軟件體系結(jié)構(gòu)天津商業(yè)大學(xué)1軟件體系結(jié)構(gòu)天津商業(yè)大學(xué)1形象的比喻軟件體系結(jié)構(gòu)是構(gòu)建計(jì)算機(jī)軟件實(shí)踐的基礎(chǔ)。與建筑師設(shè)定建筑項(xiàng)目的設(shè)計(jì)原則和目標(biāo)，作為繪圖員畫(huà)圖的基礎(chǔ)一樣，一個(gè)軟件架構(gòu)師或者系統(tǒng)架構(gòu)師陳述軟件構(gòu)架以作為滿足不同客戶需求的實(shí)際系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)。2形象的比喻軟件體系結(jié)構(gòu)是構(gòu)建計(jì)算機(jī)軟件實(shí)踐的基礎(chǔ)。與建筑師設(shè)軟件體系結(jié)構(gòu)——軟件行業(yè)？軟件架構(gòu)師軟件架構(gòu)師是軟件行業(yè)中一種新興職業(yè)，工作職責(zé)是在一個(gè)軟件項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程中，將客戶的需求轉(zhuǎn)換為規(guī)范的開(kāi)發(fā)計(jì)劃及文本，并制定這個(gè)項(xiàng)目的總體架構(gòu)，指導(dǎo)整個(gè)開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)完成這個(gè)計(jì)劃。主導(dǎo)系統(tǒng)全局分析設(shè)計(jì)和實(shí)施、負(fù)責(zé)軟件構(gòu)架和關(guān)鍵技術(shù)決策的人員。3軟件體系結(jié)構(gòu)——軟件行業(yè)？軟件架構(gòu)師3架構(gòu)師的主要任務(wù)不是從事具體的軟件程序的編寫，而是從事更高層次的開(kāi)發(fā)構(gòu)架工作。他必須對(duì)開(kāi)發(fā)技術(shù)非常了解，并且需要有良好的組織管理能力。⒈領(lǐng)導(dǎo)與協(xié)調(diào)整個(gè)項(xiàng)目中的技術(shù)活動(dòng)（分析、設(shè)計(jì)和實(shí)施等）⒉推動(dòng)主要的技術(shù)決策，并最終表達(dá)為軟件構(gòu)架⒊確定和文檔化系統(tǒng)的相對(duì)構(gòu)架而言意義重大的方面，包括系統(tǒng)的需求、設(shè)計(jì)、實(shí)施和部署等“視圖”⒋確定設(shè)計(jì)元素的分組以及這些主要分組之間的接口⒌為技術(shù)決策提供規(guī)則，平衡各類涉眾的不同關(guān)注點(diǎn)，化解技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，并保證相關(guān)決定被有效的傳達(dá)和貫徹⒍理解、評(píng)價(jià)并接收系統(tǒng)需求⒎評(píng)價(jià)和確認(rèn)軟件架構(gòu)的實(shí)現(xiàn)專業(yè)技能4架構(gòu)師的主要任務(wù)不是從事具體的軟件程序的編寫，而是從事更高層架構(gòu)師基礎(chǔ)軟件設(shè)計(jì)師軟件設(shè)計(jì)師是指能根據(jù)軟件開(kāi)發(fā)項(xiàng)目管理和軟件工程的要求，按照系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)規(guī)格說(shuō)明書(shū)進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，編寫程序設(shè)計(jì)規(guī)格說(shuō)明書(shū)等相應(yīng)的文檔的實(shí)用性人才。還能夠組織和指導(dǎo)程序員編寫、調(diào)試程序，并對(duì)軟件進(jìn)行優(yōu)化和集成測(cè)試，開(kāi)發(fā)出符合系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)要求的高質(zhì)量軟件；具有工程師的實(shí)際工作能力和業(yè)務(wù)水平。

5架構(gòu)師基礎(chǔ)軟件設(shè)計(jì)師5課程定位軟件架構(gòu)基礎(chǔ)知識(shí)軟件設(shè)計(jì)基本模式6課程定位軟件架構(gòu)基礎(chǔ)知識(shí)6引例從茅草房、木屋、土屋、…….磚瓦房……高樓大廈、摩天大樓

(方法學(xué)：建筑學(xué))分散的代碼、小程序……大型的軟件

(方法學(xué)：軟件體系結(jié)構(gòu))

7引例從茅草房、木屋、土屋、7體系結(jié)構(gòu)(Architecture)的定義IEEE的定義體系結(jié)構(gòu)是以組件、組件之間的關(guān)系、組件與環(huán)境之間的關(guān)系為內(nèi)容的某一系統(tǒng)的基本組織結(jié)構(gòu)以及指導(dǎo)上述內(nèi)容設(shè)計(jì)與演化的原理。對(duì)Softwarearchitecture的常見(jiàn)中文翻譯軟件體系結(jié)構(gòu)軟件架構(gòu)軟件構(gòu)架8體系結(jié)構(gòu)(Architecture)的定義IEEE的定義8課程教學(xué)內(nèi)容第一章軟件體系結(jié)構(gòu)概述第二章軟件體系結(jié)構(gòu)建模（作業(yè)1）第三章UML建模（作業(yè)2）第四章軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格（作業(yè)3）第五章設(shè)計(jì)模式概述第六章創(chuàng)建型模式實(shí)訓(xùn)第七章結(jié)構(gòu)型模式實(shí)訓(xùn)

