公式来表达，该公式由Boehm 做了进一步修改：软件架构＝{元素，形式，关系/约束}软件架构涉及到抽象、分解和组合、风格和美学。
我们用由多个视图或视角组成的模型来描述它。
为了最终处理大型的、富有挑战性的架构，该模型包含五个主要的视图（请对照图1）：•逻辑视图（Logical View），设计的对象模型（使用面向对象的设计方法时）。
软件体系结构设计方法ppt课件
模式驱动的体系结构设计方法从模式导出体系结构 抽象。软件设计模式的目的在于编制一套可重用的 基本原则，用于开发高质量的应用系统。体系结构 模式类似于设计模式，但它关心更粗粒度的系统结 构及其交互。
15
客户 需求规格说明书
通用知识 2：实现
体系结构模式 描述 意图
上下文
问题
解决方案
体系结构描述Biblioteka 4：组合3：应用 体系结构模式
图4 模式驱动的体系结构设计的概念模型
16
3. 系统的管理端业务处理模块
3.1 总的网络拓补结构
系统管理员
数据库 和
Web程序 都在这上
导师
导师
导师
17
3. 系统的管理端业务处理模块
在该系统中采用面向对
象分析作为主要的系统
建模方法，用不同的设
计角度描述角色（管理
有所不同。
3
客户
领域知识
捕捉需求 需求规格 说明书
提取解决方 案的结构
领域知识 工作
解决方案抽象
体系结构 规格说明
领域知识
体系结构
图1 体系结构设计方法的元模型 4
2.软件体系结构设计方法的分析
为了获取对体系结构设计的抽象，人们已经提出 了许多方法。
2.1 体系结构设计方法的分类
（1）工件驱动（Artifact-Driven）的方法 （2）用例驱动（Use-Case-Driven）的方法 （3）模式驱动（Pattern-Driven）的方法 （4）领域驱动（Domain-Driven）的方法
*
者）与系统的其它的 管理员
构件是如何联系的。管
管理端子系统 *
理端的主用例图如右图：
软件体系结构第一章
.
5
硬件和软件的失效曲线
软件，不会受引起硬件磨损 的环境问题的影响。
硬件失效率 软件失效率
初期失败率 磨损
时间
由于变更的副作用而 导致失效率提高
变更点
实际曲线
理想曲线 时间
计算机软件分类
系统软件
计算机软件分为七
应用软件
个大类，软件工程
嵌入式软件
师正面临着持续挑
需要的其 相关领域的知识 他知识
数学
著名的探 Barry Boehm，David Parnas，布 Edsger Dijkstra，高德纳，Robert Tarjan，Peter Slater，艾伦·图灵，
索者和教 鲁克斯
姚期智
育家
著名的实 John Backus，Dan Bricklin，蒂 无 践者 姆·伯纳斯-李 林纳斯·托瓦兹， 理查德·马修·斯托曼
出的：
软件工程是：（1）将系统化的、规范的、可 量化的方法应用于软件的开发、运行和维护， 即将工程化方法应用于软件。（2）在（1） 中所述方法的研究。
.
12
软件工程层次图
•包括软件工程在内的任何工程方法，必须构建在质量的基础之上。 •质量关注点（quality focus）
••过方程法（（pmreotcheosds））软件工程是一种层次化的技术!
