《软件体系结构》课程设计

《软件体系结构》课程设计设计题目：实验室设备管理系统姓名：学号：同组组长：同组其他成员：实验指导教师：实验地点：完成日期：目录一、概述(目的、任务、开发环境、参考资料)二、采用的主要方法与技术三、需求分析四、设计五、实现过程与步骤六、遇到的困难与获得的主要成果七、测试与运行记录八、完成结果分析与总结九、附录（软件配置、个人完成的程序模块和文档清单）一、概述(目的、任务、开发环境、参考资料)21世纪以来，人类经济高速发展，人们发生了日新月异的变化。

随着时代的发展，教育越来越需要实验，让学生从实验中得到更多，更扎实的知识。

因此学校也需要对实验室的实验设备进行更多的投入，而投入之后就带来了管理方面的问题。

我们做的这个系统主要是对设备的购买、维修、报废等方面进行了一定的管理，可以让设备进行有序、有效的管理，为管理人员节约一些因为管理混乱而浪费的时间。

不过系统的功能还不够完善，性能也还不够稳定，有待于以后不断的进行完善。

实现的功能如下：（1）对于已彻底损坏的做报废处理，同时详细记录有关信息。

（2）对于由严重问题（故障）的要及时修理，并记录修理日期、设备名、编号、修理厂家、修理费用、责任人等。

（3）对于急需修改但又缺少的设备，需以“申请表”的形式送交上级领导请求批准购买。

新设备购入后要立即进行设备登记（包括类别、设备名、编号、型号、规格、单价、数量、购置日期、生产厂家、保质期和经办人等信息），同时更新申请表的内容。

（4）随时对现有设备及其修理、报废情况进行统计、查询，要求能够按类别和时间段等查询。

二、采用的主要方法与技术软件工程是一门从技术和组织管理两个角度研究如何用系统化、规范化和数量化等工程原理与方法去进行软件开发和维护的学科。

软件工程学研究的范围非常的广泛，包括技术方法、工具、和管理等许多方面。

软件生命周期的各个阶段可分为：问题定义：确定系统的基本功能可行性研究：确定系统是否能够实现及是否值得实现需求分析：确定系统必须完成的各种功能总体设计：确定如何实现软件详细设计：详细设计实现系统编码和单元测试：写出正确的容易理解和维护的程序模块综合测试：通过各种类型的测试及调试使软件达到预订的要求软件维护：通过各种必要的维护活动使系统持久的满足用户需要采用软件工程的技术开发本系统，通过以上八个阶段组成的软件生存期。

软件体系结构教学设计前言软件体系结构作为软件开发的重要组成部分，它不仅涉及到软件的设计和开发，还与软件的实现和维护密切相关。

因此，软件体系结构的教学对于培养软件开发人才至关重要。

本文将介绍软件体系结构教学的设计方法和内容。

设计目标软件体系结构教学的设计目标应该是让学生掌握软件体系结构的基本概念、原理和设计方法，具备软件体系结构设计的能力。

具体来说，设计目标包括以下几点：1.理解软件体系结构的基本概念和原理；2.掌握软件体系结构的设计方法和技巧；3.能够应用软件体系结构设计理论，进行软件体系结构的设计；4.能够评估和优化软件体系结构的质量。

教学内容软件体系结构的教学内容应该包括以下几个方面：1. 软件体系结构基础软件体系结构的基础包括软件体系结构的基本概念、原则和关键特性。

具体来说，包括软件体系结构定义、软件体系结构的抽象、软件体系结构的层次化、软件体系结构的模式和风格等。

2. 软件体系结构设计方法软件体系结构设计方法主要包括两个方面：•软件体系结构的描述方法，如用面向对象的UML语言描述软件体系结构；•软件体系结构的设计方法，如数据流图、状态转换图、组合实例图等。

3. 软件体系结构设计实践软件体系结构的设计实践是软件体系结构教学设计的重要组成部分，它能够将理论应用到实际工程中。

学生在实践中需要完成实际项目的软件体系结构设计。

4. 软件体系结构质量评估和优化软件体系结构的质量评估和优化是在软件体系结构设计的基础上进行的，它包括软件体系结构的可用性、可扩展性、可重用性、可维护性等方面的评估和优化。