第八章行為型模式實(shí)訓(xùn)（作業(yè)4+5）9課程教學(xué)內(nèi)容第一章軟件體系結(jié)構(gòu)概述9關(guān)于教材課程郵箱：tjcuSA@163.comkey:tjcuSA201510關(guān)于教材課程郵箱：tjcuSA@163.comke課程考核閉卷（32學(xué)時(shí)，平時(shí)期末比列為5:5）期末考試（滿分100分，總評(píng)成績(jī)*50%）平時(shí)成績(jī)（滿分100分，總評(píng)成績(jī)*50%）出勤占平時(shí)成績(jī)的50%。出勤（點(diǎn)名）共考查3次，出勤1次得15分，2次得30分，3次全勤得滿分50分。作業(yè)成績(jī)占平時(shí)成績(jī)的50%。

11課程考核閉卷（32學(xué)時(shí)，平時(shí)期末比列為5:5）11作業(yè)要求分組：以班為單位，班內(nèi)3人一組，不足三人者由教師統(tǒng)一安排分組。完成形式：以組為單位完成5次作業(yè)，每次10分，共計(jì)50分。作業(yè)內(nèi)容：“4+1”建模（10分）：建立一個(gè)4+1模型視圖，并簡(jiǎn)述其設(shè)計(jì)思想。

UML建模（10分）：設(shè)計(jì)類圖，要求畫(huà)出類圖，簡(jiǎn)述以分條的形式對(duì)每一個(gè)類的設(shè)計(jì)目的以及該類在整個(gè)系統(tǒng)中的作用進(jìn)行描述。設(shè)計(jì)原則（10分）：自學(xué)“第二章面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)原則實(shí)訓(xùn)”，對(duì)所介紹的7個(gè)設(shè)計(jì)原則進(jìn)行總結(jié)，每一個(gè)原則用最短的、簡(jiǎn)潔、直觀、有效的方式描述（文字/圖形/其他），描述內(nèi)容包括原則本身的基本含義和該原則的實(shí)現(xiàn)方式。設(shè)計(jì)模式實(shí)訓(xùn)（10分）。以組為單位完成一份設(shè)計(jì)模式講稿作業(yè)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告（10分）。2次實(shí)驗(yàn)，每組提交指定的1次實(shí)驗(yàn)報(bào)告。12作業(yè)要求分組：以班為單位，班內(nèi)3人一組，不足三人者由教師統(tǒng)一作業(yè)要求作業(yè)形式：手寫完成，要求字跡清晰，組號(hào)（如軟件1201-A組）標(biāo)注清楚，三個(gè)人的學(xué)號(hào)、姓名按照對(duì)作業(yè)的貢獻(xiàn)度排序（本人簽名）。分?jǐn)?shù)有級(jí)差，每次作業(yè)排名順序可調(diào)整，但小組成員必須固定。提交時(shí)間：以課程進(jìn)度要求為準(zhǔn)，不交視為放棄，小組為0分，晚交扣小組20%分?jǐn)?shù)。13作業(yè)要求作業(yè)形式：手寫完成，要求字跡清晰，組號(hào)（如軟件120第一章軟件體系結(jié)構(gòu)概述天津商業(yè)大學(xué)14第一章天津商業(yè)大學(xué)14

軟件危機(jī)的表現(xiàn)

◎軟件成本日益增長(zhǎng)◎開(kāi)發(fā)進(jìn)度難以控制◎軟件質(zhì)量差◎軟件維護(hù)困難從軟件危機(jī)談起15

軟件危機(jī)的表現(xiàn)◎軟件成本日益增長(zhǎng)從軟件危機(jī)談起15

軟件危機(jī)的原因

◎用戶需求不明確◎缺乏正確的理論指導(dǎo)◎軟件規(guī)模越來(lái)越大◎軟件復(fù)雜度越來(lái)越高從軟件危機(jī)談起16

軟件危機(jī)的原因◎用戶需求不明確從軟件危機(jī)談起16

如何克服軟件危機(jī)

人們面臨的不光是技術(shù)問(wèn)題，更重要的是管理問(wèn)題。管理不善必然導(dǎo)致失敗。要提高軟件開(kāi)發(fā)效率，提高軟件產(chǎn)品質(zhì)量，必須采用工程化的開(kāi)發(fā)方法與工業(yè)化的生產(chǎn)技術(shù)。在技術(shù)上，應(yīng)該采用基于重用的軟件生產(chǎn)技術(shù)；在管理上，應(yīng)該采用多維的工程管理模式。17

如何克服軟件危機(jī)人們面臨的不光是技術(shù)問(wèn)題，更重

體系結(jié)構(gòu)的興起和發(fā)展◎隨著軟件系統(tǒng)規(guī)模越來(lái)越大、越來(lái)越復(fù)雜，整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和規(guī)格說(shuō)明顯得越來(lái)越重要。

◎?qū)τ诖笠?guī)模的復(fù)雜軟件系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，對(duì)總體的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和規(guī)格說(shuō)明比起對(duì)計(jì)算的算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選擇已經(jīng)變得明顯重要得多?！?qū)浖w系結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)深入的研究將會(huì)成為提高軟件生產(chǎn)率和解決軟件維護(hù)問(wèn)題的新的最有希望的途徑。18

體系結(jié)構(gòu)的興起和發(fā)展◎隨著軟件系統(tǒng)規(guī)模越來(lái)越大、越

體系結(jié)構(gòu)的興起和發(fā)展◎事實(shí)上，軟件總是有體系結(jié)構(gòu)的，不存在沒(méi)有體系結(jié)構(gòu)的軟件?！蜍浖w系結(jié)構(gòu)雖脫胎于軟件工程，但其形成同時(shí)借鑒了計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中很多寶貴的思想和方法，最近幾年軟件體系結(jié)構(gòu)研究已完全獨(dú)立于軟件工程的研究，成為計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)最新的研究方向和獨(dú)立學(xué)科分支。

