第1章软件体系结构概述
?SEI软件体系结构讨论群定义如下：一个程序/系统构件的结构，它们之间的相互关系，以及在设计和交付的整个过程中的原则和指导方针。
?Mary Shaw和David Garlan认为软件体系结构包括构成系统的设计元素的描述，设计元素的交互，设计元素组合的模式，以及在这些模式中的约束。
?软件体系结构包括构件(Component)、连接件(Connector)和约束(Constrain)或配置(Configuration)三大要素。
?国内普遍接受的定义：软件体系结构包括构件、连接件和约束，它是可预制和可重构的软件框架结构。
?构件是可预制和可重用的软件部件，是组成体系结构的基本计算单
元或数据存储单元
?连接件也是可预制和可重用的软件部件，是构件之间的连接单元
?构件和连接件之间的关系用约束来描述
?软件体系结构= 构件+ 连接件+ 约束
软件体系结构的优势容易理解、重用、控制成本、可分析性
第2章软件体系结构风格
?软件体系结构风格是描述某一特定应用领域中系统组织方式的惯用模式。
?体系结构风格定义了一个系统家族，即一个体系结构定义一个词汇表和一组约束。
词汇表中包含一些构件和连接件类型，而这组约束指出系统是如何将这些构件和连接件组合起来的。
?体系结构风格反映了领域中众多系统所共有的结构和语义特性，并指导如何将各个模块和子系统有效地组织成一个完整的系统。
?数据流风格: 批处理序列; 管道/过滤器。
?调用/返回风格：主程序/子程序；面向对象风格；层次结构。
?独立构件风格：进程通讯；事件系统。
?虚拟机风格：解释器；基于规则的系统。
?仓库风格：数据库系统；超文本系统；黑板系统。
?过程控制环路
?C/S风格体系结构有三个主要组成部分：数据库服务器、客户应用程序和网络。
?B/S风格浏览器/Web服务器/数据库服务器。
优点：C/S体系结构具有强大的数据操作和事务处理能力，模型思想简单，易于人们理解和接受。将大的应用处理任务分布到许多通过网络连接的低成本计算机上，以节约大量费用。缺点：开发成本较高、客户端程序设计复杂、信息内容和形式单一、用户界面风格不一，使用繁杂不利于推广使用、软件移植困难、软件维护和升级困难、新技术不能轻易应用
优点：基于B/S体系结构的软件，系统安装、修改和维护全在服务器端解决。
缺点：B/S体系结构缺乏对动态页面的支持能力，没有集成有效的数据库处理功能。
B/S体系结构的系统扩展能力差，安全性难以控制。
采用B/S体系结构的应用系统，在数据查询等响应速度上，要远远低于C/S体系结构。
B/S体系结构的数据提交一般以页面为单位，数据的动态交互性不强，不利于在线事务处理(OLTP)应用。
第3章软件需求与架构
?需求的基本概念
?IEEE (1997)
(1) 用户解决问题或达到目标所需的条件或能力
(2) 系统或系统部件要满足合同、标准、规范或其他正式规定文档
所需具有的条件或能力
(3) 一种反映上面（1）或（2）所描述的条件或能力的文档说明
?业务需求
?反映组织机构或客户对系统、产品高层次的目标要求，通常问题定义本身就是业务需求
?用户需求
?描述用户使用产品必须要完成什么任务，怎么完成的需求，通常是在问题定义的基础上进用户访谈、调查，对用户使用的场景进行整理，从而建立从用
户角度的需求。
?系统需求
?从系统的角度来说明软件的需求，包括用特性说明的功能需求、质量属性，以及其他非功能需求，还有设计约束等。
?非功能需求
?指产品必须具备的属性或品质，如正确性、可靠性、性能、容错性和可扩展性等。
?功能需求
?需求的主体，需求的本质
?功能需求定义：系统必须完成的那些事，即为了向它的用户提供有用的功能，产品必须执行的动作
?设计约束
?获取需求的方法
?面谈（访谈）
?问卷调查
?会议（需求讨论会、重点问题讨论会、业务专题讨论会、设计专题讨论会）?文档研究
?任务示范（观察）
?用例与角色扮演
?原型设计（小规模试验）研究类似公司
?需求的层次化
?业务级需求：包含客户或出资者要达到的业务目标、预期投资、工期要求，以及要符合哪些标准、对哪些遗留系统进行整合等约束条件。
?用户级需求：用户使用系统来辅助完成哪些工作？对质量有何要求？用户群及所处的使用环境方面有何特殊要求？
?开发级需求：开发人员需要实现什么？开发期间、维护期间有何质量考虑？
开发团队的哪些情况会反过来影响架构？
?需求分类
?功能需求：更多体现各级直接目标要求
?质量属性：运行期质量+ 开发期质量
?约束需求：业务环境因素+ 使用环境因素+ 构建环境因素+ 技术环境因素
?功能模型——如UC
?业务流程模型——如DFD
?数据建模模型——如ER
?用例建模（Use Case Modeling）是使用用例的方法来描述系统的功能需求的过程，用例建模促进并鼓励了用户参与，这是确保项目成功的关键因素之一。
?粒度原则：
?用例要有路径，路径要有步骤。而这一切都是“可观测”的。
?需求跟踪的目的是建立与维护“需求-设计-编程-测试”之间的一致性，确保所有的工作成果符合用户需求。
?外部质量对于用户而言是可见的包括正确性、健壮性、可靠性、性能、安全性、易用性、兼容性等。
?内部质量只有开发人员关心它们可以帮助开发人员实现外部质量包括易理解性、可测试性、可维护性、可扩展性、可移植性、可复用性等
?依赖注入
?构造注入(Constructor Injection)：通过构造函数注入实例变量。
?设值注入(Setter Injection)：通过Setter方法注入实例变量。
?接口注入(Interface Injection)：通过接口方法注入实例变量。
1.用例文档
?用例编号
?用例名
?执行者
?前置条件
?后置条件
?涉众利益
?基本路径
?1…..××××
?2……××××
?3…..××××
2.需求规格说明书
第1章_统一建模语言基础知识
a)视图(View)
i.用户视图：以用户的观点表示系统的目标，它是所有视图的核心，该视图描述
系统的需求。
ii.结构视图：表示系统的静态行为，描述系统的静态元素，如包、类与对象，以及它们之间的关系。
iii.行为视图：表示系统的动态行为，描述系统的组成元素如对象在系统运行时的交互关系。
iv.实现视图：表示系统中逻辑元素的分布，描述系统中物理文件以及它们之间的关系。
v.环境视图：表示系统中物理元素的分布，描述系统中硬件设备以及它们之间的关系。
用例图(Use Case Diagram): 又称为用况图，对应于用户视图。在用例图中，使用用例来表示系统的功能需求，用例图用于表示多个外部执行者与系统用例之间以及用例与用例之间的关系。用例图与用例说明文档(Use Case Specification)是常用的需求建模工具，也称之为用例建模。
类图(Class Diagram)：对应于结构视图。类图使用类来描述系统的静态结构，类图包含类和
它们之间的关系，它描述系统内所声明的类，但它没有描述系统运行时类的行为。
?类之间的关系
?关联关系
?关联关系(Association)是类与类之间最常用的一种关系，它是一种结
构化关系，用于表示一类对象与另一类对象之间有联系。
?双向关联
?单向关联
?自关联
?重数性关联
?聚合关系
?聚合关系(Aggregation)表示一个整体与部分的关系。通常在定义一个
整体类后，再去分析这个整体类的组成结构，从而找出一些成员类，
该整体类和成员类之间就形成了聚合关系。
?组合关系
?组合关系(Composition)也表示类之间整体和部分的关系，但是组合关
系中部分和整体具有统一的生存期。一旦整体对象不存在，部分对
象也将不存在，部分对象与整体对象之间具有同生共死的关系。
?依赖关系
?依赖关系(Dependency)是一种使用关系，特定事物的改变有可能会影
响到使用该事物的其他事物，在需要表示一个事物使用另一个事物
时使用依赖关系。大多数情况下，依赖关系体现在某个类的方法使
用另一个类的对象作为参数。
?泛化关系
?泛化关系(Generalization)也就是继承关系，也称为“is-a-kind-of”关
系，泛化关系用于描述父类与子类之间的关系，父类又称作基类或
超类，子类又称作派生类。在UML中，泛化关系用带空心三角形的
直线来表示。
?接口与实现关系
?接口之间也可以有与类之间关系类似的继承关系和依赖关系，但是
接口和类之间还存在一种实现关系(Realization)，在这种关系中，类
实现了接口，类中的操作实现了接口中所声明的操作。在UML中，
类与接口之间的实现关系用带空心三角形的虚线来表示。
?顺序图定义
?顺序图(Sequence Diagram)是一种强调对象间消息传递次序的交互图，又称为时序图或序列图。
?状态图定义
?状态图(Statechart Diagram)用来描述一个特定对象的所有可能状态及其引起状态转移的事件。
第2章_面向对象设计原则
?单一职责原则要求在软件系统中，一个类只负责一个功能领域中的相应职责。
?开闭原则要求一个软件实体应当对扩展开放，对修改关闭，即在不修改源代码的基础上扩展一个系统的行为。
?里氏代换原则可以通俗表述为在软件中如果能够使用基类对象，那么一定能够使用
其子类对象。
?依赖倒转原则要求抽象不应该依赖于细节，细节应该依赖于抽象；要针对接口编程，不要针对实现编程。
?接口隔离原则要求客户端不应该依赖那些它不需要的接口，即将一些大的接口细化成一些小的接口供客户端使用。
?合成复用原则要求复用时尽量使用对象组合，而不使用继承。
?迪米特法则要求一个软件实体应当尽可能少的与其他实体发生相互作用。
第3章_设计模式概述
?设计模式的定义
?设计模式(Design Pattern)是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结，使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易
被他人理解、保证代码可靠性。
?设计模式一般有如下几个基本要素：模式名称、问题、目的、解决方案、效果、实例代码和相关设计模式，其中的关键元素包括以下四个方面：
?模式名称(Pattern name)
?问题(Problem)
?解决方案(Solution)
?效果(Consequences)
第4章_简单工厂模式
