第三章 信息系统集成专业技术知识

软件需求是一个为解决特定问题而必须由被开发或者被修改的软件展示的特性。特定的软件需求在外延上通常是来自一个组织不同层次的不同人员的需求和来自软件将要在其中运行的环境的需求的复杂组合。基本特性是可验证性。

需求分析的过程：
①检测和解决需求之间的冲突
②发现软件表姐，以及软件与其环境如何交互
③详细描述系统需求，以导出软件需求。

软件设计是"定义一个系统或组件的架构、组件、接口和其他特征的过程"，并得到这个过程的结果。
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：描述软件的结构和组织，表示各种不同的组件。
软件详细设计：详细描述各组件，使之能被构造。
软件架构是一个描述软件系统的子系统和组件，以及它们之间相互关系的学科。架构师徒定义软件的内部结构。通过视图可以从不同的角度描述软件结构，主要包括逻辑视图（满足功能需求）、过程视图（并发问题）、组件视图（实现问题）、部署视图（分布问题）
模式提供了架构设计的某些方法。模式是”给定上下文中普遍问题的普遍解决方案“，主要涉及设计模式（微观结构模式）和架构模式（宏观架构）

软件测试：软件测试是为评价和改进产品质量、识别产品的缺陷和问题而进行的活动。软件测试是针对一个程序的行为ie，在有限测试用例集合上，动态验证能否到达预期的行为，需要选取适当的测试用例。
交付后的软件失效的补救措施是由软件维护达成的。
软件测试随开发和维护过程，通常在不同的级别上进行，可以在概念上区分三个打的测试阶段：
①单元测试②集成测试③系统测试

软件维护：需要提供软件支持的全部活动，包括在交付前后的活动。交付前的活动包括：交付后运行的计划和运维计划。交付后的活动包括：软件修改、培训、帮助资料。
维护类型：
①更正性维护：交付后进行修改，更正发现问题
②适应性维护：产品交付后进行修改，以保持软件产品能在变化后或变化中的环境可以继续使用
③完善性维护：软件产品交付后进行修改，以改进性能和维护性。
④预防性维护：软件产品交付后进行修改，以防在软件产品中的潜在错误成为实际错误潜，检测和更正它们。

软件复用：是指利用已有软件的各种有关知识构造新的软件，以缩减软件开发和维护的费用。
主要思想：把软件看成是由不同功能的”组件“所组成的有机体，每个组件在设计编写时可以被设计成完成同类工作的通用工具。
面向对象的软件开发和软件复用之间的关系是相辅相成的。一方面，面向对象的方法的基本概念、原则与技术提供了实现软件复用的有利条件；另一方面，软件复用技术也对面向对象的软件提供了有利的支持。

IS014598 软件质量：软件特性的综合，软件满足规定或潜在用户需求的能力。也就是说，质量就是遵从用户需求，达到用户满意。
ISO09126 软件质量包括”内部质量“、”外部质量“和”使用质量“三部分，也就是说，软件满足规定或潜在用户需求的能力”要从软件的内部、外部和使用中的表现来衡量。
软件质量管理过程包括：质量保证过程、验证过程、确认过程、评审过程、审计过程
①软件质量保证：通过计划制定、实施和完成一组活动提供保证，这些活动保证项目生命周期中的软件产品和过程符合其规定的需求。
②验证与确认：使用能够定位缺陷并与以后改正的测试技术直接处理软件产品的质量问题。
③审计与评审过程包括：管理评审、技术评审、检查走查、审计等。管理评审的目的是监控进展，决定计划和进度的状态，确认需求及其系统分配。技术评审的目的是评价软件产品；检查的目的是检测和识别软件产品异常；审计是正式组织的活动，识别违例情况，并产生一个报告，采取更正性行动。
④

