软件体系结构设计案例分析
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软件体系结构设计中的代码架构分析与优化
软件体系结构设计中的代码架构分析与优化第一章：引言软件体系结构在现代软件设计中占据重要地位，它定义了软件系统的整体结构、组成部分和它们之间的相互关系。
代码架构作为体系结构的一个重要组成部分，直接影响到软件系统的可维护性、可复用性、性能和安全性等属性。
因此，深入分析和优化软件代码架构，对于提高软件质量和可靠性具有重要意义。
第二章：软件体系结构概述2.1 软件体系结构的定义和重要性软件体系结构是指对软件系统整体结构的描述，包括软件组件、模块、接口和它们之间的关系。
软件体系结构定义了系统的静态结构和动态行为，并提供了系统各个组件的抽象视图。
良好的软件体系结构可以降低系统的复杂性、提高开发效率、降低维护成本和加快软件更新。
2.2 软件体系结构类型常见的软件体系结构类型包括层次结构、客户端-服务器结构、发布-订阅结构、模块化结构等。
不同类型的软件体系结构适用于不同的应用场景，开发人员需要根据具体需求选择最适合的结构类型。
第三章：代码架构的分析方法3.1 静态代码分析静态代码分析是通过对源代码进行分析来评估其质量和性能的方法。
常用的静态代码分析工具包括Lint、FindBugs、PMD等，它们可以检测出潜在的编程错误、代码冗余、性能瓶颈等问题，并提供相应的优化建议。
3.2 动态代码分析动态代码分析是通过运行时监测程序的行为来评估其性能和可靠性的方法。
常用的动态代码分析工具包括profiler、Valgrind等，它们可以跟踪程序的运行轨迹、检测内存泄漏和性能瓶颈，并提供相应的优化策略。
第四章：代码架构优化的方法4.1 模块化设计模块化设计是将系统分解为多个相互独立、高内聚低耦合的模块，每个模块负责一个特定的功能。
通过模块化设计，可以提高代码的可读性、可维护性和可复用性。
4.2 设计模式的应用设计模式是一种在特定环境下经过验证的解决问题的方法。
常用的设计模式包括单例模式、工厂模式、观察者模式等。
合理应用设计模式可以提高代码的灵活性和可扩展性。
软件体系结构设计案例分析
ISSS系统所处的物理环境
外部系统接口 （ESI）
主计算机负责对监控数据 和飞行计划数据进行处理 4个并行令牌环 网 双LCN接口单元 与LCN相连
增强直接访问雷达 信道
测试培训子系统
本地通信网络（LCN）
BCN
监控控制台
监控控制台
通用控制台
通用控制台
通用控制台
通用控制台
空中交通管制人员的工作站；一个区 段组可以有1~4台通用控制台
各中心的信息存储结构
数据中心的分层体系结构
数据中心的分层体系结构
分层体系结构：某一层功能和实现的变化只是上下层有关 （低耦合，可扩展、组件复用） 安全管理：访问权限 日志管理：多种操作的记录 数据访问层：审查、发布数据的操作 应用服务层：多个共享服务组件 共享服务接口：访问接口、入口，重用部分应用服务组件
体系结构说明
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
主数据中心作为整个系统共享服务的一个入口，它提供了 查询主数据中心上元数据信息的服务；负责向分数据中心 转发用户访问科学数据的请求。 分数据中心也可以作为共享服务的入口。每个分数据中心 都具有各自的管理信息系统，收集和管理某个研究领域内 的科学数据，用户可以直接登录某个分数据中心上访问数 据。 加入了安全中心。用户的基本信息，如密码、住址、所属 单位等，都由安全中心保存和维护。安全中心为所有数据 中心提供了用户的身份验证、维护的安全服务。 但是用户访问数据的权限则由各个数据中心独立地设置和 管理。
Suite System，ISSS）
ISSS是针对22个中途中心的软硬 件升级系统
需求与质量分析
空中交通管制系统若运行不好，可能会造成生命财产损失 极高的可用性
《软件体系结构重构与微服务实现》范文
《软件体系结构重构与微服务实现》篇一一、引言随着信息技术的飞速发展，软件系统的复杂性和规模不断扩大，传统的软件体系结构已经难以满足现代软件系统的需求。
因此，软件体系结构重构和微服务实现成为了当前软件工程领域的重要研究方向。
本文旨在探讨软件体系结构重构的必要性、方法以及微服务的实现技术，以期为软件系统的设计和开发提供有益的参考。
二、软件体系结构重构的必要性1. 应对复杂性和规模挑战：随着业务需求的不断变化，软件系统面临着越来越复杂的业务逻辑和庞大的数据量。
传统的软件体系结构难以有效应对这些挑战，需要进行重构以适应新的需求。
2. 提高系统性能：随着系统规模的扩大，传统软件体系结构可能导致性能瓶颈。
通过重构，可以优化系统架构，提高系统的性能和响应速度。
3. 增强系统可维护性和扩展性：软件体系结构重构可以降低系统的复杂性，提高系统的可维护性。
同时，通过采用微服务等技术，可以增强系统的扩展性，以满足业务发展的需求。
三、软件体系结构重构的方法1. 模块化设计：将系统拆分成多个独立的模块，每个模块负责特定的功能。
这样可以降低系统的复杂性，提高系统的可维护性和可扩展性。
2. 引入中间件：中间件可以屏蔽底层平台的差异，提供统一的接口。
通过引入中间件，可以降低系统对特定平台的依赖性，提高系统的可移植性和可扩展性。
3. 采用微服务架构：微服务架构将系统拆分成一系列小型服务，每个服务都运行在其独立的进程中。
这样可以提高系统的并发性和灵活性，降低系统的复杂性。
四、微服务的实现技术1. 服务拆分与定义：根据业务需求和系统架构，将系统拆分成多个微服务。
每个微服务都负责特定的业务功能，并定义明确的接口。
2. 容器化技术：采用容器化技术（如Docker）对微服务进行封装和部署，可以实现服务的快速部署和扩展。
3. 服务注册与发现：通过服务注册与发现机制，使各个微服务能够相互发现并通信。
常用的服务注册与发现组件有ZooKeeper、Etcd和Consul等。
软件体系结构课程总结报告
一、引言1.1 课程背景软件体系结构是软件工程的一个重要分支，它涉及软件系统的整体结构设计和组织管理。
本课程旨在帮助学生了解软件体系结构的基本概念、原则、方法和工具，提高他们分析和设计复杂软件系统的能力。
1.2 课程目标通过本课程的学习，学生应掌握软件体系结构的基本概念、原则和常见的体系结构风格；了解软件体系结构的设计方法和工具；学会分析现有软件体系结构，评估其优劣；能够运用所学知识设计适用于不同场景的软件体系结构。
二、课程内容2.1 软件体系结构基本概念软件体系结构的定义软件体系结构与软件设计的关系软件体系结构的组成元素软件体系结构的基本原则2.2 常见软件体系结构风格组件级体系结构面向对象体系结构面向过程体系结构事件驱动体系结构数据流体系结构三、软件体系结构设计方法3.1 设计方法概述软件体系结构设计方法的目标和任务设计方法的基本步骤3.2 设计方法和工具面向对象设计方法设计模式架构描述语言（ADL）软件体系结构评估方法四、软件体系结构评估4.1 评估方法概述评估的目的和意义评估方法分类4.2 评估方法和工具定性评估方法定量评估方法评估工具介绍五、实例分析与实践5.1 实例分析分析现有软件体系结构实例评估现有软件体系结构的优劣5.2 实践项目设计一个简单的软件体系结构使用评估方法对设计出的软件体系结构进行评估本课程的教学方式包括课堂讲解、案例分析、实践项目和小组讨论。
通过这些教学方式，学生可以更好地理解和掌握软件体系结构的知识，提高分析和设计软件系统的能力。