教学方法针对上述教学内容，应该采用灵活多样的教学方法，包括课堂讲授、案例分析、实验操作、小组讨论等。

同时，应该从实际工程出发，注重理论和实践相结合，让学生在实践和实验中掌握知识和技能。

教学评价软件体系结构教学评价应该包括以下几个方面：•考试成绩评估，包括课堂测试、期末考试等；•实践评估，要求学生完成实际项目软件体系结构设计；•课堂表现评估，包括听课态度、回答问题、参与讨论等。

软件体系结构第二版课程设计设计要求本次软件体系结构第二版课程设计，要求设计一个医院信息管理系统。

该系统需要实现以下功能：1.医院管理员可以添加、删除、修改医生信息、患者信息、科室信息等；2.医生可以查询、修改患者信息、开具处方等；3.患者可以查询自己的就诊记录、预约挂号、缴纳医疗费用等；4.系统需要支持不同角色之间的权限管理，确保各角色只能操作其所拥有权限的相关功能；5.系统要求高可用，能够应对系统崩溃、网络故障等突发事件。

设计思路架构选择考虑到系统需要满足高可用、各角色之间的权限管理等要求，我们选择使用B/S架构。

具体而言，前端使用HTML、CSS、JavaScript实现，使用Vue.js框架进行开发，后端使用Java语言，使用Spring Boot框架实现。

系统设计根据需求，我们对系统进行了如下设计：数据库设计系统需要维护三个实体：医生、患者、科室。

每个实体需要维护不同的字段，具体如下：•医生：编号、姓名、性别、年龄、职称、所属科室、照片等；•患者：编号、姓名、性别、年龄、住址、电话、过敏史等；•科室：编号、名称、负责人、助理、简介等。

在MySQL数据库中，我们为每个实体创建了一个对应的表格，并建立了相关的外键关联。

前端设计系统需要提供不同角色的用户登录，因此我们首先需要设计登录页面。

登录页面包含用户名和密码输入框，以及“管理员”、“医生”、“患者”三个选项按钮。

在管理员登录后，可以管理医生、患者、科室等信息，这些信息需要通过表格的形式展现出来。

管理员可以进行增、删、改等操作，并且能够为不同角色分配不同的权限。

医生登录后，可以查看自己所负责患者的信息，包括患者基本信息、就诊记录、开具的处方等。

患者登录后，可以查看自己的挂号记录、缴费记录、就诊记录等信息。

后端设计系统后端主要负责数据存储与处理、业务逻辑实现、权限管理等。

我们采用了Spring Boot框架，实现了各个实体的CRUD操作，同时也实现了不同角色之间的权限管理。

《软件体系结构》教学大纲课程英文名称: Software Architecture课程编号：050302一、课程说明1．课程性质《软件体系结构》课程，是软件工程专业硕士研究生的主干课程。

2．课程的目的和任务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。

培养学生成为一名合格的软件分析师或软件工程师，并为其在该领域进一步深造打下坚实的基础。

3．适用专业软件工程，计算机科学与技术专业4．学时与学分学分：3 学时：45 讲授学时：45 实践学时：05．先修课程软件工程，数据结构与算法，操作系统，程序设计6．推荐教材或参考书目教材名称：《软件体系结构》张友生编著清华大学出版社ISBN：7302078106 2004版主要参考书目：《软件体系结构理论与实践》冯冲，江贺，冯静芳编著人民邮电出版社2004版7．主要教学方法与多媒体要求主要教学方法：理论和技术教学，案例驱动教学多媒体要求：多媒体教学占80%8．考核方式1、平时成绩（书面作业＋上机实验＋考勤）2、课程大作业3、期末闭卷笔试4、总成绩 = 笔试成绩（60/100）+ 平时成绩（20/100）+ 大作业成绩（20/100）9．课外自学要求书本上没讲过的内容，让学生自学。

推荐的教材，学有余力的学生可以自学。

二、教学基本要求和能力培养要求1．通过本课程的教学环节，达到以下基本要求1）、应使学生全面了解软件体系结构的概念。

2）、使学生对软件体系结构有比较深入的了解，掌握软件体系结构的思想，了解软件体系结构的设计过程。

3）、使学生在了解软件体系结构的基础上，能用之于软件开发的实践过动中去。

2．通过学习本课程应具备以下能力培养学生成为一名合格的软件分析师或软件工程师，并为其在该领域进一步深造打下坚实的基础。

三、课程教学内容第一章软件体系结构概论重点：了解软件危机的概念、产生以及表现。

软件体系结构影印版课程设计1. 介绍本课程设计的主要目的是让学生了解软件体系结构的概念、应用、设计以及抽象思维等方面的知识，通过影印版的软件设计案例，帮助学生在实践中加深对软件体系结构的理解和应用。