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體系結(jié)構(gòu)的興起和發(fā)展◎事實(shí)上，軟件總是有體系結(jié)構(gòu)的

軟件體系結(jié)構(gòu)為軟件系統(tǒng)提供了一個(gè)結(jié)構(gòu)、行為和屬性的高級(jí)抽象，由構(gòu)成系統(tǒng)的元素的描述、這些元素的相互作用、指導(dǎo)元素集成的模式以及這些模式的約束組成。軟件體系結(jié)構(gòu)不僅指定了系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并且顯示了系統(tǒng)需求和構(gòu)成系統(tǒng)的元素之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，提供了一些設(shè)計(jì)決策的基本原理。

軟件體系結(jié)構(gòu)的定義

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軟件體系結(jié)構(gòu)的定義20

軟件體系結(jié)構(gòu)的意義

◎體系結(jié)構(gòu)是風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)者進(jìn)行交流的手段◎體系結(jié)構(gòu)是早期設(shè)計(jì)決策的體現(xiàn)◎軟件體系結(jié)構(gòu)是可傳遞和可重用的模型

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軟件體系結(jié)構(gòu)的意義◎體系結(jié)構(gòu)是風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)者進(jìn)行交流的

軟件體系結(jié)構(gòu)研究的問(wèn)題結(jié)構(gòu)性問(wèn)題系統(tǒng)的組織，由哪些組件構(gòu)成全局性的控制結(jié)構(gòu)通訊、同步或訪問(wèn)的協(xié)議將功能分配到不同的系統(tǒng)組成部分設(shè)計(jì)元素的組成系統(tǒng)的物理分布可擴(kuò)展性、性能22

軟件體系結(jié)構(gòu)研究的問(wèn)題結(jié)構(gòu)性問(wèn)題22

軟件體系結(jié)構(gòu)的主要內(nèi)容軟件體系結(jié)構(gòu)的主要內(nèi)容包括對(duì)系統(tǒng)組成元素的描述這些元素相互之間的交互系統(tǒng)組成的模式模式的約束所以在軟件體系結(jié)構(gòu)中，系統(tǒng)以組件和組件之間的交互進(jìn)行定義。當(dāng)前的系統(tǒng)同時(shí)可以作為更高層次設(shè)計(jì)的一個(gè)系統(tǒng)組件。23

軟件體系結(jié)構(gòu)的主要內(nèi)容軟件體系結(jié)構(gòu)的主要內(nèi)容包括23

軟件體系結(jié)構(gòu)的描述對(duì)軟件系統(tǒng)而言，有一個(gè)合適的體系結(jié)構(gòu)是長(zhǎng)期成功的保證。當(dāng)前對(duì)軟件體系結(jié)構(gòu)的描述是非正式的因人而異針對(duì)特定系統(tǒng)的通常由框圖和線條以及相關(guān)的解釋組成24

軟件體系結(jié)構(gòu)的描述對(duì)軟件系統(tǒng)而言，有一個(gè)合適的體系結(jié)構(gòu)

典型的體系結(jié)構(gòu)描述“Camelot系統(tǒng)采用了C/S結(jié)構(gòu)，并且使用遠(yuǎn)程方法調(diào)用”“系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用了抽象分層和模塊分解的方法?！薄拔覀儾捎昧艘环N分布式的、面向?qū)ο蟮姆椒ㄟM(jìn)行信息管理?！薄皩鹘y(tǒng)的順序編譯器改造成并發(fā)編譯器的最簡(jiǎn)單的方法是將不同的編譯階段在多個(gè)處理器上并發(fā)執(zhí)行?！?5

典型的體系結(jié)構(gòu)描述“Camelot系統(tǒng)采用了C/S結(jié)構(gòu)

軟件設(shè)計(jì)的層次軟件設(shè)計(jì)可以發(fā)生在多個(gè)不同的層次，在每一層我們都會(huì)發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的組件以及由這些組件組成更大的組件的組合機(jī)制。二進(jìn)制執(zhí)行層位模式代碼層編程語(yǔ)言的原語(yǔ)、操作符；記錄、數(shù)組、過(guò)程；構(gòu)架層模塊26

軟件設(shè)計(jì)的層次軟件設(shè)計(jì)可以發(fā)生在多個(gè)不同的層次，在每一◎通過(guò)提供一種新的體系結(jié)構(gòu)描述語(yǔ)言解決體系結(jié)構(gòu)描述問(wèn)題?！蝮w系結(jié)構(gòu)領(lǐng)域知識(shí)的總結(jié)性研究。◎針對(duì)特定領(lǐng)域的框架的研究。◎軟件體系結(jié)構(gòu)形式化支持的研究。

軟件體系結(jié)構(gòu)的研究領(lǐng)域

27◎通過(guò)提供一種新的體系結(jié)構(gòu)描述語(yǔ)言解決體系結(jié)構(gòu)描述問(wèn)題。

◎體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格◎設(shè)計(jì)模式◎應(yīng)用框架

軟件體系結(jié)構(gòu)的核心研究?jī)?nèi)容

28◎體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格

軟件體系結(jié)構(gòu)的核心研究?jī)?nèi)容28◎體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格是描述特定系統(tǒng)組織方式的慣用范例，強(qiáng)調(diào)組織模式和慣用范例。◎組織模式即靜態(tài)表述的樣例，慣用范例是反映眾多系統(tǒng)共有的結(jié)構(gòu)和語(yǔ)義?！蝮w系結(jié)構(gòu)風(fēng)格獨(dú)立于實(shí)際問(wèn)題，強(qiáng)調(diào)軟件系統(tǒng)中通用的組織結(jié)構(gòu)。

