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1、第1章 信息化基础1、信息、能源、材料构成国民经济和社会发展的三大战略资源。2、香侬布朗的信息概念：信息是能够用来消除不确定性的东西。H（X）=H（P1，P2.Pi）=P(Xi)logP（Xi），其中P为概率。当P(Xi)=1时，H(X)=Log1 即H（X）秒为信源的信息熵。信息量与信息熵是相反的，信息量I（X）=-H（X）=-P（Xi）logP(Xi)其中对于log而言：以2底单位为bit，以e为底单位为Nat，以10为底单位为Det。3、信息化：充分利用信息技术，开发信息资源，促进信息交流和知识共享，提高经济增长质量，推动经济社会发展转型的历史进程。国家信息体系六要素：l 信息技术应用：
2、是信息化体系的龙头，是国家信息化建设的主阵地，集中体现国家信息建设的需求和效益。l 信息资源：其开发和利用是国家信息化的核心任务，是国家信息建设取得实效的关键，也是我们信息化的薄弱环节。l 信息网络：是信息资源开发利用和信息技术应用的基础，是信息传输、交换和共享的必要手段。信息网络分为电信网、广播电视网和计算机网。l 信息技术和产业：是我国信息建设的基础。l 信息化人才：是国家信息化成功之本。l 信息化法规政策和标准：规范和协调信息化体系统各要素之间的关系，是国家信息化建设的根本保障。4、电子政务：指政庥机构在其管理和服务职能中运用现代信息技术，实现政府组织结构和工作流程的重组优化，超越时间、
3、空间和部门分隔的制约，建成一个精简、高效、廉洁、公平的政府动作模式。电子政务的“三网一库：三网指：政务内网：实现办公自动化、管理信息化、决策科学化；政务外网：与社会各界实现信息共享与服务、加强群众监督、提高办事效率、促进政务公开。政务专网：用于政务秘密级信息的传输、交换和处理。“一库”：信息资源库电子政务内容：G2G：政府间的电子政务（Government to Government）G2B：政府对企业的电子政务 (Government to Business)G2E：政府对公务员的电子政务 （Government to Employee）G2C：政府对公民的电子政务 (Government
4、to Citizen)电子政务的指导原则：（1）统一规划，加强领导（2）需求主导，突出重点（3）整合资源，拉动产业（4）统一标准，保障安全十二金：金宏、金财、金保、金农、金盾、金审、金卡、金税、金质、金关、金水和金旅。四库：（1）人口 （2）法人单位 （3）空间地理与自然资源 （4）宏观经济5、企业信息化：是国民经济信息化的基础。在企业作业层、管理层和决策层的各层面上，科学计算、过程控制、事务处理、经营管理的各个领域，引进和使用现代化信息技术，全面改革体制和机制，从而大幅度提高企业工作效率、市场竞争能力和经济效益。企业了走工业化和现代化并举之路。（1）企业信息结构： 产品（服务层） 作业层 管
5、理层 决策层BPR：Business Process Reenginering：业务流程再造。信息技术的发展，从根本上改变了组织收集、处理、利用信息的方式，从而导致组织形式的巨大变革，推动业务流程再造及至组织结构重构。原来的塔型结构被精良、敏捷、具有创新扁平化“动态网络”结构所取代，使信息沟通畅通、及时，使市场和周围的信息同决策层的反馈更为迅速，提高企业对市场的快速反应能力。（2）企业资源计划（ERP：Enterprise Resource Planning）l MRP(Materials Requirement Planning):物料需求计划，根据主生产计划、物料清单、库存信息，制定相关物
6、资的需求时间表，从而即时采购所需物资，降低库存。借助计算机技术和管理软件进行物料需求量的计算，提高业务效率。（20世纪60年代）缺点：没有考虑企业的生产能力和采购有关的约束，缺乏根据计划实施情况的反馈信息对计划进行调整的功能。l 闭环MRP：（20世纪70年代）：除了编制资源需求计划外，还要编制能力需求计划（CRP：Capacity Requirement Planning），并将生产能力需求计划、车间作业计划和采购作业计划与物料需求计划一起纳入MRP，并且在计划执行中根据反馈信息平衡和调整计划，使得生产的各个方面得到协调统一。其目标是满足客户和市场的需求。能力需求计划的运算过程就是物料需求计
