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第一篇 基础篇：软件体系结构的理论第1章 绪论3

1.1　软件体系结构的概念演化4

1.1.1　软件体系结构的定义5

1.1.2　软件体系结构的理论基础9

1.2　软件体系结构形式化方法概述11

1.2.1 基于CHAM的体系结构形式规约12

1.2.2　基于Z语言的体系结构形式规约12

1.2.3　基于一阶逻辑的体系结构形式规约12

1.2.4　基于图论的体系结构形式规约13

1.2.5 目前形式化方法存在的问题13

1.3　软件体系结构描述语言概述13

1.4　软件质量与质量模型16

思考题18

第2章　软件建模的基础19

2.1　一个简单例子19

2.2　面向对象特性21

2.2.1 封装性21

2.2.2　继承性23

2.2.3　多态性24

2.3　接口25

2.4 设计原则26

2.4.1　SRP单一职责原则27

2.4.2　OCP开闭原则28

2.4.3　LSP里氏替换原则29

2.4.4　ISP接口分离原则30

2.4.5　DIP依赖倒置原则30

2.5　UML2的各种图32

2.6　需求建模：用例34

2.6.1　一个用例图例子34

2.6.2　用例与参与者34

2.6.3　用例图35

2.6.4　用例间关系36

2.6.5　用例对需求建模38

2.7　基本结构建模39

2.7.1　一个类图例子39

2.7.2　性质40

2.7.3　对象图44

2.7.4　操作46

2.7.5　接口50

2.7.6　关系53

2.7.7　关系建模67

2.7.8　类图68

2.8　高级结构建模69

2.8.1　公共扩展机制69

2.8.2　包和包图72

2.8.3　复合结构74

2.8.4　模板77

2.9　Kruchten 4+1模型描述软件体系结构81

2.9.1　逻辑视图：面向对象的分解82

2.9.2　过程视图：过程分解83

2.9.3　开发视图：子系统分解85

2.9.4　物理视图：从软件到硬件的映射86

2.9.5　场景视图：汇总88

2.9.6　视图间的交流89

2.9.7　模型的迭代过程和软件文档91

思考题92

第3章　软件体系结构的形式化94

3.1　软件的生命周期95

3.2　基于抽象代数的形式化方法99

3.2.1　构件100

3.2.2　连接件102

3.2.3　软件体系结构102

3.2.4　软件体系结构关系103

3.2.5　软件体系结构范式104

3.3　基于粒度计算的形式化方法106

3.3.1　软件体系结构演化108

3.3.2　属性合成和跟踪110

3.3.3　软件体系结构多视图表达及集成111

3.3.4　软件体系结构风格和软件体系结构风格发现112

3.4 基于π演算的形式化方法113

3.4.1　π演算基本语法114

3.4.2　π演算约简关系115

3.4.3　π演算迁移关系116

3.5 动态软件体系结构的形式化描述：化学抽象机118

3.5.1　化学抽象机模型118

3.5.2　软件体系结构描述118

思考题121

第4章　软件体系结构的风格122

4.1　管道和过滤器风格123

4.2　仓库风格和黑板风格126

4.3　事件驱动风格128

4.4　客户机-分配器-服务器风格132

4.5　分层系统风格133

4.6　解释器136

4.7　面向服务的体系结构136

4.7.1 面向服务体系结构中的组成元素138

4.7.2　面向服务体系结构的设计原则141

4.8　过程控制环路模式143

思考题144

第5章　体系结构描述语言146

5.1 典型ADL146

5.1.1 C2概述146

5.1.2 Darwin与Wright概述151

5.1.3　ACME概述152

5.1.4　UniCon概述159

5.1.5　Aesop概述161

5.1.6　Rapide概述162

5.1.7　MetaH163

5.1.8　SADL概述163

5.2 πADL的概述167

5.2.1 πADL体系结构描述框架168

5.2.2　πADL体系结构风格描述方法171

5.3 πADL体系结构行为规约172

思考题173

第6章　软件质量建模方法178

6.1　软件质量建模与分析181

6.1.1　风险分析的基本概念181

6.1.2　风险分析的基本方法182

6.1.3　图形化建模语言184

6.2　实证分析：软件体系结构的质量190

6.2.1　地面智能机器人的软件系统190

6.2.2　解决方案1：过程控制环路模式191

6.2.3　解决方案2：分层架构模式192

6.2.4　解决方案3：基于事件驱动的隐式调用模式193

6.2.5　解决方案4：黑板体系模式195

6.2.6　解决方案比较196

思考题196

第7章　设计模式197

7.1　设计模式概述197

7.2　设计模式的分类197

7.3　创建型的设计模式199

7.3.1　Factory200

7.3.2 Prototype201

7.3.3　Builder202

7.3.4　Singleton204

7.3.5　Adapter205

思考题207

第8章 战场环境中自适应服务的软件组合框架210

8.1　服务的描述与特征210

8.1.1　服务模型211

8.1.2　服务事务处理211

8.2 TSCF服务组合框架212

8.2.1 TSCF框架212

8.2.2 服务代理设计215

8.2.3　服务组合协调216

8.3　服务调度流程控制的应用实现223

8.4　小结224

思考题225

第二篇 软件复用与构件库的设计229

第9章　构件库研究现状229

9.1　问题的提出229

9.2　构件库研究现状229

第10章　软件复用概述231

10.1　软件复用的定义及复用驱动的软件过程231

10.1.1　软件复用的定义及软件复用的实体231

10.1.2　复用驱动的软件过程232

10.2　软件复用的研究现状233

10.3　软件复用的分类234

10.3.1　按构件的透明程度进行分类234

10.3.2　按构件粒度进行分类234

10.4　软件复用关键因素234

10.4.1　软件构件技术234