1.2.2 软件过程和软件工程实践
一个通用的软件工程过程框架，通常包含5个活动：
沟通：在技术工作开始之前，和客户的沟通、协作极其重要 目的是理解利益相关者的项目目标，并收集需求，以定义 软件特性、功能。
策划：软件项目好比是一个复杂的旅程，策划活动，就是创 建一个使任何复杂的旅程都变得简单的地图，以指导团队的 项目旅程，该地图称为软件。
14 体系结构设计
SafeHomede的第一层ＣＦＤ
控制 面板
配置 系统
闪烁 标志
与用户 交互
开／关 切换
激活／不 激活系统
密码 处理
传感器 事件
传感器
警告 信号
监控 传感器
配置信息
显示信息 和状态 警告 状态
显示活动 状态（完 成、在处 理中）
控制 面板 超 显示 时警
铃 电 话 线
14.7 事务映射
设计步骤 1. 评审基本系统模型 2. 评审和精化软件的数据流图 3. 确定DFD含有变换流还是事务流特征 4. 标识事务中心和每条动作路径上的流特征 5. 因子化并精化该事务结构和每条动作路径的结构 6. 用提高软件质量的启发信息，精化第一次迭代得
数据仓库的特征： 面向主题 集成性 时变性 非易失性
14.2.2 构件级的数据设计
数据规约原则：
1.用于功能和行为的系统分析原则也应用于数据 2.应该标识所有的数据结构以及其上完成的操作 3.应当建立数据字典，并用于数据设计和程序设计 4.低层的设计决策应该推迟到设计过程的后期
数据规约原则：
14.4.2 体系结构设计的定量指导
频谱分析模型--从最好到最坏
整体的总的分值S 最坏总的分值Sw 最好分值Sb
计算频谱指标Is： Is=[(S-Sw)/( Sb-Sw)]*100
频谱分析模型
改善指标Imp: Imp=Is1-Is2 如果Imp是正值，则系统1相对于系统2完善
设计选择分析模型--需要评估
5.只有直接使用数据结构内部模块才能看到该数据 结构的表示
6.应该开发一个由有用的数据结构和应用于其上的 操作组成的库
7.软件设计和程序设计语言应该支持抽象数据类型 的规约和实现
软件工程2-10.体系结构设计
体系结构设计 体系结构设计描述了建立计算机系统所需的数 据结构和程序构件。需要考虑系统采用的体系 结构风格，系统组成构件的结构和性质，以及 所有体系结构构件之间的相互关系。 步骤：
MFC类的框架结构
CObject
所 有MFC类之父
CCmdTarget
发送系统和窗口 事件给相应对象
CWinThreadM FC线程控制 CWinApp
主线程和主程序
CWnd
基 本GUI对象类
CDocument 文档和视图类 CView
文档的显示打印
CFrameWnd
标题菜单边框类
CDialog
对话框类
构造一栋房屋
需要由一个小型团体完成，并且 需要更明确的目标和计划、更高 的效率、更精确的时间限制
需要一张设计图纸或模型 需要具有规划良好的过程 需要具备一定功能的工具
构建一个高层建筑？复杂！
软件体系结构的复杂性=技术的+管理的
一个中等的项目 - 5-10 人 - 10-15 个月的开发 周期 - 3-5 个外部界面 - 一些不可知的事情 & 风险
10.3.1 体系结构风格的简单分类 绝大多数系统可以被归类为少数几种体系结构 风格之一：
以数据为中心的体系结构 数据流体系结构：管道+过滤器 调用和返回体系结构：包括主程序/子程序体系结构、 远程过程调用体系结构。 面向对象体系结构 层次体系结构
Data-Centered Architecture
软件系统的框架与体系结构
框架
MFC框架就是由多个抽象或具体类、及具 有关联关系类组成的类簇（集合） MFC框架规定了应用体系结构，定义了它 的构成、类、对象的分割、各部件的职能、 类和对象的协作关系，以及控制流程 框架定义了这些设计参数后，开发者就可 以集中精力解决自身必须解决的业务逻辑 对于MFC已经定义的类，程序员的工作就 是框架的实例化，既对现有类的组合、子 类化和对象实例化 因为框架是系统的模板，系统开发就是一 个改写的过程，因此，基于既有框架的开 发使得系统体系结构完全受既有框架的限 制和约束
高级软件工程(第九章)-软件体系结构()PPT课件