7、划定单换算成能力需求数据，生成能力需求报表。l MRPII（Manufacturing Resource Planning，20世纪80年代）：区别MRP，采用MRPII。其基本思想就是把企业作为一个有机整体，从整体最优的角度出发，通过运用科学方法对企业各种制造资源和产、供、销、财各个环节进行有效组织、管理和控制，从而使各部充分发挥作用。整 体协调发展。特点：（1）计划的一致性和可行性（2）管理的系统性（3）数据共享性（4）动态应变性（5）模拟预见性（6）物流、资金流的统一l ERP（20世纪90年代）：在MRP中引入质量管理、设备管理、财务管理和人力资源管理。以财务会计为中心，用来识别和规划
8、企业资源，对采购、生产、成本、库存、销售、运输、财务和人力资源等进行规划和优化，达到最佳资源组合，使企业利润最大化。特点：（1）统一的集成系统（2）面向业务流程的系统（3）模块化可配置（4）开放的系统（3）客户关系统管理CRM三个要素：客户、关系和管理。一种客户为中心的商业策略，不是传统以产品或市场为中心第一以信息技术为手段，第二注重提高客户满意度的同时，帮助企业获取利润能力作为指标，第三CRM实施要求企业对其业务功能进行重新设计，并对BPR进行重组，将业务中心转移到客户，同时针对不同的客户群体有重点地采用不同的策略。CRM基本功能：自动化销售、自动化服务和自动化营销数据挖掘的对象：关系数据库
9、、数据仓库、事务数据库、新型的高级数据库。数据挖掘的任务：描述、分类和预测。（描述：是数据挖掘的一般特性，包括特征化和区分。特征化是用一种格式化的方法描述目标类数据的一般特征或特性，其输入一般为图表（如饼图、条图、曲线等）区分是将目标对象的一般特征与一个或多个对比类的一般特征相比较，其输出与特征化的输出类似。）（分类：所有的样本都有属性和类标号，首先从已有的样本集合中抽取一部分作为训练样本集合，然后用这些样本训练出一个模型，再用这个模型去预测新的数据的类标号，还可以另外引入一个测试样本集合来测试训练出的模型的准确性，分类方法有分类规则、判定树、数学公式和网络神经预测通常去预测一个未知的数值，而
10、不是某种类标号，预测针对连续值、分类是针对离散值，常用的预测法有：线性回归、非线性回归、最小二乘法和网络神经）数据挖掘在CRM中作用：辅助销售人员展开推销。增加客户在生命周期的价值。（4）供应链管理（SCM：Supply Chain Management）关于核心企业：对信息流、资金流和物流进行调度。关于战略伙伴关系：关于增值链：物料在供应链过程中会增加价值，给企业带来收益。供应链特征：交叉性动态性存在核心企业复杂性面向用户供应链分类：根据供应链管理的对象分类：企业供应链：单个公司提出多个产品的供应链管理，这里单个公司通常为核心企业；产品供应链：是指与某一特定产品或项目相关的供应链，由特定产品
11、的客户需求拉动的，对整个产品供应链动作的全过程的系统管理；基于供应链契约的供应链：针对职能成员间的合作进行管理，通过契约关系来协调买方与卖方的利益。根据网状结构分类：V型供应链（石油、化工、造纸和纺织）、A型供应链（航空、汽车和重工业）和T型供应链基于产品供应链设计步骤：市场需求分析和竞争环境分析-企业现状总结分析-提出供应链设计项目并进行论证-根据供应链设计策略提出设计目标-供应链构成分析-供应链设计的技术可行性分析-设计供应链-检验供应链。敏捷供应链体系：通过CORBA、WEB和Agent技术来解决异构平台之间合作问题。基于中介代理封装可以兼容不同的Legacy系统，通过封装将lagacy
12、系统构成标准功能和接口的代理软件。通信代理与安全代理负责不同软件代理之间的通信和信息交换以基本功能体为核心，借助各种工具进行系统配置，实现系统快速动态可重构性、快速适应性和敏捷性。（5）电子商务：B2B：企业间的电子商务B2C：企业与消费者电子商务C2C：消费者间的电子商务G2B：政府与企业的电子商务电子商务保障体系：法律法规体系标准规范体系安全认证体系信息体系在线支付体系现代物流体系技术装备体系服务体系运行监控体系（6）商业智能（BI）：将现有的数据转化为知识，帮助组织做出明智的业务经营决策。为了将数据转化为知识，需要利用数据仓库、联机分析处理OLAP和数据挖掘技术商业智能由数据仓库、联机分