六、软件体系结构的设计模式6.1 设计模式的概念设计模式的定义设计模式与软件体系结构的关系6.2 常见的设计模式创建型设计模式结构型设计模式行为型设计模式6.3 设计模式的应用与实践设计模式的选用原则设计模式的应用案例分析七、软件体系结构的演化7.1 软件体系结构演化的概念软件体系结构演化的原因软件体系结构演化的过程7.2 软件体系结构演化的方法与策略软件体系结构演化的方法软件体系结构演化的策略软件体系结构演化的案例分析软件体系结构演化的工具与技术八、软件体系结构的开源框架8.1 开源框架的概念开源框架的定义开源框架与软件体系结构的关系8.2 常见软件体系结构开源框架常用开源框架介绍开源框架的选择与使用8.3 开源框架的实践与应用开源框架的案例分析开源框架的整合与定制九、软件体系结构的评估与优化9.1 软件体系结构评估的概念软件体系结构评估的目的软件体系结构评估的方法9.2 软件体系结构优化的概念软件体系结构优化的目标软件体系结构优化的方法9.3 软件体系结构评估与优化的实践与应用软件体系结构评估与优化的案例分析10.1 课程回顾课程主要内容的回顾10.2 软件体系结构的发展趋势软件体系结构在未来的发展软件体系结构面临的挑战与机遇10.3 课程建议与展望学生对课程的建议与反馈课程未来的改进方向通过本课程的学习，学生不仅能够掌握软件体系结构的基本概念、方法和工具，还能够了解软件体系结构的设计模式、演化、开源框架以及评估与优化等方面的知识。
2022年系统架构设计师考试案例分析真题解析
系统架构设计师案例分析真题解析2022年11月系统构设计师下午题试题一(共 25 分) ：阅读以下关于软件架构设计与评估的叙述，在答题纸上回答问题 1 和问题 2。
【说明】某电子商务公司拟升级其会员与促销管理系统，向用户提供个性化服务，提高用户的粘性。
在项目立项之初，公司领导层一致认为本次升级的主要目标是提升会员管理方式的灵活性，由于当前用户规模不大，业务也相对简单，系统性能方面不做过多考虑，新系统除了保持现有的四级固定会员制度外，还需要根据用户的消费金额、偏好、重复性等相关特征动态调整商品的折扣力度，并支持在特定的活动周期内主动筛选与活动主题高度相关的用户集合，提供个性化的打折促销活动。
在需求分析与架构设计阶段，公司提出的需求和质量属性描述如下：(a)管理员能够在页面上灵活设置折扣力度规则和促销活动逻辑，设置后即可生效；(b)系统应该具备完整的安全防护措施，支持对恶意攻击行为进行检测与报警；(c)在正常负载情况下，系统应在 0.3 秒内对用户的界面操作请求进行响应；(d)用户名是系统唯一标识，要求以字母开头，由数字和字母组合而成，长度不少于 6 个字符。
(e)在正常负载情况下，用户支付商品费用后在 3 秒内确认订单支付信息；(f)系统主站点电力中断后，应在 5 秒内将请求重定向到备用站点；(g)系统支持横向存储扩展，要求在 2 人天内完成所有的扩展与测试工作；(h)系统宕机后，需要在 10 秒内感知错误，并自动启动热备份系统；(i)系统需要内置接口函数，支持开发团队进行功能调试与系统诊断；(j)系统需要为所有的用户操作行为进行详细记录，便于后期查阅与审计；(k)支持对系统的外观进行调整和配置，调整工作需要在 4 人天内完成。
在对系统需求、质量属性描述和架构特性进行分析的基础上，系统架构师给出了两种候选的架构设计方案，公司目前正在组织相关专家对系统架构进行评估。
【问题 1】(12 分)在架构评估过程中，质量属性效用树 (utility tree)是对系统质量属性进行识别和优先级排序的重要工具。
软件体系结构案例
软件体系结构案例分析案例一：学生管理系统功能如下面业务分解图所示，将一个开发的软件——学生管理系统分成五个子系统，学生档案管理：学生的一般情况，及奖励，处分情况；学生成绩管理：学习成绩，补考成绩；学籍处理：学生留降级处理，休复学处理，退学处理；日常教务管理：日常报表，如通知书，补考通知书等，学生学成绩的各种分类统计；毕业生学籍处理：结业处理，毕业处理，授位处理，学籍卡片等。
3、信息采集与各部门的使用权限每学期考试完毕由各系录入成绩，然后由教务科收集。
为了信息的安全和数据的权威性，对于网上信息的使用权限和责任规定如下：性能1、网络环境下的多用户系统在上述已有的硬件环境下，信息由各用户在规定的权限下在各自的工作站上录入，信息上网后各用户可查询，调用，达到信息共享。
2、数据的完整性，准确性a、录入数据采用表格方式，限制录入数据类型及取值范围以保证数据的完整性及准确性。
b、系统具有部分反悔修改功能，系统备有的修改功能均可反悔3、数据完成的时间性，如成绩的录入，仅当师资科录入教学进程，教务科分发教师教学任务安排之后，各系方可录入成绩。
4、数据安全性本系统采用二级安全保障第一级：依赖于网络本身对用户使用权限的规定。
第二级：在程序模块中通过使用密码控制功能对用户使用权限加以限制。
如上表5、成绩自动统计分析及学籍的自动处理本系统按学籍管理条例设计了若干个软件处理模块：1、按某学生某学期，学年考试及补考成绩，自动生成该学生是否升留降级，退学。
2、可按某学生在校期间累计补考科目门数和成绩自动生成该学生是否结业，毕业，授位。
3、可按某学生因非成绩原因所引起的学籍变更作自动处理。
4、可按每学期各年级班学生考试成绩自动生成补考名单，科目。
5、可按每学期各年级学生考试成绩自动生成某课程统计分析表。
*案例二：网上招聘系统项目来源及背景本项目是为北京某公司开发的一个网上招聘系统，由于这个公司的规模比较大，需要招聘的员工也很多，每次招聘总能收到成千上万的简历，如何挑选合适的应聘者常常是公司比较棘手的事情，为人力资源部的工作人员带来很多的工作量。
软件系统架构图-参考案例
各种软件开发系统架构图案例介绍v1.0 可编辑可修改第一章【荐】共享平台架构图与详细说明1.1.【荐】共享平台逻辑架构设计(逻辑指的是业务逻辑)注:逻辑架构图--主要突出子系统/模块间的业务关系, 这里的逻辑指的是业务逻辑如上图所示为本次共享资源平台逻辑架构图，上图整体展现说明包括以下几个方面：1 应用系统建设本次项目的一项重点就是实现原有应用系统的全面升级以及新的应用系统的开发，从而建立行业的全面的应用系统架构群。
整体应用系统通过SOA面向服务管理架构模式实现应用组件的有效整合，完成应用系统的统一化管理与维护。
2 应用资源采集整体应用系统资源统一分为两类，具体包括结构化资源和非机构化资源。
本次项目就要实现对这两类资源的有效采集和管理。
对于非结构化资源，我们将通过相应的资源采集工具完成数据的统一管理与维护。
对于结构化资源，我们将通过全面的接口管理体系进行相应资源采集模板的搭建，采集后的数据经过有效的资源审核和分析处理后进入到数据交换平台进行有效管理。
3 数据分析与展现采集完成的数据将通过有效的资源分析管理机制实现资源的有效管理与展现，具体包括了对资源的查询、分析、统计、汇总、报表、预测、决策等功能模块的搭建。
4 数据的应用最终数据将通过内外网门户对外进行发布，相关人员包括局内各个部门人员、区各委办局、用人单位以及广大公众将可以通过不同的权限登录不同门户进行相关资源的查询，从而有效提升了我局整体应用服务质量。
综上，我们对本次项目整体逻辑架构进行了有效的构建，下面我们将从技术角度对相关架构进行描述。
1.2.【荐】技术架构设计注:技术架构图 --主要突出子系统/模块自身使用的技术和模块接口关联方式如上图对本次项目整体技术架构进行了设计，从上图我们可以看出，本次项目整体建设内容应当包含了相关体系架构的搭建、应用功能完善可开发、应用资源全面共享与管理。
下面我们将分别进行说明。
