软件工程专题讲座现代篇

1现代篇第七章面向对象开发方法及过程1.UnifiedModelingLanguage（UML）UML简介UML静态建模机制UML动态建模机制UML应用2.RationalUnifiedProcess（RUP）27.1.1UML简介•Booch-93、Rumbaugh的OMT、Jacobson的OOSE的统一，集成了各自的优点。•1999年11月17日，OMG采纳UML1.1作为基于面向对象技术的标准建模语言。•好处：UML统一面向对象建模认识，以免用户混淆；UML已经应用到不同的建模领域，根植于UML的项目可以拓展系统的适用范围。37.1.1UML简介•UML定义包括UML语义和UML表示法。语义是基于UML的元模型。表示法是元模型的实例。•UML包括5类（9个）图形：1.用例图（UseCase）：从用户角度描述系统功能，并指明功能的操作者。2.静态图（staticdiagram），包括类图、对象图和包图。3.行为图（behaviordiagram），包括状态图和活动图。4.交互图（interactivediagram），包括顺序图和合作图。5.实现图（implementationdiagram），包括部件图和配置图。47.1.2UML静态建模机制•用于描述系统需求，并建立系统的静态模型。1.包（package）图：拆分系统一种方法。2.部件（component）图和配置（deployment）图：显示系统实现时的一些特性。3.UseCase图：actor和usecase4.类和对象图：概念层描述应用域类、说明层描述类的接口、实现层描述类的实现。57.1.3UML动态建模机制•用于描述系统的行为，并建立系统的动态模型。1.顺序（sequence）图和合作（collaboration）图：前者描述对象之间消息传递的时间顺序，后者描述相互合作对象间的交互和链接关系。2.状态（state）图：描述对象状态的变化过程。3.活动（activity）图：描述工作流和并行过程。可以针对类的操作、用例和内部对象的行为。67.1.3UML动态建模机制•动态建模UML图形的应用限制：1.只针对重要的类画状态图，状态图描述跨越多个用例的单个对象的行为。2.顺序图和合作图描述单个用例中多个对象的交互行为。适用于用例中简单行为的描述，行为复杂时将失去清晰性。3.活动图可以用于描述单个用例的复杂行为，并不严格区分对象，也可以用于描述对象操作。77.1.4UML应用•应用范围：以面向对象图的方式建立软件系统的模型，也可以描述非软件领域的系统。即：可以对任何具有静态结构和动态行为的系统进行建模。•UML适用于系统开发过程中从需求规约到测试的不同阶段：需求获取：用例图、活动图需求分析：类图、对象图和包图系统分析与设计：状态图、顺序图、合作图、活动图、部件图和配置图。测试：单元测试用类图、集成测试用部件图和合作图、确认测试用用例图等。87.2RationalUnifiedProcess•UML是一种建模语言，而不是一种方法，方法的一个重要组成部分是对过程的定义。•RUP是一种建模过程，1998年正是颁布。1.RUP的关键实践2.RUP的二维结构3.RUP的静态结构4.RUP的核心工作流97.2RationalUnifiedProcess107.2.1RUP的关键实践•迭代的开发软件：渐进和反复的过程•需求管理：用例和场景、需求跟踪•使用基于构件的体系结构•可视化软件建模：UML•验证软件质量•控制软件变更117.2.2RUP的二维结构127.2.2RUP的二维结构•Phase：Inception（初始阶段）、Elaboration（细化阶段）、Construction（构造阶段）、Transition（交付阶段）。阶段间产生里程碑（Milestone）。1.初始阶段：确定项目的边界，考虑项目的商业属性（BusinessCase），如：风险、资源、进度、规模等的估计。2.细化阶段：详细理解问题领域，建立系统体系结构基础（用例模型、域模型、技术平台），编制项目计划（用例划分、迭代周期、用例分配），淘汰项目中最高风险的元素。137.2.2RUP的二维结构3.构造阶段：通过一系列迭代过程开发构件和应用程序功能，并将其集成为产品。所有的功能被详尽的测试。迭代开发是增量式和重复进行的。4.交付阶段：将软件产品交付给用户。不能在开发新的功能，集中精力于纠错工作。产品的β版本到最终版本之间的这段时间是典型的移交阶段。147.2.3RUP的静态结构•RUP开发过程定义“谁”于“何时”“如何”做“某事”。•开发过程中的四种建模元素：角色（workers）、活动（activities）、产物（artifacts）、工作流（workflows）1.