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软件架构课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解软件架构的基本概念，掌握常见软件架构模式及其特点。
2. 学会分析软件需求，并能根据需求选择合适的架构模式进行设计。
3. 了解软件架构的评估方法和原则，能够对现有软件架构进行简单分析。
技能目标：1. 培养学生运用软件架构知识解决实际问题的能力，提高软件设计水平。
2. 提高学生的团队协作能力，学会在团队中沟通、协作完成软件架构设计。
3. 培养学生运用相关工具和技术进行软件架构可视化表达的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对软件架构设计的兴趣，激发学生的学习热情。
2. 增强学生的责任感，使其认识到软件架构在软件开发过程中的重要性。
3. 培养学生严谨、认真、客观的科学态度，提高学生的创新意识和实践能力。
课程性质分析：本课程为计算机科学与技术专业高年级学生的专业核心课程，旨在帮助学生掌握软件架构的基本知识，提高软件设计能力。
学生特点分析：学生具备一定的编程基础和软件工程知识，具有较强的学习能力和实践能力，但可能对软件架构的理论知识和实际应用存在一定程度的陌生感。
教学要求：1. 结合实际案例，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。
2. 强化团队合作，培养学生的沟通协调能力。
3. 通过课程学习，使学生能够独立完成中小型软件架构设计任务，为后续软件开发课程打下坚实基础。
二、教学内容1. 软件架构基本概念：包括软件架构的定义、作用、分类及发展趋势。
教材章节：第一章 软件架构概述2. 常见软件架构模式：介绍分层架构、客户端-服务器架构、微服务架构、事件驱动架构等，分析各自特点及应用场景。
教材章节：第二章 软件架构模式3. 软件架构设计方法：讲解基于需求的软件架构设计方法，包括需求分析、架构风格选择、架构设计及评估。
教材章节：第三章 软件架构设计方法4. 软件架构评估与优化：介绍软件架构评估方法、原则，探讨如何优化现有软件架构。
教材章节：第四章 软件架构评估与优化5. 软件架构可视化：讲解软件架构可视化方法，如UML图、架构图等，以及相关工具的使用。
详细设计规格说明书项目名称展示系统项目负责人编写/校对详细设计审核批准小组java小组目录引言 (3)1.1编写目的 31.2项目背景 22．总体设计...........错误！未定义书签。
2.1需求概述错误！未定义书签。
2.2系统结构错误！未定义书签。
3．程序描述...........错误！未定义书签。
3.1功能错误！未定义书签。
3.2性能错误！未定义书签。
3.3输入项目83.4输出项目103.5算法错误！未定义书签。
3.6程序逻辑113.7接口223.8存储分配223.9限制条件223.10测试要点23引言1.1编写目的要求将已确定的各项用户需求转换成一个相应的体系结构。
展示系统的设计是在该系统分析的基础上，对软件需求说明书中的各项内容提出具体的设计方案，即解决“如何做”的问题，以便进一步组织人力、物力，完成系统从逻辑模型到物理模型，再到实际软件的转换。
系统设计阶段的工作分为概要设计和详细设计两个阶段完成。
所有设计中的考虑都应以设计说明书的形式加以详细描述，以供后续工作使用并提交审查。
在本说明书中将实施方法具体化，进而对每个模块要完成的工作进行具体的描述，以便为程序设计打下基础。
即系统的具体实现。
读者：项目组长，系统分析员，数据库设计员，文档管理员，评审组。
1.2项目背景本项目是浙江大学的展示系统，该系统用于新建一个对于学校文化传播的平台2总体设计2.1需求概述要求在15个工作日的时间内，完成浙并大学展示系统标准版，完成软件的开发、测试及运行，根据用户需求和功能分解，需要实现如下功能：首页展示2.2系统结构一个系统应由许多规模适中的模块按合理的层次结构组织而成，采用功能模块设计的系统，每个模块完成一个相对独立的子功能，模块之间相对独立。
而模块结构图用来反映出模块之间的层次关系、调用关系和数据传递关系。
针对展示系统，系统结构图如下：3．程序描述3.1功能3.1.1 首页展示完成图书的管理模块，对图书进行内部编号管理，对图书分条件进行统计。
软件工程中的软件架构和系统设计在当今数字化的时代，软件已经成为我们生活和工作中不可或缺的一部分。
从智能手机上的各种应用程序，到企业内部的复杂业务系统，软件的身影无处不在。
而在软件开发的过程中，软件架构和系统设计是至关重要的环节，它们直接影响着软件的质量、可维护性、可扩展性以及性能等方面。