?简单工厂模式(Simple Factory Pattern)：又称为静态工厂方法(Static Factory Method)模式，它属于类创建型模式。在简单工厂模式中，可以根据参数的
不同返回不同类的实例。简单工厂模式专门定义一个类来负责创建其他类的
实例，被创建的实例通常都具有共同的父类。
?重构后的代码：
public abstract class AbstractPay
{
public abstract void pay();
}
public class CashPay extends AbstractPay
{
public void pay()
{
//现金支付处理代码
}
}
public class PayMethodFactory
{
public static AbstractPay getPayMethod(String type)
{
if(type.equalsIgnoreCase("cash"))
{
return new CashPay(); //根据参数创建具体产品
}
else if(type.equalsIgnoreCase("creditcard"))
{
return new CreditcardPay(); //根据参数创建具体产品
}
……
}
}
?简单工厂模式最大的缺点是当有新产品要加入到系统中时，必须修改工厂类，加入必要的处理逻辑，这违背了“开闭原则”。
?简单工厂模式最大的优点在于实现对象的创建和对象的使用分离，将对象的创建交
给专门的工厂类负责，但是其最大的缺点在于工厂类不够灵活，增加新的具体产品需要修改工厂类的判断逻辑代码，而且产品较多时，工厂方法代码将会非常复杂。 ? 简单工厂模式适用情况包括：工厂类负责创建的对象比较少；客户端只知道传入工
厂类的参数，对于如何创建对象不关心。
第5章_工厂方法模式
? 工厂方法模式(Factory Method Pattern)又称为工厂模式，也叫虚拟构造器
(Virtual Constructor)模式或者多态工厂(Polymorphic Factory)模式，它属于类创建型模式。在工厂方法模式中，工厂父类负责定义创建产品对象的公共接口，而工厂子类则负责生成具体的产品对象，这样做的目的是将产品类的实例化操作延迟到工厂子类中完成，即通过工厂子类来确定究竟应该实例化哪一个具体产品类。 ? 抽象工厂类代码：
public abstract class PayMethodFactory {
public abstract AbstractPay getPayMethod(); }
? 具体工厂类代码：
public class CashPayFactory extends PayMethodFactory {
public AbstractPay getPayMethod() {
return new CashPay(); } }
? 客户类代码片段：
PayMethodFactory factory; AbstractPay payMethod; factory=new CashPayFactory();
payMethod =factory.getPayMethod(); payMethod.pay();
ConcreteProduct
Product ConcreteFactory +factoryMethod ()...
: Product Factory
+factoryMethod ()...
: Product
? 工厂方法模式的主要优点是增加新的产品类时无须修改现有系统，并封装了产品对
象的创建细节，系统具有良好的灵活性和可扩展性；其缺点在于增加新产品的同时需要增加新的工厂，导致系统类的个数成对增加，在一定程度上增加了系统的复杂性。 符合开闭原则。
? 工厂方法模式适用情况包括：一个类不知道它所需要的对象的类；一个类通过其子
类来指定创建哪个对象；将创建对象的任务委托给多个工厂子类中的某一个，客户端在使用时可以无须关心是哪一个工厂子类创建产品子类，需要时再动态指定。
第6章_抽象工厂模式
? 抽象工厂模式(Abstract Factory Pattern)：提供一个创建一系列相关或相互依
赖对象的接口，而无须指定它们具体的类。抽象工厂模式又称为Kit 模式，属于对象创建型模式。
? 具体工厂类的典型代码如下：
public class ConcreteFactory1 extends AbstractFactory {
public AbstractProductA createProductA() {
return new ConcreteProductA1(); }
public AbstractProductB createProductB() {
return new ConcreteProductB1(); } }
<
HaierTVFactory +produceTV ()...
: TV TVFactory +produceTV ()...
: TV HaierTV +play ()...
: void TV
+play ()...
: void Client
HisenseTVFactory +produceTV ()...
: TV HisenseTV +play ()...
: void
?抽象工厂模式的主要优点是隔离了具体类的生成，使得客户并不需要知道什么被创建，而且每次可以通过具体工厂类创建一个产品族中的多个对象，增加或者替换产品族比较方便，增加新的具体工厂和产品族很方便；主要缺点在于增加新的产品等级结构很复杂，需要修改抽象工厂和所有的具体工厂类，对“开闭原则”的支持呈现倾斜性。
?抽象工厂模式适用情况包括：一个系统不应当依赖于产品类实例如何被创建、组合和表达的细节；系统中有多于一个的产品族，而每次只使用其中某一产品族；属于同一个产品族的产品将在一起使用；系统提供一个产品类的库，所有的产品以同样的接口出现，从而使客户端不依赖于具体实现。
第9章_单例模式
?单例模式(Singleton Pattern)：单例模式确保某一个类只有一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供这个实例，这个类称为单例类，它提供全局访问
的方法。
?单例模式的要点有三个：一是某个类只能有一个实例；二是它必须自行创建这个实例；三是它必须自行向整个系统提供这个实例。单例模式是一种对象
创建型模式。单例模式又名单件模式或单态模式。
?单例模式的实现代码如下所示：
public class Singleton
{
private static Singleton instance=null; //静态私有成员变量
//私有构造函数 private Singleton() { }
//静态公有工厂方法，返回唯一实例 public static Singleton getInstance() { if(instance==null) instance=new Singleton(); return instance; } }
? 单例模式的主要优点在于提供了对唯一实例的受控访问并可以节约系统资源；其主
要缺点在于因为缺少抽象层而难以扩展，且单例类职责过重。
? 单例模式适用情况包括：系统只需要一个实例对象；客户调用类的单个实例只允许
使用一个公共访问点。
? 饿汉式单例与懒汉式单例类比较
? 饿汉式单例类在自己被加载时就将自己实例化。单从资源利用效率
角度来讲，这个比懒汉式单例类稍差些。从速度和反应时间角度来讲，则比懒汉式单例类稍好些。
? 懒汉式单例类在实例化时，必须处理好在多个线程同时首次引用此
类时的访问限制问题，特别是当单例类作为资源控制器，在实例化时必然涉及资源初始化，而资源初始化很有可能耗费大量时间，这意味着出现多线程同时首次引用此类的机率变得较大，需要通过同步化机制进行控制。
Singleton
-instance : Singleton -+Singleton ()
getInstance ()...
: Singleton
第10章_适配器模式
? 适配器模式(Adapter Pattern) ：将一个接口转换成客户希望的另一个接口，
适配器模式使接口不兼容的那些类可以一起工作，其别名为包装器(Wrapper)。适配器模式既可以作为类结构型模式，也可以作为对象结构型模式。
? 典型的类适配器代码：
public class Adapter extends Adaptee implements Target { public void request() { specificRequest(); } }
? 典型的对象适配器代码：
public class Adapter extends Target { private Adaptee adaptee; public Adapter(Adaptee adaptee) { this.adaptee=adaptee; } public void request() { adaptee.specificRequest(); } }
类适配器
Adapter +request ()...
Target +request ()...
Adaptee +specificRequest ()...
Client
对象适配器
? 适配器模式的主要优点是将目标类和适配者类解耦，增加了类的透明性和复用性，
同时系统的灵活性和扩展性都非常好，更换适配器或者增加新的适配器都非常方便，符合“开闭原则”；类适配器模式的缺点是适配器类在很多编程语言中不能同时适配多个适配者类，对象适配器模式的缺点是很难置换适配者类的方法。
? 适配器模式适用情况包括：系统需要使用现有的类，而这些类的接口不符合系统的
需要；想要建立一个可以重复使用的类，用于与一些彼此之间没有太大关联的一些类一起工作。
第14章_外观模式
? 外观模式(Facade Pattern)：外部与一个子系统的通信必须通过一个统一的外
观对象进行，为子系统中的一组接口提供一个一致的界面，外观模式定义了一个高层接口，这个接口使得这一子系统更加容易使用。外观模式又称为门面模式，它是一种对象结构型模式。 外观模式也是“迪米特法则”
Adapter +request ()...
Adaptee +specificRequest ()...
Client Target +request ()...