管道/过滤器结构
Ø 每个过滤器都是一个独立的个体元素，各个过滤器的状态互不 相关，非邻近过滤器不共享任何信息；
9 Ø 运行结果的正确性与各个过滤器运行的先后顺序无关。
管道/过滤器体系结构风格
➢管道/过滤器风格具有以下优点： ✓ 简单性，允许将系统的输入和输出看作是各个
过滤器行为的简单组合，独立的过滤器能够减 小构件之间的耦合程度； ✓ 系统具有可扩展性和可进化性，各个过滤器是 相互独立的，因此可以很容易地将新过滤器添 加到现有的系统之中，以扩展系统的业务处理 能力，原有过滤器可以很方便地被改进的过滤 器所替代；
➢软件体系结构表示系统的框架结构，用于从较高 的层次上来描述各部分之间的关系和接口，主要 包括：构件、构件性质和构件之间的关系。
➢不同系统的设计方案存在着许多共性问题，把这 些共性部分抽取出来，就形成了具有代表性的和 可广泛接受的体系结构风格。
4
几种典型的软件体系结构风格
➢软件体系结构风格也称为软件体系结构惯用模 式，是指不同系统所拥有的共同组织结构和语 义特征。
软件密集型系统的总体结构的语言，说明系统众
多构件之间的结构关系。
➢代表性的体系结构描述语言包括：
➢ Wright
➢ ACME
➢ Rapide
➢ ABC/ADL
➢ Darwin
➢ XYZ/ADL
➢ Unicon
➢ XADL
➢ 大部分结构描述语言都有构件、连接子、配置
等概念。
3
几种典型的软件体系结构风格
➢软件体系结构风格定义了用于系统描述的术语 表和一组用于指导系统构建的规则。
5
几种典型的软件体系结构风格
➢管道/过滤器风格 ➢数据共享风格 ➢客户机/服务器风格 ➢浏览器/服务器风格 ➢MVC体系结构风格
(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。
《软件体系结构》课件
重构的实施
4
来进行重构。
重构应该是一个渐进的过程，通过逐步 修改系统的部分来达到整体的改进。
软件体系结构的例子和项目实践
实例一：在线商店系统
以在线商店系统为例，介绍如何 设计和实现具有扩展性和可维护 性的软件体系结构。
实例二：社交媒体平台
以社交媒体平台为例，讨论如何 应用不同的架构模式来满足用户 的需求。
项目实践：设计和实现一 个软件系统
通过一个具体的项目实践，展示 如何在整个软件开发生命周期中 应用软件体系结构的原理和方法。
结语
1 总结和反思
回顾我们在这份PPT课件中所讨论的内容，并总结其中的关键要点。
2 展望未来的发展趋势
预测软件体系结构领域的发展趋势，并对未来的研究方向提出建议。
3 鼓励学习和实践软件体系结构的重要性
通过评估和分析软件体系结构，我们可以发 现潜在的问题并做出相应的改进。
软件体系结构的演化和重构
1
演化的原因
技术的进步、需求的变化和系统的缺陷
重构的目的和方法
2
可能会导致软件体系结构的演化。
重构旨在改善系统的设计和结构，以提
高可维护性和可扩展性。Βιβλιοθήκη 3重构的技术和策略
通过使用设计模式、分解复杂的模块和
简化系统之间的依赖关系等技术和策略
客户端-服务 器架构
客户端发送请求，服 务器提供响应。这种 架构常用于网络应用 程序和分布式系统。
浏览器-服务 器架构
浏览器充当客户端， 通过HTTP协议与服务 器进行通信。这种架 构常用于Web应用程 序。
面向服务的架 构
系统通过服务进行通 信，每个服务提供特 定的功能。这种架构 可以促进系统的松耦 合和可扩展性。
软件体系结构设计与演化
软件体系结构设计与演化软件体系结构是一个软件系统的基础框架，决定了系统的结构组织和行为规则。
在软件开发的过程中，软件体系结构的设计与演化是关键的环节。
本文将探讨软件体系结构设计与演化的相关问题。
一、软件体系结构设计软件体系结构设计旨在定义软件系统的整体结构，以及各个组件之间的关系和相互作用。
在软件体系结构设计中，需要考虑以下几个方面：1. 功能需求：了解系统的功能需求，明确系统需要实现的功能模块以及它们之间的依赖关系。
2. 质量属性：考虑系统的质量属性，如可靠性、安全性、可扩展性等，找出满足这些属性的体系结构模型。