软件架构就像是一座建筑物的蓝图，它定义了软件系统的整体结构和组织方式。
一个良好的软件架构能够为开发团队提供清晰的指导，使得各个模块之间能够协调工作，提高开发效率，降低开发成本。
同时，它还能够为软件的未来发展预留足够的空间，以便能够轻松地应对不断变化的需求和技术环境。
在软件架构的设计中，需要考虑诸多因素。
首先是系统的功能需求。
这是软件存在的根本目的，架构的设计必须能够满足这些功能的实现。
比如，一个电商网站的架构需要支持用户注册登录、商品浏览、购物车管理、订单处理等功能。
其次是性能要求。
如果系统需要处理大量的并发请求，那么就需要设计出高效的并发处理机制和数据存储方案。
再者是可扩展性。
随着业务的发展，系统可能需要添加新的功能或者对现有功能进行扩展，架构必须能够支持这种变化，而不需要对整个系统进行大规模的重构。
系统设计则是在软件架构的基础上，对各个模块和组件进行详细的设计。
它包括了数据库设计、接口设计、算法设计等方面。
数据库设计要考虑数据的存储结构、关系模型以及查询性能等。
接口设计要确保各个模块之间的通信清晰、简洁、高效。
算法设计则要针对具体的业务逻辑，选择合适的算法来提高系统的性能和效率。
以一个在线教育平台为例，软件架构可能会分为前端展示层、业务逻辑层和数据存储层。
前端展示层负责与用户进行交互，提供友好的用户界面；业务逻辑层处理各种业务逻辑，如课程管理、学生管理、订单管理等；数据存储层则负责存储各类数据，如课程信息、学生信息、订单信息等。
在系统设计阶段，对于数据库，可能会设计出课程表、学生表、订单表等，并确定它们之间的关系。
软件架构设计模式详解当今世界充斥着各种各样的软件系统，从移动应用到企业级解决方案，从小型单机应用到大型分布式系统，这些软件系统需要不断地进行设计、开发、测试、部署和维护。
为了提高软件开发的效率和质量，软件架构设计模式应运而生。
软件架构设计模式是一种软件设计方法，它利用经过验证的经验和技术，将软件系统拆分成若干个互不重复、具有良好职责分离的部分，然后再将它们组合起来形成一个整体，并确保整个系统的稳定性、可扩展性、可维护性和可重用性。
下面详细介绍软件架构设计模式的几种常见类型。
1. 分层架构分层架构模式将软件系统划分成多个层次，每个层次都有各自的职责和功能。
这种架构模式将系统分解成三个主要部分：表示层、业务逻辑层和数据存储层。
表现层通常是用户界面，业务逻辑层处理数据和逻辑，数据存储层管理系统的存储和检索。
分层架构有多种优点：它有助于管理和维护大型系统，因为它将系统拆分成多个可维护的部分；这种架构模式可以对系统进行可靠地测试，因为每层都有自己的测试方法；还可以方便地进行升级和扩展。
2. MVC架构MVC模式是用于Web应用程序的一种分层设计模式。
MVC模式将表示层、业务逻辑层和数据存储层分离开来。
它的主要优点是提供了良好的可维护性、可扩展性和重复使用性。
Model表示应用程序的数据层，View表示表示层，Controller 表示业务逻辑层。
View是用户界面，它向用户提供数据和应用程序的用户界面。
Controller负责处理业务逻辑并对Model和视图进行控制。
Model是数据层，它存储应用程序的数据和状态。
3. 事件驱动架构事件驱动架构是一种基于事件的软件架构模式，它将应用程序建模为由多个事件驱动的部件组成的系统。
当某个事件发生时，系统的其他组件将相应地发生变化。
由于所有组件都是独立的，因此可以很容易地进行扩展和调整。
事件驱动架构可用于各种不同类型的系统，包括物联网、分布式系统和实时系统。
它的实现方式包括消息队列、异步编程和基于发布者/订阅者模式的通信。
软件架构设计教案
软件架构设计教案
一、教学目标
1.掌握软件架构设计的基本概念和原则；
2.了解常见的软件架构模式和设计方法；
3.能够根据实际需求进行合理的软件架构设计。
二、教学内容
1.软件架构设计的基本概念和原则；
2.常见的软件架构模式：MVC、微服务、事件驱动等；
3.设计方法：面向对象设计、面向服务设计、面向过程设计等；
4.实际案例分析。
三、教学步骤
1.导入课程，介绍软件架构设计的重要性和意义；
2.讲解软件架构设计的基本概念和原则，包括软件系统的结构、模块化设
计、抽象化等；
3.介绍常见的软件架构模式和设计方法，并结合实际案例进行分析和讲解；
4.进行课堂互动，让学生自主分析和讲解实际案例，提高学生的实际操作能
力；
5.总结课程，强调软件架构设计的重要性和需要注意的问题。
四、教学评估
1.课堂表现：观察学生的参与度和表现，给予指导和建议；
2.随堂测试：通过简单的随堂测试，检查学生对软件架构设计的理解和掌握
情况；
3.期末考试：通过期末考试，全面检查学生对软件架构设计的掌握和应用能
力。
五、教学反思
