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第1章 绪论1

1.1 当前软件工程的分析1

1.1.1 软件危机的出现1

1.1.2 软件危机的成因1

1.1.3 如何克服软件危机2

1.2 什么是软件体系结构3

1.3 对软件体系结构定义的不同观点4

1.4 软件体系结构的重要性5

1.4.1 利于复杂软件的系统理解5

1.4.2 利于系统设计早期决策6

1.4.3 利于软件高层性质分析7

1.5 软件体系结构的意义7

1.5.1 对系统分析的意义7

1.5.2 对软件复用的意义8

1.5.3 对系统演化的意义9

1.5.4 在软件开发中的意义9

1.6 软件体系结构的发展历史12

1.7 应用现状及发展方向13

1.7.1 应用现状13

1.7.2 研究热点16

1.7.3 发展方向17

第2章 软件体系结构19

2.1 软件体系结构的概念19

2.1.1 软件体系结构的定义及分类19

2.1.2 软件体系结构的三要素23

2.1.3 构件的概念及特点25

2.1.4 连接件的概念及特点26

2.1.5 约束（配置）27

2.2 软件体系结构研究范畴27

2.2.1 描述语言29

2.2.2 体系结构风格30

2.2.3 风格、框架和设计模式30

2.2.4 提供特定领域的体系结构框架31

2.2.5 软件体系结构的形式化研究32

2.2.6 软件体系结构的评价方法32

2.3 软件体系结构与其他软件工程方法的关系32

2.3.1 传统软件开发方法33

2.3.2 面向对象方法33

2.3.3 软件复用33

2.4 动态体系结构研究34

2.4.1 产生的背景34

2.4.2 动态体系结构建模问题35

2.4.3 πADL动态体系结构建模方法35

2.4.4 相关研究36

2.5 体系结构精化研究36

2.5.1 体系结构精化问题37

2.5.2 πADL体系结构行为精化37

2.5.3 相关研究40

2.6 体系结构实现的研究41

2.6.1 面临的问题41

2.6.2 相关研究42

2.7 构件接口模型43

2.7.1 构件接口模型介绍43

2.7.2 体系结构领域构件的特点44

2.7.3 CBSD领域构件的特点44

2.7.4 定制端口和交互端口的分析44

2.7.5 端口和接口嵌套定义的分析45

2.8 体系结构的分析和设计方法45

2.8.1 体系结构分析方法45

2.8.2 体系结构设计方法49

第3章 软件体系结构模式51

3.1 管道-过滤器51

3.2 层次结构52

3.3 数据抽象与面向对象53

3.4 事件驱动54

3.5 仓储结构54

3.6 特定域软件体系结构55

3.7 过程控制55

3.8 C2风格56

3.9 分布式结构57

3.10 基于事件的隐式调用58

3.11 客户端／服务器结构59

3.12 正交软件体系结构60

3.13 三层C/S体系结构61

3.14 C/S与B/S混合软件体系结构62

3.15 异构的体系结构63

3.16 Actor模型64

3.17 软件体系结构风格ABSA64

3.17.1 ABSA结构64

3.17.2 ABSA组件65

3.17.3 ABSA连接器66

3.17.4 ABSA的形式化67

3.17.5 用ABSA组成的系统的描述69

3.17.6 ABSA与管道-过滤器风格的关系71

3.17.7 ABSA与分布式对象标准的关系72

3.17.8 体系结构与应用框架、设计样本的关系72

3.17.9 ABSA在Internet计算中的应用73

3.17.10 ABSA在移动代理中的应用74

3.18 软件体系结构体系76

3.18.1 软件体系结构体系的现状76

3.18.2 软件体系结构体系的分类76

3.18.3 软件体系结构体系的实例分析77

第4章 软件体系结构描述86

4.1 描述软件体系结构方法86

4.1.1 SADL87

4.1.2 Rapide87

4.1.3 C288

4.1.4 ACME88

4.1.5 JB/HMB88

4.2 体系结构描述语言89

4.2.1 Wright90

4.2.2 UniCon92

4.2.3 CHAM93

4.3 超文本标记语言97

4.3.1 XML标准97

4.3.2 XML的应用领域99

4.3.3 XML与软件体系结构描述99

4.4 UML与XML相结合描述软件体系结构100

4.5 使用视图描述软件体系结构100

4.6 描述方法比较101

4.7 三层C/S模型的由来102