1.3.【荐】系统整体架构设计(也称为系统总体架构)上述两节，我们对共享平台整体逻辑架构以及项目搭建整体技术架构进行了分别的设计说明，通过上述设计，我们对整体项目的架构图进行了归纳如下：注:系统整体/总体架构图 --主要突出从物理硬件（物理层/基础层）、数据库（数据层）、后台底层（支撑层）、业务逻辑（业务层/应用层）、UI描述（展示层）、系统用户分类（用户层），项目实施与运维管理，标准与规范体系和安全保障体系（贯穿各层的保障系统）一般我们只画大虚框内的部分就行了，外面的是说明与其他系统的对接描述，可以省略综上，我们对整体应用系统架构图进行了设计，下面我们将分别进行说明。
C2_软件体系结构建模解析
这是一个最直观、最普遍的建模方法。这种方法以 体系结构的构件、连接件和其他概念来刻画结构，并 力图通过结构来反映系统的重要语义内容，包括系统 的配置、约束、隐含的假设条件、风格、性质等。 研究结构模型的核心是体系结构描述语言。
2018/10/15
4
第3章 软件体系结构建模 ◇ 软件体系结构建模的种类
2018/10/15
编程人员：软件管理 开发视图
物理视图 系统工程人员：系统 拓扑、安装、通信等
10
第3章 软件体系结构建模 ◇ 软件架构视图
3.2 “4+1”视图模型
Kruchten在其著作《Rational统一过程引论》中写道： 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， 而省略了与此方面无关的实体。 软件架构的每个视图分别关注不同的方面，针对不同 的目标和用途。
最终用户：功能需求 逻辑视图 场景
编程人员：软件管理 开发视图
进程视图 系统集成人员：性能 可扩充性、吞吐量等
物理视图 系统工程人员：系统 拓扑、安装、通信等
u逻辑视图 当采用面向对象的设计方法时，逻辑视图即 是对象模型。
u进程视图 描述系统的并发和同步方面的设计。 u物理视图 描述软件到硬件之间的映射关系，反映系统 在分布方面的设计。
◎ 框架模型
3.1 软件体系结构建模概述
框架模型与结构模型类似，但它不太侧重描述结构 的细节而更侧重于整体的结构。 框架模型主要以一些特殊的问题为目标建立只针对 和适应该问题的结构。
2018/10/15
5
第3章 软件体系结构建模 ◇ 软件体系结构建模的种类
◎ 动态模型
3.1 软件体系结构建模概述
软件工程案例分析题
案例分析：1、某公司为了降低工资总金额，决定减少全职员工，在业务需要时，从劳动力资源公司临时聘用技术人员，这些人员的考勤信息必须反馈给劳动力资源公司以便计算聘用费用。
小张和小王是公司的软件技术人员，他们发现公司现有的人事管理系统，员工对象的设计和劳动力资源公司的设计不一样，无法直接更新他们的数据库。
为了减少已有软件的改动，小张对小王说，采用适配器模式修改我们的管理系统吧。
小王考虑了一下，说完全正确。
请简要介绍一下适配器设计模式和在此带来的益处。
(150字以内) P223要点：适配器（Adapter）模式将一个类的接口转换成为客户期望的另一种接口，使得原本因接口不匹配而无法合作的类可以一起工作。
使用Adapter模式，在两种接口之间创建一个混合接口。
适配器模式有类适配器模式和对象适配器模式。
类适配器可以通过多继承方式实现不同接口之间的相容和转换，而一个对象适配器则依赖对象组合的技术实现接口的相容和转换。
益处是使得原本因接口不匹配而无法合作的类可以一起工作。
2、小张和小王在为公司做供销存管理系统，发现采购、销售、库存管理相互关联强烈，如下达采购任务，要考虑该产品的销售业绩和目前的库存状态；为了减少各个对象的耦合，小张决定采用中介者模式设计各个子系统。
小王考虑了一下，说完全可以，当以后财务系统也介入的时候，系统的维护升级也比较省事。
请简要介绍一下中介者设计模式和它的优点。
(150字以内)。
P226 要点：中介者（Mediator）模式用一个中介对象来封装一系列复杂对象的交互情景。
中介者通过阻止各个对象之间的相互引用来降低它们之间的耦合，使得人们可以独立的改变他们之间的交互。
中介者负责居中指挥协调一组对象之间的交互行为，避免相互直接引用。
这些对象只认得中介者，因而可以降低交互行为的数目。
优点是降低对象之间的耦合，使得人们可以独立的改变他们之间的交互。
3、某物业管理公司，业务壮大了，在城市很多小区都开展业务。
软件体系结构 4+1模型案例
案例教学1：4+1视图方法进行软件体系结构设计要开发出用户满意的软件并不是件容易的事，软件体系结构师必须全面把握各种各样的需求、权衡需求之间有可能的矛盾之处，分门别类地将不同需求一一满足。
本文从理解需求种类的复杂性谈起，通过具体案例的分析，展示了如何通过RUP的4+1视图方法，针对不同需求进行体系结构设计，从而确保重要的需求一一被满足。
1、呼唤体系结构设计的多重视图方法灵感一闪，就想出了把大象放进冰箱的办法，这自然好。
但希望每个体系结构设计策略都依靠灵感是不现实的--我们需要系统方法的指导。
需要体系结构设计的多重视图方法，从根本上来说是因为需求种类的复杂性所致。
以工程领域的例子开道吧。
比如设计一座跨江大桥：我们会考虑"连接南北的公路交通"这个"功能需求"，从而初步设计出理想化的桥墩支撑的公路桥方案；然后还要考虑造桥要面临的"约束条件"，这个约束条件可能是"不能影响万吨轮从桥下通过"，于是细化设计方案，规定桥墩的高度和桥墩之间的间距；另外还要顾及"大桥的使用期质量属性"，比如为了"能在湍急的江流中保持稳固"，可以把大桥桥墩深深地建在岩石层之上，和大地浑然一体；其实，"建造期间的质量属性"也很值得考虑，比如在大桥的设计过程中考虑"施工方便性"的一些措施。
和工程领域的功能需求、约束条件、使用期质量属性、建造期间的质量属性等类似，软件系统的需求种类也相当复杂，具体分类如图1所示。
图1 软件需求分类的复杂性2、超市系统案例：理解需求种类的复杂性例子是最好的老师。
为了更好地理解软件需求种类的复杂性，我们来分析一个实际的例子。
在表1中，我们列举了一个典型的超市系统的需求子集，从这个例子中可以清晰地看到需求可以分为两大类：功能需求和非功能需求。
表1 超市系统案例：理解需求种类的复杂性简单而言，功能需求就是"软件有什么用，软件需要做什么"。
2016年下半年系统架构设计师真题(案例分析题)
2016年下半年系统架构设计师真题（案例分析题）案例分析题试题一（共25分）阅读以下关于软件架构设计的叙述，在答题纸上回答问题1至问题3 0 【说明】某软件公司为某品牌手机厂商开发一套手机应用程序集成开发环境，以提高开发手机应用程序的质量和效率。
在项目之初，公司的系统分析师对该集成开发环境的需求进行了调研和分析，具体描述如下：a．需要同时支持该厂商自行定义的应用编程语言的编辑、界面可视化设计、编译、调试等模块，这些模块产生的模型或数据格式差异较大，集成环境应提供数据集成能力。
集成开发环境还要支持以适配方式集成公司现有的应用模拟器工具。
b．经过调研，手机应用开发人员更倾向于使用Windows系统，因此集成开发环境的界面需要与Windows平台上的主流开发工具的界面风格保持一致口c．支持相关开发数据在云端存储，需要保证在云端存储数据的机密性和完整性。
d．支持用户通过配置界面依据自己的喜好修改界面风格，包括颜色、布局、代码高亮方式等，配置完成后无需重启环境。
e．支持不同模型的自动转换。
在初始需求中定义的机器性能条件下，对于一个包含50个对象的设计模型，将其转换为相应代码框架时所消耗时间不超过5秒。
f．能够连续运行的时间不小于240水时，意外退出后能够在1 0秒之内自动重启。
g．集成开发环境具有模块化结构，支持以模块为单位进行调试、测试与发布口h．支持应用开发过程中的代码调试功能：开发人员可以设置断点，启动调试，编辑器可以自动卷屏并命中断点，能通过变量监视器查看当前变量取值。