13、析处理、数据挖掘、数据备份和恢复组成。BI解决方案：从组织不同的系统中提取有用的数据并进行清理，确保数据的正确性，然后通过抽取（extraction）、转换（transformation）和装载（load），即ETL过程，合并到一个组织级的数据仓库里，在此基础上利用合适的查询和分析工具、数据控掘工具、OLAP工具等对其进行分析和处理变成辅助决策的知识，最后将知识呈现给管理者，为管理提供决策支持。BI功能：数据仓库、数据ETL、数据统计输出（报表）和分析功能。BI三个层次：数据报表、多维数据分析和数据挖掘OLAP的基本的多维分析操作有：钻取、切片和切块、旋转、Drill across、Drill
14、 Through等。钻取：改变维的层次，变换分析的粒度，包括向上钻取roll up和向下钻取roll down，roll up是在某一维上将低层的细节数据概括到高层次的汇总数据，或减少维数；roll down从汇总数据深入到细节数据进行观察或增加新维。切片和切块：在一部分维上选定值后，关心度量数据在剩余维上的分布，剩余的维只有两个则是切片，如果有三个则是切块。旋转：改换维的方向，即在表格中重新安排维的放置（如行列转换）ROLAP：基本数据和聚合数据均存放在关系数据库中；ROLAP将多维数据库的多维结构划分为两类表：一类是事实表，用来存储数据和维关键字；另一类是维表，即对每个维至少使用一个表来存
15、放维的层次、成员类别等维的描述信息。维表与事实表通过主关键字和外关键字联系在一起形成“星型模式”，对于层次复杂的维，为了避免冗余数据占用过大的存储空间，可以使用多个表来描述，这种“星型模式”扩展成“雪花模式”。MOLAP：基本数据和聚合数据均放在多维数据库中；HOLAP：基本数据放在关系数据中，聚合数据放在多维数据库中。BI工具：BO、COGNOS、BRIO和KCOM，其中KCOM为国内工具。第2章 信息系统服务管理一、信息系统服务存在的问题1、系统质量不能满足要求2、工程进度拖后3、项目资金使用不合理或严重超支4、项目文档不健全或严重缺失5、实施过程业务需求一变再变6、实施过程常出现扯皮推诿
16、现象7、系统存安全漏洞和隐患8、重硬件轻软件、重开发轻应用、重建设轻使用二、造成信息系统服务存在问题的原因1、不具备能力的单位搅乱系统集成市场2、建设单位在选择承建单位和业务需求分析方面有误3、信息系统集成企业自身建设有待加强4、缺乏相应的机制和制度三、信息系统服务管理的内容计算机信息系统集成单位资质管理信息系统项目经理资格管理信息系统工程监理单位资质管理信息系统工程监理人员资格管理四、计算机信息系统集成资质是指从事计算机信息系统集成的综合能力，包括技术水平、管理水平、服务水平、质量保障能力、技术装备、系统建设质量、人员构成与素质、经营业绩、资产状况等。计算机信息系统集成资质从高到低分为一、二
17、、三、四级。五、监理资质：分为甲、乙、丙三级三方一法：建设方、承建方、监理方、信息系统管理方法四控三管理一协调：四控：信息系统工程质量控制；信息系统工程进度控制；信息系统工程投资控制；信息系统工程变更控制；三管：合同管理、信息管理和安全管理；一协调：实施过程中协调有关单位人员间的工作关系。六、信息系统集成资质按照评审和审批分离的原则1、评审：信息产业部授权的资质评审机构可以受理一、二、三、四级资质的评审；省市信息产建单位部门授权的资质评审机构可以受理三、四级资质评审；未设评审机构的可委托信息产业部授权的或其他省市授权的评审机构评审。2、审批：一、二级由省市信息产建单位部门初审，报信息产业部审批
18、；三、四级由省市信息产建单位部门审批，报信息产业部备案。七、信息系统工程：指信息化工程建设中的信息网络系统、信息资源系统和信息应用系统的新建、升级、改造工程。八、ITIL与ITSMITIL是有关IT服务管理流程的最佳实践，20世纪80年代由英国商务部提出。ITSM是一种以流程为导向，以客户为中心的方法(ITSM是以服务为中心的IT管理)，实施IT服务管理根本目标：l 以客户为中心提供IT服务l 提供高质量、低成本的服务l 提供的服务是可准确计价的ITSM的基本原理为“二次转换”，第一次是“梳理”，第二次是“打包”梳理：将技术管理工作梳理为流程，流程是IT服务提供方内部使用打包：将流程打包成IT