4.8 三层C/S模型的基本结构103

4.9 XYZ/ADL描述框架104

4.10 XYZ/ADL的体系结构106

4.11 体系结构框图表示108

4.12 XYZ/ADL形式化文本语法及语义109

4.12.1 简单组件109

4.12.2 连接件112

4.12.3 复合组件113

4.12.4 体系结构风格115

4.12.5 一个例子117

4.13 形式化描述体系结构风格120

4.13.1 静／动态结构建模120

4.13.2 行为建模122

4.13.3 资源利用建模123

4.13.4 模型的集成123

第5章 软件体系结构建模理论124

5.1 框架125

5.1.1 框架的提出125

5.1.2 框架在软件体系结构中的作用126

5.1.3 框架搭建的难点126

5.2 模式127

5.2.1 模式的产生与发展历程127

5.2.2 模式的分类127

5.2.3 模式在软件工程中的作用128

5.3 框架与模式的关系128

5.3.1 框架和模式的区别128

5.3.2 如何利用模式构建系统框架128

5.4 自适应的软件体系结构模型129

5.4.1 SASAM130

5.4.2 SASAM体系结构风格130

5.4.3 自适应策略134

5.4.4 SASAM动态重配置137

5.4.5 SASAM动态重配置模型138

5.5 基于CCM的软件体系结构模型139

5.5.1 软件体系结构模型的组成部分139

5.5.2 模型的优点140

5.5.3 软件体系结构模型的描述语言（ADL）140

5.5.4 实例分析144

5.6 软件计算模式145

5.6.1 事件146

5.6.2 结构化计算模式146

5.6.3 对象式计算模式147

5.6.4 混合计算模式148

5.7 软件体系结构异构模式145

5.7.1 对象与结构化异构148

5.7.2 构件拓扑异构149

5.8 “4+1”视图模型149

5.8.1 逻辑视图149

5.8.2 开发视图149

5.8.3 进程视图149

5.8.4 物理视图150

5.8.5 场景150

5.9 层次结构模型150

5.9.1 基于层次的模型结构150

5.9.2 软件体系结构的层次模型153

第6章 软件体系结构设计原理155

6.1 体系结构的设计155

6.1.1 一般设计原理155

6.1.2 软件的非功能特性161

6.2 结构设计方法的元模型162

6.3 体系结构设计方法的分析163

6.3.1 工件驱动的方法163

6.3.2 用例驱动的方法165

6.3.3 领域驱动的体系结构设计方法166

6.3.4 模式驱动的方法168

6.4 设计模式170

6.4.1 创建型模式170

6.4.2 结构型模式173

6.4.3 行为型模式173

6.5 软件过程模型175

6.5.1 线性顺序模型175

6.5.2 原型实现模型175

6.5.3 RAD模型176

6.5.4 演化软件过程模型177

6.5.5 基于构件的开发模型177

6.5.6 形式化方法模型177

6.6 形式化到非形式化（半形式化）177

6.7 体系结构设计的过程178

6.8 异构软件体系结构的形式化基础180

6.9 异构软件体系结构设计原则180

6.9.1 抽象原则181

6.9.2 模块化原则181

6.9.3 信息隐蔽和局部化原则181

6.9.4 模块独立原则181

6.9.5 并行性原则182

6.9.6 可重用原则182

6.10 对象与结构化异构体系结构设计182

6.10.1 结构化方法与OO方法的联系183

6.10.2 对象与结构化异构设计过程184

6.11 构件拓扑异构结构设计185

6.11.1 结构化拓扑异构设计185

6.11.2 对象拓扑异构设计186

6.12 软件辅助设计系统187

6.13 异构体系结构设计中的重用189

6.13.1 软件重用定义、级别及代价估算189

6.13.2 软件重用策略190

6.14 实例分析191

6.14.1 实例说明191

6.14.2 图书馆管理系统的体系结构设计与分析191

第7章 用UML描述软件体系结构200

7.1 标准建模语言UML200

7.1.1 标准建模语言UML的出现200

7.1.2 标准建模语言UML的内容201

7.1.3 UML基本图符203

7.1.4 标准建模语言UML的主要特点207

7.1.5 标准建模语言UML的应用领域207

7.2 标准建模语言UML的静态建模机制208

7.3 标准建模语言UML的动态建模机制211

