軟件架構設計實踐教程

第1章 認識軟件架構
1.1 軟件架構與軟件工程
1.1.1 軟件產業(yè)的工業(yè)化與現(xiàn)代化
1.1.2 軟件系統(tǒng)的復雜性
1.1.3 克服“軟件危機”的進程
1.1.4 現(xiàn)代軟件產業(yè)發(fā)展的時代特征
1.1.5 國內軟件產業(yè)發(fā)展的問題
1.1.6 軟件架構與軟件工程課程的關系
1.1.7 本課程的參考書
1.2 軟件架構概述
1.2.1 軟件架構的定義
1.2.2 軟件架構的視角
1.2.3 軟件架構的表示方法
1.2.4 架構的一般特性
1.2.5 統(tǒng)一過程（RUP）的架構
1.3 感受身邊的架構存在
1.3.1 電燈開關控制系統(tǒng)的架構
1.3.2 鼠標接口的架構
1.4 兩個小程序的架構分析
1.4.1 兩個小程序
1.4.2 “歡迎”程序的實現(xiàn)過程
1.4.3 小程序的架構實現(xiàn)小結
1.5 實踐與思考
1.5.1 實踐題
1.5.2 思考題
第2章 架構與架構師的作用
2.1 架構是需求將如何被實現(xiàn)的描述
2.1.1 文件傳輸軟件的架構描述與分析
2.1.2 文件傳輸軟件的新需求及其改進方案
2.1.3 架構描述表達了系統(tǒng)必須實現(xiàn)的需求
2.1.4 架構描述表達了軟件系統(tǒng)的實現(xiàn)結構
2.2 架構提供滿足關鍵屬性需求的方案
2.2.1 汽車控制系統(tǒng)架構演變的案例分析
2.2.2 軟件系統(tǒng)的關鍵質量屬性需求
2.2.3 關鍵質量屬性需求與系統(tǒng)功能的正交性
2.3 架構是軟件迭代開發(fā)的框架
2.3.1 架構是軟件迭代開發(fā)的框架
2.3.2 軟件產品開發(fā)對架構的依賴
2.4 架構是軟件過程管理的基礎
2.4.1 軟件過程可視性與軟件架構
2.4.2 軟件過程管理的基本內容
2.4.3 微軟VSTS的軟件過程跟蹤
2.4.4 將架構的關鍵構件設定為基線
2.5 軟件過程對架構的反作用
2.5.1 需求影響架構
2.5.2 系統(tǒng)設計影響架構
2.5.3 軟件過程影響架構
2.5.4 組織影響架構
2.5.5 架構的反作用
2.6 軟件架構師的作用、任務與責任
2.6.1 架構師的作用
2.6.2 架構師的任務與責任
2.6.3 從編碼工程師到架構師
2.7 實踐與思考
2.7.1 實踐題
2.7.2 思考題
第3章 軟件架構的描述與可視化
3.1 架構描述與UML架構視圖
3.1.1 架構描述的基本考慮
3.1.2 基于UML 4+1的軟件架構視圖
3.2 繪制軟件架構視圖
3.2.1 用Visio 2007繪制架構視圖
3.2.2 用Rational Rose 2003繪制架構視圖
3.2.3 用VS 2010繪制架構視圖
3.2.4 架構師的思考
3.3 使用Rational Rose逆向分析工具分析架構
3.3.1 Rational Rose逆向分析工具概述
3.3.2 對C++項目進行架構逆向分析
3.3.3 “歡迎”程序架構的逆向分析
3.3.4 架構師的思考
3.4 用微軟VS 2010逆向分析工具分析架構
3.4.1 微軟VS 2010逆向分析工具概述
3.4.2 使用VS 2010對五子棋程序進行架構逆向分析
3.4.3 “五子棋”系統(tǒng)架構的逆向分析
3.4.4 架構師的思考
3.5 架構設計階段的軟件工程文檔
3.5.1 系統(tǒng)設計規(guī)范的內容
3.5.2 規(guī)范系統(tǒng)設計活動過程
3.5.3 規(guī)范設計的制品
3.5.4 需要編寫哪些架構視圖和文檔
3.5.5 透過架構視圖表現(xiàn)架構設計的核心內容
3.6 實踐與思考
3.6.1 實踐題
3.6.2 思考題
第4章 從需求到架構
4.1 架構師的需求過程
4.1.1 現(xiàn)代軟件工程的需求過程
4.1.2 需求獲取階段與架構師的關注點
4.1.3 需求分析階段與架構師的關注點
4.1.4 需求處理階段與架構師的關注點
4.1.5 需求評審階段與架構師的關注點
4.2 需求轉換的面向過程方法
4.2.1 理解需求模型的概念與意義
4.2.2 面向過程的需求建模方法
4.2.3 面向過程的需求轉換
4.2.4 面向過程的變換流與事物流轉換
4.2.5 采用變換流方法的案例分析
4.2.6 采用UC矩陣方法的案例分析
4.2.7 面向過程需求轉換方式的弊端
4.3 認識和理解需求分析的OMT模型
4.3.1 面向過程與面向對象的區(qū)別