Client
Facade
SubSystemA SubSystemB SubSystemC
? 典型的外观角色代码：
public class Facade {
private SubSystemA obj1 = new SubSystemA(); private SubSystemB obj2 = new SubSystemB(); private SubSystemC obj3 = new SubSystemC(); public void method() {
obj1.method(); obj2.method(); obj3.method(); } }
? 外观模式主要优点在于对客户屏蔽子系统组件，减少了客户处理的对象数目并使得
子系统使用起来更加容易，它实现了子系统与客户之间的松耦合关系，并降低了大型软件系统中的编译依赖性，简化了系统在不同平台之间的移植过程；其缺点在于不能很好地限制客户使用子系统类，而且在不引入抽象外观类的情况下，增加新的子系统可能需要修改外观类或客户端的源代码，违背了“开闭原则”。
? 外观模式适用情况包括：要为一个复杂子系统提供一个简单接口；客户程序与多个
子系统之间存在很大的依赖性；在层次化结构中，需要定义系统中每一层的入口，使得层与层之间不直接产生联系。
lights
fan
ac
tv
GeneralSwitchFacade
----lights fan ac tv : Light[]: Fan : AirConditioner : Television
= new Light[4]+++GeneralSwitchFacade ()on ()off ()...
: void : void Light -position : String
+++Light (String position)on ()off ()...
: void : void
Fan ++on ()off ()...: void : void AirConditioner ++on ()off ()...: void : void Client
Television
++on ()off ()...: void : void
第16章_代理模式
? 代理模式(Proxy Pattern) ：给某一个对象提供一个代理，并由代理对象控制
对原对象的引用。代理模式的英文叫做Proxy 或Surrogate ，它是一种对象结构型模式。
? 典型的代理类实现代码：
public class Proxy implements Subject {
private RealSubject realSubject = new RealSubject(); public void preRequest() {…...}
public void request() {
preRequest();
realSubject.request(); postRequest(); }
public void postRequest() {……} }
? 代理模式的优点在于能够协调调用者和被调用者，在一定程度上降低了系统的耦合
度；其缺点在于由于在客户端和真实主题之间增加了代理对象，因此有些类型的代理模式可能会造成请求的处理速度变慢，并且实现代理模式需要额外的工作，有些代理模式的实现非常复杂。 ? 模式适用环境
? 根据代理模式的使用目的，代理模式有以下几种类型（续）：
? 保护(Protect or Access)代理：控制对一个对象的访问，可以给不同的
用户提供不同级别的使用权限。
Subject +request ()...
Proxy
-realSubject : RealSubject +++preRequest ()request ()
postRequest ()...
RealSubject
+request ()...
Client
?缓冲(Cache)代理：为某一个目标操作的结果提供临时的存储空间，
以便多个客户端可以共享这些结果。
?防火墙(Firewall)代理：保护目标不让恶意用户接近。
?同步化(Synchronization)代理：使几个用户能够同时使用一个对象而
没有冲突。
?智能引用(Smart Reference)代理：当一个对象被引用时，提供一些额
外的操作，如将此对象被调用的次数记录下来等。
第23章_观察者模式
?观察者模式(Observer Pattern)：定义对象间的一种一对多依赖关系，使得每当一个对象状态发生改变时，其相关依赖对象皆得到通知并被自动更新。观
察者模式又叫做发布-订阅（Publish/Subscribe）模式、模型-视图（Model/View）
模式、源-监听器（Source/Listener）模式或从属者（Dependents）模式。观
察者模式是一种对象行为型模式。
?典型的抽象目标类代码如下所示：
import java.util.*;
public abstract class Subject
{
protected ArrayList observers = new ArrayList();
public abstract void attach(Observer observer);
public abstract void detach(Observer observer);
public abstract void notify();
}
?典型的具体目标类代码如下所示：
public class ConcreteSubject extends Subject
{
public void attach(Observer observer)
{
observers.add(observer);
}
public void detach(Observer observer)
{
observers.remove(observer);
}
public void notify()
{
for(Object obs:observers)
{
((Observer)obs).update();
}
}
}
?典型的抽象观察者代码如下所示：public interface Observer
{
public void update();
}
?典型的具体观察者代码如下所示：public class ConcreteObserver implements Observer {
public void update()
{
//具体更新代码
}
}
?客户端代码片段如下所示：Subject subject = new ConcreteSubject(); Observer observer = new ConcreteObserver(); subject.attach(observer);
subject.notify();
? 观察者模式的主要优点在于可以实现表示层和数据逻辑层的分离，并在观察目标和
观察者之间建立一个抽象的耦合，支持广播通信；其主要缺点在于如果一个观察目标对象有很多直接和间接的观察者的话，将所有的观察者都通知到会花费很多时间，而且如果在观察者和观察目标之间有循环依赖的话，观察目标会触发它们之间进行循环调用，可能导致系统崩溃。
? 观察者模式适用情况包括：一个抽象模型有两个方面，其中一个方面依赖于另一个
方面；一个对象的改变将导致其他一个或多个对象也发生改变，而不知道具体有多少对象将发生改变；一个对象必须通知其他对象，而并不知道这些对象是谁；需要在系统中创建一个触发链。
? 组合模式(Composite Pattern)：组合多个对象形成树形结构以表示“整体-部
分”的结构层次。组合模式对单个对象（即叶子对象）和组合对象（即容器对象）的使用具有一致性。
? Composite Pattern: Compose objects into tree structures to represent
part-whole hierarchies. Composite lets clients treat individual objects and compositions of objects uniformly.
? 组合模式的主要优点在于可以方便地对层次结构进行控制，客户端调用简单，客户
端可以一致的使用组合结构或其中单个对象，用户就不必关心自己处理的是单个对象还是整个组合结构，简化了客户端代码；其缺点在于使设计变得更加抽象，且增加新构件时可能会产生一些问题，而且很难对容器中的构件类型进行限制。
? 组合模式适用情况包括：需要表示一个对象整体或部分层次；让客户能够忽略不同
对象层次的变化，客户端可以针对抽象构件编程，无须关心对象层次结构的细节；对象的结构是动态的并且复杂程度不一样，但客户需要一致地处理它们。
Cat
+cry (): void
Mouse
+response (): void
MyObserver +response (): void
MySubject
{abstract}
#observers : ArrayList
+++
attach (MyObserver obs)detach (MyObserver obs)cry (): void : void : void
Dog
+response (): void
? 命令模式(Command Pattern)：将一个请求封装为一个对象，从而使我们可
用不同的请求对客户进行参数化；对请求排队或者记录请求日志，以及支持可撤销的操作。命令模式是一种对象行为型模式，其别名为动作(Action)模式或事务(Transaction)模式。
? Command Pattern: Encapsulate a request as an object, thereby letting you
parameterize clients with different requests, queue or log requests, and support undoable operations.
? 命令模式的主要优点在于降低系统的耦合度，增加新的命令很方便，而且可以比较
容易地设计一个命令队列和宏命令，并方便地实现对请求的撤销和恢复；其主要缺点在于可能会导致某些系统有过多的具体命令类。
? 命令模式适用情况包括：需要将请求调用者和请求接收者解耦，使得调用者和接收
者不直接交互；需要在不同的时间指定请求、将请求排队和执行请求；需要支持命令的撤销操作和恢复操作；需要将一组操作组合在一起，即支持宏命令。
Client
Component
++++
operation ()
add (Component c)remove (Component c)getChild (int i)...
Leaf +operation ()...
Composite ++++
operation ()
add (Component c)remove (Component c)getChild (int i)...
Invoker Command +execute ()...
ConcreteCommand -state : +execute ()...
Receiver +action ()...
Client
? 迭代器模式(Iterator Pattern) ：提供一种方法来访问聚合对象，而不用暴露
这个对象的内部表示，其别名为游标(Cursor)。迭代器模式是一种对象行为型模式。
? Iterator Pattern: Provide a way to access the elements of an aggregate object
sequentially without exposing its underlying representation.
? 迭代器模式的主要优点在于它支持以不同的方式遍历一个聚合对象，还简化了聚合
类，而且在同一个聚合上可以有多个遍历；其缺点在于增加新的聚合类需要对应增加新的迭代器类，类的个数成对增加，这在一定程度上增加了系统的复杂性。 ? 迭代器模式适用情况包括：访问一个聚合对象的内容而无须暴露它的内部表示；需
要为聚合对象提供多种遍历方式；为遍历不同的聚合结构提供一个统一的接口。
? 模板方法模式(Template Method Pattern)：定义一个操作中算法的骨架，而
将一些步骤延迟到子类中，模板方法使得子类可以不改变一个算法的结构即可重定义该算法的某些特定步骤。模板方法是一种类行为型模式。
? Template Method Pattern: Define the skeleton of an algorithm in an operation,
deferring some steps to subclasses. Template Method lets subclasses redefine certain steps of an algorithm without changing the algorithm's structure.
? 模板方法模式的优点在于在子类定义详细的处理算法时不会改变算法的结构，实现
了代码的复用，通过对子类的扩展可以增加新的行为，符合“开闭原则”；其缺点在于需要为每个不同的实现都定义一个子类，这会导致类的个数增加，系统更加庞大，设计也更加抽象
? 模板方法模式适用情况包括：一次性实现一个算法的不变的部分，并将可变的行为
留给子类来实现；各子类中公共的行为应被提取出来并集中到一个公共父类中以避免代码重复；对一些复杂的算法进行分割，将其算法中固定不变的部分设计为模板方法，而一些可以改变的细节由其子类来实现；通过模板方法模式还可以控制子类的扩展。
ConcreteAggregate +createIterator ()...