19、服务，提供给客户。总之：第一次转换将技术管理转化成流程管理，第二次转换将流程管理转化为服务管理IT服务管理的十大流程和一个职能：（影响IT服务因素-人、技术和流程）服务台、服务支持与服务交付（提供）服务提供：服务级别管理、能力管理、可用性管理、连续性管理、财务管理服务支持：事件管理、配置管理、问题管理、变更管理、发布管理IT服务管理的价值：（1）商业价值 （2）财务价值 （3）内部价值和创新价值 （4）员工利益九、信息系统审计主要从信息系统的可用性、保密性和完整性三个方面进行审计COBIT包含34个信息技术过程控制，并归集为四个控制域：IT规划和组织（Planning and Organiza
20、tion）、系统获得和实施（Acquisition and Implementation）、交付与支持（Delivery and Support）以及信息系统运行性能监控（Monitoring）。信息系统审计的组成：（1）信息系统管理、规划和组织 （2）信息系统技术基础设施与操作实务 （3）资产的保护 （4）灾难恢复与业务技术计划 （5）应用系统开发、获得、实施与维护 （6）业务流程评价与风险管理基于风险方法审计步骤：（1）编制组织使用的信息系统清单并对其分类 （2）决定哪些系统影响关键功能和资产 （3）评估哪些风险影响这些系统及对商业动作的冲击 （4）在上述评估的基础上对系统分级，决定审计优
21、先值、资源、进度和频率。第3章 信息系统集成专业技术知识一、信息系统集成的特点：1、以满足用户需求为根本出发点 2、不简单是设备选择和供应，更是高技术含量的工程过程，要面向用户提供全面解决方案，其核心是软件 3、最终交付的是一个完整系统而不是分立的产品 4、是综合性的系统工程，包括技术、管理和商务工作，技术是系统集成的核心、管理和商务是系统集成项目实施的保障 信息系统集成分为设备集系统集成和应用系统集成，设备系统集成可分为智能建筑系统集成、计算机系统集成和安防系统集成。二、信息系统的生命周期：立项、开发、运维和消亡4个阶段。立项阶段：一是概念形成，根据用户单位业务发展和经管的需要，提出建设信息
22、系统的初步构想；二是需求分析过程，对信息系统的需求进行深入调研和分析，形成需求规范说明书，经评审、批准后立项。开发阶段：总体规划阶段、系统分析阶段、系统设计阶段、系统实施阶段和系统验收阶段。运维阶段：系统长时间的有效运行是检验系统质量的试金石。4种类型的维护：（1）排错性（更正性）维护，更正系统发现的错误（错误的时间点在过去）；（2）适应性维护：系统适应运行环境所做的维护 （3）完善性维护：性能、功能方面的维护 （4）预防性维护：防止未来发生错误进行维护（错误的时间点在未来）。三、信息系统开发方法主要有：结构化方法、原型法和面向对象方法1、结构化方法：（应用最广泛）把系统分成若干阶段，然后一步
23、一步进行，前阶段是后一阶段的工作依据，每个阶段又划分详细的工作步骤，顺序作业；每个阶段和主要步骤有明确详尽的文档编制要求，各阶段和各步骤向下转移是通过建立各自的软件文档和对关键阶段、步骤进行审核和控制实现的。优点：（1）遵循用户至上原则 （2）严格区分工作阶段，每阶段有明确的任务和成果 （3）强调系统开发过程的整体性和全局性 （4）系统开发过程工程化，文档资料标准化缺点：（1）开发周期长 （2）文档、设计说明繁琐，工作效率低 （3）要求开发之初全面认识系统的信息需求，充分预料各种可能发生的变化，但并不现实 （4）若用户参与系统开发的积极性没有充分调动，易造成系统交接过程的不平稳，系统运行和维护