2. 软件体系结构概述2.1 软件体系结构定义软件体系结构是指软件系统中关键元素的组合、它们之间相互协作的方式以及体系架构所提供的额外特征的描述。

2.2 身份验证系统的软件体系结构作为案例研究，我们选择了一个基本的身份验证系统。

在这个系统中，用户可以通过登录页面输入用户名和密码来验证其身份。

在成功验证身份后，系统将允许用户访问受保护的资源。

在本次课程设计中，我们将研究和构建该系统的软件体系结构。

3. 软件体系结构的设计3.1 软件体系结构的视图软件体系结构在不同的层面上可以用各种视图来描述，包括逻辑视图、过程视图、物理视图等等。

在身份验证系统中，我们可以将其描述为以下几个视图：1.分层视图：在该视图中，我们将系统划分为客户端和服务器两个层次。

客户端负责呈现用户界面，获取用户输入，并将其传递给服务器。

服务器负责处理请求，验证用户身份，并提供受保护的资源。

2.逻辑视图：在该视图中，我们将系统的逻辑结构表示为各种模块和功能的集合。

这里我们使用了 Model-View-Controller(MVC) 模式。

3.过程视图：在该视图中，我们考虑系统在执行过程中所涉及的各种进程和线程，并描述它们之间的通信和同步机制。

3.2 软件体系结构的设计考虑因素在设计软件体系结构时，我们需要考虑以下几个因素：1.性能：系统的性能对于用户体验和整体功能至关重要。

2.安全性：特别是在身份验证系统中，安全性必须得到考虑。

3.可扩展性：系统必须能够扩展以应对用户的增长和需求的变化。

3.3 软件体系结构的原则在设计软件体系结构时，有一些基本原则可以帮助我们保持设计的一致性和可维护性，例如：1.模块化：将系统划分为各个模块，使不同模块之间的耦合尽量降低。

第一部分一.概述一般认为，一个软件系统的体系结构定义了组成该系统的计算构件和构件之间的相互作用关系。

可以用一个三元组来描述软件系统结构：SA = {构件(components)},连接件(connectors),约束(constraints)}。

其中，components是组件的集合，它们提供了一个系统所需的基本功能和操作，构成了一个系统的基本框架；connectors是连接件的集合，表示两个或两个以上组件之间的交互方式，定义了组件交互的规则并且也给出了一些实现机制，如协议（连接的交互特性）、数据模式（通信过程中交换的数据类型）；constraints包括了组件和连接件的使用、选择及其互连的限制等。

连接件是比较抽象的，往往体现为组件与组件之间的接口规范，可能最终是由互相连接的组件各自实现一部分。

在一个大规模软件系统的开发中，必须从一个较高的层次来考虑组成系统的构件、构件之间的交互方式（连接件），以及由构件与构件交互形成的拓扑结构。

这些要素应该满足一定的限制，遵循一定的设计规则，能够在一定的环境下进行演化。

而且，软件体系结构能反映系统开发中具有重要影响的设计决策，便于各种人员的交流，反映多种关注，并据此开发的系统能够完成既定的功能和性能需求。

软件系统结构可以描述软件的不同抽象层次。

软件的设计过程是体系结构的逐步细化过程。

二．软件体系结构的构建风格①管道-过滤器风格在管道-过滤器风格下，每个功能模块都有一组输入和输出。

功能模块称作过滤器（filters）；功能模块间的连接可以看作输入、输出数据流之间的通路，所以称作管道（pipes）。

管道-过滤器风格的特性之一在于过滤器的相对独立性，即过滤器独立完成自身功能，相互之间无需进行状态交互。

过滤器是独立运行的构件，非临近的过滤器之间不共享状态，过滤器自身无状态过滤器对其处理上下连接的过滤器“无知”，对相邻的过滤器不施加任何限制结果的正确性不依赖于各个过滤器运行的先后次序，各过滤器在输入具备后完成自己的计算，完整的计算包含在过滤器的拓扑结构中。