3. 结构模式选择：根据系统的需求和特点选择适合的结构模式，如分层结构、客户端-服务器结构、发布-订阅模式等。
4. 构件设计：设计具体的构件，明确构件之间的接口和通信方式，保证构件的复用和扩展性。
5. 评估与验证：对设计的系统进行评估和验证，通过模拟或者原型系统来验证系统的可行性和正确性。
二、软件体系结构演化随着软件系统的不断演化，软件体系结构也需要随之进行调整和优化。
软件体系结构演化的目标是在保持系统稳定性的前提下，满足系统的新需求和改进性能。
1. 变更分析：对软件系统变更的需求进行分析，确定变更的范围和影响。
2. 演化策略：采用适合的演化策略来实施软件体系结构的演化，如增量式演化、重构等。
3. 版本管理：建立有效的版本管理机制，追踪和管理软件体系结构的演化过程，确保版本间的兼容性和一致性。
4. 风险管理：评估演化过程中可能出现的风险，采取相应的措施来降低风险的影响。
5. 测试与验证：对演化后的软件体系结构进行测试和验证，确保系统的正确性和可靠性。
三、软件体系结构设计与演化的挑战软件体系结构设计与演化面临着一些挑战，需要采取相应的策略来应对：1. 复杂性管理：软件系统复杂度的增加使得管理和维护体系结构变得更加困难，需要采用合适的方法和工具来管理复杂性。
2. 变更管理：随着需求的变化，软件体系结构需要不断演化，变更管理成为一个关键问题，需要建立有效的变更管理机制。
软件体系结构与设计实用教程
软件体系结构与设计实用教程软件体系结构与设计实用教程一、引言在当今信息技术高速发展的时代，软件已经成为现代社会不可或缺的一部分。
而软件的质量和性能很大程度上取决于其体系结构和设计。
了解软件体系结构与设计原则以及实际操作非常重要。
本文将深入探讨软件体系结构与设计的实用教程，希望能为读者提供有益的指导和帮助。
二、软件体系结构概述1. 软件体系结构的定义和意义软件体系结构是指软件系统中各个组件之间的关系和约束的总称。
它决定了软件系统的整体结构和性能。
一个好的软件体系结构能够提高软件系统的可维护性、可扩展性和可重用性，同时也能降低系统的复杂性和风险。
2. 软件体系结构的分类软件体系结构可以根据其结构和组织方式进行分类，常见的包括客户端-服务器模式、三层架构模式、MVC模式等。
每种体系结构都有其适用的场景和特点，需要根据具体情况进行选择。
3. 软件体系结构的设计原则良好的软件体系结构需要遵循一定的设计原则，例如模块化、高内聚低耦合、单一职责原则等。
这些原则能够帮助设计者建立稳健的软件系统。
三、软件设计实用教程1. 软件设计的基本流程① 需求分析：充分了解用户需求和系统功能。
② 架构设计：确定系统整体结构和各模块的关系。
③ 详细设计：对每个模块进行详细设计和算法实现。
2. 设计模式的应用设计模式是软件设计中常用的一种思想模型，它将一些常见的设计方法和结构总结成一套可复用的解决方案。
常见的设计模式包括工厂模式、单例模式、观察者模式等。
3. 软件设计工具的使用在软件设计过程中，一些设计工具如UML建模工具、Eclipse等对于整体架构和模块设计有很大帮助。
熟练掌握这些工具的使用对于提高设计效率和质量非常重要。
四、总结与回顾软件体系结构与设计是软件开发中至关重要的一环。
通过本文的介绍，我们了解了软件体系结构的概念和分类，学习了软件设计的基本流程和原则。
我们也深入了解了设计模式的应用和设计工具的使用。
希望通过这些内容的学习，读者能够在软件设计和开发中更加得心应手，设计出高质量、可维护的软件系统。
《软件体系结构》实验指导书
前言软件体系结构课程是计算机科学与技术本科专业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、数据库和网络通信知识的基础上系统掌握面向对象系统分析与设计的基本方法和技术，并具有针对特定环境下的应用问题进行信息系统开发(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建模标准UML语言，能够利用Rational Rose（或Microsoft Viso）软件以某一信息系统为例进行系统分析和设计。