在对需求进行分析后，公司的架构师小张查阅了相关的资料，认为该集成开发环境应该采用管道一过滤器(Pipe-Filter)的架构风格，公司的资深架构师王工在仔细分析后，认为应该采用数据仓储（Data Repository）的架构风格。
公司经过评审，最终采用了王工的方案。
【问题1】（10分）识别软件架构质量属性是进行架构设计的重要步骤。
请分析题干中的需求描述，填写表1-1中(1)～(5)处的空白。
软件需求分析(案例)
案例one：教学管理系统（用例驱动的交互式需求获取）以一个教学管理系统JXGL的分析与设计作为示例，说明用例驱动技术在软件项目开发中的应用。
高等学校的教学管理内容十分丰富，工作繁多。
作为一个示例，规定开发教学管理系统JxGL只处理每学期的课程选修注册和学生的成绩管理。
教学管理系统JXGL的用户是学校的学生、教师和教学管理员。
学生使用JXG系统查询新学期将开设的课程和授课教师的情况，选择自己要学习的课程，并进行登记注册。
学生还可以使用JXGL系统查询自己的课程成绩。
教师使用JXGL系统查询新学期将开设的课程、参加听课的学生情况，以及学生的考试成绩。
教学管理员使用JXGL系统进行教学管理，包括新学期的课程选课注册管理和学生成绩管理。
1.需求描述:对教学管理系统JXGL要求提供两个方面的服务:(1)选课管理，负责新学期的课程选课注册工作;(2)成绩管理，负责学生成绩管理。
在选课管理方面应填写的用户需求描述如下。
(1)录入与生成新学期课程表教学管理员在新学期开始前录入新学期课程，打印将开设的课程目录表，供师生参考选择。
若某课程的实际选课学生少于10人，则停开该课程，把该课程从课程目录表中删除;若某课程的选课学生多于30人，则停止选课。
(2)学生选课注册新学期开始前一周为选课注册时间，在此期间学生可以选课注册，并且允许改变或取消注册申请。
每个学生选课不超过4门课程。
每门课程最多允许30名学生选课注册。
学生可以在图书馆、各系资料室、学生宿舍等处的计算机上联网进行选课注册。
在选课注册结束后，教学管理员打印学生选课注册名单和开课通知书，送交有关部门和授课教师。
(3)查询可以查询课程信息、学生选课信息和学生、教师信息。
学生、教师、教学管理员可以查询课程表，获得课程信息。
查询的关键词以是:课程名，授课教师名，学分。
教师、教学管理员可以查询学生选课情况。
查询的关键词可以是:学生名、程名，授课教师名，学分。
学生只允许查询自己的选课信息，不允许查询别人选课信息。
从需求定义到软件体系结构
。
需求分析、设计、编码、测试和部署。
案例二：移动应用的架构设计
需求定义
移动应用的需求主要包括用户注册登 录、商品浏览、下单支付、消息推送 等。
技术选型
客户端可以使用Swift、Java或React Native等技术，服务端可以使用 Spring Cloud、Dubbo等框架。
架构设计
针对这些需求，可以采用客户端和服务端的 架构设计，客户端可以采用原生应用或跨平 台应用，服务端可以采用微服务架构。
。
观察与日志
观察用户在软件使用过程中的 行为和问题，记录下来作为需
求依据。
原型评估
制作软件原型并让用户试用， 收集用户反馈和改进意见。
需求分析
需求分类
将收集到的需求按照功能、性能、安全等维 度进行分类。
需求验证
确保收集到的需求是准确、完整、无歧义的， 并与用户达成共识。
需求优先级排序
根据需求的重要性和紧急程度，对需求进行 优先级排序。
需求变更管理
在软件开发过程中，需求可能会发生变化。需要对变更进行评估，并相应地调整软件架 构。
架构调整
根据需求变更，对软件架构进行修改、优化或重构，以确保软件系统能够满足新的需求。
04
软件开发生命周期与架构的 关系
架构在开发过程中的作用
01
架构是软件开发的 骨架
软件架构为软件开发提供了整体 结构，为开发人员提供了明确的 方向和指导。
02
架构有助于降低开 发风险
合理的软件架构可以降低开发过 程中的风险，避免出现重大问题。
03
架构提高软件质量
良好的软件架构有助于提高软件 的质量，包括稳定性、可维护性 和可扩展性。
架构与开发阶段的对应关系
需求分析、设计、编码、测试和部署。
案例二：移动应用的架构设计
需求定义
移动应用的需求主要包括用户注册登 录、商品浏览、下单支付、消息推送 等。
技术选型
客户端可以使用Swift、Java或React Native等技术，服务端可以使用 Spring Cloud、Dubbo等框架。
架构设计
针对这些需求，可以采用客户端和服务端的 架构设计，客户端可以采用原生应用或跨平 台应用，服务端可以采用微服务架构。
。
观察与日志
观察用户在软件使用过程中的 行为和问题，记录下来作为需
求依据。
原型评估
制作软件原型并让用户试用， 收集用户反馈和改进意见。
需求分析
需求分类
将收集到的需求按照功能、性能、安全等维 度进行分类。
需求验证
确保收集到的需求是准确、完整、无歧义的， 并与用户达成共识。
需求优先级排序
根据需求的重要性和紧急程度，对需求进行 优先级排序。
需求变更管理
在软件开发过程中，需求可能会发生变化。需要对变更进行评估，并相应地调整软件架 构。
架构调整
根据需求变更，对软件架构进行修改、优化或重构，以确保软件系统能够满足新的需求。
04
软件开发生命周期与架构的 关系
架构在开发过程中的作用
01
架构是软件开发的 骨架
软件架构为软件开发提供了整体 结构，为开发人员提供了明确的 方向和指导。
02
架构有助于降低开 发风险
合理的软件架构可以降低开发过 程中的风险，避免出现重大问题。
03
架构提高软件质量
良好的软件架构有助于提高软件 的质量，包括稳定性、可维护性 和可扩展性。
架构与开发阶段的对应关系
软件体系结构 PPT
•
1.1what is SA ？
• 这种全局结构的设计和规划问题包括 全局组织 结构；全局控制结构；通信和同步以及数据存 取协议；规定设计元素的功能；设计元素的组 合；物理分布；规模和性能；演化的维度；设 计方案的选择等。 • 1随着软件系统的规模和复杂性不断增加，系 统的全局结构的设计和规划变得比算法的选择 以及数据结构的设计更加重要。 • 2人们普遍认为，为系统设计一个合适的体系 结构是系统取得长远的成功的关键因素。 • 3非形式化的。
1.1what is SA ？
e.g. 每个Filter都有输入端和输出端，例如一个MPEG-1解码Filter它的输入是MPEG编码的 流数据，它的输出端是一解码过的流数据。DirectShow正是通过将不同的Filter连接在一起 完成特定的功能的，我们将这些Filter的连接叫做Filter Graph，如下图A给出是播放AVI的 Filter Graph：
1概述
• 它是一种简单的、清楚的、完善的方式 形成的 • 软件工程师需要一种更好的视角来理解 软件，并试图找到一种新的方法来构建 更复杂的大型软件系统 • SA (software architecture) • 一个简单程序到复杂系统软件的距离是 十年
1概述－需求开发的主要困难
1概述－软件危机的原因
• 软件规模越来越大 • 随着软件应用范围的增广，软件规模愈来愈大。 随着软件应用范围的增广，软件规模愈来愈大。大 型软件项目需要组织一定的人力共同完成， 型软件项目需要组织一定的人力共同完成，而多数管 理人员缺乏开发大型软件系统的经验， 理人员缺乏开发大型软件系统的经验，而多数软件开 发人员又缺乏管理方面的经验。 发人员又缺乏管理方面的经验。各类人员的信息交流 不及时、不准确、有时还会产生误解。 不及时、不准确、有时还会产生误解。 软件项目开发人员不能有效地、 软件项目开发人员不能有效地、独立自主地处理大 型软件的全部关系和各个分支， 型软件的全部关系和各个分支，因此容易产生疏漏和 错误。 错误。
软件系统架构图-参考案例