Aggregate
+createIterator ()
ConcreteIterator
++++first ()next ()
hasNext ()currentItem ()
Iterator
++++
first ()next ()
hasNext ()currentItem ()
?桥接模式(Bridge Pattern)：将抽象部分与它的实现部分分离，使它们都可以独立地变化。它是一种对象结构型模式，又称为柄体(Handle and Body)模式
或接口(Interface)模式。
?Bridge Pattern: Decouple an abstraction from its implementation so that the two can vary independently.
?桥接模式的主要优点是分离抽象接口及其实现部分，是比多继承方案更好的解决方法，桥接模式还提高了系统的可扩充性，在两个变化维度中任意扩展一个维度，都不需要修改原有系统，实现细节对客户透明，可以对用户隐藏实现细节；其主要缺点是增加系统的理解与设计难度，且识别出系统中两个独立变化的维度并不是一件容易的事情。
?桥接模式适用情况包括：需要在构件的抽象化角色和具体化角色之间增加更多的灵活性，避免在两个层次之间建立静态的继承联系；抽象化角色和实现化角色可以以继承的方式独立扩展而互不影响；一个类存在两个独立变化的维度，且这两个维度都需要进行扩展；设计要求需要独立管理抽象化角色和具体化角色；不希望使用继承或因为多层次继承导致系统类的个数急剧增加的系统。
1.面向对象编程中是如何体现封装性的？ 2.面向对象编程的重载和重写的含义是什么？ 3.什么是接口回调？其过程细节是怎样的？ 4.是举例说明什么是组合关系和依赖关系？ 5.距离说明什么是抽象类和接口，有什么区别，如何应用它 们？ 6.面向对象方法有哪些基本原则？ ①抽象类与接口②面向抽象原则③开-闭原则④“多用组 合，少用继承”原则⑤“高内聚-低耦合“原则 7.什么是设计模式？它的基本要素有哪些？ 8.什么是框架？框架与模式的区别有哪些？ 框架是针对某个领域，提供用于开发应用系统的类的集合。 区别：①层次不同②范围不同③相互关系 9.举例说明面向对象的多态性？ 10.软件体系结构有哪几种形式？ 1.概念结构：从主要设计元素（构件）及其相互关联、设 计原则和性能角度考虑的结构。 2.模块结构：根据功能分解建立模块的层次结构包括模块 接口、模块管理、模块控制和一致性等问题。
3.代码结构：描述源程序，二进制程序，库文件。在开发 环境下的组织包括系统资源配置管理，系统构造和对象嵌 入机制 OEM 等。 4.执行结构：描述系统的动态结构包括性能、调度、动态 配置和不同系统间的接口等。 11.构件之间的连接方式有哪些？ 1)过程调用: 在某一特定执行路径中传递执行指针。如普通 过程调用、远程过程调用。 2)数据流: 相互独立的处理通过数据流进行交互，在得到数 据的同时被赋予控制权限。如 UNIX 系统中的管道。 3)间接激活: 处理因事件的发生而激活，在处理间没有直接 交互。例如，事件驱动系统、自动垃圾回收等。 4)消息传递: 相互独立的处理间有明确交互，通过显式数据 传递。传递可以是同步的，也可以是异步的。如TCP/IP 。 5)共享数据: 构件通过同一数据空间进行并发操作。如多用 户数据库, 数据黑板。 12.C/S体系结构的主要组成部分有哪些？其作用是什么？ 1)服务器：负责给其他子系统提供服务。如，数据库服 务器提供数据存储和管理服务，文件服务器提供文件 管理服务，打印服务器提供打印服务等。 2)客户机：向服务器请求服务。客户机通常都是独立的 子系统，在某段时间内，可能有多个客户机程序在并 发运行。
1、各种性能指标的定义及如何到达各种性能指标的方法ppt1-8 119页-124页 ①性能：吞吐量Throughput 、响应时间Response Time 、Deadlines ②实现吞吐量：Peak & Average Many system have low average but high peak throughput requirements ③实现响应时间： Guaranteed & Average E.g. 95% of responses in sub-4 seconds, and all within 10 seconds ④Dealines ：Deadlines often associated with batch jobs in IT systems 2、常用的中间件有那几种类型（四种） 分类：Business Process Orchestrators 业务流程协调器 Message Brokers 消息代理 Application Servers 应用服务器 Transport 面向消息的中间件，分布式对象系统 （1）CORBA---公用对象请求代理（调度）程序体系结构，它在对象间建立客户-服务器的关系，这样一个客户可以很简单地使用服务器对象的方法而不论服务器是在同一机器上还是通过一个网络访问。 （常见的对象请求代理架构） （2）Basic Message-oriented middleware---- MOM 指的是利用高效可靠的消息传递机制进行平台无关的数据交流，并基于数据通信来进行分布式系统的集成。通过提供消息传递和消息排队模型，它可在分布环境下扩展进程间的通信，并支持多通讯协议、语言、应用程序、硬件和软件平台。 （面向消息的中间件） （3）J2EE---- J2EE 核心是一组技术规范与指南，其中所包含的各类组件、服务架构及技 Message-Oriented Middleware, Distributed Objects Systems J2EE, CCM, .NET BizTalk, WebSphere Message Broker, SonicMQ BizTalk, TIBCO StaffWare, ActiveBPEL
1面向对象编程中是如何体现封装性的？ 封装是把过程和数据包围起来，对数据的访问只能通过已定义的界面。 2重载和重写的含义 重载是发生在一个类中，方法名相同，参数不同 重写（覆盖）是子类继承父类，子类可以通过重写的方法隐藏继承的方法 3 什么是接口回调，过程细节是什么？ 概念：把可以实现某一接口的类创建的对象的引用赋给该接口声明接口变量，那么该接口变量可以调用被类实现（重写）的接口方法。 4试举例说明什么是组合关系和依赖关系 组合（关联）关系：A类中成员变量是用B类声明的对象。公司--职员 依赖关系：A类中某个方法的参数是用B类声明的对象，或某个方法返回的数据类型是B类的对象 5抽象类和接口，区别是什么？如何应用 抽象类：抽象类中有抽象方法；抽象类中不能用new运算符创建对象；抽象类的对象做商转型对象 接口：（1）接口中只可以有public权限的抽象方法，不能有非抽象方法； （2）接口由类去实现，即一个类如果实现一个接口，那么他必须重写接口中的抽象方法 （3）接口回调 区别：接口中只有常量，不能有变量；抽象类中既可以有常量也可以有变量； 抽象类中也可以有非抽象方法，接口不可以。 应用：定义抽象方法：public abstract void 方法名(); 在子类实现抽象方法：public void 方法名(){} 接口：public interface 接口名{}接口只负责定义规则，不负责任何实现；实现交给实现接口的类 (6)面向对象的六条基本原则包括： 开闭原则，里式代换原则，单一职责，依赖倒转、迪米特法则（接口隔离）。 (7)什么是设计模式？ 设计模式是从许多优秀的软件系统中总结出的成功的可复用的设计方案。是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性 (8)什么是框架？框架与模式的区别有哪些？ 框架是针对某个领域，提供用于开发应用系统的类的集合。 区别：层次不同、范围不同、相互关系
安徽师范大学 2015-2016 学年 第一学期 数学计算机科学学院软件工程专业2013级《软件设计与体系结构》课程期中考试试卷 （180分钟 闭卷） 注意：请保持字迹工整 一、单选题（10小题，每小题2分，共20分） 1、下面哪种开发方法是非传统方法（ ） A 、功能分解法 B 、结构化方法 C 、面向对象方法 D 、信息建模方法 2、下面那一项不属于用况图中的参与者（ ） A 、人员 B 、内部系统 C 、外部系统 D 、设备 3、对象间的is-a 关系可以用以下哪一个来表示( ) A 、组合 B 、聚合 C 、关联 D 、继承 4、只与你的直接朋友通信描述的哪一个设计原则( ) A 、单一职责原则 B 、开闭原则 C 、接口隔离原则 D 、迪米特法则 5、一个软件实体应该对扩展开放，对修改关闭。这描述的是哪个原则（ ） A 、单一职责原则 B 、开闭原则 C 、依赖倒置原则 D 、里氏代换原则 6、常用的基本设计模式可分为（ ） A 、创建型、结构型和行为型 B 、对象型、结构型和行为型 C 、过程型、结构型和行为型 D 、抽象型、接口型和实现型 7、对于类图，下列叙述正确的是（ ） A 、创建类图是为了对系统的动态结构进行建模 B 、在系统分析和实施阶段可以创建和使用类图 C 、每个类图都应该具有泛化关系 D 、以上说法都不对 8、类与类之间存在相互关系，下面哪一种关系与其他三种不同( ) A 、双向关联 B 、聚合关系 C 、组合关系 D 、依赖关系 9、Open-Close 原则的含义是一个软件实体（ ） A 、应当对扩展开放，对修改关闭. B 、应当对修改开放，对扩展关闭 C 、应当对继承开放，对修改关闭 D 、应当对继承关闭，对修改开放 10、当需要对系统功能以及与系统进行交互的外部事物进行建模时，我们一般采用（ ） A 、用况图 B 、类图 C 、活动图 D 、顺序图 二、简答题（4小题，每小题5分，共50分） 1、OOA 中问题域和系统责任的含义分别是什么意思？ 2、OOD 模型中总共包含几个部分，分别是哪几个部分，哪个部分是核心部分？