软件开发工具是用于辅助软件生命周期过程的基于计算机的工具。

启动和范围定义

软件项目计划

软件项目实施

评审和审计

关闭

软件工程度量

对象：对象是由数据及其操作所组成的封装体，是系统中用来描述客观事物的一个封装，是构成系统的基本单位，采用计算机语言描述，对象是由一组属性和这组属性进行操作的一组服务构成。
三个基本要素：对象标识、对象状态、对象行为。

类：类是现实世界中实体的形式化描述，类将该实体的数据和函数封装在一起。类的数据也叫属性、状态或特征，它表现类静态的一面。类的函数也叫功能、操作、服务，表现为类动态的一面。

类和对象的关系：对象是类的实际例子。如果将对象比作房子，那么类就是房子的设计图纸。
①每一个对象都是某一个类的实例。
②每一个类在某一时刻都有零或更多实例。
③类是静态，它们的存在、语义和关系在程序执行前就已经定义好了，对象是动态的。它们在程序执行时可以被创建和删除。
④类是生成对象的模板

抽象：抽象是通过特特定的实例抽取共同特征以后形成概念的过程。它强调主要特征，忽略次要特征。一个对象是现实世界中一个实体的抽象，一个类是一组对象的抽象。

封装：是将相关的概念组成一个单元，然后通过一个名词来引用它。面向对象封装是将数据和基于数据的操作封装成一个整体对象，对数据的访问或修改只能通过对象对外的接口进行。

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（attributes）和能力（operations），继承可以分为单继承和多继承，单继承是子类从一个父类继承，多继承中的子类可以从多个父类继承。Java是单继承，而C++允许多继承。

多态：多态性是一种方法，这种方法使得在多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。

接口：所谓接口就是说对操作规范的说明。接口知识说明操作应该做什么（What），但是没有定义操作应该做什么（How）。接口可以理解成为类的一个特例，它只规定实现此接口的操作方法，而把真正的实现细节由实现该接口的类去实现。
接口在面向对象和设计过程起到了至关重要的桥梁作用，系统分析员通常先把有待实现的功能封装并定义成接口，而后期程序员依据此接口进行编码实现。

消息：是对象间交互的手段。

组件：组件是软件系统可替换的、物理的组成部分，它封装了实现体（实现某个职能）并提供了一组接口的实现方法。可以认为组件是一个封装的代码模块或者大粒度的运行模块，也可以将组件理解为具有一定功能、能够独立工作或同其他组件组合起来的协同工作的对象。
对组件的要求：应该按照可复用的要求进行设计、实现、打包、编写文档。组件应该是内聚的，并具有相当稳定的公开的接口。

模式：模式是一条由三部分组成的规则，它表示了以个特定的环境、一个问题和一个解决方案之间的关系。每个模式描述了一个不断重复发生的问题，以及该问题的解决方案。这样就能一次又一次的使用该方案而不必做重复劳动。

复用：软件复用是指将已有软件及其有效成分用于构建新的软件或系统。组件技术是软件实现复用的关件。

统一建模语言 UML

RUP全程为统一软件开发过程。它提供了在开发组织中分派任务和责任的纪律化方法。它的目标是在可预见的日程和预算的前提下，确保满最终用户需求的高质量产品。

RUP提高了团队的生产力，对于所有关键开发活动，它为每个团队成员提供了使用准则、模板、工具指导来进行范文的知识基础。而通过对相同知识基础的理解，无论是进行需求分析、设计、测试项目或者配置管理，均能确保全体成员共享相同的知识、过程和开发软件的视图。
RUP 能对大部分开发过程提供自动化的工具支持。它们被用来创建和维护软件开发
过程（可视化建模、编程、测试等）的各种各样的产物——特别是模型。