7.4 UML的扩展建模机制213

7.4.1 软件体系结构元素到UML元素映射规则214

7.4.2 软件体系结构在UML中的描述215

7.4.3 基于UML的软件体系结构元模型216

7.5 UML在软件体系结构建模中应用实例216

7.5.1 用UML对部件交互模式进行静态建模216

7.5.2 用UML对部件交互模式进行动态建模218

7.5.3 部件交互模式的复用220

7.6 UML的评价220

7.6.1 UML成功的因素220

7.6.2 UML的积极作用221

7.6.3 UML存在的缺点与问题222

7.6.4 从U2P提案看UML的未来228

7.7 六视图描述229

7.7.1 用六视图描述软件体系结构229

7.7.2 用UML来描述体系结构232

7.7.3 UML对软件体系结构的支持233

7.7.4 基于UML的体系结构描述方法234

7.8 多体系结构视图237

7.8.1 体系结构描述视点237

7.8.2 扩展UML元模型的基本思路238

7.8.3 逻辑视图239

7.8.4 行为视图245

7.8.5 框架视图248

7.8.6 数据视图248

7.8.7 集成视图249

7.8.8 开发视图249

7.8.9 功能视图249

7.8.10 体系结构描述特征的实现250

7.9 体系结构描述的相关标准251

第8章 需求到软件体系结构的方法253

8.1 从需求到体系结构的设计253

8.2 RTRSM的基本元素256

8.2.1 状态转换图257

8.2.2 模板258

8.2.3 规则集259

8.3 RTRSM同Statecharts的比较260

8.4 实例分析261

8.5 从RTRSM到体系结构的转换步骤263

8.5.1 描述系统的功能单元264

8.5.2 描述连接件265

8.5.3 描述软件的配置266

8.6 基于软件体系结构的软件开发方法266

8.6.1 软件体系结构的开发过程266

8.6.2 分布式对象技术266

8.6.3 体系结构与分布式对象结合开发方法267

8.7 软件体系结构求精方法269

8.7.1 行为替代的体系结构求精方法270

8.7.2 基于风格的体系结构求精方法270

8.7.3 构件体系结构求精方法271

8.7.4 形式化方法与Z语言272

8.7.5 UML和Z结合的求精方法275

8.8 一种新的软件体系结构设计方法279

8.8.1 体系结构需求和软件体系结构279

8.8.2 新的软件体系结构设计过程282

第9章 面向对象体系结构284

9.1 体系结构的标记法284

9.2 流程处理系统285

9.3 客户端／服务器系统286

9.3.1 客户端／服务器系统286

9.3.2 基于MVC的网上应用系统286

9.4 层状系统287

9.4.1 层状系统简介287

9.4.2 以服务对象分层287

9.5 三级和多级系统288

9.5.1 三级系统288

9.5.2 多级系统289

9.6 代理289

9.7 联邦和聚合体系290

9.7.1 联邦体系结构290

9.7.2 聚合体系结构291

9.8 体系结构的样式291

9.8.1 案例：自动柜员机系统软件293

9.8.2 案例：租借公司293

9.8.3 案例：共用讨论板295

9.8.4 案例：EJB的架构298

第10章 软件体系结构的质量分析304

10.1 软件质量与体系结构304

10.1.1 质量属性304

10.1.2 体系结构对软件质量的影响305

10.1.3 体系结构质量评价的目标305

10.1.4 体系结构质量评价的主要方式305

10.1.5 主要技术307

10.2 软件体系结构的构成要素309

10.2.1 体系结构应实现的技术能力310

10.2.2 体系结构应实现的非功能属性312

10.3 设计模式的体系结构质量分析313

10.3.1 结构化分解设计模式314

10.3.2 任务组织的设计模式316

10.3.3 访问控制的设计模式317

10.3.4 管理者的设计模式318

10.3.5 通信的设计模式320

10.4 体系结构模式质量分析的实证323

10.4.1 活动机器人的软件系统323

10.4.2 设计时的考虑要素323

10.4.3 过程控制环路模式324

10.4.4 分层架构模式325

10.4.5 基于事件的隐式调用模式326

10.4.6 黑板体系模式327

10.4.7 模式比较328

第11章 体系结构配置研究329

11.1 配置相关研究329

