《軟件設(shè)計(jì)與體系結(jié)構(gòu)》教學(xué)大綱

《軟件設(shè)計(jì)與體系結(jié)構(gòu)》教學(xué)大綱

（32+8學(xué)時(shí)）中文名稱軟件設(shè)計(jì)與體系結(jié)構(gòu)英文名稱

開課學(xué)院SoftwareDesignandArchitecture計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院40英文名稱

開課學(xué)院4040學(xué)分先修課程總學(xué)時(shí)240學(xué)分先修課程C語言程序設(shè)計(jì)、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)、軟件工程概論01.課程的性質(zhì)、目的與任務(wù)《軟件設(shè)計(jì)與體系結(jié)構(gòu)》課程是為軟件工程專業(yè)開設(shè)的必修課，也是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)軟件開發(fā)方向課程。本課程運(yùn)用工程的思想、原理、技術(shù)、工具，來對(duì)軟件設(shè)計(jì)以及軟件體系結(jié)構(gòu)的相關(guān)思想、理論與方法進(jìn)行系統(tǒng)介紹，包括軟件模型和描述、軟件體系結(jié)構(gòu)建模和UML、軟件設(shè)計(jì)過程、軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格、面向?qū)ο蟮能浖O(shè)計(jì)方法、面向數(shù)據(jù)流的軟件設(shè)計(jì)方法、用戶界面設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)模式、Web服務(wù)體系結(jié)構(gòu)、基于分布構(gòu)件的體系結(jié)構(gòu)、軟件體系結(jié)構(gòu)評(píng)估、軟件設(shè)計(jì)的進(jìn)化、云計(jì)算的體系結(jié)構(gòu)等內(nèi)容。本課程的具體任務(wù)包括：1.讓學(xué)生建立構(gòu)建軟件系統(tǒng)架構(gòu)一般方法的感性認(rèn)識(shí)，理解并掌握軟件系統(tǒng)架構(gòu)分析?、體系結(jié)構(gòu)建模與架構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)理論知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)的基本能力，能從內(nèi)部模塊規(guī)劃設(shè)計(jì)、系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)的構(gòu)建開始，了解構(gòu)建系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的一般技術(shù)和方法。2.在構(gòu)建軟件系統(tǒng)的過程中，理解軟件系統(tǒng)構(gòu)建的一些關(guān)鍵問題，學(xué)習(xí)應(yīng)對(duì)不同需求的系統(tǒng)對(duì)策和設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)技術(shù)，使學(xué)生初步具備一定的系統(tǒng)架構(gòu)分析與設(shè)計(jì)能力，同時(shí)，深入理解各種典型框架技術(shù)及原理，并初步具備運(yùn)用模式設(shè)計(jì)思想開展軟件詳細(xì)設(shè)計(jì)的能力。3.一方面，讓學(xué)生理解并掌握軟件體系結(jié)構(gòu)的重要概念、術(shù)語和系統(tǒng)化方法，建立軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)的理念，了解當(dāng)前流行的框架技術(shù)，并理解其原理。另一方面，以加深知識(shí)理解和培養(yǎng)初步架構(gòu)設(shè)計(jì)能力為目的，并在項(xiàng)目開發(fā)中加以實(shí)踐；在實(shí)踐環(huán)節(jié)中重點(diǎn)培養(yǎng)運(yùn)用典型框架進(jìn)行項(xiàng)目構(gòu)建的能力和使用設(shè)計(jì)模式進(jìn)行細(xì)化設(shè)計(jì)的能力。02.課程教學(xué)基本要求及基本內(nèi)容第1章引言（一）基本教學(xué)內(nèi)容軟件軟件工程軟件設(shè)計(jì)4軟件體系結(jié)構(gòu)（二）基本要求教學(xué)目的：理解軟件的本質(zhì)、軟件神話、軟件工程，了解軟件過程和軟件工程實(shí)踐的相關(guān)內(nèi)容，了解網(wǎng)絡(luò)環(huán)境帶來的各類問題。教學(xué)重點(diǎn)：軟件工程中的設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)過程和設(shè)計(jì)質(zhì)量、軟件設(shè)計(jì)原則。教學(xué)難點(diǎn)：什么是軟件體系結(jié)構(gòu)、軟件體系結(jié)構(gòu)的內(nèi)容、設(shè)計(jì)階段的軟件體系結(jié)構(gòu)。第2章軟件模型和描述（一）基本教學(xué)內(nèi)容什么是軟件模型軟件模型的發(fā)展脈3軟件模型解析4深入認(rèn)識(shí)軟件模型5體系結(jié)構(gòu)描述語言（二）基本要求教學(xué)目的：理解功能模型、對(duì)象模型、組件模型的基本概念，了解配置型組件模型、服務(wù)模型、抽象模型的功能。教學(xué)重點(diǎn)：軟件體系結(jié)構(gòu)的描述、軟件體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。教學(xué)難點(diǎn)：幾種典型ADL的比較、描述體系結(jié)構(gòu)行為。第3章建模和UML（一）基本教學(xué)內(nèi)容軟件體系結(jié)構(gòu)建模概述基于軟件體系結(jié)構(gòu)的開3UML概述面向?qū)ο蟮幕靖拍頤ML中的結(jié)構(gòu)建模IML中的行為建模（-）基本要求教學(xué)目的：理解UML的發(fā)展歷程，了解UML的特點(diǎn)和用途、UML的建模機(jī)制，以及面向?qū)ο蠓椒ǖ膬?yōu)勢(shì)。教學(xué)重點(diǎn)：類圖、對(duì)象圖、構(gòu)件圖、部署圖、用例圖、順序圖、通信圖、交互概覽圖的內(nèi)容。教學(xué)難點(diǎn)：時(shí)序圖、狀態(tài)圖、活動(dòng)圖。第4章軟件設(shè)計(jì)過程