6个基本最佳实践经验：
①迭代式开发
②需求管理
③使用以组件为中心的软件架构
④可视化软件建模
⑤验证软件质量
⑥控制软件变更

RUP将周期划分为四个连续阶段：即初始连续阶段、细化阶段、构造阶段、交付阶段。

概念

面向对象的分析模型

面向对象的分析方法

面向对象系统设计

将软件系统划分成多个模块，明确各个模块之间的相互作用，组合起来实现系统的全部特性，就是系统的架构。通常将一些经过实践证明的、可重复使用的软件架构设计策略总结成架构模式
①软件架构是一个程序或者系统的构件的结构、构件间的关系以及控制构件设计演化 的原则和方针。
②一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。
③在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。结构问题包括总体组织结构和全局控制结构、通信、同步和数据访问的协议、设计元素的功能分配、物理分布、设计元素的组成、可扩展性与性能、备选设计的选择等。
④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。

软件架构模式描述了某一特定的应用领域中系统的组织方式，它放映了领域中众多系统所共有的结构和语义特性，描述了如何将各个模块和子系统有效组织成一个完整的系统。

1.管道、过滤器模式

面向对象模式

事件驱动模式

分层模式

知识库模式

客户机/服务器模式

软件架构设计是动态的，设计的初期并不能完全记录下来，这与建筑设计不同，由于架构设计伴随着整个项目的进行，因此整个过程一定要把握架构设计的目标。

对于目前广泛使用分布式应用，其软件架构需要考虑如下问题：
①关系数据库与对象数据库的选择问题：应尽量采用关系型数据库。关系型数据库本身已较为成熟，并且有很好的第三方厂商工具的知识。对象数据库没有关系数据库系统成熟，设计出的系统可移植性差。
②用户界面选择使用HTML，HTML界面的开发和维护比起图形界面应用程序更容易，此外，HTML使用的HTTP协议可以穿越防火墙，解决Internet应用中的一个重要问题。
③灵活性和性能的考虑：开发系统前，需要权衡独立于厂商抽象定义所提供的灵活性和特定厂商产品带来的性能。
④技术的选择：选择成熟的技术可以规避项目风险，掌握技术不仅需要理解技术以及怎么运用，还需要理解技术的适用范围和局限性。
⑤聘请经验丰富的软件架构设计师，可以有效的保证项目的成功。

概念

特点

分类

传统数据库技术以单一的数据资源数据库为中心，进行事务处理、批处理、决策分析等各种数据处理工作，
主要由操作型处理和分析型处理两类。
操作型处理也称为事务处理，指的是对联机数据库的日常操作，通常时对数据库的查修和修改，主要为企业的特定应用服务，强调处理的响应时间，数据的安全性和完整性等。
分析型处理则用于管理人员的决策分析，经常要访问大量的历史数据。传统数据库系统主要强调的是优化企业的日常事务处理工作，难以实现对数据分析处理要求，无法满足多样化需求，因此操作型处理和分析型处理的分离成为必然。

数据仓库（Data Warehouse）是一个面向主题的、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。①数据仓库用于决策支持，面向分析型数据处理。②数据仓库是对多个异构数据源的有效集成。集成后按主题重组，且存在放在数据仓库的数据一般不再修改。

与操作数据库相比，数据仓库的主要特点如下:
①面向主题：操作型数据库的数据面向事务处理，各个业务系统之间各自分离，而数据仓库中的数据按主题进行组织，主题指的是用户使用数据仓库进行决策时关心的某些方面，一个主题通常与多个操作型系统相关。
②集成：面向事务处理的操作型数据库通常与某些特定的应用相关，数据库之间相互独立，并且往往时异构的。而数据仓库中的数据是在对原有分散的数据库数据抽取、清理的基础上经过系统加工、汇总和整理得到的，消除了源数据中的不一致性，保证数据仓库内的信息是整个企业的一致性的全局信息。
③相对稳定:操作型数据库中的数据通常是实时更新的，数据根据需要即使发生变化。而数据仓库的数据主要供企业分析之用，所涉及的数据操作主要是数据查询，只是少量的修改和删除操作，通常只需要定期加载、刷新。
④反映历史变化：操作型数据库主要关心当前某一个时间段内的数据，而数据仓库的数据通常包含历史信息，可以对企业的发展历程和未来趋势做出定量分析和预测。