24、难度加大。2、原型法：（适用需求不明确的情况）不要求一定要对系统做全面、详细的调查、分析，而是本着开发人员对用户需求的初步理解，快速开发一个原型系统，然后反复修改来实现用户的最终系统需求。特点：（1）实际可行 （2）具有最终系统特征 （3）构造方便、快速，造价低对用户的需求是动态响应、逐步纳入，系统分析、设计和实现是随着对一个工作模型不断修改的过程来实现的，相互间无明显的界限，也无明确分工。分类：抛弃型原型和进化型原型3、面向对象方法：问题域和求解域。主要有分析、设计和实现三个阶段。四、软件工程软件危机：使软件成本日益增加长、开发进度难以控制、软件质量无法保证、软件维护困难。软件危机原因：（1
25、）软件规模越来越大、复杂度越来越高 （2）用户需求不十分明确 （3）缺乏软件开发方法学和工具方面的支持。软件工程：利用软件开发方法、工具、管理等进行软件的开发、管理和维护。软件设计由两个处于软件需求和软件构造之间的活动组成。软件架构设计（高层设计）：描述软件的结构和组织，标识各种不同的组件。软件详细设计：详细描述各个组件，使之能被构造。五、软件复用：利用已有软件的各种知识构造新的软件，以缩减软件开发和维护的费用，是提高软件生产力和质量的一种重要技术。软件复用按抽象程度的高低可分为：代码复用、设计复用、分析复用、测试信息复用。六、软件质量管理过程：质量保证过程、验证过程、确认过程、评审过程、审计
26、过程评审与审计过程包括：管理评审、技术评审、检查、走查、审计。管理评审：目的是监控进展，决定计划和进度状态，确认需求及其系统分配或评价用于达到目标适应性的管理方法的有效性技术评审：目的是评价软件产品，以确定其对使用的适合性，目标是识别规划说明和标准的差异，并向管理提供证据，以表明产品是否满足规范说明并遵从标准，而且可以控制变更。检查：目的是检测和识别软件产品异常，发现任何异常都要记录到文档并提交。走查：目的是评价软件产品，可以用于培训软件产品的听众，主要目标是：发现异常、改进软件产品、考虑其他实现、评价是否遵从标准和规范说明。软件审计：目的是提供软件产品和过程对于可应用的规则、标准、指南、计划
27、和流程的遵从性的独立评价。七、软件配置管理：（1）软件配置管理过程的管理和计划 （2）软件配置标识 （3）软件配置控制 （4）软件配置状态记录 （5）软件配置审计 （6）软件发布管理与交付。八、软件开发工具：（1）软件需求工具（2）软件设计工具（3）软件构造工具（4）软件测试工具（5）软件维护工具（6）软件配置管理工具（7）软件工程管理工具（8）软件工程过程工具（9）软件质量工具软件过程管理：（1）启动和范围定义（2）软件项目计划（3）软件项目实施（4）评审和评价（5）关闭（6）软件工程度量。九、面向对象系统分析与设计1、基本概念：（1）对象：由数据及操作所构成的封装体，是构成系统的基本单元。
28、对象包含三个基本要素：对象标识（区别）、对象状态（特征）和对象行为（操作）（2）类：现实世界中实体的形式化描述，将实体的数据与函数封装在一起。（3）类和对象关系：u 每个对象都是某个类的实例u 每个类在某个时刻拥有零个或多个实例u 类是静态的，它的存在、语义和关系在程序执行前就已定义好，对象是动态的，它在程序执行时可以被创建或删除u 类是生成对象的模板（4）抽象：通过特定的实例抽取共同特征皮后形成概念的过程，强调主要特征，忽略次要特征。一个对象是现实世界一个实体的抽象，一个类是一组对象的抽象。（5）封装：将相关概念组成一个单元，通过一个名称引用它。面向对象的封装是将数据和基于数据的操作封装成一
29、个整体对象，对数据的访问或修改只能通过对象对外提供的接口进行。（6）继承：表示类之间的层次关系，这种关系使得某类对象可以继承另外一类对象的特征和能力，分为单继承和多继承，单继承是子类只从属一个父类，多继承中的子类可以从属于多个父类继承，Jave是单继承语言，C+是多继承语言。（7）多类:多态性是一种方法，这种方法使得在多个类中可以定义同一个操作或属性名，并在每个类中可以有不同的实现。多态性使得一个属性或变量在不同的时期可以表示不同类的对象。(8)接口：对操作规范的说明。接口只说明操作应该做什么，但没有定操作如何做。（9）消息：是对象间交互手段（10）组件：是软件系统可替换的、物理的组成部分，它