本课程主要介绍系统原理的基本概念、系统开发过程RUP、对面向对象分析和面向对象设计的方法、对面向对象分析和设计的建模标准UML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 2003。
目录实验一用例图及进度安排一、实验目的1．熟悉用例图的基本功能和使用方法。
2．掌握如何使用建模工具绘制用例图方法。
3．学习使用Microsoft Project对题目进行进度安排。
二、实验器材1．计算机一台。
2．Rational Rose 工具软件。
三、实验内容根据实例，如“图书馆管理系统”开发进度，在完成对系统的需求建模，得到用例模型后，应针对每个用例进行业务分析，说明其具体的业务流程，现系统分析部指派您完成该项任务。
要求：对其中主要功能的用例书写书面用例。
四、实验步骤书写“删除读者信息”用例的书面用例。
软件系统设计与体系结构 ppt课件
◇ 构件模型及实现 ◇ 构件获取 ◇ 构件管理 ◇ 构件重用
课本第17页图1-7
第1章 软件体系结构概论 ◇ 构件模型及实现
◎ 构件的定义
1.2 构件与软件重用
构件是指语义完整、语法正确和有可重用价值的单 位软件，是软件重用过程中可以明确辨识的系统；结构 上，它是语义描述、通讯接口和实现代码的复合体。
第1章 软件体系结构概论 ◇ 构件管理
◎ 构件描述
1.2 构件与软件重用
构件模型是对构件本质的抽象描述，主要是为构件 的制作与构件的重用提供依据； 从管理角度出发，也需要对构件进行描述，例如： 实现方式、实现体、注释、生产者、生产日期、大小、 价格、版本和关联构件等信息，它们与构件模型共同组 成了对构件的完整描述。
1.2 构件与软件重用
自学
第1章 软件体系结构概论 ◇ 本次课重点
1. 软件危机的表现和成因。 2. 构件和软件重用的概念？ 3. 基于构件软件重用的开发组织结构关系和关 系图。
第1章 软件体系结构概论 ◇ 作业
1.查阅课外资料，谈一谈如何克服软件危机。 2.（1)什么是构件？ (2)什么是软件重用？
第1章 软件体系结构概论 ◇ 构件模型及实现
◎ 青鸟构件模型
1.2 构件与软件重用
参数化属性 构件名称 提供的 功能 具体成员 功能描述 虚拟成员 所需的构件
成员关系
第1章 软件体系结构概论 ◇ 构件获取
1.2 构件与软件重用
从现有构件中获得符合要求的构件，直接使用或作 适应性修改，得到可重用的构件；
◎ 理解与评价构件
◇ 构件的功能与行为 ◇ 相关的领域知识
1.2 构件与软件重用
◇ 可适应性约束条件与例外情形
◇ 可以预见的修改部分及修改方法
《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。
软件体系结构1第1章软件体系结构概述
引言
著名的美国塔科马海峡大桥(Tacoma Narrows Bridge)
引言
著名的美国塔科马海峡大桥(Tacoma Narrows Bridge)
引言
著名的美国塔科马海峡大桥(Tacoma Narrows Bridge)
1940年7月1日通车的塔科马海峡大桥是一座主跨853米的悬索桥， 桥梁长度1524米，桥下通航净高59.40米，1940年11月7日上午 11点15分（美国太平洋时间），戏剧性地被海风摧毁而坍塌，可 怜的小狗Tubby随之一同掉落进普及特海峡，成为这次事故的唯一 遇难者，后人称之为“桥梁建筑史上的珍珠港”。对普及特海峡来 说，倒塌的大桥也成为了世界上最大的人造礁石之一。1940年11 月28日，美国海军的水文办公室报告称，桥梁遗骸的地理坐标是 （47.16'00"N，122.33'00"W），深度180英尺（55 m）。
12,000,000
10,000,000
8,000,000
6,000,000
4,000,000
2,000,000
0 1945 1948 1951 1954 1957 1960 1963 1966 1969 1972 1975 1978 1981 1984 1987 1990 1993 1996 1999 2002 2005