體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格

29◎體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格是描述特定系統(tǒng)組織方式的慣用范例，強(qiáng)調(diào)組織模式◎設(shè)計(jì)模式是軟件問(wèn)題高效和成熟的設(shè)計(jì)模板，模板包含了固有問(wèn)題的解決方案?！蛟O(shè)計(jì)模式可以看成規(guī)范了的小粒度的結(jié)構(gòu)成分，獨(dú)立于編程語(yǔ)言或編程范例?！蛎總€(gè)模式處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)或?qū)崿F(xiàn)中一種特殊的重復(fù)出現(xiàn)的問(wèn)題。

設(shè)計(jì)模式30◎設(shè)計(jì)模式是軟件問(wèn)題高效和成熟的設(shè)計(jì)模板，模板包含了固有問(wèn)題◎應(yīng)用框架是整個(gè)或部分系統(tǒng)的可重用設(shè)計(jì)，表現(xiàn)為一組抽象構(gòu)件的集合以及構(gòu)件實(shí)例間交互的方法?！蛞粋€(gè)框架是一個(gè)可重用的設(shè)計(jì)構(gòu)件，它規(guī)定了應(yīng)用的體系結(jié)構(gòu)，協(xié)作構(gòu)件之間的關(guān)系，為構(gòu)件復(fù)用提供上下文關(guān)系。

應(yīng)用框架

31◎應(yīng)用框架是整個(gè)或部分系統(tǒng)的可重用設(shè)計(jì)，表現(xiàn)為一組抽象構(gòu)件的◎抽象◎分而治之◎封裝和信息隱藏◎模塊化◎高內(nèi)聚和低耦合◎關(guān)注點(diǎn)分離◎策略和實(shí)現(xiàn)的分離◎接口和實(shí)現(xiàn)的分離

軟件體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則32◎抽象

軟件體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則32

軟件重用◎軟件工業(yè)化生產(chǎn)是解決軟件危機(jī)的唯一途徑

工業(yè)化模式的基本方式：（1）符合標(biāo)準(zhǔn)的零部件/構(gòu)件生產(chǎn)（2）基于標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件的產(chǎn)品生產(chǎn)構(gòu)件是核心和基礎(chǔ)，重用是必要手段。構(gòu)件是指語(yǔ)義完整、語(yǔ)法正確和有可重用價(jià)值的單位軟件，是軟件重用過(guò)程中可以明確辨識(shí)的系統(tǒng)；結(jié)構(gòu)上，它是語(yǔ)義描述、通訊接口和實(shí)現(xiàn)代碼的復(fù)合體。

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軟件重用◎軟件工業(yè)化生產(chǎn)是解決軟件危機(jī)的唯一途徑

軟件重用

◎軟件重用的定義軟件重用是指在兩次或多次不同的軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中，重復(fù)使用相同或相近軟件元素的過(guò)程。軟件元素（即軟構(gòu)件）包括：程序代碼、測(cè)試用例、設(shè)計(jì)文檔、設(shè)計(jì)過(guò)程、需求分析文檔、領(lǐng)域知識(shí)等。

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軟件重用◎軟件重用的定義34

軟件重用

◎軟件重用的層次（1）知識(shí)重用

----軟件工程知識(shí)的重用（2）方法和標(biāo)準(zhǔn)的重用

----面向?qū)ο蠓椒ɑ驀?guó)家制定的軟件開(kāi)發(fā)規(guī)范的重用

（3）軟件成分的重用

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軟件重用◎軟件重用的層次35

軟件重用

◎有效進(jìn)行軟件重用的業(yè)界經(jīng)驗(yàn)總結(jié)（1）關(guān)注特定領(lǐng)域的軟件資源

是否在領(lǐng)域內(nèi)已有解決方案？是否存在構(gòu)件可重用業(yè)務(wù)資源的必要？（2）正確命名軟件資源方法、類、組件、庫(kù)、服務(wù)的命名，既要遵守一般的命名準(zhǔn)則，還要與問(wèn)題領(lǐng)域、軟件目的與功能相聯(lián)系。這有利于資源的重用。36

軟件重用◎有效進(jìn)行軟件重用的業(yè)界經(jīng)驗(yàn)總結(jié)36

軟件重用

◎有效進(jìn)行軟件重用的業(yè)界經(jīng)驗(yàn)總結(jié)（3）慎重考慮是否具備重用的必要功能在當(dāng)前項(xiàng)目之外是否真正可重用？將某些內(nèi)容變?yōu)榭芍赜玫?，是否?huì)給現(xiàn)有的設(shè)計(jì)帶來(lái)重大變化？是否理解了功能相關(guān)的問(wèn)題域？隨著時(shí)間的推移，這個(gè)功能會(huì)怎樣演進(jìn)？

“通用之前先簡(jiǎn)單，重用之前先可用”

——《軟件架構(gòu)師應(yīng)該知道的97件事》

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軟件重用◎有效進(jìn)行軟件重用的業(yè)界經(jīng)驗(yàn)總結(jié)37