1.各种性能指标及如何到达各种性能指标的方法 （1）防止变异模式：是如何设计对象，子系统和系统，使这些元素内部的变化或不稳定性不会对其他元素产生不良影响。 解决方案：识别预测的变化或不稳定之处，分配职责用以创建稳定借口。 （2）依赖反转原理：把你的类从局的现实中隔离开，使他们依赖于抽象类或接口。它促进了代码面向接口而不是实现，这通过保证对实现的低耦合来增加系统的灵活性。 2.常用的中间件有那几种类型 （1）常见的对象请求代理架构 （2）面向消息的中间件 （3）J2EE （4）消息代理 （5）业务过程代理 3.有那些常见架构风格 （1）管道和过滤器架构风格 （2）面向对象风格 （3）隐式调用风格 （4）客户-服务器风格 （5）分层风格 （6）仓库风格 （7）解释程序风格 （8）过程控制风格 4.架构师需要的核心技能是什么 （1）涉众之间的交流 （2）技术知识 （3）软件工程学 （4）风险管理
5.什么是软件架构 软件架构是一系列相关的抽象模式，用于指导大型软件系统各个方面的设计。软件架构是一个系统的草图。软件架构描述的对象是直接构成系统的抽象组件。各个组件之间的连接则明确和相对细致的描述组件之间的通讯。在实现阶段，这些抽象组件被细化为实际的组件，比如具体某个类或者对象。在面向对象领域中，组件之间的连接通常用接口（计算机科学）实现。 6.什么是架构风格 一组原则。你可以把它看成是一组为系统家族提供抽象框架的粗粒度模式。 7.什么是架构视图 一个架构视图是对于从某一视角或某一点上看到的系统所做的简化描述，描述中涵盖了系统的某一特定方面，从而省略了此方面无关的实体。 8.各种架构风格的组件和连接器是什么 1.管道和过滤器架构风格： 适用于需要定义一系列的执行规则数据的独立运算，组件在输入时读数据流，在输出时产生数据流 组件：称为过滤器，应用于对局部的输入流的转换，经常增长的计算，因此，在输入结束前输出就开始了 连接器：称为管道，给流提供管道，把一个过滤器的输出传输到另一个输入。 2.面向对象风格： 适用于主要问题识别和保护信息的相关主体 数据代理和他们相关的操作封装在一个抽象数据类型里面 组件：对象 连接器：功能和过程调用 3.客户-服务器风格： 适用于涉及到分布式的数据和跨越一系列的组件的处理 组件：服务器、客户端 连接器：网络 4.分层风格： 适用于设计到分布式的能够分层的组织的类的服务，每层给它的上一层提供服务，同时作为下一层的客户端。只有仔细的从内层选择选择过程，才能用于他们接近的外层。 组件：典型的过程的集合
《软件体系结构》大作业（1） 学院：软件学院 课程名称：软件体系结构 专业班级： 学生姓名：学号： 学生姓名：学号： 指导教师： 完成时间：年月日 评分表 1、叙述各小组成员完成本题目的分工协作情况。 小组中的每个成员都先理解题目要求及涉及的设计模式，并一起完成代码编写。另外，组长负责文档制作。 2、评分表 序号姓名评分是否组长 1 2 作业正文需要包括以下内容： 1、作业题目内容的详细描述。 2、完成本题目所采用的软件设计模式名称及画出相应的类图，或者是所采用的 软件体系结构名称及画出相应的体系结构图。
3、画出完成本题目所设计程序的设计类图；如还有其他图，也一并画出。 4、完成本题目所设计的程序代码。 5、程序运行的典型界面截图
1、作业题目内容的详细描述。 【作业2.1-1】例2.3为使用工厂方法模式设计的汽车保险管理应用程序实例。现在需要 扩展例2.3的设计图，添加一个名为LuxuryCarInsurance的类，并且需要编写此类和其他需要添加的类的代码，详细要求参见光盘的相应作业部分。 【作业2.1-1】在例2.4中，设计并且实现了豪华（Super）和中等（Medium）别墅（House）与公寓（Condo）的查询。要求在该设计的基础上，增加一个新的类SemiDetacher（半独立式楼宇），并且编写代码，实现相应的查询功能，详细要求参见光盘的相应作业部分。 2、完成本题目所采用的软件设计模式名称及画出相应的类图，或者是所采用的软件体系结构名称及画出相应的体系结构图。 【作业2.1-1】采用的是工厂方法模式 【作业2.1-2】采用的是抽象方法模式
软件设计与体系结构知识点 1.软件设计的特征 (1)软件设计的开端是出现某些新的问题需要软件来解决，这些需要促使设计工作的开始，并成为整个设计工作最初的基础 (2)软件设计的结果是给出一个方案，它能够用来实现所需的、可以解决问题的软件，方案的描述可能是文字、图表，甚至数学符号、公式等组成的文档或模型 (3)软件设计包含一系列的转换过程，即把一种描述或模型转换为另一种描述或模型，转换后的形态可能更加具体，或更接近于实现 (4)产生新的想法或思路对软件设计非常重要，因为设计也是一个创造性的过程，不同的问题或需求总会存在各自的特点，即使同样的问题在不同时期和环境下也会存在区别，因此设计不会是一成不变的 (5)软件设计的过程是不断解决问题和实施决策的过程，因为整个设计是解决一个大的问题，在设计过程中将会分解成众多小问题，涉及真需要一次解决这些小的问题，并在出现多种方案或策略时进行决策，选择其中最合适的 (6)软件设计也是一个满足各种约束的过程，因为软件可能在性能、运行环境、开发时间、成本、人员技术水平等各个方面存在约束，设计必须在满足这些约束的情况下给出最佳的设计方案 (7)大多数的软件实际是一个不断演化的过程，因为需求在一开始很可能是不完整或不精确的，在设计过程中还会不断发生变化并逐步稳定下来，因此设计需要根据需求的变化而不断演化。 2.软件设计的要素 （1）目标描述（2）设计约束（3）产品描述（4）设计原理（5）开发规划（6）使用描述3.软件设计体系的定义 （1）软件设计体系结构是软件系统的结构，包含软件元素、软件元素外部可见的属性以及这些软件元素之间的关系 （2）软件体系结构是软件系统的基本组织，包含构建、构件之间、构件与环境之间的关系，以及相关的设计与演化原则 4.软件设计的主要活动 （1）软件设计计划（2）体系结构设计（3）界面设计（4）模块/子系统设计（5）过程/算法设计（6）数据模型设计 5.体系结构“4+1”多视图建模 （1）逻辑视图：该视图关注功能需求，即系统应该为最终用户提供什么服务，它与应用领域精密相关 （2）进程视图：该视图捕获设计中关于并发和同步的内容，重视一些非功能需求，例如性能、可扩展性等，定义了运行实体和它们的属性。 （3）开发视图：该试图主要描述软件在开发环境中的静态结构，开发人员和项目经理对比都会感兴趣。 （4）物理视图：该视图描述软件到硬件的映射关系，反映了软件的分布特征。 （5）场景：可以使用一组重要场景也就是用例的实例，把上述四种视图紧密的联系起来6.什么是软件产品线方法 软件产品线是软件复用发展的一个更高阶段，它并不仅仅局限于以前人们在软件复用中考虑的对函数、模块、类、体系结构甚至子系统的重用。 软件产品线指一组具有公共的、可管理特征（系统需求）的软件系统，这些系统满足特定的
软件设计与体系结构作业 第一次作业 (2) 第二次作业 (4) 第三次作业 (5) 第四次作业 (6) 第五次作业 (8) 第六次作业 (22) 第七次作业 (24)
第一次作业 3.试列举两个大型应用系统的实例说明软件在该系统中所起的关键作用以及软件质量对系统成败的影响。 答：图书管理系统——软件在系统中运行所起的作用是可以让读者查询到借书与还书情况，以及读书借阅情况，归还日期等，质量的好坏直接影响系统的正常运行。 火车票查询系统——软件在该系统中所起的关键作用是能够在电脑上运行的电脑程序，软件质量好影响人们可以在网上查到最新的消息，尽快买到到火车票。若软件质量差那可能会不能更新最新消息，使人们不能正确订票、查票、影响人们该系统的使用率。 5.查阅有关文献给出两种本章中未列出的软件开发过程并进行描述。 答：增量模型——软件被作为一系列的增量构件来设计、实现、集成和测试，每一个构件是由多种相互作用的模块所形成的提供特定功能的代码片段构成。 喷泉模型——与传统的结构化生存期比较，具有更多的增量和迭代性质，生存期的各个阶段可以相互重叠和多次反复，而且在项目的整个生存期中还可以嵌入子生存期。就像水喷上去又可以落下来，可以落在中间，也可以落在最底部。
8.软件体系结构与软件设计有何关系？软件体系结构的出现有何必然性和重要意义？ 答：软件体系结构与软件设计的关系：软件体系结构设计作为软件设计过程中的活动之一，能在较为抽象的级别上描述整个软件系统的结构，成为大规模、复杂软件系统设计中必不可少的步骤。 软件体系结构的意义：软件体系结构将构件以及构件之间的连接作为软件体系结构的基本组成部分。软件体系结构使软件复用从代码复用发展到设计复用和过程复用，为不同的人提供了共同的语言，体现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与复用，基于体系结构的软件开发提供了有力的支持。