An average software project - 5-10 people - 3-9 month duration - 3-5 external interfaces - Some unknowns & risks
Lower management
Commercial Embedded Compiler Automotive
第7讲软件设计方法
– /rapide/
• C2 Project at UC Irvine
– /pub/arch/
面向数据流的设计
• 结构化开发方法（Structured Developing Method） 是现有的软件开发方法中最成熟，应用最广泛的 方法，主要特点是快速、自然和方便。
事务流设计
• 事务流设计是从事务流的DFD到程序结构的转换。 • 设计步骤：
– 确定流界：
• 先从DFD中找出事务流、事务处理中心和事务路径。 事务中心前是接收事务、事务中心后是事务路径。 进行一级分析，设计顶层模块。
– 进行一级分析，设计上层模块：
• 从DFD中导出具有接收和发送分支的软件结构。对 事务中心设计为“事务控制”、对事务流为“接收 事务”、对事务路径为“发送事务”。
• 结构化开发方法由结构化分析方法（SA法）、结 构化设计方法（SD法）及结构化程序设计方法 （SP法）构成的。
• 结构化设计方法（SD 法 Structured Design）是 结构化开发方法的核心，与SA法，SD法密切联 系，主要完成软件系统的总体结构设计。
• 面向数据流的设计方法又称结构化设计。
– 细化该事务结构和每条动作路径的结构。
• 对于接收分支，采用变换流设计方法设计中下层； 对于发送分支，在发送模块下设计每条事务路径的
事务流设计
I
事务流IIຫໍສະໝຸດ S事务中心A
B
C
事务处理
M
II
S
I
ABC
… … …
… … …
混合流设计
• 一般采用以变换流为主，事务流为辅的方 法。
• 基本步骤：
– 利用变换设计，将DFD划分为输入、变换和输 出三大部分；
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Guizhou University of Finance and Economics课程设计报告专业年级2014级软件工程2班课程名称软件设计与体系结构设计题目图书销售管理系统指导教师郑宇学生姓名吴勇学号20142205042026设计成绩教务处制2017年06月12日目录1. 系统开发背景 (3)1.1 概述系统 (3)2 需求分析 (3)2.1 可行性分析 (3)2.2 系统前台分析 (4)2.3 系统后台分析 (5)2. 系统设计约束 (6)2.1 系统运行环境 (6)2.2 系统接口约束 (7)2.3 系统质量约束 (8)2.4 系统隐含约束 (9)3. 系统设计策略 (9)3.1 系统关键技术 (9)3.2 系统扩展策略 (10)3.3 系统复用策略 (10)4. 系统总体结构 (10)4.1 系统逻辑设计 (12)4.2 系统用户接口逻辑设计 (12)4.3 系统物理设计 (12)5. 结论 (13)6 参考文献 (16)1. 系统开发背景1.1 概述系统经过图书销售管理系统的制作，可以实现对图书的在线查找，销售，以及在线管理等功能，此系统的优势在于系统简单却功能强大，, 扩充能力好以及能够方便的跨地域操作等性能，能很好的搭建起用户和卖家之前的桥梁，操作简单。
本系统包括图书展示，新书发布，图书展示等一系列服务，同时提供图书推荐、图书分类、图书检索等便捷服务，方便用户寻找合适的图书。
本系统适用范围广，不管是个人还是企业都可以通过平台进行图书的销售与购买，通过合法验证后即可进行相干操作。
2 需求分析2.1 可行性分析1. 要求“中国图书销售信息系统”必须适应中国国情，符合国家各种政策法规，信息指标体系满足标准化要求。
实现企业在互联网上对图书的销售。
具体实现有：会员注册和登录、图书查询、网上发表评论、管理员维护功能加强。
本软件在保证质量的前提下实现资金最小化投入。