（-）基本教學(xué)內(nèi)容軟件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)高可信軟件設(shè)計(jì)4軟件設(shè)計(jì)規(guī)格說45軟件設(shè)計(jì)評(píng)審.（二）基本要求教學(xué)目的：理解可信軟件的特點(diǎn)、容錯(cuò)設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容。教學(xué)重點(diǎn)：軟件失效模式和影響分析、軟件故障樹分析的內(nèi)容。教學(xué)難點(diǎn)：形式化方法、凈室方法的方法和工具。第5章軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格（一）基本教學(xué)內(nèi)容軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格概述2基本風(fēng)格解析案例分析客戶/服務(wù)器風(fēng)格三層客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)風(fēng)6瀏覽器/服務(wù)器風(fēng)格5.7C/S與B/S混合結(jié)構(gòu)風(fēng)格8正交軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格9異構(gòu)結(jié)構(gòu)風(fēng)格（二）基本要求教學(xué)目的：理解管道-過濾器、三層C/S結(jié)構(gòu)的基本概念，了解數(shù)據(jù)抽象和面向?qū)ο箫L(fēng)格、基于事件的隱式調(diào)用風(fēng)格、分層系統(tǒng)風(fēng)格、倉庫風(fēng)格和黑板風(fēng)格、模型-視圖-控制器（MVC）風(fēng)格、解釋器風(fēng)格、C2風(fēng)格的相關(guān)內(nèi)容。教學(xué)重點(diǎn)：正交軟件體系結(jié)構(gòu)的概念、優(yōu)點(diǎn)、實(shí)例，以及構(gòu)件模型、構(gòu)件接口、消息總線、構(gòu)件靜態(tài)結(jié)構(gòu)、構(gòu)件動(dòng)態(tài)行為、運(yùn)行時(shí)刻的系統(tǒng)進(jìn)化、使用異構(gòu)結(jié)構(gòu)的原因、異構(gòu)體系結(jié)構(gòu)的實(shí)例、異構(gòu)組合匹配問題。教學(xué)難點(diǎn)：案例1,上下文關(guān)鍵字；案例2,儀器軟件；第6章面向?qū)ο蠓椒ǎㄒ唬┗窘虒W(xué)內(nèi)容面向?qū)ο蠓椒ǜ攀雒嫦驅(qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計(jì)基于UML的圖書管理系統(tǒng)（二）基本要求教學(xué)目的：了解面向?qū)ο笙到y(tǒng)開發(fā)過程、面向?qū)ο蠓治觥⒚嫦驅(qū)ο笤O(shè)計(jì)。教學(xué)重點(diǎn)：用例分析與設(shè)計(jì)、靜態(tài)建模、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、對(duì)象設(shè)計(jì)、部署模型設(shè)計(jì)的內(nèi)容教學(xué)難點(diǎn)：?jiǎn)栴}域子系統(tǒng)、人機(jī)交互子系統(tǒng)、控制驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)以及構(gòu)件部署的設(shè)計(jì)方法。以“圖書管理系統(tǒng)”為例，介紹基于UML的軟件分析與設(shè)計(jì)過程。第7章面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計(jì)方法（一）基本教學(xué)內(nèi)容數(shù)據(jù)流圖與數(shù)據(jù)字典實(shí)體關(guān)系圖狀態(tài)遷移圖案例說明：教材購銷系統(tǒng)面向數(shù)據(jù)流的需求分析方面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計(jì)方法（二）基本要求教學(xué)目的：理解數(shù)據(jù)流圖、數(shù)據(jù)字典、數(shù)據(jù)流圖的建立、數(shù)據(jù)字典的建立。教學(xué)重點(diǎn)：自頂向下逐層分解、描述方式、步驟。教學(xué)難點(diǎn)：變換分析、事務(wù)分析、啟發(fā)式設(shè)計(jì)策略、設(shè)計(jì)優(yōu)化。第8章用戶界面設(shè)計(jì)（一）基本教學(xué)內(nèi)容人性因素2主要途徑用戶界面分析用戶界面設(shè)計(jì)用戶界面原型界面設(shè)計(jì)的評(píng)估用戶界面和用戶體（二）基本要求教學(xué)目的：了解分析用戶類型、運(yùn)用黃金規(guī)則、用戶分析、任務(wù)分析和建模、內(nèi)容展示分析，工作環(huán)境分析的相關(guān)內(nèi)容。教學(xué)重點(diǎn)：設(shè)計(jì)過程、界面對(duì)象、動(dòng)作和布局的定義、用戶界面設(shè)計(jì)需考慮的問題、用戶界面原型涉及方面的內(nèi)容。