4.3.2 基于UML用例的業(yè)務建模
4.3.3 基于UML的類與對象建模
4.3.4 基于UML的動態(tài)建模
4.3.5 基于UML的功能建模
4.3.6 電梯控制系統(tǒng)的OMT模型描述與分析
4.4 面向對象的需求轉換方法
4.4.1 面向對象轉換的一般概念
4.4.2 從需求模型到物理架構
4.4.3 從需求模型到開發(fā)和運行架構
4.4.4 從需求模型到邏輯架構和數(shù)據(jù)架構
4.4.5 電梯控制系統(tǒng)的5個架構分析
4.5 ATM擴展項目的需求轉換過程
4.5.1 ATM基本系統(tǒng)
4.5.2 ATM擴展的需求獲取
4.5.3 ATM擴展需求的現(xiàn)狀與對策分析
4.5.4 ATM擴展需求的架構規(guī)劃
4.5.5 ATM擴展需求的架構設計與平衡
4.6 軟件架構師的需求參與
4.6.1 需求與架構銜接階段的角色扮演
4.6.2 架構師參與需求深度的“底線”
4.6.3 需求與架構平衡的“底線”
4.7 實踐與思考
4.7.1 實踐題
4.7.2 思考題
第5章 軟件架構設計的參考模型
5.1 傳統(tǒng)系統(tǒng)設計的基本思路和思想方法
5.1.1 傳統(tǒng)系統(tǒng)設計的思路
5.1.2 抽象與求精的設計方法
5.1.3 模塊松耦合與強內聚的追求
5.2 兩種典型軟件系統(tǒng)的架構模式分析
5.2.1 開放式系統(tǒng)互連參考模型架構的層次模式
5.2.2 操作系統(tǒng)架構的層次模式
5.2.3 兩種系統(tǒng)架構模式的比較與借鑒
5.3 其他典型軟件架構模型及其參考意義
5.3.1 流程處理系統(tǒng)
5.3.2 客戶/服務器系統(tǒng)
5.3.3 層狀系統(tǒng)
5.3.4 三級和多級系統(tǒng)
5.3.5 團聚和串行法
5.3.6 代理
5.3.7 聚合和聯(lián)邦系統(tǒng)
5.4 實踐與思考
5.4.1 實踐題
5.4.2 思考題
第6章 軟件架構的概要設計與實現(xiàn)
6.1 軟件架構概要設計的任務與過程
6.1.1 系統(tǒng)概要設計的任務
6.1.2 系統(tǒng)概要設計的意義
6.1.3 面向結構的系統(tǒng)概要設計過程
6.1.4 面向對象的系統(tǒng)概要設計過程
6.2 軟件系統(tǒng)概要設計的子系統(tǒng)設計
6.2.1 子系統(tǒng)的含義與特性
6.2.2 子系統(tǒng)所包含的內部組件
6.2.3 基于網絡拓撲結構的子系統(tǒng)劃分
6.2.4 基于責任層次的子系統(tǒng)劃分
6.2.5 基于狀態(tài)轉換的子系統(tǒng)劃分
6.2.6 子系統(tǒng)的其他劃分方法
6.2.7 子系統(tǒng)劃分中的關注點分離
6.2.8 將子系統(tǒng)分配到硬件
6.3 電梯控制系統(tǒng)的概要設計與實現(xiàn)
6.3.1 需求模型中的子系統(tǒng)劃分與疑問
6.3.2 選擇適合電梯控制系統(tǒng)的架構模型
6.3.3 電梯控制子系統(tǒng)劃分的關鍵因素與分離點
6.3.4 根據(jù)實時與并發(fā)特性劃分子系統(tǒng)
6.3.5 將邏輯子系統(tǒng)與物理子系統(tǒng)對應起來
6.3.6 電梯控制系統(tǒng)的實現(xiàn)與測試驗收
6.3.7 電梯控制系統(tǒng)概要設計效果的檢驗
6.4 實踐與思考
6.4.1 實踐題
6.4.2 思考題
第7章 基于接口、組件和SOA的架構設計與實現(xiàn)
7.1 接口設計與實現(xiàn)
7.1.1 接口的基本概念
7.1.2 抽象類繼承與接口繼承
7.1.3 面向接口編程與面向接口設計
7.1.4 面向接口設計的實現(xiàn)案例與分析
7.1.5 理解面向接口的設計
7.2 軟件架構設計的模式與風格
7.2.1 設計模式
7.2.2 風格
7.2.3 框架
7.2.4 行業(yè)應用框架
7.2.5 模式、風格與框架的區(qū)別
7.3 面向對象的設計模式
7.3.1 從軟件架構到設計模式
7.3.2 創(chuàng)建型設計模式
7.3.3 創(chuàng)建型設計模式應用實例分析
7.3.4 設計模式的選擇與運用思路
7.4 組件與組件的運用
7.4.1 組件概念與COM組件的基本特性
7.4.2 使用普通DLL實現(xiàn)的應用程序案例
7.4.3 使用WMP的COM組件實現(xiàn)媒體播放器