第一章： 1.根据自己的经验，谈谈对软件危机的看法。 软件危机是指软件生产方式无法满足迅速增长的计算机需求，开发和维护过程出现的一系列问题。 以下几个原因导致：（1）软件自身特点 （2）开发人员的弱点 （3）用户需求不明 （4）缺乏正确理论指导 （5）开发规模越来越大 （6）开发复杂度越来越高 可以通过软件生命周期的模型和软件工具的使用来缓解危机，通过程序自动化和软件工业化生产的方法实现软件标准化的目标，进一步缓解软件危机带来的影响。 软件危机有利有弊，除了带来许多麻烦，也给我们带来许多挑战，克服危机的过程，我们在技术上和创新上都有了一个提升，也算是间接为软件产业的发展做了贡献。 2.什么是软件重用，软件重用的层次可以分为哪几个级别？ 软件重用:是指在两次或多次不同的软件开发过程中重复使用相同或相似软件元素的过程。可以分为三个层次： （1）代码重用（2）设计结果重用（3）分析结果重用 3.什么是可重用构件？相对于普通的软件产品，对可重用构件有何特殊要求？ 可充用构件表示软件重用过程中，可重用的软件构件元素。 可重用构件的特殊要求： （1）可重用构件应该具有功能上的独立性与完整性； （2）可重用构件应该具有较高的通用性； （3）可重用构件应该具有较高的灵活； （4）可重用构件应该具有严格的质量保证； （5）可重用构件应该具有较高的标准化程。 4.基于构件的软件开发的优势是什么？基于构件的软件开发面临哪些挑战和困难？ 优势：基于构件的软件将软件开发的重点从程序编写转移到了基于已有构件的组装，更快地构造系统，减轻用来支持和升级大型系统所需要的维护负担，从而降低了软件开发的费用困难和挑战：没有可依据的参考，可用资源和环境缺乏，开发难度高，而各方面需求增长速度与日剧增，更新和升级的跟进是一个不小的挑战.此外，在同一系统采用多个开发商提供的构件，它 们之间的兼容性可能是开发过程中所要面对的一个严峻的问题 挑战和困难： （1）在同一系统采用多个开发商提供的构件，它们之间的兼容性可能是开发过程中所要面对的一个严峻的问题； （2）采用随处可以购买到的构件可能会使开发出来的软件产品丧失技术上的独创性和市场上的竞争力； （3）第三方的构件开发商可能歇业，这会使购买的构件失去维护服务。这些都是在购买第三方构件进行软件开发时无法回避的问题，因此需要对这些风险进行充分的估计。 5.简述3种应用最为广泛的构件技术规范COM、CORBA和EJB的各自特点。 CORBA的特点： （1）实现客户与服务对象的完全分开,客户不需要了解服务对象的实现过程以及具体位置。 （2）应用程序间的统一接口。
福建农林大学计算机与信息学院 实验报告 课程名称：软件设计与体系结构 姓名：陈宇翔 系：软件工程系 专业：软件工程 年级：2007 学号：070481024 指导教师：王李进 职称：讲师 2009年12月16日
实验项目列表
福建农林大学计算机与信息学院实验报告 学院：计算机与信息学院专业：软件工程系年级：2007 姓名：陈宇翔 学号：070481024 课程名称：软件设计与体系结构实验时间：2009-10-28 实验室田实验室312、313计算机号024 指导教师签字：成绩： 实验1：ACME软件体系结构描述语言应用 一、实验目的 1）掌握软件体系结构描述的概念 2）掌握应用ACMESTUDIO工具描述软件体系结构的基本操作 二、实验学时 2学时。 三、实验方法 由老师提供软件体系结构图形样板供学生参考，学生在样板的指导下修改图形，在老师的指导下进行软件体系结构描述。 四、实验环境 计算机及ACMESTUDIO。 五、实验内容 利用ACME语言定义软件体系结构风格，修改ACME代码，并进行风格测试。 六、实验操作步骤 一、导入Zip文档 建立的一个Acme Project，并且命名为AcmeLab2。如下图：
接着导入ZIP文档，导入完ZIP文档后显示的如下图： 二、修改风格 在AcmeLab2项目中,打开families下的TieredFam.acme.如下图： 修改组件外观 1. 在组件类型中，双击DataNodeT; 在其右边的编辑器中，将产生预览；选择Modify 按钮，将打开外观编辑器对话框。 2. 首先改变图形：找到Basic shape section，在Stock image dropdown menu中选 择Repository类型. 3. 在Color/Line Properties section修改填充颜色为深蓝色。 4. 在颜色对话框中选择深蓝色，并单击 [OK]. 5. 修改图形的边框颜色为绿色 7. 单击Label tab，在Font Settings section, 设置字体颜色为白色,单击[OK] 产生的图形如下图：
第一章作业 6、简要叙述软件设计在软件工程中所处的位置和重要性。 答： 所处的位置：软件需求分析→需求规格说明→软件设计→设计文档→软件编码。 重要性： （1）是对软件需求的直接体现； （2）为软件实现提供直接依据； （3）将综合考虑软件系统的各种约束条件并给出相应方案； （4）软件设计的质量将决定最终软件系统的质量； （5）及早发现软件设计中存在的错误将极大减少软件修复和维护所需的成本。 7、软件设计应该包含哪些要素？ 答： 软件设计应该包含：目标描述、设计约束、产品描述、设计原理、开发规划、使用描述。 8、软件体系结构与软件设计有何关系？软件体系结构的出现有何必然性和重要意义？ 答： 软件体系结构与软件设计的关系：软件体系结构设计作为软件设计过程中的活动之一，能在较为抽象的级别上描述整个软件系统的结构，成为大规模、复杂软件系统设计中必不可少的步骤。 软件体系结构的意义：软件体系结构将构件以及构件之间的连接作为软件体系结构的基本组成部分。软件体系结构使软件复用从代码复用发展到设计复用和过程复用，为不同的人提供了共同的语言，体现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与复用，基于体系结构的软件开发提供了有力的支持。 第二章作业 1、简述UML的特点和用途。 答： UML的发起者在最初制定UML时，充分考虑了各种需求、方法和语言的特点使UML 在表达能力、对新技术的包容能力和扩张性等方面具有显著的优势： （1）为使用者提供了统一的、表达能力强大的可视化建模语言，以描述应用问题的需求 模型、设计模型和实现模型。 （2）提供对核心概念的扩展机制，用户可加入核心概念中没有的概念和符号，可为特定 应用领域提出具体的概念、符号表示和约束。 （3）独立于实现语言和方法学，但支持所有的方法学，覆盖了面向对象分析和设计的相 关概念和方法学。 （4）独立于任何开发过程，但支持软件开发全过程。 （5）提供对建模语言进行理解的形式化基础，用元素型描述基本语义，OCL描述良定义规则，自然语言描述动态语义。 （6）增强面向对象工具之间的互操作性，便于不同系统间的集成。UML的目标是以面向对
数据结构 数据结构指的是数据之间的相互关系，即数据的组织形式。数据结构是计算机存储、组织数据的方式。数据结构是指相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。通常情况下，精心选择的数据结构可以带来更高的运行或者存储效率。数据结构往往同高效的检索算法和索引技术有关。 我们把数据结构设计、数据库设计、甚至数据文件设计等统一称为数据模型设计。 在数据模型设计中有一个重要概念：持久数据操作，它包括写入、查询、更新和删除四类基本操作以及由它们复合而成的业务数据操作。 在很多软件系统中，数据是其核心，因此，对数据元素的格式、结构、访存、表示等机制进行良好建模和优化，是提高软件设计质量和系统性能的基础，对软件系统的应用具有重要意义。 面向组件设计 面向组件思想是在软件规模扩大，复杂度上升的背景下，以面向对象为基础而提出的一种软件设计思想。可以把它理解为一种更粗粒度的面向对象，其粒度一般大于对象，但具体要到什么程度，又可以根据实际情况来决定。这种思想以组件为基础，强调“服务”的概念。 在面向组件开发中，应用程序是由一系列可以互相交互的二进制模块组合而成的。 一个具体的二进制组件可能并不能完成什么工作。有些组件是为了提供一些常规服务而编写的，例如通信的封装或者文件访问组件。也有一些是为了某些特定应用而专门开发的。一个应用程序的设计者可以通过把这些不同的组件提供的功能粘合在一起来实现他们需要的商业逻辑。很多面向组件的技术——例如： COM 、 J2EE 、 CORBA 和 .NET 都为二进制组件提供了的无缝链接的机制。而唯一的不同就是你需要在组件通信上花费的力气。一般的 多用于对dll,lib的处理上。 简单说，就是QQ、迅雷和IE捆绑起来就叫面向组件。 面向组件具有以下特点：低耦合性,高重用性,高互操作性,进程的透明性,语言和开发环境的独立性 软件体系结构风格 软件体系结构风格是软件设计人员在长期的软件设计过程中总结出来的一些规律性的东西，经过提炼总结而成。软件体系结构风格是软件体系结构设计上的模式，因此可以看作是一种广义的软件设计模式，但一般不认为是侠义的软件设计模式。 定义：在构件和连接子的层次描述的可重复使用的软件设计问题解决方案。 管道/过滤器风格：一个显著特征是：系统中构件之间通过数据流松散耦合。也就是说，构件之间的依赖仅仅是数据流，而不是通常的接口函数调用火消息传递。编译器采用的也是管道/过滤器风格 层次风格：这种设计风格便于将复杂的系统进行分解；同时也便于构件替换：只要保持接口一致，就可以将某一层的软件替换，而不会影响到系统的其它部分。层次风格的优点是结构清晰、可替换性好、便于控制复杂性；但也有缺点，如效率低。 客户/服务器风格：从向外提供服务的构件出发，沿着连接关系递次搜索各构件和连接子，如果形成的拓扑结构是一棵倒置的树，那么这个系统的体系结构就是客户/服务器风格的，这种风格使得服务功能的实现很集中，便于系统实现，因而得到广泛使用。 软件开发过程模型 软件生存周期包含了软件从概念形成到最终退役的所有活动，而对于一个具有的软件项