1.对本次课程进行反思和总结，分析学生的表现和反馈，找出不足和需要改
进的地方；
2.结合学生的实际情况和反馈，对未来的教学进行规划和调整，提高教学质
量和效果。
系统展示层设计Name: 汤涛Job Title：技术总监Company: 北京通嘉科技（）Email：tangtao@软件生命周期模型z瀑布模型(Waterfall)z V模型z编码修正模型(Code & Fix)z增量模型(Incremental)z渐进模型(Evolution)z螺旋模型(Spiral) MSF 过程模型Project Plans ApprovedScopeComplete Release ReadinessApproved DeploymentCompleteVision/Scope ApprovedMSFMSF 过程模型是一种迭代方法Time F u n c t i o n a l i t y 把大项目拆分成多个版本可以减小项目风险。
Version 1Version 2Version 3 初始需求概要设计需求分析编码与单元测试详细设计系统测试计划系统测试集成测试集成测试计划单元测试计划最常见的模型细化分析设计阶段需求建模架构分析架构设计用例分析用例设计子系统设计类设计展示层设计概要•界面•功能•行为常见的设计•遵循标准的开发过程：MSF、RUP等•需求分析从功能出发•没有交互设计环节：按照每个开发人员自己的体验和想法进行设计，而不是按照用户的进行设计•忽视交互环境和用户习惯开发人员和用户的区别•开发人员：–实现方法–逻辑、算法–版本–...•用户：–交互–感觉、体验–价格–...界面和功能的统一•强调用户体验，注重交互•采用交互设计方法什么是交互设计•如何让产品易用、有效而且让用户愉悦的设计技术：–了解用户的目标和期望–了解用户的心理和行为特点–定义产品的外观和行为–建立人和产品的有机关系•1984年由比尔•莫格里奇提出交互设计•表达了软件外观和行为•帮助软件开发人员降低系统的复杂性•设置开发基线•提高开发效率•提高用户满意度•提高市场竞争力•提升企业品牌形象设计过程-学习型设计•强调用户的感受和体验•确定用户的目标我们所讨论的问题 User Interface Components •用户和应用进行交互的接口––输入：•辅助用户输入，提供各种提示和帮助•响应用户操作所触发的各种事件•限制用户的输入•处理一些特殊的操作，如drag-drop，剪贴板操作•…––展现：•格式化数据•特殊显示•将一些代码翻译成可显示的名称•其他(的页面cache、分页显示查询结果)•从UI的应用类型划分––Console、WinForm、WebForm、Plug-ins与表现层的相关内容•如同一般的系统设计，表现层也需要一整套支撑模块––配置管理、Cache管理、本地存储、状态管理•表现层的设计模式搭建UI的框架•框架––一整套能够动态配置和加载的插件模型•启动时的加载项、动态的菜单项、工具栏，UIP组件…•提供一个Controller，能够管理UI与UI之间的调用––一整套为各程序模块所使用的工具•上下文对象：用户信息、权限信息•访问Service的公共入口：集成认证•客户端的Cache：业务数据、MetaData、用户凭证•客户端的应用配置信息•客户端的本地存储机制•UI的scheme•异常处理机制和最终的异常处理点•…•应用程序的入口和框架之间关系––浏览器：可能是第一个引用的Control(Assembly)––WinForm应用：登录窗口、主窗口、Splash窗口、TrayIcon •选择你的窗口应用类型：Dialog、SDI、MDI UI与UI之间的调用•WinForm应用––Form与Form之间、Form与Control之间、Control与Control之间•浏览器应用––页面与页面之间、页面与其它浏览器之间、页面中的不同部分之间•尽可能不要将UI与UI之间调用的代码写在UIComponents的代码当中––由专门的Controller来完成UI的加载––尽可能保证UI Components的重用性 User Interface Process 是什么•根据状态的改变决定使用哪一个UI •应用场景––有些UI 之间的相互作用时，存在明确的处理顺序•一个向导型的界面。
用户可以选择上一步、下一步或者束•在一个购书网站，用户可以反复地浏览上架的图书，然后将选中的图书放进购物车。
最终会走到收银台结帐––这些类型的界面操作的特点•用户的操作流程可以用一张流程（导航）图来描述•导航图上每一个节点就是一个用户界面（窗口/页面）•界面之间的跳转是由用户操作触发的•处理这种流程的控制器，我们称为User Interface Process Components––隔离了UI 与业务逻辑层––对流程中的UI 进行了管理––提供了状态保存和传递的机制 UIP接口设计 UIP Components 需要考虑的问题•其他需要考虑的问题––如何将控制流程和窗口、页面等界面元素分开––流程的每一步都需要保存状态。