角色：定义了个人或由若干人所组成小组的行为和责任。责任既可以是完成某些活动，也可以拥有某些产物。2.活动：是角色中个体要求执行的工作单元。3.产物：是被产生的、修改的或为过程所使用的一段信息。4.工作流：是产生具有可以观察结果的活动序列。157.2.3RUP的静态结构167.2.4RUP核心工作流17现代篇第八章软件复用技术1.设计模式(DesignPattern)2.框架(Frame)3.过程模式(ProcessPattern)188.1设计模式•模式（pattern）：是用来描述做某类事情所具有的一些共性特征的技术。•设计模式：通过收集在设计中经常反复用到的构件，经过整理加工后，将其共性部分构造成一些具有一定通用性的模板，使其可被重用。如：代理设计模式。•设计模式的组成：设计模式使用的场景和解决的问题；设计模式的基本元素及其相互关系；应用设计模式后的结果和权衡。198.2框架•框架：指在一个特定的领域中的一组相互协作的类，它规定了应用系统的总体结构，定义了类的划分以及类的关键责任，定义了类间的协作，还定义了控制线程。•框架只是预先定义了上述设计参数。•框架更强调设计复用而不仅是代码复用。•示例：可用框架建立不同应用领域的图形编辑器。208.3过程模式•过程是一系列将输入转换为输出的活动组成。•过程模式：是面向对象软件开发过程中的一般技术、活动和任务的集合。•过程模式指出应该做什么，并不表明如何做。•过程模式的类型：1.PhaseProcessPattern2.StageProcessPattern3.TaskProcessPattern218.3.1TaskProcessPattern•描述执行执行一特定任务的具体步骤。228.3.2StageProcessPattern•描述项目不同生命时期内应该完成的一系列任务。该模式经常被迭代使用。238.3.3PhaseProcessPattern•描述项目阶段内不同时期过程间的交互。如：初始阶段、交付阶段。经常是线性的。2425现代篇第九章分布式部件技术1.网络计算2.基于部件的技术3.部件模型4.互操作性5.部件对象技术的发展现状6.部件对象技术的发展趋势269.1网络计算•群体生产率、系统间灵活互连、系统适应性等非功能性要求越来越突出，导致网络计算模型的出现。•网络计算使得应用软件的功能、性能、规模和复杂性提高，同时，对系统间互操作性提出较高的要求。•不同网络、不同操作平台、不同应用软件层次之间的集成在分布式处理中成为重要的问题。•应用的复杂性对软件复用要求进一步提高。279.1网络计算•分布式计算的四种形式：客户：需要服务资源的计算实体服务器：响应客户请求的资源实体对等体：可以产生和响应请求的实体过滤器：传输请求和响应并对之进行修改，经常在客户服务器系统中作为中介。289.2基于部件的技术•软件复用和集成推动了部件技术的发展。•软件部件：是指在软件系统设计中能够重复使用的建筑模块。它包装了一系列互相关联的操作和服务。•部件既可以在设计时使用或进行修改，也可以在执行二进制模块时使用或者修改。•部件技术的基本思想：创建和利用可复用的软部件来解决应用软件的开发问题。•软件部件要解决两个主要的问题：功能复用、互操作性（部件协调和通信）。299.3部件模型•部件模型由部件和容器（container）构成。•部件通过接口向外提供功能入口，接口是部件内一组功能的集合。外界通过接口引用或指针来调用部件内的功能。•容器是用来存放相关部件的，可以安排部件、实现部件间的交互。容器形式多种多样，如form、page、frame等。309.4互操作性•分布式计算实体间的异构复用必须解决互操作性问题。•互操作性：指两个或多个软件部件合作的能力。•解决互操作性的部件接口技术：标准化接口（客户部件和服务部件都变换成共同的格式）、接口桥（处理n个部件间协同工作所需的交互）。•国际上将兼容异种成分的分布式处理称为ODP，包括：存取透明、失败透明、位置透明、迁移透明、持久性透明、重定位透明、复制透明、提交透明。319.5部件对象技术的发展现状•ODP使得部件的构造不是随意的，必须研究部件的特点、部件的软件体系结构、部件间的接口方式。•部件接口标准：CILabs的OpenDoc、微软的OLE/COM。•部件对象技术：OMG的CORBA、微软的COM/DCOM/OLE/ActiveX、SUN的JavaBeans。329.6部件对象技术的发展趋势•同时存在几种部件技术。标准化接口标准CORBA和DCOM并存。•标准化接口问题得到极大重视。•其它解决部件互操作性问题的技术相继出现。如SUN的JavaBean和协议等跨平台语言直接解决互操作性问题。•互操作性不是一个固定的特征，应标志其交互能力的程度。（不同层次的互操作性）