30、封装了实现体（实现某个职能），并提供一组接口的实现方法。（11）模式：表示了一个特定环境、一个问题和一个解决方案之间的关系。（12）复用：将已有的软件及其有效成分用于构造新的软件或系统。组件技术是复用实现的关键。2、可视化建模与统一建模语言（1）UML（Unified Modeling Language）：是一个通用的可视化建模语言，是面向对象分析和设计的一种标准化表示，适用于各种软件开发方法、软件生命周期的各个阶段、各用应用领域以及各种开发工具，UML标准并没有定义一种标准开发过程，但比较适用于迭代式的开发过程。UML描述了系统的静态结构和动态行为，静态结构定义了系统中重要对象的属性、服务和
31、对象间的关系，动态行为定义了对象的时间特性和对象为完成目标而相互进行通信的机制。（2）UML的特征：l 不是一种可视化的程序设计语言，而是一种可视化建模语言l 是一种建模语言规范说明，是面向对象分析与设计的标准表示l 不是过程和方法，但允许任何一种过程和方法使用它l 简单并且可扩展，便于扩展，无需对核心概念进行修改l 为面向对象的设计与开发中涌现出的高级概念提供支持，强调软件开发中，对架构、框架、模式和组件的重用l 与最好的软件工程实践经验集成在UML最上一层，视图被划分成三个视图域：结构、动态行为和模型管理结构描述了系统中的结构成员及其相互关系，结构视图包括静态视图、用例视图和实现视图动态行
32、为描述系统随时间变化的行为，从静态视图中抽取的瞬间值的变化来描述。动态行为视图包括：状态机视图、活动视图和交互视图。UML种图：用例图类图对象图构件图部署图状态图序列图协作图活动图（3）使用面向对象技术进行软件开发最佳实践-RUPl RUP是软件工程的过程。提供了在开发组织中分派任务和责任的纪律化方法。目标是在可预见的日程和预算的前提下，确保满足最终用户需求的高质量产品。l 开发和维护的过程产品。l 提高了团队生产力l RUP能对大部分开发过程提供自动化的工具支持l RUP是可配置的过程l 软件开发过程的最佳实践RUP的个基本实践经验：迭代式开发需求管理使用以组件为中心的软件架构可视化软件建模
33、验证软件控制软件变更RUP生命周期的个阶段：初始、细化、构造和交付（每个阶段结束于里程碑-关键时间点，在此时间点上关键目标必须被达到）4、面向对象的分析（1）面向对象的分析模型l 用例模型：由若干个用例图组成。用例描述了用户和系统之间的交互，其重点是系统能为用户做什么。用例模型描述全部的系统功能行为。l 类-对象模型：描述系统所涉及的全部类以及对象。每个类和对象通过属性、操作和调研者进行进一步描述。l 对象-关系模型：描述对象之间的静态关系，同时定义了系统中所有重要的消息路径，也可具体化到对象的属性、操作和协作者，包括类图、对象图l 对象-行为模型：描述系统的动态行为，包括状态图、顺序图、协作
34、图和活动图。（2）面向对象的分析步骤发现角色/参与者发现用例建立用例模型进行领域分析建立对象-关系模型建立对象-行为模型建立功能模型5、面向对象系统设计对分析阶段给出的问题域模型，用面向对象方法设计出软件基础架构（概要设计）和完整类结构（详细设计），以实现业务功能。（1）用例设计利用交互改进用例实现 调整对设计类的操作需求 调整对系统和（或）它们的接口的操作需求 调整对封装体的操作需求用例设计通常使用交互（特别是序列图）来说明系统的行为，当系统或子系统的行为主要通过同步消息传递来说明时，序列图非常有用。事件驱动系统中，异步消息传递利用状态机和协作图进行说明。（2）类设计确保类可为用例实现提供必
35、需的行为 确保提供充足的信息来明确无误地实施类 处理和类有关的非功能性需求 包含用于类的设计机制（3）子系统设计用所包含类的协作来定义于系统接口中指定的行为 记录于系统的内部结构 定义子系统接口和包含类之间的实现关系 确定对其他子系统的依赖关系十、软件架构l 将软件系统划分成多个模块，明确各模块之间的互相作用，组合起来实现系统的全部特性，就是系统的架构。l 软件架构为软件系统提供了一个结构、行为和属性的高级抽象，并由构成系统的元素描述及元素的相互作用、元素集成的模式以及这些模式的约束组成。l 软件架构不仅确定了系统的组织结构和拓朴结构，还显示了系统需求和构成系统的各元素之间的对应关系，提供了一