軟件重用

◎有效進(jìn)行軟件重用的業(yè)界經(jīng)驗(yàn)總結(jié)（4）迭代演進(jìn)可重用的資源可重用的資源需要增加設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和測(cè)試的時(shí)間，需要花費(fèi)大量資源，為減輕開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，可多次迭代來(lái)演進(jìn)可重用的資源。（5）保持一致性要比遵循行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)更重要跨應(yīng)用創(chuàng)建可重用的軟件組件和服務(wù)時(shí)，力爭(zhēng)保持一致性要比符合標(biāo)準(zhǔn)更為重要。如果大量應(yīng)用程序都使用了特定的可重用組件，那就可以跟往常一樣，將現(xiàn)有接口作為適配器，讓它在后臺(tái)調(diào)用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的API。注意：盡量不要盲目地為已經(jīng)有成熟標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容創(chuàng)建新代碼。38

軟件重用◎有效進(jìn)行軟件重用的業(yè)界經(jīng)驗(yàn)總結(jié)38

軟件重用

◎有效進(jìn)行軟件重用的業(yè)界經(jīng)驗(yàn)總結(jié)（6）進(jìn)行代碼審查有效地保證可重用資源被正確使用，保證代碼的質(zhì)量與一致性，經(jīng)常會(huì)找出新的可重用資源。（7）沒(méi)有自動(dòng)化的回歸測(cè)試套件，就不要發(fā)布可重用的軟件資源回歸測(cè)試是指修改了舊代碼后，重新進(jìn)行測(cè)試以確認(rèn)修改沒(méi)有引入新的錯(cuò)誤或?qū)е缕渌a產(chǎn)生錯(cuò)誤。

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軟件重用◎有效進(jìn)行軟件重用的業(yè)界經(jīng)驗(yàn)總結(jié)39

軟件重用

◎有效進(jìn)行軟件重用的業(yè)界經(jīng)驗(yàn)總結(jié)（8）理解業(yè)務(wù)需求之后再去說(shuō)服別人弄清楚業(yè)務(wù)需求，然后確定能被利用或開(kāi)發(fā)的資源。（9）盡可能與開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)一起創(chuàng)建可重用的軟件資產(chǎn)團(tuán)隊(duì)是可重用資產(chǎn)的潛在用戶。

（10）從生產(chǎn)支持人員那里獲取可重用資源的需求將可重用資源投入生產(chǎn)環(huán)境之前，要與生產(chǎn)支持人員溝通。讓他們投入進(jìn)來(lái)，分享你的設(shè)計(jì)，及早并經(jīng)常獲取他們的反饋。40

軟件重用◎有效進(jìn)行軟件重用的業(yè)界經(jīng)驗(yàn)總結(jié)40Thanks!END41Thanks!END41軟件體系結(jié)構(gòu)天津商業(yè)大學(xué)42軟件體系結(jié)構(gòu)天津商業(yè)大學(xué)1形象的比喻軟件體系結(jié)構(gòu)是構(gòu)建計(jì)算機(jī)軟件實(shí)踐的基礎(chǔ)。與建筑師設(shè)定建筑項(xiàng)目的設(shè)計(jì)原則和目標(biāo)，作為繪圖員畫(huà)圖的基礎(chǔ)一樣，一個(gè)軟件架構(gòu)師或者系統(tǒng)架構(gòu)師陳述軟件構(gòu)架以作為滿足不同客戶需求的實(shí)際系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)。43形象的比喻軟件體系結(jié)構(gòu)是構(gòu)建計(jì)算機(jī)軟件實(shí)踐的基礎(chǔ)。與建筑師設(shè)軟件體系結(jié)構(gòu)——軟件行業(yè)？軟件架構(gòu)師軟件架構(gòu)師是軟件行業(yè)中一種新興職業(yè)，工作職責(zé)是在一個(gè)軟件項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程中，將客戶的需求轉(zhuǎn)換為規(guī)范的開(kāi)發(fā)計(jì)劃及文本，并制定這個(gè)項(xiàng)目的總體架構(gòu)，指導(dǎo)整個(gè)開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)完成這個(gè)計(jì)劃。主導(dǎo)系統(tǒng)全局分析設(shè)計(jì)和實(shí)施、負(fù)責(zé)軟件構(gòu)架和關(guān)鍵技術(shù)決策的人員。44軟件體系結(jié)構(gòu)——軟件行業(yè)？軟件架構(gòu)師3架構(gòu)師的主要任務(wù)不是從事具體的軟件程序的編寫，而是從事更高層次的開(kāi)發(fā)構(gòu)架工作。他必須對(duì)開(kāi)發(fā)技術(shù)非常了解，并且需要有良好的組織管理能力。⒈領(lǐng)導(dǎo)與協(xié)調(diào)整個(gè)項(xiàng)目中的技術(shù)活動(dòng)（分析、設(shè)計(jì)和實(shí)施等）⒉推動(dòng)主要的技術(shù)決策，并最終表達(dá)為軟件構(gòu)架⒊確定和文檔化系統(tǒng)的相對(duì)構(gòu)架而言意義重大的方面，包括系統(tǒng)的需求、設(shè)計(jì)、實(shí)施和部署等“視圖”⒋確定設(shè)計(jì)元素的分組以及這些主要分組之間的接口⒌為技術(shù)決策提供規(guī)則，平衡各類涉眾的不同關(guān)注點(diǎn)，化解技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，并保證相關(guān)決定被有效的傳達(dá)和貫徹⒍理解、評(píng)價(jià)并接收系統(tǒng)需求⒎評(píng)價(jià)和確認(rèn)軟件架構(gòu)的實(shí)現(xiàn)專業(yè)技能45架構(gòu)師的主要任務(wù)不是從事具體的軟件程序的編寫，而是從事更高層架構(gòu)師基礎(chǔ)軟件設(shè)計(jì)師軟件設(shè)計(jì)師是指能根據(jù)軟件開(kāi)發(fā)項(xiàng)目管理和軟件工程的要求，按照系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)規(guī)格說(shuō)明書(shū)進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，編寫程序設(shè)計(jì)規(guī)格說(shuō)明書(shū)等相應(yīng)的文檔的實(shí)用性人才。還能夠組織和指導(dǎo)程序員編寫、調(diào)試程序，并對(duì)軟件進(jìn)行優(yōu)化和集成測(cè)試，開(kāi)發(fā)出符合系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)要求的高質(zhì)量軟件；具有工程師的實(shí)際工作能力和業(yè)務(wù)水平。