软件设计与体系结构 数据结构 数据结构指的是数据之间的相互关系，即数据的组织形式。数据结构是计算机存储、组织数据的方式。数据结构是指相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。通常情况下，精心选择的数据结构可以带来更高的运行或者存储效率。数据结构往往同高效的检索算法和索引技术有关。 我们把数据结构设计、数据库设计、甚至数据文件设计等统一称为数据模型设计。 在数据模型设计中有一个重要概念：持久数据操作，它包括写入、查询、更新和删除四类基本操作以及由它们复合而成的业务数据操作。 在很多软件系统中，数据是其核心，因此，对数据元素的格式、结构、访存、表示等机制进行良好建模和优化，是提高软件设计质量和系统性能的基础，
对软件系统的应用具有重要意义。 面向组件设计 面向组件思想是在软件规模扩大，复杂度上升的背景下，以面向对象为基础而提出的一种软件设计思想。可以把它理解为一种更粗粒度的面向对象，其粒 度一般大于对象，但具体要到什么程度，又可以根据 实际情况来决定。这种思想以组件为基础，强调“服务”的概念。 在面向组件开发中，应用程序是由一系列可以互相交互的二进制模块组合而成的。 一个具体的二进制组件可能并不能完成什么工作。有些组件是为了提供一些常规服务而编写的，例如通 信的封装或者文件访问组件。也有一些是为了某些特定应用而专门开发的。一个应用程序的设计者可以通过把这些不同的组件提供的功能粘合在一起来实现他 们需要的商业逻辑。很多面向组件的技术例如：COM、J2EE、CORBA和.NET都为二进制组件提供了的无缝链接的机制。而唯一的不同就是你需要在组件通信上花 费的力气。一般的多用于对dll,lib 的处理上。 简单说，就是QQ迅雷和IE捆绑起来就叫面向组件。 面向组件具有以下特点：低耦合性，高重用性,
《软件设计与体系结构》 非卷面试题 设计题目快餐店多功能点餐系统院系电子与信息工程学院 专业计算机科学与技术 学生姓名 学生学号 任课教师倪启东
快餐店多功能点餐系统 摘要 随着计算机软件行业的发展和互联网的普及，软件进入到人们生活的各个行业之中。在这个软件爆炸的时代，软件系统有一个好的设计与结构显得尤为重要。通过快餐店多功能点餐系统的设计，将软件体系结构与设计的所学的知识，运用到实际系统中，是对知识、技术的巩固，也是能力的提升。 本系统主要运用增量模型，随着知识的学习同步进行系统的开发。主要采用了策略模式、观察者模式、装饰者模式、工厂模式、单例模式。同时，伴随着设计原则的思想，使得系统更加稳定而高效。 关键词点餐系统；体系结构；设计模式；java
目录 第1章绪论 (1) 1.1引言 (1) 1.2系统开发目标 (1) 1.3开发环境 (1) 第2章需求分析 (3) 2.1项目概述 (3) 2.2功能需求 (3) 2.2.1用户需求 (3) 2.2.2系统需求 (3) 2.3非功能需求 (3) 2.3.1产品需求 (3) 2.3.2 外部需求 (4) 2.4业务需求 (4) 2.4.1业务要求 (4) 2.4.2客户与用户 (4) 2.4.3特性 (4) 第3章结构设计 (5) 3.1整体设计 (5) 3.1.1普通用户活动图 (5) 3.1.2会员活动图 (6) 3.1.3管理员活动图 (7) 3.2详细设计 (7) 3.2.1模块划分 (7) 3.2.2简单业务流程设计 (8) 第4章设计模式 (9) 4.1工厂模式 (9) 4.1.1模式说明 (9) 4.1.2模式类图 (9)
北京工业大学2016-2017学年 第二学期模拟试题 考试课程：软件设计与体系结构考试日期：2017年 04 月 18日 学院：信息学部（软件学院）专业：软件工程 学号：姓名：成绩： ……………………………………………………………………………………………………… 一填空题 (共 30 空，每空 1 分) 1.软件或程序是由软件工程人员设计与开发，使计算设备发挥计算潜能， ________ 的逻辑层次组织。 2.软件体系结构（Software Architecture）-- 是软件产品设计的思想和系统的蓝 图；是对软件产品_______的规划和_______的设置；是定义软件系统组件 （Components）或构建块（Building Blocks）的重要工具；用于 -- 实现对一个软件系统的构成进行_________的划分 -- 所形成和采用的工程化规范，是指导软件后续过程方方面面组成的模型。 3.软件开发中的面临若干问题：1）软件固有的复杂性；2）软件开发的随意性；3） 周期长，代价高，质量低的问题；软件体系结构设计是软件产品及大型信息系统
工程实现中最重要的环节和关键技术之一，解决从软件的__________到系统实现（代码）的有效和平坦过渡。 4. 软件产品的工业化生产：是指建立流水线型的软件产品生产线，是指按_____、标 准化的规范和规则（软件生产规范）来编写和实现各种各样的适应于多环境的软件___，通过软件体系结构来确定各个软件组件如何部署到开发架构模式中，组装成达到期望的软件产品。 5. 体系结构设计方法的发展中，软件程序开发经历了如下的阶段 -- 功能分解法 (计算任务) -- 结构化程序设计 (以数据为中心) -- _________________ -- _________________ -- 基于 SOA 的程序设计 (以服务为中心) 。 6. 一个现代软件产品生产过程如下图表示，请在带___________的方框中，填上相应 的组件名称 7. 软件体系结构组件间的连接方式如图表示，则图Ａ的连接方式称为 ____________ 连接体系结构；图Ｂ的连接方式称为基于 ______________ 连接体系结构。 A C B M e d i a t o r X C B X A M e d i a t o r 图A 图B 软件构件库 软件构架 软件工厂 __________________ 软件组装线 软件产 系统 第三
一次 就项目管理方面而言，软件重用项目与非重用项目有哪些不同之处。 答：使用软件重用技术可减少重复工作,提高软件生产率, 缩短开发周期。同时，由于软构建大多经过严格的质量认证，因此有助于改善软件质量，大量使用构建，软件的灵活性和标准化程度可得到提高。 2、实际参与/组织一个软件重用项目的开发，然后总结你是如何组织该项目的开发的答：参加了一个网页管理系统的开发，该项目重复使用已有的软件产品用于开发新的软件系统，以达到提高软件系统的开发质量与效率，降低开发成本的目的。在过程中使用了代码的复用、设计结果的复用、分析结果的复用、测试信息的复用等。 3、为什么要研究软件体系结构 答：1.软件体系结构是系统开发中不同参与者进行交流和信息传播的媒介。 2．软件体系结构代表了早期的设计决策成果。 3．软件体系结构可以作为一种可变换的模型。 4、根据软件体系结构的定义，你认为软件体系结构的模型应该由哪些部分组成 答：构件(component)可以是一组代码，如程序的模块;也可以是一个独立的程序(如数据库的SQL服务器)； 连接件(connector)是关系的抽象，用以表示构件之间的相互作用。如过程调用、管道、远程过程调用等； 限制(constrain)：用于对构件和连接件的语义说明。 5、在软件体系结构的研究和应用中，你认为还有哪些不足之处 答：（1）缺乏同意的软件体系结构的概念，导致体系结构的研究范畴模糊。 （2）ADL繁多，缺乏同意的ADL的支持。 （3）软件体系结构研究缺乏统一的理论模型支持。 （4）在体系结构描述方便，尽管出现了多种标准规范或建议标准，但仍很难操作。（5）有关软件体系结构性质的研究尚不充分，不能明确给出一个良体系结构的属性或判定标准，没有给出良体系结构的设计指导原则，因而对于软件开发实践缺乏有力的促进作用。 （6）缺乏有效的支持环境软件体系结构理论研究与环境支持不同步，缺乏有效的体系结构分析、设计、方针和验证工具支持，导致体系结构应用上的困难。 （7）缺乏有效的体系结构复用方案。 （8）体系结构发现方法研究相对欠缺。 二次 1、选择一个规模合适的系统，为其建立“4+1”模型。 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）。 过程视图（Process View），捕捉设计的并发和同步特征。 物理视图（Physical View），描述了软件到硬件的映射，反映了分布式特性。 开发视图（Development View），描述了在开发环境中软件的静态组织结构。 架构的描述，即所做的各种决定，可以围绕着这四个视图来组织，然后由一些用例（use cases）或场景(scenarios)来说明，从而形成了第五个视图。 2、引入了软件体系结构以后，传统软件过程发生了哪些变化这种变化有什么好处 答：软件体系结构的引入使软件设计开发更加具体和形象，它的模型更使得软件过程更加