7.4.4 理解WMP組件的對象模型
7.4.5 一般COM組件的實現(xiàn)與使用
7.4.6 使用ATL工具開發(fā)COM組件
7.4.7 基于組件的架構設計
7.5 基于SOA的分布式系統(tǒng)設計體驗
7.5.1 SOA的概念與架構設計
7.5.2 VSTS分布式系統(tǒng)設計器介紹
7.5.3 定義組件的提供者
7.5.4 定義對組件提供者終節(jié)點的控制
7.5.5 定義組件之間的連接
7.5.6 應用程序的實現(xiàn)
7.6 實踐與思考
7.6.1 實踐題
7.6.2 思考題
第8章 基于MVC設計模式的架構設計與實現(xiàn)
8.1 面向對象的MVC設計模式
8.1.1 圖形化與交互式應用的可變需求
8.1.2 MVC組件的作用和運行機制
8.1.3 MVC架構的設計和實現(xiàn)步驟
8.1.4 MVC的更進一步發(fā)展
8.1.5 對MVC模式的評價
8.2 基于MVC的Struts應用框架
8.2.1 整合進Struts的相關技術
8.2.2 兩種Struts架構模型
8.2.3 Struts的構成與MVC角色
8.3 搭建一個簡單的Struts應用程序
8.3.1 準備Struts架構開發(fā)環(huán)境
8.3.2 最簡單的登錄系統(tǒng)的功能需求
8.3.3 搭建一個基于Struts的登錄系統(tǒng)
8.3.4 登錄系統(tǒng)Struts架構的執(zhí)行過程
8.3.5 實現(xiàn)MVC模式的Struts架構內部機制分析
8.4 SSH架構技術的特點與集成
8.4.1 Spring框架技術與特點
8.4.2 Hibernate框架技術與特點
8.4.3 SSH框架的集成
8.4.4 搭建基于MyEclipse的SSH框架
8.5 開發(fā)一個基于SSH架構的登錄系統(tǒng)
8.5.1 SSH架構的各層模塊及其任務
8.5.2 Hibernate層的實現(xiàn)
8.5.3 Spring層的實現(xiàn)
8.5.4 Struts層的實現(xiàn)
8.5.5 運行SSHLogin系統(tǒng)
8.5.6 SSHLogin系統(tǒng)各層的實現(xiàn)與分析
8.5.7 SSHLogin系統(tǒng)邏輯架構的總結
8.6 醫(yī)藥管理系統(tǒng)分析與SSH架構二次開發(fā)
8.6.1 醫(yī)藥管理系統(tǒng)的業(yè)務背景與需求
8.6.2 醫(yī)藥管理系統(tǒng)的架構分析
8.6.3 二次開發(fā)的需求與分析
8.6.4 二次開發(fā)的邏輯架構設計
8.6.5 二次開發(fā)的實現(xiàn)
8.6.6 醫(yī)藥管理系統(tǒng)二次開發(fā)的總結
8.7 實踐與思考
8.7.1 實踐題
8.7.2 思考題
第9章 基于關鍵需求的架構設計、驗證與評審
9.1 理解架構設計中的關鍵需求
9.1.1 質量屬性需求的一般概念
9.1.2 幾個常見的質量屬性需求
9.1.3 質量屬性需求的場景描述
9.2 基于關鍵需求的架構設計對策
9.2.1 應對關鍵需求的對策思路
9.2.2 可用性戰(zhàn)術
9.2.3 可修改性戰(zhàn)術
9.2.4 性能戰(zhàn)術
9.2.5 易用性戰(zhàn)術
9.3 基于關鍵需求的架構設計
9.3.1 關鍵需求產生的背景和理由
9.3.2 與架構設計有關的約束與限制
9.3.3 影響架構設計的關鍵機制
9.3.4 基于關鍵屬性驅動的架構設計
9.4 架構設計的驗證
9.4.1 架構設計驗證的基本概念
9.4.2 軟件架構驗證的實踐
9.4.3 使用VS 2010進行層驗證
9.4.4 驗證MyPlyer程序的架構
9.5 架構的集成測試
9.5.1 集成測試的概念
9.5.2 模擬集成測試體驗
9.5.3 測試StockBroker系統(tǒng)組件之間的操作
9.6 架構設計與評審
9.6.1 針對關鍵質量屬性需求的架構設計評審
9.6.2 針對5個基本架構的架構評審
9.6.3 對一個架構評審案例的點評
9.7 電梯控制系統(tǒng)的架構設計實現(xiàn)與評審
9.7.1 理解學生項目的架構設計評審要求
9.7.2 原有電梯控制系統(tǒng)的架構分析
9.7.3 基于“并發(fā)性”的關鍵需求與效果預期
9.7.4 針對“并發(fā)性”需求的架構設計與實現(xiàn)
9.7.5 電梯控制系統(tǒng)架構設計的評審意見
9.8 實踐與思考
9.8.1 實踐題
9.8.2 思考題
參考文獻