各种软件开发系统架构图案例介绍第一章【荐】共享平台架构图与详细说明1.1.【荐】共享平台逻辑架构设计(逻辑指的是业务逻辑)注:逻辑架构图--主要突出子系统/模块间的业务关系, 这里的逻辑指的是业务逻辑如上图所示为本次共享资源平台逻辑架构图，上图整体展现说明包括以下几个方面：1 应用系统建设本次项目的一项重点就是实现原有应用系统的全面升级以及新的应用系统的开发，从而建立行业的全面的应用系统架构群。
整体应用系统通过SOA面向服务管理架构模式实现应用组件的有效整合，完成应用系统的统一化管理与维护。
2 应用资源采集整体应用系统资源统一分为两类，具体包括结构化资源和非机构化资源。
本次项目就要实现对这两类资源的有效采集和管理。
对于非结构化资源，我们将通过相应的资源采集工具完成数据的统一管理与维护。
对于结构化资源，我们将通过全面的接口管理体系进行相应资源采集模板的搭建，采集后的数据经过有效的资源审核和分析处理后进入到数据交换平台进行有效管理。
3 数据分析与展现采集完成的数据将通过有效的资源分析管理机制实现资源的有效管理与展现，具体包括了对资源的查询、分析、统计、汇总、报表、预测、决策等功能模块的搭建。
4 数据的应用最终数据将通过内外网门户对外进行发布，相关人员包括局内各个部门人员、区各委办局、用人单位以及广大公众将可以通过不同的权限登录不同门户进行相关资源的查询，从而有效提升了我局整体应用服务质量。
综上，我们对本次项目整体逻辑架构进行了有效的构建，下面我们将从技术角度对相关架构进行描述。
1.2.【荐】技术架构设计注:技术架构图--主要突出子系统/模块自身使用的技术和模块接口关联方式如上图对本次项目整体技术架构进行了设计，从上图我们可以看出，本次项目整体建设内容应当包含了相关体系架构的搭建、应用功能完善可开发、应用资源全面共享与管理。
下面我们将分别进行说明。
1.3.【荐】系统整体架构设计(也称为系统总体架构)上述两节，我们对共享平台整体逻辑架构以及项目搭建整体技术架构进行了分别的设计说明，通过上述设计，我们对整体项目的架构图进行了归纳如下：注:系统整体/总体架构图--主要突出从物理硬件（物理层/基础层）、数据库（数据层）、后台底层（支撑层）、业务逻辑（业务层/应用层）、UI描述（展示层）、系统用户分类（用户层），项目实施与运维管理，标准与规范体系和安全保障体系（贯穿各层的保障系统）一般我们只画大虚框内的部分就行了，外面的是说明与其他系统的对接描述，可以省略综上，我们对整体应用系统架构图进行了设计，下面我们将分别进行说明。
ABC基于体系结构、面向构件的软件开发方法
1、基础设施层（Infrastructure Layer）：提供系统运行所需的基本功能， 如数据存储、通信协议和安全机制等。
2、公共服务层（Service Layer）：提供可被多个业务领域复用的公共服务， 如日志管理、权限认证和消息传递等。
3、业务逻辑层（Business Logic Layer）：实现具体的业务逻辑和功能， 由一系列业务领域构件组成。
在基础设施层，我们采用了分布式架构和微服务技术，实现了高可用性和可 扩展性。在公共服务层，我们提供了一些可复用的服务，如认证授权、日志管理 和消息队列等。在业务逻辑层，我们将各个业务领域的功能通过构件的方式进行 实现，并且保证了每个构件的功能单一且接口清晰。在表现层，我们采用了响应 式设计，实现了Web、移动端和客服中心等多种渠道的统一界面和交互。
5、数据库设计
根据业务需求和服务划分，设计数据库表结构和服务之间的数据交互方式。 例如，可以设计用户表、商品表、订单表等，并定义它们之间的关系和约束。
6、服务组合与调用
最后，将各个服务组合起来，形成一个完整的Web应用。在服务组合和调用 过程中，可以采用ESB（企业服务总线）等SOA相关技术来实现服务的注册、发现、 调用等功能，以方便服务之间的交互和管理。
三、案例分析
下面以一个简单的Web应用为例，来说明SOA体系结构在软件开发中的应用：
1、确定业务需求
首先需要明确该Web应用的功能需求，包括用户管理、商品管理、订单管理 等。
2、服务划分
根据功能需求，将Web应用划分为不同的服务，如用户服务、商品服务、订 单服务等。每个服务都独立完成自己的功能，并提供了相应的接口供其他服务调 用。
ABC面向构件的方法具有以下优势： 1、提高开发效率：可以重复使用已有的构件，减少开发成本和时间。
2、公共服务层（Service Layer）：提供可被多个业务领域复用的公共服务， 如日志管理、权限认证和消息传递等。
3、业务逻辑层（Business Logic Layer）：实现具体的业务逻辑和功能， 由一系列业务领域构件组成。
在基础设施层，我们采用了分布式架构和微服务技术，实现了高可用性和可 扩展性。在公共服务层，我们提供了一些可复用的服务，如认证授权、日志管理 和消息队列等。在业务逻辑层，我们将各个业务领域的功能通过构件的方式进行 实现，并且保证了每个构件的功能单一且接口清晰。在表现层，我们采用了响应 式设计，实现了Web、移动端和客服中心等多种渠道的统一界面和交互。
5、数据库设计
根据业务需求和服务划分，设计数据库表结构和服务之间的数据交互方式。 例如，可以设计用户表、商品表、订单表等，并定义它们之间的关系和约束。
6、服务组合与调用
最后，将各个服务组合起来，形成一个完整的Web应用。在服务组合和调用 过程中，可以采用ESB（企业服务总线）等SOA相关技术来实现服务的注册、发现、 调用等功能，以方便服务之间的交互和管理。
三、案例分析
下面以一个简单的Web应用为例，来说明SOA体系结构在软件开发中的应用：
1、确定业务需求
首先需要明确该Web应用的功能需求，包括用户管理、商品管理、订单管理 等。
2、服务划分
根据功能需求，将Web应用划分为不同的服务，如用户服务、商品服务、订 单服务等。每个服务都独立完成自己的功能，并提供了相应的接口供其他服务调 用。
ABC面向构件的方法具有以下优势： 1、提高开发效率：可以重复使用已有的构件，减少开发成本和时间。
软件系统架构图-参考案例
软件系统架构图-参考案例本文介绍了共享平台的逻辑架构设计、技术架构设计和系统整体架构设计。
逻辑架构图突出了子系统/模块间的业务关系，重点包括应用系统建设、应用资源采集、数据分析与展现以及数据的应用。
技术架构图主要突出子系统/模块自身使用的技术和模块接口关联方式，包括相关体系架构的搭建、应用功能完善可开发、应用资源全面共享与管理。
系统整体架构设计则对整个项目的架构图进行了归纳。
通过这些设计，共享平台能够实现资源的有效管理与展现，提升整体应用服务质量。
应用管理层是整体应用系统的管理保障，包括系统的运维管理、安全保障、标准与规范体系等方面。
在本次项目中，我们将建立完善的运维管理体系，包括系统监控、故障排除、性能优化等方面，确保系统的稳定运行。
同时，我们将建立完善的安全保障体系，包括数据安全、网络安全、应用安全等方面，保障系统的安全性。
此外，我们还将建立完善的标准与规范体系，确保系统的开发、维护、升级等方面符合相关规范和标准，提高系统的可维护性和可扩展性。
应用展示层应用展示层是整体应用系统的用户界面，包括PC端、移动端等多种形式。
在本次项目中，我们将采用响应式设计的方式，确保系统在不同设备上的良好展示效果。
同时，我们将注重用户体验的设计，提高系统的易用性和用户满意度。
综上所述，整体应用系统架构图主要包括物理硬件、数据库、后台底层、业务逻辑、UI描述、系统用户分类、项目实施与运维管理、标准与规范体系和安全保障体系等方面。
通过有效的层级结构划分和详细的设计规划，我们将为本次项目的顺利实施和今后区劳动局信息化的发展提供有力支撑。