10.4.2　领域工程235

10.4.3　软件工厂235

10.4.4　软件再工程236

10.4.5　软件过程237

10.4.6　开放系统237

10.4.7　CASE技术238

10.4.8　非技术因素238

第11章　构件技术239

11.1　构件的特点240

11.1.1　构件的特点241

11.1.2　构件的分类241

11.2　软件构件技术规范242

11.2.1 Microsoft的COM/DCOM/COM+242

11.2.2　OMG的CCM244

11.2.3 SUN的EJB246

11.3　构件描述模型247

11.3.1　3C模型248

11.3.2　REBOOT模型248

11.3.3　青鸟构件模型248

11.4　构件获取249

11.5　构件管理250

11.6　构件复用254

11.7　运用体系结构进行构件组装259

11.7.1　青鸟系统的构件组装方案260

11.7.2　基于软件体系结构的构件组装260

第12章　Web构件库实现262

12.1 Web开发简述262

12.2 Web构件库总体结构264

12.3 Web应用的构件模型265

12.4　构件库的具体实现268

12.4.1　用户管理模块268

12.4.2　构件入库模块269

12.4.3　构件浏览模块271

12.4.4　构件检索模块272

12.4.5　构件组装模块273

第三篇　软件规模的度量277

第13章　软件规模度量研究现状277

13.1　软件过程管理277

13.2　软件规模度量277

第14章　FPA方法281

14.1 数据功能点（Data Function Point）281

14.2 事务功能点（Transaction Function Point）283

14.3 调整系数（Value Adjustment Factor）287

14.4　怎样计算功能点291

第15章　FPA方法的实际应用及其不足292

15.1　实例项目简介292

15.2　招标管理模块293

15.3　预算管理模块297

15.4　开发管理模块301

15.5　调整系数以及调整功能点的计算305

15.6　传统FPA方法的不足306

15.6.1　关于几个复杂性对照表，以及功能点换算表306

15.6.2　关于一般系统特性（GSC）307

15.6.3　关于涉及算法复杂度较高的画面的评估307

第16章　FPA方法的改进308

16.1　对传统FPA方法的功能点计算矩阵的改进308

16.1.1　传统FPA方法的功能点计算矩阵308

16.1.2 函数逼近问题，二元函数插值309

16.1.3　利用二元函数插值对功能点计算矩阵进行改进310

16.2　对一般系统特性GSC的改进310

16.3　对有较高算法复杂度画面的分析所存在的问题的改进311

16.4　针对B/S结构下Web站点开发类型的项目的改进311

16.4.1 关于DET、RET311

16.4.2 关于ILF、EIF、FTR312

16.4.3　关于数据功能点和事务功能点换算表的改进312

第17章 改进后FPA方法的应用及实例试验315

17.1　招标管理模块315

17.1.1 改进后评标情况详细画面功能点计算315

17.1.2　改进后招标管理模块功能点计算316

17.2　预算管理模块316

17.2.1　改进后数据功能点计算画面功能点计算316

17.2.2　改进后预算管理模块功能点计算317

17.3　开发管理模块317

17.3.1　改进后项目组管理画面功能点计算317

17.3.2　改进后开发管理模块功能点计算318

17.4　改进前后对比318

17.5　对比结论319

第四篇　软件的性能抗衰323

第18章　软件的性能问题与抗衰技术323

18.1　软件性能衰退326

18.2　性能保持与恢复技术326

18.2.1　性能恢复技术327

18.2.2　软件抗衰技术327

第19章　新型软件抗衰策略329

19.1 国内外研究现状329

19.1.1　基于时间的软件抗衰策略329

19.1.2　基于检测的软件抗衰策略330

19.1.3　基于时间与负载的软件抗衰策略331

19.2　基于特定失效概率的软件抗衰策略332

19.2.1 基于特定失效概率确定重启间隔332

19.2.2　基于特定失效概率的停机时间与成本分析333

19.3　基于时间与检测的软件抗衰策略334

19.3.1　基于时间与检测的软件抗衰策略概述334

19.3.2　策略的停机时间与抗衰成本分析334

19.3.3　3种策略的抗衰成本比较335

19.3.4　案例分析336

第20章　细粒度软件抗衰策略研究338

20.1　国内外研究现状338

20.1.1　异常检测算法338

20.1.2　软件抗衰策略的实施粒度339

20.2　计算系统的衰退规律分析339

20.2.1　基于Haar小波变换的数据平滑339

20.2.2　性能衰退的检测指标340

20.2.3　性能衰退规律评价341

20.2.4　概率分布函数的确定341

20.3　细粒度软件抗衰策略343

20.3.1　抗衰粒度的确定343

20.3.2　建立重启链343

20.3.3　各级对象间的嵌套重启关系344

第21章　细粒度重启技术研究347

21.1　国内外研究现状347

21.2　重启相关性分析348

21.2.1 软件体系结构与模块间的耦合性348

21.2.2　重启相关性的分类和性质349

21.2.3　重启相关度与重启相关性判定350

21.3　重启群与重启树的构建352

21.3.1　重启群353

21.3.2　重启树的构建353

21.3.3　重启的实施355

21.4　小结358

第22章　细粒度软件抗衰策略模型研究359

22.1 国内外研究现状359

22.2　单次抗衰过程的Petri网描述360

22.3　细粒度软件抗衰策略的自动机描述362

22.3.1　有限状态自动机定义362

22.3.2　TMSRP的自动机描述362

22.3.3　DMSRP的自动机描述367

22.4　细粒度软件抗衰策略的实施过程模型369

附录A　缩略词及中英文词汇对照372

附录B　软件体系结构支持工具375

参考文献378