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《软件设计与体系结构》教学大纲中文名称软件设计与体系结构英文名称Software Designand Architecture开课学院计算机科学学院总学时40学分2先修课程语言程序设计、面向对象程序设计、软件工程概论C
一、课程的性质、目的与任务“软件设计与体系结构”课程是为软件工程专业开设的必修课，也是计算机科学与技术软件开发方向课程本课程运用工程的思想、原理、技术、工具，来对软件设计以及软件体系结构的相关思想、理论与方法进行系统介绍，包括软件模型和描述、软件体系结构建模和、软件设计过程、UML软件体系结构风格、面向对象的软件设计方法、面向数据流的软件设计方法、用户界面设计、设计模式、服务体系结构、基于分布构件的体系结构、软件体系结构评估、软件设计的进Web化、云计算的体系结构等内容本课程的具体任务包括让学生建立构建软件系统架构一般方法的感性认识，理解并掌握软件系统架构分析、体
1.系结构建模与架构设计的相关理论知识，培养学生软件架构设计的基本能力，能从内部模块规划设计、系统层次结构的构建开始，了解构建系统结构的一般技术和方法在构建软件系统的过程中，理解软件系统构建的一些关键问题，学习应对不同需求的系
2.统对策和设计实现技术，使学生初步具备一定的系统架构分析与设计能力，同时，深入理解各种典型框架技术及原理，并初步具备运用模式设计思想开展软件详细设计的能力一方面，让学生理解并掌握软件体系结构的重要概念、术语和系统化方法，建立软件
3.架构设计的理念，了解当前流行的框架技术，并理解其原理另一方面，以加深知识理解和培养初步架构设计能力为目的，并在项目开发中加以实践；在实践环节中重点培养运用典型框架进行项目构建的能力和使用设计模式进行细化设计的能力
二、课程教学基本要求及基本内容第章引言1
（一）基本教学内容软件
1.1软件工程
1.2软件设计
1.3软件体系结构
1.4
（二）基本要求教学目的理解软件的本质、软件神话、软件工程，了解软件过程和软件工程实践的相关内容，了解网络环境带来的各类问题教学重点软件工程中的设计、设计过程和设计质量、软件设计原则教学难点什么是软件体系结构、软件体系结构的内容、设计阶段的软件体系结构第章软件模型和描述2（-）基本教学内容什么是软件模型
2.1软件模型的发展脉络
2.2软件模型解析
2.3深入认识软件模型
2.4体系结构描述语言
2.5
（二）基本要求教学目的理解功能模型、对象模型、组件模型的基本概念，了解配置型组件模型、服务模型、抽象模型的功能教学重点软件体系结构的描述、软件体系结构的设计教学难点几种典型的比较、描述体系结构行为ADL第章建模和3UML（-）基本教学内容软件体系结构建模概述
3.1基于软件体系结构的开发
3.2概述
3.3UML面向对象的基本概念
3.4中的结构建模
3.5UML中的行为建模
3.6UML
（二）基本要求教学目的理解的发展历程，了解的特点和用途、的建模机制，以及面向UML UMLUML对象方法的优势教学重点类图、对象图、构件图、部署图、用例图、顺序图、通信图、交互概览图的内容教学难点时序图、状态图、活动图第章软件设计过程4
（一）基本教学内容软件设计基础
4.1软件体系结构设计
4.2高可信软件设计
4.3软件设计规格说明
4.4软件设计评审
4.5
（二）基本要求教学目的理解可信软件的特点、容错设计的相关内容教学重点软件失效模式和影响分析、软件故障树分析的内容教学难点形式化方法、净室方法的方法和工具第章软件体系结构风格5
（一）基本教学内容软件体系结构风格概述
5.1基本风格解析
5.2案例分析
5.3客户/服务器风格
5.4三层客户/服务器结构风格
5.5浏览器/服务器风格
5.6与混合结构风格
5.7C/S B/S正交软件体系结构风格
5.8异构结构风格
5.9
（二）基本要求教学目的理解管道-过滤器、三层结构的基本概念，了解数据抽象和面向对象风格、C/S基于事件的隐式调用风格、分层系统风格、仓库风格和黑板风格、模型•视图-控制器（）MVC风格、解释器风格、风格的相关内容C2教学重点正交软件体系结构的概念、优点、实例，以及构件模型、构件接口、消息总线、构件静态结构、构件动态行为、运行时刻的系统进化、使用异构结构的原因、异构体系结构的实例、异构组合匹配问题教学难点案例上下文关键字；案例仪器软件；实例某石油管理局劳动管理信息系1,2,统案第章面向对象方法6（-）基本教学内容面向对象方法概述
6.1面向对象的分析与设计
6.2基于的图书管理系统
6.3UML
（二）基本要求教学目的了解面向对象系统开发过程、面向对象分析、面向对象设计教学重点用例分析与设计、静态建模、系统的设计、对象设计、部署模型设计的内容教学难点问题域子系统、人机交互子系统、控制驱动子系统、数据管理子系统以及构件部署的设计方法以“图书管理系统”为例，介绍基于的软件分析与设计过程UML第章面向数据流的设计方法7（-）基本教学内容数据流图与数据字典
7.1实体关系图
7.2状态迁移图
7.3案例说明教材购销系统
7.4面向数据流的需求分析方法
7.5面向数据流的设计方法