11.2 端口组装329

11.3 构件组装机制331

11.4 构件组装描述方法332

11.4.1 构件组装的图形描述332

11.4.2 构件组装的文本描述333

11.5 行为组装推导335

11.5.1 行为组装推导问题335

11.5.2 行为推导算法基础336

11.5.3 行为推导算法函数337

11.5.4 行为组装推导算法338

11.6 复合连接件的研究340

第12章 软件体系结构性能341

12.1 软件度量的基本理论341

12.2 软件质量度量的方法论342

12.3 软件体系结构质量属性342

12.4 动机343

12.5 排队理论344

12.5.1 稳定状态下的数据流345

12.5.2 排队网络348

12.6 应用排队理论的基础349

12.6.1 性能属性分析349

12.6.2 网络相似性349

12.6.3 应用排队理论分析计算机网络350

12.7 提取体系结构进程视图350

12.8 性能分析过程352

12.9 使用排队理论分析体系结构性能353

12.10 实例分析354

12.10.1 语境中的关键词系统354

12.10.2 性能分析355

第13章 软件体系结构评估方法358

13.1 体系结构折中分析方法358

13.2 场景的体系结构分析方法359

13.3 体系结构再工程方法360

13.4 可维护性预测方法360

13.5 结构评估模型方法361

13.6 软件体系结构的性能评价362

13.6.1 基于“场景”的评价方式363

13.6.2 基于度量的评价方式363

13.6.3 进一步的研究364

13.7 体系结构的评价指标体系364

13.7.1 从需求角度365

13.7.2 从开发角度366

13.7.3 从项目管理角度368

13.7.4 评价指标间的相关性368

13.8 体系结构的评价体系369

13.8.1 单个指标评价370

13.8.2 单个体系结构的整体评价377

13.8.3 多个体系结构的整体评价378

13.9 常见风格与评价379

13.10 形成风格评价矩阵384

13.10.1 评价矩阵指标集的确定384

13.10.2 建立风格的评价矩阵385

13.11 基于评价矩阵风格的选取385

13.11.1 选取方法385

13.11.2 实例试验386

第14章 Oracle体系结构389

14.1 Oracle体系结构概述389

14.2 Oracle文件390

14.2.1 数据库文件391

14.2.2 控制文件392

14.2.3 重做日志文件394

14.3 进程394

14.3.1 进程结构394

14.3.2 用户进程395

14.3.3 Oracle进程396

14.4 内存结构400

14.4.1 系统全局区400

14.4.2 程序全局区402

14.5 数据字典402

14.6 事务管理403

14.6.1 事务管理概述403

14.6.2 Oracle的事务管理403

14.6.3 事务剖析405

14.7 数据库和实例的启动和关闭406

14.7.1 数据库和实例的启动406

14.7.2 数据库和实例的关闭406

14.8 并行服务器数据库407

14.8.1 理解并行服务器的优点407

14.8.2 单实例与并行服务器数据库比较408

14.9 分布式数据库409

14.9.1 理解分布式数据库409

14.9.2 使用分布式数据库411

14.9.3 分布式数据库全局名与数据库链411

14.9.4 表快照412

14.10 Oracle 9i系统的高可用性413

第15章 网格体系结构416

15.1 网格416

15.2 网格体系结构417

15.3 开放网格服务体系结构419

15.3.1 OGSA的基本思想419

15.3.2 OGSA体系结构分析420

15.3.3 OGSI规范421

15.3.4 OGSA的安全体系结构423

15.3.5 OGSA的两大关键技术424

15.4 网格体系结构的比较425

15.5 Globus Toolkit 3体系结构分析425

15.5.1 Globus及Globus Toolkit简介425

15.5.2 Globus系统结构427

15.5.3 GT3的核心体系结构428

15.5.4 GT3核心体系结构细节429

15.5.5 GT3的高层基础服务431

15.6 GT3的安全实现437

15.6.1 基于GSI的Web Service安全437

15.6.2 传输层的GSI437

参考文献438