36、些设计决策的基本原则l 软件架构是一个程序或系统的构件的结构、关系以及控制构件设计演化的原则和方针l 一个系统的软件架构由一组构件、构件间的连接件、构件和连接件的配置以及如何结合在一起的约束限制的描述组成。l 在计算的算法和数据结构之外，设计并确定系统整体结构成了新的问题。l 软件架构所关心的是软件构件及软件构件间的组织结构、约束和关系，是对系统的组成、系统结构及系统如何工作的较为宏观的描述。（1）典型架构软件架构设计的一个核心问题是能否使用重复的架构模式，即能否达到架构级的复用。管道/过滤器模式：优点：l 提现了各功能模块的“黑盒”特性及高内聚、低耦合的特点。l 可以将整个系统的输入/输出行
37、为看成是多个过滤器行为的简单合成。l 支持软件功能模块的重用。l 便于系统维护：新的过滤器可以添加到现有的系统中来，旧的可以由改进的过滤器替换。l 支持某些特定的分析，如吞吐量计算、死锁检测等。l 支持并行操作，每个过滤器可以作为一个单独的任务完成。缺点：l 通常导致系统处理过程的成批操作l 需要设计者协调两个相对独立但又存在关系的数据流l 可能需要每个过滤器自己完成数据解析和合成工作（如加密和解密），从而导致系统性能下降，并增加了过滤器具体实现的复杂性。面向对象模式：优点：l 高度模块化l 封装功能实现数据隐藏l 继承性提供了一种实现代码共享的手段l 提供了系统的灵活性，便于维护及扩充缺点：
38、对象之间的调用需要调用对象的标识，如果对象标识发生变，就必须通知所有调用该对象的对象。事件驱动模式：不是直接调用过程，而是触发一个或多个事件。系统中的其他构件可以注册相关的事件，触发一个事件时，系统会自动调用注册了该事件的构件过程，即触发事件会导致另一个构件中过程的调用。使用事件驱动模式的典型系统包括各种使用图形界面的工具。特点：l 支持软件重用，容易实现并发处理l 具有良好的可扩展性，通过注册可引入新的构件，而不影响现有构件l 可以简化客户代码缺点：l 构件削弱了自身对系统的控制能力。一个构件触发事件时，并不能确定响应该事件其他构件及各构件的执行顺序l 不能很好地解决数据交换问题l 使系统中
39、各构件的逻辑关系变得更加复杂分层模式：优点：l 有助于把复杂的问题按功能分解，使整体设计更为清新。l 支持系统设计的逐级抽象。l 具有较好的可扩展性。l 支持复用 缺点：l 并不是每个系统都可以很容易的划分出层次来；同时各层功能的划分也没有一个统一的、正确的抽象方法。l 层次的个数过多，系统性能可能会下降。知识库模式：两种不同的构件：中央数据结构构件：说明当前状态；独立构件：在中央数据存储上执行，两种构件间的相互作用是系统中的主要问题两中不同的策略：如果输入流触发进程执行的选择，则为基于传统数据库型的知识库模式；如果中央数据结构的当前状态触发进程执行的选择，则为基于黑板系统的知识库模式。黑板系
40、统主要由知识源、黑板数据结构和控制三部分组成。客户机/服务器模式（C/S）：基于资源不对等来实现共享，将应用一分为二，服务器（后台）运行数据管理系统，负责数据管理，提供数据库的查询和管理；客户机（前台）完成与用户的交互的任务。具有强大的数据操作和事务处理能力。特点：l 客户机与服务器分离，允许网络分布操作；二者开发也可分开同时进行l 一个服务器可以服务于多个客户机缺点：l 客户机与服务器的通讯依赖于网络，可能成为整个系统的瓶颈；客户机的负荷过重，难以管理大量的客户机，系统的性能受到很大影响l 如果服务器及其界面定义有改变，则客户机也要做相应改变l 二层C/S模式采用单一服务器且以局域网为中心，
41、难以扩展至广域网或Internetl 数据安全性不好，客户端直接访问服务器的数据库，使数据库的安全性受到威胁C/S模式适用地分布式系统，得到广泛应用。为了解决C/S模式中客户端的问题，发展形成了浏览器/服务器（B/S）模式；解决服务器端问题，发展形成三层（多层）C/S模式，即多层应用架构。（2）软件架构设计方法总体目标：最大化复用复杂问题管理化灵活的扩展性模式与系统架构相同点：都是处理抽象概念间的关系 不同点：模式与领域无关，解决某些抽象问题；而系统架构与领域相关，通过对问题领域的分析、分解，找到与解决问题相匹配的模式，把各种模式结合在一起构建整个系统架构。软件架构设计考虑问题：l 关系数据库