2. 目标在先进的计算机技术支持下，运用所学的计算机软件开发知识以及企业开拓互联网图书市场的迫切需要所开发的图书销售信息系统，进行日常的图书销售管理，包括：1．便捷的购书流程2. 方便的后台管理3．人性化的操作界面3. 条件、假定和限制建议软件使用寿命：10 年经费来源：图书企业硬件条件：普通PC 机数据库：MSSQL或者ACCESS4. 进行可行性研究的方法主要通过对已有图书销售系统的分析和研究比较的方法。
5. 评价尺度此软件只是一个适用软件，达到图书查询、购买及后台管理的要求即可，软件开发周期不长。
对于企业的要求还有一定的距离。
只是提供一种简易的软件用以实现企业功能的初级软件。
3．经济可行性图书销售系统实用性强，易学、易掌握、易使用，并且可以方便消费者，并增加效率。
该软件针对图书销售行业的情况进行了大量的研究，帮助您更好地管理库存、增加销售、降低成本和提高客户满意度，做出可靠的财务决定。
它为您节省完成日常工作所花费的时间，可以更方便快捷的管理的各个环节。
对于本系统软件的市场开发投资方向体现在软件开发、软件生产、软件测试、技术培训、宣传推广方面，因此主要投资力度应放在宣传与推广方面，并应采取全方位的宣传方式。
2.2 系统前台分析1、会员中心①游客注册游客能够通过此功能注册成为本网站会员，从而取得相应功能。
②会员登录游客注册成为会员后，必须登录才能拥有平台提供的相关功能。
③会员账户冻结用户要是出现什么异常状况，如账号密码被盗等，可选择此功能暂时冻结账号，从而取得时间去修改登录信息，保护账号安全等。
2、售书管理①书籍查询会员想购买书籍，或者对自己想购买的书籍了解不详细，可以通过此功能进行搜索查询，找到自己需要的书籍②客户中心会员能够在这里修改个人资料、修改密码及密码保护问题和答案，对自己购买的书籍进行管理，查看自己购买书籍的物流等等。
③客户下订单会员对需要购买的书籍可以通过此功能下订单购买④实现购物车功能会员可以将自己喜爱的书籍或想要买的书籍加入购物车，在最后的时候统一结算，节省用户时间。
⑤支付功能会员通过此功能对本人购买的书籍付款，付款后本平台将依据订单准时发货。
2.3 系统后台分析1、图书管理①入库处理系统将到货的新书进行登记入库②出库处理系统将售出的书籍进行售出记录2、后台订单处理①单审核系统将对用户下的订单进行审核，不合格的订单（如会员地址，会员手机号码等填写不具体的）退回给会员重新填写，合格的订单交给物流进行发货3、会员中心管理①会员注册管理系统将对注册的会员进行统一的管理②会员登录管理系统将对登录的会员进行统一管理③账户冻结信息管理系统将对被冻结的会员进行统一的管理4、基础信息管理①员工信息管理系统将对工作员工的所有基本信息进行统一的管理②会员信息管理系统将对注册成为会员的信息进行统一的管理③图书信息管理系统将对所有的图书信息进行统一的管理④新书上架发布系统将在网站上发布上架的新书，方便用户进行选择2. 系统设计约束2.1 系统运行环境一、硬件环境1、客户程序硬件要求：最低1G 内存最小8 GB 硬盘鼠标键盘2、服务器硬件需求：最低2G 内存最小20GB 硬盘鼠标键盘二、软件环境1、客户程序多需软件：Windows NT /2000 或更高版本2、数据库服务器软件：WINDOWSXP/LINUX或更高版本SQL Sever2005 以上Tomcat 6.0 以上2.2 系统接口约束一、用户界面设计规则系统用户接口：采用Windows 的通用图形界面，对用户友好，且必须对鼠标键盘提供支持，界面设计应遵循：1、尽量保持一致性：界面规范应遵循MS Windows 软件界面的规范2、设计完整的对话过程：系统的每一次对话都应该有明确的次序：开始、中间处理过程、结束3、提供简单的错误处理机制4、提供信息反馈：用多种信息提示用户当前软件运行状态，软件界面元件的功能5、提供控制的内部轨迹：系统应该让用户觉得是由用户在做决定，可以通过提示字符和提示消息的方式使用用户产生这种感觉二、内部接口设计因为数据库的独特性，其数据库内部不需要特别设计接口。
内部模块之间需要建立接口，方便其他模块进行调用。
表现层模块可调用业务层模块接口，业务层模块可调用数据持久层接口，公共模块接口可任意被其余模块调用。
三、外部接口设计硬件之间的接口：暂无软件之间的接口：暂无2.3系统质量约束1、本系统的操作人员要求能达到基本会操作Windows 的程度即可。