软件设计模式与体系结构
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计算机科学与技术学院 《软件设计模式与体系结构》 课程作业(一） (201６/2０１７学年第二学期） 学生姓名:雷君 学生专业：软件工程 学生班级:1４260１ 学生学号： 2 指导教师：王飞
目录 实验一.............................................. １工厂方法模式——汽车保险 (1) 抽象工厂方法模式——房屋信息 (3) 实验二6? 组合模式——空军指挥系统 (6) 适配器模式——客户信息验证................................................ 错误!未定义书签。实验三. (11) 桥接模式——几何立体体积?错误!未定义书签。 访问者模式——计算机部件销售软件................................................................ １4 实验四. (17) 策略模式——整数排序1?７ 状态模式——交通信号灯?１９ 实验五............................................. ２1 M VＣ软件体系结构.. (21)
实验一 工厂方法模式——汽车保险 【实验内容】 在例２.3的汽车保险管理应用程序实例上添加一个名为LuｘurｙCarInsurance的类，并且，该类要与其他的类一样能执行相应的功能。 【添加代码】 1、添加ＬｕｘuryCaｒＩnｓｕｒaｎｃe类: publｉc clasｓＬuxuryＣaｒIｎｓurance iｍｐleｍｅｎts AutｏInsurance ｛ prｉｖate Ｓｔring ｄeｓｃripｔion; pubｌic String gｅtＩｎｓuranceDesｃrｉption() { ?ｄeｓcriptiｏn =" LｕxｕrｙCaｒIｎsuｒａnce:＼n\nLuxuryCaｒInsuranｃe ｃovｅrage paｙs ｆor ｍedｉcal ｂiｌls" + " lｏst wａgｅs, rehabiｌitation，trｅａtmenｔaｎｄ／or" + ?" fｕnｅral cｏsts for aｎｙoｎe ｉnｊｕred or kｉlleｄ" ＋?" ｂｙyour car. Such coverａge will alsｏpay ｆｏr" ＋ " paｉn aｎd suffering damages when a third ＂+ ＂partｙｓuccessｆulｌy suｅｓ. "; retｕrn descriｐtion; } } 2、添加LuxuｒyＣaｒPoliｃyProducer类： ｐublic cｌａss LuxuryＣarＰolicｙProducer imｐlemeｎts PolicyProduｃｅr ｛ public AuｔoIｎｓuranｃe ｇeｔＰolicyＯbj（）//Fruiｔｆactory() { retｕrn new LuxuｒyCaｒInsuranｃe()； } } 3、添加ＧUＩ: （１）public ｓtａtic fｉｎａl String LUXURＹＣAR ＝"ＬuxuｒyCａr Iｎｓur ａｎce"; （2）cmbInsuraｎcｅType．addItｅｍ（LUXＵRYCAR);
《软件体系结构与设计》考点-王同喜 一、简答题（3*10’=30’） 1.软件设计与软件编码的区别？ 软件设计是从软件需求规格说明书出发，根据需求分析阶段确定的功能设计软件系统的整体结构、划分功能模块、确定每个模块的实现算法以及编写具体的代码，形成软件的具体设计方案。 软件编码是信息从一种形式或格式转换为另一种形式的过程也称为计算机编程语言的代码简称编码 整个软件开发过程是由架构师或者系统分析师来设计，而编码是由程序员来搞定，程序员一般只是完成某一功能模块 2.软件体系结构的模式有哪几种？含义？（如：分层模式） 抽象分层体系结构模式（层次体系结构模式）是一种软件体系结构模式,它将系统水平分割为多个抽象的层次。分层风格的体系结构是将系统组织成一个层次结构,每一层为上层提供服务,并作为下层的客户端。在分层风格的体系结构中,上层可以调用下层的服务。 TCP/IP网络是层次模式的最著名例子，TCP/IP共包含以下5个概念层：物理层、网络接口层、互联网层、传输层、应用层。 分层风格的体系结构有许多优点:(1)支持基于抽象程度递增的系统设计:使设计者可以把一个复杂系统按递增的步骤进行分解;(2)支持功能增强:因为每一层至多和相邻的上下层交互,因此功能的改变最多影响相邻的上下层;(3)支持复用:只要提供的服务接口定义不变,同一层的不同实现可以交换使用。这样,就可以定义一组标准的接口,而允许各种不同的实现方法;(4)可替换性。 但是,分层风格的体系结构也有弱点，如如更改行为的重迭等等。 调用/返回模式 异步消息通信模式 带回复的同步消息通信模式 3.软件体系结构风格常见的有哪些。主程序子程序风格、过滤器、管道 软件体系结构风格：能够用来具体描述软件系统控制结构和整体组织的一种体系结构，能够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。 常见的软件体系结构风格有：管道-过滤器风格、面向对象风格、事件驱动风格、分层风格、主程序/子程序、黑板系统等
名词解释 1.设计模式一些设计面向对象的软件开发的经验总结，就是系统的命名、解释、和评价某一个重要的面向对象的可重现的面向对象的设计方案。 2.软件体系结构（Software Architecture）软件体系结构以组件和组件交互的方式定义系统，说明需求与成品系统之间的对应关系，描述系统级别的可伸缩性、能力、吞吐量、一致性和兼容性等属性。软件体系结构由组件、连接件和属性组成。 3.软件体系结构风格（Software Architecture Style）软件体系结构风格是描述某一特定应用领域中系统组织方式的惯用模式。体系结构风格定义了一个系统家族，即一个体系结构定义一个词汇表和一组约束。词汇表中包含一些构件和连接件类型约束指出系统中构件和连接件的组合方式，体系结构风格反映了领域中众多系统所共有的结构和语义特性，并指导如何将各个模块和子系统有效地组织成一个完整的系统。 4.软件产品线产品线是一个产品集合，这些产品共享一个公共的、可管理的特征集，这个特征集能满足选定的市场或任务领域的特定需求。这些系统遵循一个预描述的方式，在公共的核心资源(core assets)基础上开发的。 5.体系结构描述语言体系结构描述语言（ADL）是在底层语义模型的支持下，为软件系统的概念体系结构建模提供了具体语法和概念框架。基于底层语义的工具为体系结构的表示、分析、演化、细化、设计过程等提供支持。其三个基本元素是：构件、连接件、体系结构配置。 6.软件重用指在两次或多次不同的软件开发过程中重复使用相同或相似软件元素的过程。软件元素包括程序代码、测试用例、设计文档、设计过程、需要分析文档甚至领域知识。通常，可重用的元素也称作软构件，可重用的软构件越大，重用的粒度越大。 7.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、通信接口和实现代码的复合体。 8.构件组装构件组装是指将库中的构件经适当修改后相互连接，或者将它们与当前开发项目中的软件元素相连接，最终构成新的目标软件。 9.体系结构配置体系结构配置或拓扑是描述体系结构的构件与连接件的连接图。体系结构配置提供信息来确定构件是否正确连接、接口是否分配、连接件构成的通信是否正确，并说明实现要求行为的组合含义。 10.易用性易用性关注一个用户完成需要的工作的容易程度以及系统提供的用户支持的种类，包括：学习系统特性。如果用户对某一特定系统或者系统的特定方面不熟悉，系统应该怎样使得学习变得容易？高效地使用系统。系统在帮助用户更高效操作方面能做些什么？11.场景（scenarios）场景可以看做是那些重要系统活动的抽象，它使4个视图有机联系起来，从某种意义上说场景是最重要的需求抽象。 12.MVC MVC是模型（Model），视图（View）和控制（Controller）三个单词的缩写。MVC 模式的目的就是实现Web系统的职能分工。Model是应用对象，所有的操作都在这里实现，它若需要取得视图中的对象或更新视图，需通过控制器来进行处理。View是模型在屏幕上的表示，模型在进行操作后，其结果是通过视图显示的。Controller用于管理用户与视图发生的交互，定义用户界面对用户输入的响应方式。一旦用户需要对模型进行处理，不能直接执行模型，而必须通过控制器间接实现的。 13.C2体系结构风格C2体系结构风格可以概括为通过连接件绑定在一起的、按照一组规则运作的并行构件网络。 14.SOA 即service-oriented architecture，面向服务架构。它是一个组件模型，它将应用程序的不同功能单元（称为服务）通过这些服务之间定义良好的接口和契约联系起来。接