46架構(gòu)師基礎(chǔ)軟件設(shè)計(jì)師5課程定位軟件架構(gòu)基礎(chǔ)知識(shí)軟件設(shè)計(jì)基本模式47課程定位軟件架構(gòu)基礎(chǔ)知識(shí)6引例從茅草房、木屋、土屋、…….磚瓦房……高樓大廈、摩天大樓

(方法學(xué)：建筑學(xué))分散的代碼、小程序……大型的軟件

(方法學(xué)：軟件體系結(jié)構(gòu))

48引例從茅草房、木屋、土屋、7體系結(jié)構(gòu)(Architecture)的定義IEEE的定義體系結(jié)構(gòu)是以組件、組件之間的關(guān)系、組件與環(huán)境之間的關(guān)系為內(nèi)容的某一系統(tǒng)的基本組織結(jié)構(gòu)以及指導(dǎo)上述內(nèi)容設(shè)計(jì)與演化的原理。對(duì)Softwarearchitecture的常見(jiàn)中文翻譯軟件體系結(jié)構(gòu)軟件架構(gòu)軟件構(gòu)架49體系結(jié)構(gòu)(Architecture)的定義IEEE的定義8課程教學(xué)內(nèi)容第一章軟件體系結(jié)構(gòu)概述第二章軟件體系結(jié)構(gòu)建模（作業(yè)1）第三章UML建模（作業(yè)2）第四章軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格（作業(yè)3）第五章設(shè)計(jì)模式概述第六章創(chuàng)建型模式實(shí)訓(xùn)第七章結(jié)構(gòu)型模式實(shí)訓(xùn)

第八章行為型模式實(shí)訓(xùn)（作業(yè)4+5）50課程教學(xué)內(nèi)容第一章軟件體系結(jié)構(gòu)概述9關(guān)于教材課程郵箱：tjcuSA@163.comkey:tjcuSA201551關(guān)于教材課程郵箱：tjcuSA@163.comke課程考核閉卷（32學(xué)時(shí)，平時(shí)期末比列為5:5）期末考試（滿分100分，總評(píng)成績(jī)*50%）平時(shí)成績(jī)（滿分100分，總評(píng)成績(jī)*50%）出勤占平時(shí)成績(jī)的50%。出勤（點(diǎn)名）共考查3次，出勤1次得15分，2次得30分，3次全勤得滿分50分。作業(yè)成績(jī)占平時(shí)成績(jī)的50%。

52課程考核閉卷（32學(xué)時(shí)，平時(shí)期末比列為5:5）11作業(yè)要求分組：以班為單位，班內(nèi)3人一組，不足三人者由教師統(tǒng)一安排分組。完成形式：以組為單位完成5次作業(yè)，每次10分，共計(jì)50分。作業(yè)內(nèi)容：“4+1”建模（10分）：建立一個(gè)4+1模型視圖，并簡(jiǎn)述其設(shè)計(jì)思想。

UML建模（10分）：設(shè)計(jì)類圖，要求畫(huà)出類圖，簡(jiǎn)述以分條的形式對(duì)每一個(gè)類的設(shè)計(jì)目的以及該類在整個(gè)系統(tǒng)中的作用進(jìn)行描述。設(shè)計(jì)原則（10分）：自學(xué)“第二章面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)原則實(shí)訓(xùn)”，對(duì)所介紹的7個(gè)設(shè)計(jì)原則進(jìn)行總結(jié)，每一個(gè)原則用最短的、簡(jiǎn)潔、直觀、有效的方式描述（文字/圖形/其他），描述內(nèi)容包括原則本身的基本含義和該原則的實(shí)現(xiàn)方式。設(shè)計(jì)模式實(shí)訓(xùn)（10分）。以組為單位完成一份設(shè)計(jì)模式講稿作業(yè)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告（10分）。2次實(shí)驗(yàn)，每組提交指定的1次實(shí)驗(yàn)報(bào)告。53作業(yè)要求分組：以班為單位，班內(nèi)3人一組，不足三人者由教師統(tǒng)一作業(yè)要求作業(yè)形式：手寫完成，要求字跡清晰，組號(hào)（如軟件1201-A組）標(biāo)注清楚，三個(gè)人的學(xué)號(hào)、姓名按照對(duì)作業(yè)的貢獻(xiàn)度排序（本人簽名）。分?jǐn)?shù)有級(jí)差，每次作業(yè)排名順序可調(diào)整，但小組成員必須固定。提交時(shí)間：以課程進(jìn)度要求為準(zhǔn)，不交視為放棄，小組為0分，晚交扣小組20%分?jǐn)?shù)。54作業(yè)要求作業(yè)形式：手寫完成，要求字跡清晰，組號(hào)（如軟件120第一章軟件體系結(jié)構(gòu)概述天津商業(yè)大學(xué)55第一章天津商業(yè)大學(xué)14

軟件危機(jī)的表現(xiàn)