在设计3.3.3图时，应用管理层有效地继承了我局原有的应用系统分类标准，将实际应用系统分成了八个应用体系。
在实际应用系统的建设中，我们将在全面传承原有应用分类标准规范的基础上，实现有效的多维应用资源分类方法。
整体应用系统也可以通过多维的管理模式进行相关操作管理。
例如，可以按照业务将应用系统进行划分，包括劳动管理和保险管理等。
Togaf案例2—如何利用TOGAF电力系统企业应用体系架构框架
Togaf案例2—如何利用TOGAF电力系统企业应用体系架构框架TOGAF（The Open Group Architecture Framework）是一个被广泛采用的企业架构开发方法，用于帮助组织设计和管理其企业信息系统体系结构。
在电力系统行业，TOGAF可以被应用于电力系统企业应用体系架构的设计和实施。
首先，TOGAF提供了一个结构化的方法来设计和实施电力系统企业应用体系架构。
它基于一个由多个阶段组成的开发和实施过程，包括业务建模、数据建模、应用系统建模和技术架构等。
通过这些过程，电力系统企业可以细化其业务需求，并确定适合其需求的应用系统和技术架构。
在业务建模阶段，通过对电力系统企业的业务流程和业务规则进行分析，可以确定关键业务功能和数据实体。
通过了解电力系统企业的目标和目标，可以将其业务流程转化为业务功能，并确定业务功能之间的关联和依赖关系。
在数据建模阶段，可以创建一个逻辑数据模型，用于描述电力系统企业的数据实体、属性和关系。
通过这个逻辑数据模型，可以确定数据实体的定义和属性，并识别数据实体之间的关系。
这为电力系统企业开发和集成应用系统提供了一个一致的数据视图。
在应用系统建模阶段，可以根据电力系统企业的业务功能和数据需求，设计和选择适当的应用系统。
这些应用系统可以包括财务管理系统、生产排程系统、设备维护系统等。
通过对这些应用系统的建模，可以确定系统的组成部分、功能和接口。
在技术架构阶段，可以定义电力系统企业的技术基础设施和技术架构要求。
这包括硬件、软件和网络等方面。
通过对技术基础设施和技术架构的建模，可以确定电力系统企业的技术需求，以支持所设计的应用系统的部署和运行。
在TOGAF的实施阶段，可以将设计好的电力系统企业应用体系架构转化为实际的系统。
这包括根据设计规范开发和定制应用系统，进行系统集成和测试，并进行系统部署和运行。
通过这个过程，可以确保设计的应用系统能够满足电力系统企业的需求，并有效地支持其业务运营。
软件体系结构课程实施自主式学习交叉案例教学法初探
软 件 体 系结 构 课 程 实 施 自主 式 学 习 交 叉 案 例 教 学 法 初 探
宋 和 平
（ 江 苏 大 学 计 算 机 科 学 与通 信 工 程 学 院 ， 江苏 镇江
摘 要 ：为适 应 新 时 期 的 教 学 需 要 ， 作 者 在 分 析 当前 学 生 基础 学 习 需求 和 学 习能 力 的基 础 上 ．提 出一 种 引导 学 生 自 主学习、 教 师 案 例教 学 交 叉进 行 的教 学 新 方 法 ． 并 结合 江 苏 大 学 计 算机 学 院原 有 教 学 大纲 的 实 际 ．应 用该 方 法连 续 实施 两 学 年教 学 实践 ． 通 过 对 两 学 习兴趣 和 实践 动 手 能 力 均 显 著提 高 关键词 ： 软 件 体 系结 构 自主 式 学 习 案例 教 学 法
２ １ ２ ０ １ ３ ）
随着 软 件 产 业 日益 成 为 国 民经 济 的重 要 组 成 部 分 ．越 来 越需 要 专 门 的软 件 设 计 高 级 人 才 。培 养 软 件 设 计 专 业 人 才 是 当前高校的职责。软件体系结构也称 软件架构设计 （ Ｓ ｏ ｆ ｔ ｗ ａ ｒ ｅ Ａ ｒ ｃ ｈ ｉ ｔ ｅ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ） ，是 Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ ／ Ａ Ｃ Ｍ计 算 课 程 体 系 软件 工 程 专 业 软 件 设 计 的核 心 课 程 。目前 ． 软 件体 系结 构 是 我 国 大 多 数高 校 软 件 工 程 专 业 本 科 生 的一 门专 业 必 修 课 程 ．一 般 在 大 三 下 学 期 开 设。 该课 程 主要 介 绍 架 构 模 式 和 架 构设 计方 法 。 侧 重架 构 设 计 思 想 的实 践 应 用 。 为 了提 高 软 件 体 系 结 构课 程 的教 学 质 量 ． 不 少 高 校 总 结 了 一 些 比较 好 的 教 学 经 验 、 教学方法 Ｅ ｌ － ３ ］ 。 但 软 件 体 系结 构知 识 点 分 散 和强 调 实 践 应 用 的特 点 ．对 课 程 教 学 提 出了挑战。 从 我 校 软件 体 系 结 构 课 程 教 学 实 际 出发 ． 笔 者分 析 了近 年来 学 生 在 学 习意 愿 、学 习能 力 、学 习 目的上 的诸 多 变 化， 提 出 了一 种 “ 自主 式 学 习 交 叉 案 例 教学 ” 的教 学 新 方 法 。 该 方 法 连续 在２ ０ ０ ９ 、 ２ ０ １ ０ 级 本 科 生 的 教 学 中应 用 ，从 课 堂 响 应 、 课 程 考 核及 调 查 反 馈 等指 标 来 看 ．该 方 法 能 较 好 地 激 发 学 生 的 学 习 意愿 ， 提 高 理 论 知识 及 案 例 分 析 能 力 。 １ ． 实 施本 教 学 法 的 必 要 性 近 年来 ， 软件体系结构课程教学存在一些问题 ， 主要 表 现 在 以下 几个 方 面 。 １ ． １ 学 生 学 习缺 乏 主 动性 软件体 系结构 涉及 知识 多而广 ， 内容 比较抽象 ． 理 论 性 比较强 。 学 生 缺 乏 项 目开 发 实 践 经 验 ， 对 架 构 设 计 在 软 件 工 程 中 的 应 用 缺 乏 了解 ， 进 而 对 这 门 课 程 的 学 习兴 趣 不 大 。 学 校领导 、 老 师 和 家 长 的肯 定 。学 生 主 动 要 求 参 加 软 式 垒 球 队 。 希 望 参 加 软 式 垒球 的 比赛 。 而 软式 垒球 的 比赛 气 氛 同 时潜 移 默 化 地 影 响 着学 生 ， 球 队 的相 互 呼 喊 和 竞 技 使 他 们 更 加 团 结 、 更加有集体性 、 荣誉感 ； 同 时对 于学 生 开 朗乐 观性 格 的 培养 有 很 大 的 促 进 作用 。 而 软式 垒球 本 身 的文 明礼 仪对 学生 良好 礼 仪 习惯 的 养成 具 有 很 好 的促 进 作 用 。 软 式 垒 球 的 比赛 可 控 制 性 强 ， 比赛 激 烈 ， 对 于 培 养 学 生 的奔跑能力 、 灵敏反应 能力 、 锻 炼学生体力 。 锻 炼 学 生 身 体 素 质 具 有 很好 的促 进 作 用 。软 式 垒 球 适 合 在 阳光 活动 中开 展 。
宋 和 平
（ 江 苏 大 学 计 算 机 科 学 与通 信 工 程 学 院 ， 江苏 镇江
摘 要 ：为适 应 新 时 期 的 教 学 需 要 ， 作 者 在 分 析 当前 学 生 基础 学 习 需求 和 学 习能 力 的基 础 上 ．提 出一 种 引导 学 生 自 主学习、 教 师 案 例教 学 交 叉进 行 的教 学 新 方 法 ． 并 结合 江 苏 大 学 计 算机 学 院原 有 教 学 大纲 的 实 际 ．应 用该 方 法连 续 实施 两 学 年教 学 实践 ． 通 过 对 两 学 习兴趣 和 实践 动 手 能 力 均 显 著提 高 关键词 ： 软 件 体 系结 构 自主 式 学 习 案例 教 学 法
２ １ ２ ０ １ ３ ）