7.6（―）基本要求教学目的理解数据流图、数据字典、数据流图的建立、数据字典的建立教学重点自顶向下逐层分解、描述方式、步骤教学难点变换分析、事务分析、启发式设计策略、设计优化第章用户界面设计8（-）基本教学内容人性因素
8.1主要途径
8.2用户界面分析
8.3用户界面设计
8.4用户界面原型
8.5界面设计的评估
8.6用户界面和用户体验
8.7
（二）基本要求教学目的了解分析用户类型、运用黄金规则、用户分析、任务分析和建模、内容展示分析、工作环境分析的相关内容教学重点设计过程、界面对象、动作和布局的定义、用户界面设计需考虑的问题、用户界面原型涉及方面的内容教学难点实施用户界面原型、获得有关用户界面原型的反馈、如何展示原型第章设计模式9
（一）基本教学内容什么是设计模式
9.1设计模式的主要作用
9.2常用设计模式解析
9.3深入认识设计模式
9.4
（二）基本要求教学目的设计模式的发展历程，设计模式在实际软件开发中的作用设计模式能较好的实现代码复用，增加可维护性教学重点创建型设计模式、结构型设计模式、行为型设计模式的内容教学难点＞图形化体系结构描述语言WRIGHTADL第章服务体系结构10Web
（一）基本教学内容月艮务
10.1Web服务模型
10.2Web服务的核心技术
10.3Web面向服务软件体系结构
10.4服务的应用实例
10.5Web
（二）基本要求教学目的理解服务体系结构是基于三种角色（服务提供者、服务注册中心和服务Web请求者）之间的交互，因特网上的任何分布式系统都有可能被整合到一个用户定制的应用程序中教学重点服务的创建、服务的发布、服务的调用Web WebWeb教学难点面向服务软件体系结构，包括其特点及使用范围，通过实例介绍了服务web应用第章基于分布构件的体系结构11
（一）基本教学内容分布构件框架
11.1EJB分布构件框架
11.2DCOM分布构件框架
11.3COBRA
（二）基本要求教学目的理解技术、的规范介绍、的体系结构、基本原理的相关内EJB EJBEJB COBRA容教学重点的使用、的特点、的灵活配置与扩展机制、在应用间共享DCOM DCOMDCOM连接管理、产品概述CORBA教学难点的安全性设置、体系结构、规范、为我们带来什DCOM CORBA CORBACORBA么第章软件体系结构评估12（-）基本教学内容
12.1软件体系结构评估定义
12.2软件架构分析方法SAAM
12.3体系结构权衡分析方法ATAM
12.4评估方法比较
（二）基本要求教学目的理解质量属性、评估的必要性、基于场景的评估方法、的一般步骤、场SAAM景形成的相关内容教学重点描述软件体系结构、场景的分类和优先级确定、间接场景的单独评估、评估场景交互、形成总体评估、参与人员、结果ATAM ATAM教学难点的一般过程、评估阶段、场景的生成方式不同、风险承担者商业ATAM ATAM动机表述方式不同、软件体系结构的描述方式不同
12.5软件设计的进化（-）基本教学内容软件进化概述
13.1需求进化
13.2软件进化的分类
13.3软件的进化策略
13.4软件再工程
13.5软件体系结构的进化
13.6重构
13.7软件移植
13.8
（二）基本要求教学目的理解函数层次、类层次、构件层次、体系结构层次、业务过程重构、软件再工程的过程模型、软件再工程中的经济因素的相关内容教学重点软件体系结构模型、动态软件体系结构、软件体系结构的重建教学难点重构的目标、如何重构、源代码移植、二进制移植方法第章云计算和大数据系统体系结构14
（一）基本教学内容云计算的背景
14.1云计算服务模型
14.2云计算主要平台
14.3大数据时代的软件工程
14.4大数据系统
14.5
（二）基本要求教学目的理解云计算的定义和技术特点、云计算的分类、云计算与网格计算、云设计目标的相关内容教学重点基础设施区、平台层、应用程序层、谷歌应用引擎（）亚马laaS PaaSSaaS GAE逊的弹性计算云、的蓝云系统、微软的IBM310Azure教学难点、我国云计算产业的发展、开源云计算基础设Eucalyptus NimbusRESERVOIR施
三、课程各章节学时分配章节内容理论学时实验学时引言12软件模型和描述22建模和3UML24软件设计过程2软件体系结构风格52面向对象方法64面向数据流的设计方法722用户界面设计82设计模式922服务体系结构10Web2基于分布构件的体系结构1142软件体系结构评估122软件设计的进化132云计算和大数据系统体系结构1422合计40
四、本课程课外学习与修学指导“软件设计与体系结构”课程是软件技术专业的核心课程，也为学生专业实践就业提供主要的技能支撑该课程覆盖面较广，且具有很强的实践性，所以要学好本课程，必须做到理论与实践紧密结合，才能达到较好的学习效果要求学生多参阅相关书籍，多以实际项目的形式做练习，多上机实验了解工程项目中软件项目分析和设计的实施过程，将理论与实践紧密联系在一起
五、教材及主要参考书目秦航，软件设计与体系结构（第版）微课视频版，清华大学出版社29787302564294,。
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