◎軟件成本日益增長(zhǎng)◎開(kāi)發(fā)進(jìn)度難以控制◎軟件質(zhì)量差◎軟件維護(hù)困難從軟件危機(jī)談起56

軟件危機(jī)的表現(xiàn)◎軟件成本日益增長(zhǎng)從軟件危機(jī)談起15

軟件危機(jī)的原因

◎用戶需求不明確◎缺乏正確的理論指導(dǎo)◎軟件規(guī)模越來(lái)越大◎軟件復(fù)雜度越來(lái)越高從軟件危機(jī)談起57

軟件危機(jī)的原因◎用戶需求不明確從軟件危機(jī)談起16

如何克服軟件危機(jī)

人們面臨的不光是技術(shù)問(wèn)題，更重要的是管理問(wèn)題。管理不善必然導(dǎo)致失敗。要提高軟件開(kāi)發(fā)效率，提高軟件產(chǎn)品質(zhì)量，必須采用工程化的開(kāi)發(fā)方法與工業(yè)化的生產(chǎn)技術(shù)。在技術(shù)上，應(yīng)該采用基于重用的軟件生產(chǎn)技術(shù)；在管理上，應(yīng)該采用多維的工程管理模式。58

如何克服軟件危機(jī)人們面臨的不光是技術(shù)問(wèn)題，更重

體系結(jié)構(gòu)的興起和發(fā)展◎隨著軟件系統(tǒng)規(guī)模越來(lái)越大、越來(lái)越復(fù)雜，整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和規(guī)格說(shuō)明顯得越來(lái)越重要。

◎?qū)τ诖笠?guī)模的復(fù)雜軟件系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，對(duì)總體的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和規(guī)格說(shuō)明比起對(duì)計(jì)算的算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選擇已經(jīng)變得明顯重要得多。◎?qū)浖w系結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)深入的研究將會(huì)成為提高軟件生產(chǎn)率和解決軟件維護(hù)問(wèn)題的新的最有希望的途徑。59

體系結(jié)構(gòu)的興起和發(fā)展◎隨著軟件系統(tǒng)規(guī)模越來(lái)越大、越

體系結(jié)構(gòu)的興起和發(fā)展◎事實(shí)上，軟件總是有體系結(jié)構(gòu)的，不存在沒(méi)有體系結(jié)構(gòu)的軟件?！蜍浖w系結(jié)構(gòu)雖脫胎于軟件工程，但其形成同時(shí)借鑒了計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中很多寶貴的思想和方法，最近幾年軟件體系結(jié)構(gòu)研究已完全獨(dú)立于軟件工程的研究，成為計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)最新的研究方向和獨(dú)立學(xué)科分支。

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體系結(jié)構(gòu)的興起和發(fā)展◎事實(shí)上，軟件總是有體系結(jié)構(gòu)的

軟件體系結(jié)構(gòu)為軟件系統(tǒng)提供了一個(gè)結(jié)構(gòu)、行為和屬性的高級(jí)抽象，由構(gòu)成系統(tǒng)的元素的描述、這些元素的相互作用、指導(dǎo)元素集成的模式以及這些模式的約束組成。軟件體系結(jié)構(gòu)不僅指定了系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并且顯示了系統(tǒng)需求和構(gòu)成系統(tǒng)的元素之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，提供了一些設(shè)計(jì)決策的基本原理。

軟件體系結(jié)構(gòu)的定義

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軟件體系結(jié)構(gòu)的定義20

軟件體系結(jié)構(gòu)的意義

◎體系結(jié)構(gòu)是風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)者進(jìn)行交流的手段◎體系結(jié)構(gòu)是早期設(shè)計(jì)決策的體現(xiàn)◎軟件體系結(jié)構(gòu)是可傳遞和可重用的模型

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軟件體系結(jié)構(gòu)的意義◎體系結(jié)構(gòu)是風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)者進(jìn)行交流的

軟件體系結(jié)構(gòu)研究的問(wèn)題結(jié)構(gòu)性問(wèn)題系統(tǒng)的組織，由哪些組件構(gòu)成全局性的控制結(jié)構(gòu)通訊、同步或訪問(wèn)的協(xié)議將功能分配到不同的系統(tǒng)組成部分設(shè)計(jì)元素的組成系統(tǒng)的物理分布可擴(kuò)展性、性能63

軟件體系結(jié)構(gòu)研究的問(wèn)題結(jié)構(gòu)性問(wèn)題22

軟件體系結(jié)構(gòu)的主要內(nèi)容軟件體系結(jié)構(gòu)的主要內(nèi)容包括對(duì)系統(tǒng)組成元素的描述這些元素相互之間的交互系統(tǒng)組成的模式模式的約束所以在軟件體系結(jié)構(gòu)中，系統(tǒng)以組件和組件之間的交互進(jìn)行定義。當(dāng)前的系統(tǒng)同時(shí)可以作為更高層次設(shè)計(jì)的一個(gè)系統(tǒng)組件。64

軟件體系結(jié)構(gòu)的主要內(nèi)容軟件體系結(jié)構(gòu)的主要內(nèi)容包括23

軟件體系結(jié)構(gòu)的描述對(duì)軟件系統(tǒng)而言，有一個(gè)合適的體系結(jié)構(gòu)是長(zhǎng)期成功的保證。當(dāng)前對(duì)軟件體系結(jié)構(gòu)的描述是非正式的因人而異針對(duì)特定系統(tǒng)的通常由框圖和線條以及相關(guān)的解釋組成65

軟件體系結(jié)構(gòu)的描述對(duì)軟件系統(tǒng)而言，有一個(gè)合適的體系結(jié)構(gòu)