2、数据库的维护人员必须具备数据库管理知识。
3. 系统设计策略为了适应业务需求，系统在设计中为今后的结构变化预留了充分的空间，能够不间断地开发、完善各模块功能。
依据图书销售管理系统的目标和发展方向，结合实际情况，形成了以下设计策略方案。
3.1 系统关键技术系统基于C#平台，C# ( C Sharp)是微软(Microsoft)为.NET Framework 量身订做的程序语言。
C#拥有C/C++的强大功能以及Visual Basic简易使用的特性，是第一个组件导向(Component -oriented) 的程序语言。
框架类库可以简单的理解为预先编写好的程序代码。
这些代码包含了编程中常用数据，以及对这些数据的操作。
在编程时，可以使用Visual Studio .NET 中集成的任何一种编程语言来调用这些代码，以加快应用程序开发的效率。
2. 公共语言运行库Common Language Runtime, ( CLR ) ,负责管理用.net 框架类库开发的所有应用程序的执行，在Visual 中集成的所有编程语言编写的应用程序均需通过CLR 才能运行。
3. MicroSoft 中间语言在IDE 环境中，各种语言编译器负责完成编译工作的第1 步，将源代码转换为一种中间代码( Microsoft Intermediate Language,MSIL )，不同的高级语言源代码编译成MSIL 后，就变成了统一的语言表现形式。
4. JIT 即时编译MSIL 是一种非常接近机器语言的代码，但还不能在计算机上运行，还要通过第2 步编译工作将MSIL 变成真正的机器语言，即时编译(Just -In -Time ，JIT )完成该项工作。
3.2 系统扩展策略为了方便系统在将来扩展功能，平台子系统中都采用继承的抽象设计。
3.3 系统复用策略业务逻辑对组件模型进行了封装，在子系统视图的粒度上，每个子系统都是一个独立的、可复用的组件；在业务逻辑视图的粒度上，平台系统的业务逻辑被封装成了一个独立于用户接口与数据库实体，从而实现了完整业务逻辑的复用，降低了开发、维护成本。
4. 系统总体结构在对网上图书销售的需求分析基础上，对它的整体结构进行了设计，此系统总体结构图如下。
图4.1系统总体结构图从网上图书销售系统总结构图可以看出，平台体系结构是由前台和后台两个独立的 功能模块组成。
为了进一步说明网上图书销售系统总结构的体系框架，对平台的两大主 要功能模块进行了详细的设计，各自的功能结构图如下所示：1、前台管理体系结构图：前台管理会员中心网上图书销 售系统会员前台游客 注 册会 员 登 录书籍查询客 服 中 心客户下订单实 现 购 物 车 功 能支付功能售书管理根据系统运行的硬件要求， 建立系统运行的环境，保证系统能正常在服务器上运行。
图4.2前台管理体系结构图2、后台管理体系结构图:图4.3后台管理体系结构图4.1系统逻辑设计根据用户需求分析的结果，我们将网上图书销售系统分为前台管理系统和后台管理 系统，然后对其进一步划分为多个独立的子系统，据此：1、 以用户使用的观点来看，系统在采用 B/S 结构模型。
2、 以业务逻辑设计的视角来看，系统采用的是分层体系结构模型。
4.2系统用户接口逻辑设计客户端系统采用的是典型的B/S 结构模型实现，即只实现基本的用户界面。
而系统功能实现在服务器端，以提高系统的易维护性、安全性。
4.3系统物理设计5. 结论通过对网上图书销售系统总体框架的分析，其各个模块的结构和功能说明如下: 模块1 :会员中心模块2:售书管理模块3:图书管理模块4:后台订单处理模块5:会员中心管理模块6:基础信息管理6参考文献1.《网上图书销售系统的设计与实现》期刊：《电脑学习》年份：2011作者：李智勇2.《基于ajax的网上图书销售管理系统的设计与实现》期刊：《南昌大学硕士论文》年份：2011作者：李姗3.《基于b/s结构的图书销售管理系统的设计与实现》期刊：《吉林大学硕士论文》年份: 2013作者：杨兴越4.《网上二二手图书销售系统的设计与实现》期刊：《消费电子》年份：2012作者: 徐颖慧。