随着 软 件 产 业 日益 成 为 国 民经 济 的重 要 组 成 部 分 ．越 来 越需 要 专 门 的软 件 设 计 高 级 人 才 。培 养 软 件 设 计 专 业 人 才 是 当前高校的职责。软件体系结构也称 软件架构设计 （ Ｓ ｏ ｆ ｔ ｗ ａ ｒ ｅ Ａ ｒ ｃ ｈ ｉ ｔ ｅ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ） ，是 Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ ／ Ａ Ｃ Ｍ计 算 课 程 体 系 软件 工 程 专 业 软 件 设 计 的核 心 课 程 。目前 ． 软 件体 系结 构 是 我 国 大 多 数高 校 软 件 工 程 专 业 本 科 生 的一 门专 业 必 修 课 程 ．一 般 在 大 三 下 学 期 开 设。 该课 程 主要 介 绍 架 构 模 式 和 架 构设 计方 法 。 侧 重架 构 设 计 思 想 的实 践 应 用 。 为 了提 高 软 件 体 系 结 构课 程 的教 学 质 量 ． 不 少 高 校 总 结 了 一 些 比较 好 的 教 学 经 验 、 教学方法 Ｅ ｌ － ３ ］ 。 但 软 件 体 系结 构知 识 点 分 散 和强 调 实 践 应 用 的特 点 ．对 课 程 教 学 提 出了挑战。 从 我 校 软件 体 系 结 构 课 程 教 学 实 际 出发 ． 笔 者分 析 了近 年来 学 生 在 学 习意 愿 、学 习能 力 、学 习 目的上 的诸 多 变 化， 提 出 了一 种 “ 自主 式 学 习 交 叉 案 例 教学 ” 的教 学 新 方 法 。 该 方 法 连续 在２ ０ ０ ９ 、 ２ ０ １ ０ 级 本 科 生 的 教 学 中应 用 ，从 课 堂 响 应 、 课 程 考 核及 调 查 反 馈 等指 标 来 看 ．该 方 法 能 较 好 地 激 发 学 生 的 学 习 意愿 ， 提 高 理 论 知识 及 案 例 分 析 能 力 。 １ ． 实 施本 教 学 法 的 必 要 性 近 年来 ， 软件体系结构课程教学存在一些问题 ， 主要 表 现 在 以下 几个 方 面 。 １ ． １ 学 生 学 习缺 乏 主 动性 软件体 系结构 涉及 知识 多而广 ， 内容 比较抽象 ． 理 论 性 比较强 。 学 生 缺 乏 项 目开 发 实 践 经 验 ， 对 架 构 设 计 在 软 件 工 程 中 的 应 用 缺 乏 了解 ， 进 而 对 这 门 课 程 的 学 习兴 趣 不 大 。 学 校领导 、 老 师 和 家 长 的肯 定 。学 生 主 动 要 求 参 加 软 式 垒 球 队 。 希 望 参 加 软 式 垒球 的 比赛 。 而 软式 垒球 的 比赛 气 氛 同 时潜 移 默 化 地 影 响 着学 生 ， 球 队 的相 互 呼 喊 和 竞 技 使 他 们 更 加 团 结 、 更加有集体性 、 荣誉感 ； 同 时对 于学 生 开 朗乐 观性 格 的 培养 有 很 大 的 促 进 作用 。 而 软式 垒球 本 身 的文 明礼 仪对 学生 良好 礼 仪 习惯 的 养成 具 有 很 好 的促 进 作 用 。 软 式 垒 球 的 比赛 可 控 制 性 强 ， 比赛 激 烈 ， 对 于 培 养 学 生 的奔跑能力 、 灵敏反应 能力 、 锻 炼学生体力 。 锻 炼 学 生 身 体 素 质 具 有 很好 的促 进 作 用 。软 式 垒 球 适 合 在 阳光 活动 中开 展 。
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“中心”服务器承载了众多服务，因而其运算量会很繁 重；因此为了达到性能方面的要求，对“中心”服务器的 要求就会比较高，比如：增加内存容量，CPU数量。这也 增加了系统的投入成本。有时，仅仅通过提高服务器的性 能是不能够达到性能方面要求的。
对原型系统的分析
请求都由“中心”服务器做出响应，一旦它出现了故障， 无法提供服务，则存储在系统中的科学数据就无法向外界 提供共享服务。
对有保密性要求的数据实施安全控制； 提供系统运行日志监控信息，供管理员了解系统的运行和 安全状态；
2005年中期完成系统，年底前投入正式使用； 能够利用现有系统的可利用资源； 初期总共投资2000万，分别用于系统的集成建设和开发、 共享数据标准的制定。
科学数据共享网的体系结构？
科学数据共享网的体系结构
提供的接口负责将收集的科学数据先暂存在平台数据库中；然后 供工作人员对数据进行有效性检查和加工，并将合法数据转移到 发布数据库中；最后管理发布数据库中数据的接口提供数据的访 问服务。 平台管理承担了管理用户信息、管理用户和数据的安全信息，以 及生成平台运行日志的任务。
是否合适？
对原型系统的分析
非功能性需求
质量属性
可用性/可靠性
可维护性 性能
安全性
商业属性
针对质量属性的需求
系统应能长期稳定地提供服务，近似7 × 24小时工作强度； 在负载过重或是系统崩溃的情况下，能保证用户的请求不 丢失； 当系统出现故障或崩溃时，恢复时间不超过两小时；
修改某个子系统或服务时，不影响其他子系统或服务；
高峰时系统的平均响应时间控制在20秒以内； 系统能够满足100个并发的用户查询请求； 系统至少能够支持2000个用户的在线服务；
遵循面向服务的体系结构思想，为了实现数据的共享服 务，各个中心将服务内容封装成Web Service，作为其他 中心访问本中心数据的入口，并通过Internet传输数据。
重新设计的面向服务的体系结构
体系结构说明
面向服务的体系结构
门户（主数据中心），安全中心和分数据中心通过由Web Service 构建的数据共享服务、全局服务、 安全服务相互连接，组成了科 学数据共享网的体系结构。
新的体系结构划分了主数据中心、分数据中心和安全中 心；三类中心分别有各自基于B/S结构的管理系统，相对 独立。
服务，平均响应时间最长不超过20秒。
数据方面的特殊需求和特点
保护数据版权，保证数据的安全性
科学数据是科学工作者辛勤劳动的果实，同书籍一样也存在 版权的问题。所以在数据的使用上，需要版权保护。
此外，由于一些数据有其时效性和保密性，所以在提供服务 时需要对数据访问进行相应的安全控制。
系统需求
架构师一般通过两种途径来获得系统的需求：
补救办法：增加备份服务器，组成集客户要求尽量达到7×24小时服务，平均修复时间不超过2小 时。实现客户要求相当难度，成本也高。
数据都存储在一个系统内，采取了通过Internet上载或是 其它途径（光盘、磁盘等方式）提交科学数据的方式。考 虑到地学领域的数据通常是较大的地图，网络提交数据的 方式会影响到“中心”服务器的数据吞吐量，降低了系统 性能。
软件体系结构设计案例
科学数据共享网 空中交通管制
体系结构设计案例
科学数据共享网体系结构设计
科学数据共享网
科学数据共享网的系统需求
“中国地球系统科学数据共享网”是国家科学数据共享工 程的重要组成部分，同时也是科技部推动“国家科学数据 共享工程”2002年试点的三个科学数据共享网之一。
该系统针对基于各圈层（大气圈、水圈、 生物圈）相互作 用的地球系统科学的整体研究，利用互联网，整合、集成 各科研院所、高等院校和国际数据组织以及科学家个人手 中的相关专业数据资源，瞄准地球系统科学的前沿研究， 开展数据组织、加工与服务，构建物理上分布、逻辑上统 一的地球系统科学数据管理与共享服务网。这一工作对于 增强我国基础科学研究和前沿科学创新能力具有重要的意 义。
原型的体系结构及其分析
根据需求，数据将以Internet为传输途径完成共享。在目前 以Internet为前提的系统中，应用最广泛的是B/S（Browser /Server）结构。