典型的體系結(jié)構(gòu)描述“Camelot系統(tǒng)采用了C/S結(jié)構(gòu)，并且使用遠(yuǎn)程方法調(diào)用”“系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用了抽象分層和模塊分解的方法?！薄拔覀儾捎昧艘环N分布式的、面向?qū)ο蟮姆椒ㄟM(jìn)行信息管理?！薄皩鹘y(tǒng)的順序編譯器改造成并發(fā)編譯器的最簡(jiǎn)單的方法是將不同的編譯階段在多個(gè)處理器上并發(fā)執(zhí)行。”66

典型的體系結(jié)構(gòu)描述“Camelot系統(tǒng)采用了C/S結(jié)構(gòu)

軟件設(shè)計(jì)的層次軟件設(shè)計(jì)可以發(fā)生在多個(gè)不同的層次，在每一層我們都會(huì)發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的組件以及由這些組件組成更大的組件的組合機(jī)制。二進(jìn)制執(zhí)行層位模式代碼層編程語(yǔ)言的原語(yǔ)、操作符；記錄、數(shù)組、過(guò)程；構(gòu)架層模塊67

軟件設(shè)計(jì)的層次軟件設(shè)計(jì)可以發(fā)生在多個(gè)不同的層次，在每一◎通過(guò)提供一種新的體系結(jié)構(gòu)描述語(yǔ)言解決體系結(jié)構(gòu)描述問(wèn)題?！蝮w系結(jié)構(gòu)領(lǐng)域知識(shí)的總結(jié)性研究?！蜥槍?duì)特定領(lǐng)域的框架的研究?！蜍浖w系結(jié)構(gòu)形式化支持的研究。

軟件體系結(jié)構(gòu)的研究領(lǐng)域

68◎通過(guò)提供一種新的體系結(jié)構(gòu)描述語(yǔ)言解決體系結(jié)構(gòu)描述問(wèn)題。

◎體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格◎設(shè)計(jì)模式◎應(yīng)用框架

軟件體系結(jié)構(gòu)的核心研究?jī)?nèi)容

69◎體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格

軟件體系結(jié)構(gòu)的核心研究?jī)?nèi)容28◎體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格是描述特定系統(tǒng)組織方式的慣用范例，強(qiáng)調(diào)組織模式和慣用范例。◎組織模式即靜態(tài)表述的樣例，慣用范例是反映眾多系統(tǒng)共有的結(jié)構(gòu)和語(yǔ)義。◎體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格獨(dú)立于實(shí)際問(wèn)題，強(qiáng)調(diào)軟件系統(tǒng)中通用的組織結(jié)構(gòu)。

體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格

70◎體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格是描述特定系統(tǒng)組織方式的慣用范例，強(qiáng)調(diào)組織模式◎設(shè)計(jì)模式是軟件問(wèn)題高效和成熟的設(shè)計(jì)模板，模板包含了固有問(wèn)題的解決方案?！蛟O(shè)計(jì)模式可以看成規(guī)范了的小粒度的結(jié)構(gòu)成分，獨(dú)立于編程語(yǔ)言或編程范例。◎每個(gè)模式處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)或?qū)崿F(xiàn)中一種特殊的重復(fù)出現(xiàn)的問(wèn)題。

設(shè)計(jì)模式71◎設(shè)計(jì)模式是軟件問(wèn)題高效和成熟的設(shè)計(jì)模板，模板包含了固有問(wèn)題◎應(yīng)用框架是整個(gè)或部分系統(tǒng)的可重用設(shè)計(jì)，表現(xiàn)為一組抽象構(gòu)件的集合以及構(gòu)件實(shí)例間交互的方法?！蛞粋€(gè)框架是一個(gè)可重用的設(shè)計(jì)構(gòu)件，它規(guī)定了應(yīng)用的體系結(jié)構(gòu)，協(xié)作構(gòu)件之間的關(guān)系，為構(gòu)件復(fù)用提供上下文關(guān)系。

應(yīng)用框架

72◎應(yīng)用框架是整個(gè)或部分系統(tǒng)的可重用設(shè)計(jì)，表現(xiàn)為一組抽象構(gòu)件的◎抽象◎分而治之◎封裝和信息隱藏◎模塊化◎高內(nèi)聚和低耦合◎關(guān)注點(diǎn)分離◎策略和實(shí)現(xiàn)的分離◎接口和實(shí)現(xiàn)的分離

軟件體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則73◎抽象

軟件體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則32

軟件重用◎軟件工業(yè)化生產(chǎn)是解決軟件危機(jī)的唯一途徑

工業(yè)化模式的基本方式：（1）符合標(biāo)準(zhǔn)的零部件/構(gòu)件生產(chǎn)（2）基于標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件的產(chǎn)品生產(chǎn)構(gòu)件是核心和基礎(chǔ)，重用是必要手段。構(gòu)件是指語(yǔ)義完整、語(yǔ)法正確和有可重用價(jià)值的單位軟件，是軟件重用過(guò)程中可以明確辨識(shí)的系統(tǒng)；結(jié)構(gòu)上，它是語(yǔ)義描述、通訊接口和實(shí)現(xiàn)代碼的復(fù)合體。

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軟件重用◎軟件工業(yè)化生產(chǎn)是解決軟件危機(jī)的唯一途徑

軟件重用

◎軟件重用的定義軟件重用是指在兩次或多次不同的軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中，重復(fù)使用相同或相近軟件元素的過(guò)程。軟件元素（即軟構(gòu)件）包括：程序代碼、測(cè)試用例、設(shè)計(jì)文檔、設(shè)計(jì)過(guò)程、需求分析文檔、領(lǐng)域知識(shí)等。

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軟件重用◎軟件重用的定義34

軟件重用

◎軟件重用的層次（1）知識(shí)重用

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