教學(xué)難點(diǎn)：實(shí)施用戶界面原型、獲得有關(guān)用戶界面原型的反饋、如何展示原型。第9章設(shè)計(jì)模式（一）基本教學(xué)內(nèi)容什么是設(shè)計(jì)模式2設(shè)計(jì)模式的主要作用3常用設(shè)計(jì)模式解析4深入認(rèn)識(shí)設(shè)計(jì)模式（二）基本要求教學(xué)目的：設(shè)計(jì)模式的發(fā)展歷程，設(shè)計(jì)模式在實(shí)際軟件開發(fā)中的作用。設(shè)計(jì)模式能較好的實(shí)現(xiàn)代碼復(fù)用，增加可維護(hù)性。教學(xué)重點(diǎn)：創(chuàng)建型設(shè)計(jì)模式、結(jié)構(gòu)型設(shè)計(jì)模式、行為型設(shè)計(jì)模式的內(nèi)容。教學(xué)難點(diǎn)：WRIGIITADL,圖形化體系結(jié)構(gòu)描述語言。第10章Web服務(wù)體系結(jié)構(gòu)（一）基本教學(xué)內(nèi)容10.1Web服務(wù)2Web服務(wù)模型3Web服務(wù)的核心技術(shù)面向服務(wù)軟件體系結(jié)構(gòu)Web服務(wù)的應(yīng)用實(shí)例（二）基本要求教學(xué)目的：理解Web服務(wù)體系結(jié)構(gòu)是基于三種角色（服務(wù)提供者、服務(wù)注冊(cè)中心和服務(wù)請(qǐng)求者）之間的交互，因特網(wǎng)上的任何分布式系統(tǒng)都有可能被整合到一個(gè)用戶定制的應(yīng)用程序中。教學(xué)重點(diǎn)：Web服務(wù)的創(chuàng)建、Web服務(wù)的發(fā)布、Web服務(wù)的調(diào)用。教學(xué)難點(diǎn)：面向服務(wù)軟件體系結(jié)構(gòu)，包括其特點(diǎn)及使用范圍，通過實(shí)例介紹了web服務(wù)應(yīng)用。第11章基于分布構(gòu)件的體系結(jié)構(gòu)（一）基本教學(xué)內(nèi)容EJB分布構(gòu)件框架DC0M分布構(gòu)件框架COBRA分布構(gòu)件框架（二）基本要求教學(xué)目的：理解EJB技術(shù)、EJB的規(guī)范介紹、EJB的體系結(jié)構(gòu)、COBRA基本原理的相關(guān)內(nèi)容。教學(xué)重點(diǎn)：DCOM的使用、DCOM的特點(diǎn)、DCOM的靈活配置與擴(kuò)展機(jī)制、在應(yīng)用間共享連接管理、CORBA產(chǎn)品概述。教學(xué)難點(diǎn)：DCOM的安全性設(shè)置、CORBA體系結(jié)構(gòu)、CORBA規(guī)范、CORBA為我們帶來什么。第12章軟件體系結(jié)構(gòu)評(píng)估（一）基本教學(xué)內(nèi)容12.1軟件體系結(jié)構(gòu)評(píng)估定義12.2SAAM軟件架構(gòu)分析方法12.3ATAM體系結(jié)構(gòu)權(quán)衡分析方法12.4評(píng)估方法比較（二）基本要求教學(xué)目的：理解質(zhì)量屬性、評(píng)估的必要性、基于場(chǎng)景的評(píng)估方法、SAAM的一般步驟、場(chǎng)景形成的相關(guān)內(nèi)容。教學(xué)重點(diǎn)：描述軟件體系結(jié)構(gòu)、場(chǎng)景的分類和優(yōu)先級(jí)確定、間接場(chǎng)景的單獨(dú)評(píng)估、評(píng)估場(chǎng)景交互、形成總體評(píng)估、ATAM參與人員、ATAM結(jié)果。教學(xué)難點(diǎn)：ATAM的一般過程、ATAM評(píng)估階段、場(chǎng)景的生成方式不同、風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)者商業(yè)動(dòng)機(jī)表述方式不同、軟件體系結(jié)構(gòu)的描述方式不同。第13章軟件設(shè)計(jì)的進(jìn)化（一）基本教學(xué)內(nèi)容13.1軟件進(jìn)化概述2需求進(jìn)化軟件進(jìn)化的分類軟件的進(jìn)化策略5軟件再工程13.6軟件體系結(jié)構(gòu)的進(jìn)化7重構(gòu)軟件的移植（二）基本要求教學(xué)目的：理解函數(shù)層次、類層次、構(gòu)建層次、體系結(jié)構(gòu)層次、業(yè)務(wù)過程重構(gòu)、軟件再工程的過程模型、軟件再工程中的經(jīng)濟(jì)因素的相關(guān)內(nèi)容。教學(xué)重點(diǎn)：軟件體系結(jié)構(gòu)模型、動(dòng)態(tài)軟件體系結(jié)構(gòu)、軟件體系結(jié)構(gòu)的重建。教學(xué)難點(diǎn)：重構(gòu)的目標(biāo)、如何重構(gòu)、源代碼移植、二進(jìn)制移植方法。第14章云計(jì)算和大數(shù)據(jù)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)（一）基本教學(xué)內(nèi)容云計(jì)算的背景計(jì)算服務(wù)模型計(jì)算主要平臺(tái)4大數(shù)據(jù)時(shí)代的軟件工程