42、与对象数据库的选择：应尽量采用关系数据，其自身比较成熟l 用户界面选择使用HTML：HTML界面的开发和维护比其他图形界面应用程序更容易，而可以穿越防火墙。l 灵活性和性能l 技术的选择l 聘请经验丰富的架构设计师（3）软件中间件：位硬件、操作系统等平台和应用之间的通用服务，具有标准的接口和协议。不同的硬件及操作系统平台，可以有符合接口和协议规范的多种实现。中间件是一种独立的系统软件或服务程序，可以帮助分布式应用软件在不同的技术之间共享资源，它位于客户机/服务器的操作系统之上，管理计算机资源和网络通信。l 数据库访问中间件：如Windows平台的ODBC和Java平台的JDBCl 远程过程调用
43、中间件：l 面向消息中间件：典型的产品如IBM MQseriesl 分布式对象中间件：典型产品有OMG的CORBA、SUN的RMI/EJB、Microsoft的DCOM等l 事务中间件：也称事务处理监控器TPM，事务处理监控程序位于客户和服务器之间，完成事务管理与协调、负载平衡、失效恢复等任务。以提高系统的整体性能。十一、典型应用集成技术1、数据库与数据仓库技术数据库主要有操作型和分析型两类：操作型主要是对数据库记录的查询和修改，强调处理的响应时间、数据安全性和完整性；分析型用于管理人员决策，访问大量的历史数据。数据仓库：面向主题的、集成的、相对稳定的、反映历史变化的数据集合，用于支持管理决策
44、。首先数据仓库用于决策支持，面向分析型数据处理；其次数据仓库是对多个异构数据源（包括历史数据）的有效集成，集成后按主题重组，且放在数据仓库中数据一般不再修改。主题是用户使用数据仓库进行决策时所关心的某些方面，一个主题通常与多个操作型系统相关。数据仓库通常包括企业内部信息和外部信息：内部信息包括存放于数据库中的各种业务处理数据和各类文档数据；外部信息包括各类法律法规、市场信息和竞争对手的信息等。2、WEB Services技术Web Services定义了一种松散的、粗粒度的分布计算模式，使用HTTP（S）协议传送XML表示及封装内容。用于传递信息的简单对象访问协议（Simple Object
45、Access Protocol，SOAP）用于描述服务的WEB服务描述语言（Web Services Description Language,WSDL）用于Web服务的注册的统一描述、发现及集成（Universal Description Discovery and Integration,UDDI）用于数据交换的XMLWeb Services适用情况：（1）穿越防火墙 （2）应用程序集成 （3）B2B集成 （4）软件重用不适用情况：（1）单机应用程序 （2）局域网上同构应用程序3、J2EE架构与.NET架构（1）J2EE技术规范由4个部分组成：J2EE平台：运行J2EE应用的环境标准，由一
46、组J2EE规范组成。 J2EE应用编程模型：用于开发多层瘦客户应用程序的标准设计模型，则Sun公司提供蓝图 J2EE兼容测试套件：用来检测产品是否同J2EE平台兼容 J2EE参考实现：与平台规范同时提供的、实现J2EE平台基本功能的J2EE服务器运行环境。J2EE应用服务器运行环境包括构件（Component）、容器（Container）及服务（Services）三部分。构件表示应用逻辑的代码；容器是构件的运行环境；服务则是应用服务器提供的各种功能接口，可以同系统资源进行交互。JNDI:Java命名和目录服务，提供了统一、无缝的标准化名字服务Servlet：Java Servlet是运行在服务
47、器上的一个小程序，用于提供以构件为基础、独立于平台的Web应用。JSP:Java Servlet的一种扩展，使创建静态模板和动态内容相结合的HTML和XML页面更加容易EJB：实现应用中关键的业务逻辑，创建基于构件的企业级应用程序。EJB在应用服务器的EJB容器内运行，由容器提供所有基本的中间层服务，如事务管理、安全、远程客户连接、生命周期管理和数据库连接缓冲等。JCA:J2EE连接器架构，提供一种连接不同企业信息平台的标准接口JDBC:Java数据库连接技术，提供访问数据库的标准接口JMS:Java消息服务，提供企业级消息服务的标准接口JTA:Java事务编程接口中，提供分布事务的高有管理规范JavaMa