如何能抽象出一个统一的状态模型，可以使状态在留转过程中被保存和传递––最好能够用一套处理机制，能够满足inForm程序和Web应用的需要––用户的在一个操作流程中可能会嵌套子流程，或者会转到别的流程––记录流程的流转的日志––流程的维护•流程改变对正在运行的流程的影响•能否通过某种特殊手段改变流程的状态？ Microsoft User InterfaceProcessBuilding Block•为解决上述问题而提供的一组接口和类•User Interface Process Application Block(UIPB) 用一种XML格式来表现流程图•在UIPB中，会用一些接口/类来表示图中的内容––ITask，用来表示整个流程––IView，用来表示图中的(节点)界面––State，表示界面的状态。
例如购物车中的书名和数量––ControllerBase，控制界面之间的跳转、控制Task的启动和结 Microsoft User InterfaceProcessBuilding Block的设计模式•UIPB采用了MVC模式––Views，任何实现了IView接口的类(Form或WebForm)––Model，State类，它保存的是界面上的信息以及控制信息––Controller，就是ControllerBase及其派生类 Microsoft User InterfaceProcessBuilding Block的其它功能•保存状态––定义了IStatePersistence接口，应用可以自己定制自己的状态保存方式•WinFormView，WebFormView––实现了IView接口。
•ViewManager––管理在流程中出现的View•UIP Config––读取应用程序配置文件信息，根据配置文件构造相应对象和流程图•UIP Manager––UIP的入口，启动一个新的流程或已知的流程DemoTask task = new DemoTask(); //实现了ITask接口的定制流程UIPManager.StartTask(“demoTask”, task); UIP设计考虑•作为设计者，应该充分考虑到UI模型的复杂度•在UI与业务层之间，可以增加UIP层进行隔离––UIP管理了什么•流程、状态、View…––UIP的Building Block仅是一个模型，还需要通过与实际业务逻辑结合使用。
Facade页面控制器•模式名称：Page Controller•要解决的问题：在MVC中如何为复杂的Web应用程序组织控制器以便在避免重复代码地情况下实现重用性和灵活性。
•解决方案：使用页面控制器模式接收页面请求，然后在模型上调用请求的操作，以决定用于显示页面的正确视图。
实现页面控制器前端控制器•模式名称：Front Controller•要解决的问题：在MVC中如何为复杂的Web应用程序组织控制器以便在避免重复代码地情况下实现重用性和灵活性。
•解决方案：处理器（Handler）接收HTTP 的POST/GET请求后，检索相关请求参数，以选择正确的命令，并传递给具体的页面做相应的命令处理。
实现前端控制器页面处理IHandler拦截过滤器•模式名称：Intercepting Filter•要解决的问题：在Web请求过程中如何实现通用的处理前和处理后操作？•解决方案：创建一组链式过滤器，实现在Web请求过程中通用的处理前和处理后操作。
的Request处理过程页面请求IISaspnet_isapi.dllHttpApplicationHttpModuleHttpHandler(你的页面)原理 处理客户端请求的模式•中通过页面与代码的分离，实现了MVC 模式•其中页面中的HTML以及代码中生成HTML的部分构成了视图(View)•Page_Load和Button的Click事件实际上是控制器(Controller，更具体一些是Page Controller)•而数据访问部分可以看作是模型(Model)•优点、缺点？欢迎访问获取更多MSDN资源•MSDN中文网站/china/msdn•MSDN中文网络广播•MSDN Flash/china/newsletter/case/ msdn.aspx•MSDN开发中心/china/msdn/Developer Center/default.mspxQuestion & Answer如需提出问题，请单击“提问”按钮并在随后显示的浮动面板中输入问题内容。
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