软件设计体系结构课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解软件设计体系结构的基本概念，掌握常见的设计模式及其应用场景；2. 掌握软件体系结构的分类，了解每种体系结构的特点和优缺点；3. 学习软件设计原则，如模块化、组件化、分层等，并能运用到实际项目中。

技能目标：1. 能够运用设计模式解决实际软件开发中的问题，提高代码的可维护性和可扩展性；2. 能够根据项目需求选择合适的软件体系结构，并进行合理的模块划分和组件设计；3. 能够使用相关工具和技术进行软件体系结构的建模和文档编写。

情感态度价值观目标：1. 培养学生主动探究、合作学习的精神，提高解决复杂问题的能力；2. 增强学生的团队协作意识，培养良好的沟通能力和合作精神；3. 使学生认识到软件设计体系结构在软件开发中的重要性，提高对软件工程规范的认识和遵循度。

课程性质：本课程为软件工程专业核心课程，旨在培养学生软件设计体系结构方面的理论知识和实际应用能力。

学生特点：学生已具备一定的编程基础和软件工程知识，具有一定的分析问题和解决问题的能力。

教学要求：结合课程性质和学生特点，采用理论教学与实践教学相结合的方式，注重培养学生的实际操作能力和创新意识。

通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际项目中，提高软件开发的整体水平。

二、教学内容1. 软件体系结构基本概念：包括软件体系结构的定义、作用、分类及其发展趋势；- 教材章节：第1章 软件体系结构概述- 内容列举：软件体系结构的定义、分类、发展历程、研究现状。

2. 常见软件体系结构风格：介绍客户端-服务器、浏览器-服务器、分层、组件化等体系结构风格；- 教材章节：第2章 软件体系结构风格- 内容列举：C/S、B/S、分层、组件化、微服务、事件驱动等体系结构风格及其应用场景。

3. 设计模式：讲解创建型、结构型、行为型设计模式及其应用；- 教材章节：第3章 设计模式- 内容列举：单例、工厂、抽象工厂、建造者、原型等创建型设计模式；适配器、桥接、组合、装饰等结构型设计模式；观察者、策略、状态、命令等行为型设计模式。

《软件设计与体系结构》课程教学大纲课程编号：20421106总学时数：32总学分数：2课程性质：选修课程适用专业：计算机科学与技术一、课程的任务和基本教学要求：软件设计与体系结构是计算机科学与技术专业的一门专业课。

本课程主要介绍面向对象的各种软件体系结构，从软件体系结构的角度，介绍在面向对象软件设计过程中针对特定问题的简洁而优雅的解决方案。

使学生可以简单方便地复用成功的设计和体系结构。

二、基本内容和教学要求：1、软件设计概述教学内容：(1) 软件过程概述；(2) 软件设计的含义；(3)软件系统的设计原则，各种原则的关系以及在设计模式中的应用；(4)这些原则主要有：开闭原则、依赖倒转原则、里氏代换原则、合成/聚合复用原则、迪米特原则和接口隔离原则。

教学要求：(1) 了解软件系统的设计原则；(2) 了解各种原则的关系及其应用。

2、设计模式导论教学内容：(1)设计模式的基本概念、设计模式历史；(2)软件复用技术的基本概念和实现原理。

教学要求：(1)掌握设计模式的基本概念；(2)了解设计模式的发展历史；(3)熟悉软件复用技术的基本概念；(4)了解软件复用技术的实现原理。

3、创建型模式教学内容：(1)创建型模式的基本概念；(2)创建型模式的使用方法，包括下列模式：简单工厂模式、工厂模式、抽象工厂模式、单实例模式、建造模式、原型模式。

教学要求：(1) 了解创建型模式的基本原理；(2) 熟悉创建型模式的使用方法。

4、结构型模式教学内容：(1)结构型模式的基本概念；(2)结构型模式的使用方法，包括下列模式：适配器模式、桥模式、组合模式、外观模式、享元模式、代理模式。

教学要求：(1) 掌握结构型模式的基本原理；(2) 熟悉结构型模式的使用方法。

5、行为模式教学内容：(1)行为型模式的基本概念；(2)行为型模式的使用方法，包括下列模式：责任链模式、命令模式、迭代器模式、中介者模式、备忘录模式、观察者模式、状态模式、策略模式、模板方法、解析器模式。