数据仓库的建设：是以现有企业业务系统和大量业务数据的积累为基础的。数据仓库系统的结构通常包含4各层次
①数据源是数据仓库系统的基础，通常包括企业内部和外部信息。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数据的存储与管理是整个数据仓库的核心。数据仓库的组织管理方式决定了其对外部数据的表现形式。需要根据数据仓库的特点决定所采用的产品和技术。数据仓库按照数据的覆盖范围分为企业级数据仓库和部门及数据仓库（通常称为数据集市）两个。
③OLAP服务器对分析需要的数据进行有效集成。按照多维模型组织，以便进行多角度、多层次的分析，并发现趋势。具体实现可以分为ROLAP、MOLAP和HOLAP。ROLAP的基本数据和聚合数据均存在放在关系数据库中。MOLAP的基本数据和聚合数据均存放在多维数据库中；HOLAP的基本数据存放在关系数据库中。聚合数据存放在多维数据库中。
④前端工具主要包括各种报表工具、查询工具、数据分析工具、数据挖掘工具以及各种基于数据仓库或数据集市的应用开发工具。其中数据分析工具主要针对OLAP服务器，报表工具、数据挖掘工具主要针对数据仓库。

Web服务（Web Service）定义了一种松散的、粗粒度的分布计算模式，使用标准的HTTPS协议传送XML表示封装的内容。Web服务的典型技术包括：用于传递信息的简单对象访问协议（Simple Object Access Protocol，SOAP）用于描述服务的Web服务描述言语（Web Services Description Language，WSDL）、用于Web服务的注册的同意描述、发现及集成（Universal Description Discovery and Integration，UDDI）用于数据交互的XML。

Web服务的主要目标是跨平台的操作性，适用使用Web Services的情况如下：
①跨防火墙②应用程序集成③B2B集成④软件充裕
在某些情况下，Web服务也可能会降低应用程序的性能。不适用：
①单机应用程序：只与运行在本地机器上的其他程序进行通信的桌面应用程序。
②局域网上的同构应用程序：使用同一种语言开发的在相同平台的同一个局域网
中运行的应用程序直接通过TCP 等协议调用，会更有效。

Java 2 Platform Enterprise Edition

.NET 架构

J2EE 与.NET 都可以用来设计、开发企业级应用。J2EE 平台是业界标准，有超过50
家厂商实现了这些标准（工具、应用服务器等）。.NET 是微软自己的产品系列，而非业
界标准。这使二者在实现技术及应用等各方面均有很多不同之处。

工作流 Workflow就是工作流程的计算模型，即将工作流程中的工作如何前后组织在一起的逻辑和规则在计算机中以恰当的模型进行表示并对其实施计算。
工作流主要解决：为实现某个业务目标，在多个参与者之间，利用计算机，按某种预定规则自动传递文档、信息或者任务。
工作流管理系统（Workflow Management System,WFMS）的主要功能是通过计算机技术支持去定义、执行和管理工作流，协调工作流执行过程中工作之间以及群体成员之间的信息交互。工作流需要依靠工作流管理来实现。

构件技术就是利用某种编程手段，将一些人们所关心的，但又不便于让最终用户直接去操作的细节进行了封装，同时对各种业务逻辑规则进行了实现，用于处理用户的内部操作细节。这个封装体就被称为构件。为了完成某一规则的封装，可以用任何支持构件的编写的工具来完成，而最终完成的构件则与语言本身已经没有任何关系，甚至可以实现跨平台。对于我们而言，它就是实现了某些功能的、有输入和输出接口的黑匣子。

COM/DCOM/COM+

CORBA

EJB

约定好的通信方式，即协议。

ARPAnet,从军事科研领域到社会生活的方方面面
困扰：安全性

按范围

按拓扑结构

主要工作

OSI网络管理标准中网络管理的五大功能

种类

网络交换技术发展经历的四阶段

网络存储模式

概念

接入方式

综合布线

机房工程

网络规划原则

设计实施原则