这样的结构已经相当成熟，并具有很大的灵活性。科学数据 共享网也是基于这样初衷而设计的。
系统的原型设计
系统的原型设计
用户直接主动地提供的需求（一般都是功能性需求和领域知 识）
希望“科学数据共享网”能通过Internet为用户提供数据服 务，包含：数据目录服务、数据资源导航、数据下载功能、对 数据进行稳妥地安全管理。
构架师设计“对话问题”，通过对用户提问，进一步与他们 沟通，从而得到明确的需求。
构架师以用软件系统各方面的质量属性为索引，系统地启发用 户谈出他们实际需要、但没有表达出来或是表达不完全的内 容。
所有的数据都由“中心”服务器负责存储，并向用户提供 服务。
这样的结果是所有的用户请求都由中心服务器来响应。即 使内部的四个模块部署到不同的服务器上，“平台数据管 理”和两个数据库所承担的运算量也是可观的。
考虑到未来的科学数据将会越来越庞大，大量的数据都存 储到服务器中，对服务器来讲必然是巨大的负担。而且， 数据管理和维护的成本也随着数据量的增加而加大。
对于科学数据的存储、管理、共享等诸多计算都是由“中 心”服务器承担。在中心服务器中，又划分了数据收集、 数据访问、平台数据管理和平台管理四个模块。
数据收集负责收集用户通过Internet上载或是其它途径（光盘、磁 盘）提交上来的科学数据。
数据访问负责向用户提供访问科学数据的服务---查询和下载 平台数据管理承担了与数据库交互，管理和存储数据的工作。它
数据方面的特殊需求和特点
能够快捷地收集数据
科学数据分散在科研院所和科学家手中，要设计开发一套收 集数据的机制，使其能够快速地整合到系统中，提供数据共 享服务。
数据收集的途径应主要通过网络媒介，而且不能影响系统所 提供的网络服务的正常运行。
有效存储和管理海量数据，并快速定位数据
该系统能够提供目录服务，合理地管理数据。 提供用户查阅、下载、使用数据的服务。 当用户在系统中查找数据时，希望能够快速定位数据，提供
对原型系统的分析
请求都由“中心”服务器做出响应，一旦它出现了故障， 无法提供服务，则存储在系统中的科学数据就无法向外界 提供共享服务。
对有保密性要求的数据实施安全控制； 提供系统运行日志监控信息，供管理员了解系统的运行和 安全状态；
2005年中期完成系统，年底前投入正式使用； 能够利用现有系统的可利用资源； 初期总共投资2000万，分别用于系统的集成建设和开发、 共享数据标准的制定。
科学数据共享网的体系结构？
科学数据共享网的体系结构
提供的接口负责将收集的科学数据先暂存在平台数据库中；然后 供工作人员对数据进行有效性检查和加工，并将合法数据转移到 发布数据库中；最后管理发布数据库中数据的接口提供数据的访 问服务。 平台管理承担了管理用户信息、管理用户和数据的安全信息，以 及生成平台运行日志的任务。
是否合适？
对原型系统的分析
非功能性需求
质量属性
可用性/可靠性
可维护性 性能
安全性
商业属性
针对质量属性的需求
系统应能长期稳定地提供服务，近似7 × 24小时工作强度； 在负载过重或是系统崩溃的情况下，能保证用户的请求不 丢失； 当系统出现故障或崩溃时，恢复时间不超过两小时；
修改某个子系统或服务时，不影响其他子系统或服务；
高峰时系统的平均响应时间控制在20秒以内； 系统能够满足100个并发的用户查询请求； 系统至少能够支持2000个用户的在线服务；
遵循面向服务的体系结构思想，为了实现数据的共享服 务，各个中心将服务内容封装成Web Service，作为其他 中心访问本中心数据的入口，并通过Internet传输数据。
重新设计的面向服务的体系结构
体系结构说明
面向服务的体系结构
门户（主数据中心），安全中心和分数据中心通过由Web Service 构建的数据共享服务、全局服务、 安全服务相互连接，组成了科 学数据共享网的体系结构。
新的体系结构划分了主数据中心、分数据中心和安全中 心；三类中心分别有各自基于B/S结构的管理系统，相对 独立。
服务，平均响应时间最长不超过20秒。
数据方面的特殊需求和特点
保护数据版权，保证数据的安全性
科学数据是科学工作者辛勤劳动的果实，同书籍一样也存在 版权的问题。所以在数据的使用上，需要版权保护。
此外，由于一些数据有其时效性和保密性，所以在提供服务 时需要对数据访问进行相应的安全控制。
系统需求
架构师一般通过两种途径来获得系统的需求：
补救办法：增加备份服务器，组成集客户要求尽量达到7×24小时服务，平均修复时间不超过2小 时。实现客户要求相当难度，成本也高。
数据都存储在一个系统内，采取了通过Internet上载或是 其它途径（光盘、磁盘等方式）提交科学数据的方式。考 虑到地学领域的数据通常是较大的地图，网络提交数据的 方式会影响到“中心”服务器的数据吞吐量，降低了系统 性能。
软件体系结构设计案例
科学数据共享网 空中交通管制
体系结构设计案例
科学数据共享网体系结构设计
科学数据共享网
科学数据共享网的系统需求
“中国地球系统科学数据共享网”是国家科学数据共享工 程的重要组成部分，同时也是科技部推动“国家科学数据 共享工程”2002年试点的三个科学数据共享网之一。
该系统针对基于各圈层（大气圈、水圈、 生物圈）相互作 用的地球系统科学的整体研究，利用互联网，整合、集成 各科研院所、高等院校和国际数据组织以及科学家个人手 中的相关专业数据资源，瞄准地球系统科学的前沿研究， 开展数据组织、加工与服务，构建物理上分布、逻辑上统 一的地球系统科学数据管理与共享服务网。这一工作对于 增强我国基础科学研究和前沿科学创新能力具有重要的意 义。
原型的体系结构及其分析
根据需求，数据将以Internet为传输途径完成共享。在目前 以Internet为前提的系统中，应用最广泛的是B/S（Browser /Server）结构。
这样的结构已经相当成熟，并具有很大的灵活性。科学数据 共享网也是基于这样初衷而设计的。
系统的原型设计
系统的原型设计
用户直接主动地提供的需求（一般都是功能性需求和领域知 识）
希望“科学数据共享网”能通过Internet为用户提供数据服 务，包含：数据目录服务、数据资源导航、数据下载功能、对 数据进行稳妥地安全管理。
构架师设计“对话问题”，通过对用户提问，进一步与他们 沟通，从而得到明确的需求。
构架师以用软件系统各方面的质量属性为索引，系统地启发用 户谈出他们实际需要、但没有表达出来或是表达不完全的内 容。
所有的数据都由“中心”服务器负责存储，并向用户提供 服务。
这样的结果是所有的用户请求都由中心服务器来响应。即 使内部的四个模块部署到不同的服务器上，“平台数据管 理”和两个数据库所承担的运算量也是可观的。
考虑到未来的科学数据将会越来越庞大，大量的数据都存 储到服务器中，对服务器来讲必然是巨大的负担。而且， 数据管理和维护的成本也随着数据量的增加而加大。
对于科学数据的存储、管理、共享等诸多计算都是由“中 心”服务器承担。在中心服务器中，又划分了数据收集、 数据访问、平台数据管理和平台管理四个模块。
数据收集负责收集用户通过Internet上载或是其它途径（光盘、磁 盘）提交上来的科学数据。
数据访问负责向用户提供访问科学数据的服务---查询和下载 平台数据管理承担了与数据库交互，管理和存储数据的工作。它
数据方面的特殊需求和特点
能够快捷地收集数据
科学数据分散在科研院所和科学家手中，要设计开发一套收 集数据的机制，使其能够快速地整合到系统中，提供数据共 享服务。
数据收集的途径应主要通过网络媒介，而且不能影响系统所 提供的网络服务的正常运行。
有效存储和管理海量数据，并快速定位数据
该系统能够提供目录服务，合理地管理数据。 提供用户查阅、下载、使用数据的服务。 当用户在系统中查找数据时，希望能够快速定位数据，提供