14.5大數(shù)據(jù)系統(tǒng)（二）基本要求教學(xué)目的：理解云計(jì)算的定義和技術(shù)特點(diǎn)、云計(jì)算的分類、云計(jì)算與網(wǎng)格計(jì)算、云設(shè)計(jì)目標(biāo)的相關(guān)內(nèi)容。教學(xué)重點(diǎn)：基礎(chǔ)設(shè)施層laaS、平臺(tái)層PaaS、應(yīng)用程序?qū)覵aaS.教學(xué)難點(diǎn)：Eucalyptus^Nimbus、RESERVOIR、我國(guó)云計(jì)算產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、開源云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施。章節(jié)內(nèi)容理論學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)學(xué)n-4-1引言22軟件模型和描述23建模和UML24軟件設(shè)計(jì)過程25軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格26面向?qū)ο蠓椒?7面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計(jì)方法228用戶界面設(shè)計(jì)29設(shè)計(jì)模式2210Web服務(wù)體系結(jié)構(gòu)211基于分布構(gòu)件的體系結(jié)構(gòu)2212軟件體系結(jié)構(gòu)評(píng)估213軟件設(shè)計(jì)的進(jìn)化214云計(jì)算和大數(shù)據(jù)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)2203.課程各章節(jié)學(xué)時(shí)分配

04.本課程課外學(xué)習(xí)與修學(xué)指導(dǎo)《軟件設(shè)計(jì)與體