信息系统集成典型技术

软件开发集成技术

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讲师介绍:

耕若

传息产业4Mt落机传息系疣集感项目按理

专家委员会委员

中被好算机藉制中芯专职徘师

比京市海淀区学陇南路55号中被大屋B及5层H00081；

Http://

Tel/p>

Email:liufang@

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项目经理资质认证考试

•分值：考核75%+论文25%

科目题量分数

系统集成项目管理基础6060

系统集成典型技术及最新发展1020

法律法规510

项目经理职业道德规范及资质管理办法510

--注意：考试须携带本人身份证

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课程内容

•第一章软件集成开发原则

■第二章面向对象技术

•第三章软件架构

■第四章中间件技术

•第五章组件技术

•弟八早企业应用集成

•第七章常用软件工具

柳芳COJSLcn信急系统案成氮剪技术

第^章

软件集成开发原则

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一、系统集成的原则

•系统集成应遵循的原则

-开放性和标准化原则

-实用性和先进性原则

-可靠性和安全性原则

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开放性和标准化原则

•采用的标准、技术、结构、系统组件、用户

接口等必须遵从开放性和标准化的要求。

•开放性：

-跨平台、跨操作系统、协议、数据库

•标准化：

-行业标准

-国家标准

-国际标准

-技术标准：XML、SOAP、UDDL软件开发标准,

硬件标准

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实用性和先进性原则

・实用有效是最主要的设计目标

-设计结果满足需求是关键，切实有效

是基本要求

・设计上确保设计思想先进

-具有前瞻性、体系结构先进、运行平

台和协议及标准先进、开发管理工具

先进

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可靠性和安全性原则

•系统设计的基本出发点

-稳定、可靠、安全地运作

•可靠性技术指标度量：

-MTBF（平均无故障时间）

-MTBR（平均无故障率）

-MTTF（平均故障恢复时间）

•重要的信息系统应采用容错设计，支持故障检

测和恢复。安全措施有效可信，能够在多个层

次上实现安全控制

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灵活性和可扩展性原则

•系统集成配置灵活，提供备用和可选方案

•能够在规模和性能两个方面进行扩展，使其性

能大幅度提升，以适应应用和技术发展的需要。

-水平扩展

-垂直扩展

-系统充分考虑在结构、容量、通信能力、产品升级、

处理能力、数据库、软件开发等方面具备良好的可

扩展性和灵活性

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二、应用系统的评估

•可管理性：

-保证运行强健的系统管理能力，管理内容包括应用

服务器、操作系统进程和线程、数据库连接以及网

络会话等

・性能：

-满足性能目标的快速执行能力

•可扩充性：

-随着负荷的增加，保证服务质量的能力

•可测试性：

-验证预期结果是否满足的能力

挪芳comon信急系统案成氮剪技术

•可靠性：

-提供坚固的系统运行环境、强大的故障恢复、

系统重新启动及恢复、数据可靠传输等能力。

•可扩展性：

-方便、经济地修改或添加新功能的能力。提

供动态部署能力，涉及交易方式、应用程序

配置、对象服务嵌入等。

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­数据一致性：

-交易完整性保证

•应用安全性：

-最终用户身份认证、节点连接的安全认证、应用程序

的安全认证、管理界面的访问权限控制、数据加密/

解密功能、安全事件报警。

-电子商务/电子政务的发展焦点：有效阻止黑客入侵、

防止信息灾难事故、简化网络应用等；进行身份认证、

身份鉴别、数字签名防止抵赖和篡改、交易数据的加

密解密等。

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•可用性：

-保证服务/资源长期可访问的能力，经常与

性能度量联系在一起

•容量(Capacity):

-每个时间单元能够运行的工作数量的能力。

,可适应性：

-支持体系结构和硬件配置变化的能力。

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面向对象技术

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一、面向对象技术概述

•软件系统开发方法：

-结构化方法：

•结构化分析、设计、编程

-面向对象方法

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结构化方法

•结构化方法：

-结构化分析、设计、编程

•事件表

•数据流图（DFD）

•实体关联图（ERD）

•模块结构图

•伪代码

•流程图（WorkFlow）

■结构化编程

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面向对象方法

•面向对象方法：

-系统开发的一种方法，将信息系统看作一起工作来完成某项

任务的相互作用的对象的集合

•对象：

-计算机系统中可对消息作出响应事物

•面向对象分析（00A）：

-定义所有类型的对象，并分析这些对象为完成某项任务如何

相互交互

•面向对象设计（00D）：

-定义系统中人机通讯所必须的所有类型的对象，并对每一类

对象进行细化，以便用一种具体语言或环境来实现这些对象

•面向对象编程（OOP）：

-用某种编程语言来实现各类对象的行为，包括对象间消息的

传递

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传统建模方法的困境

•三条难以逾越的鸿沟

非00、/00

设计方式/程序

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问题域

自然语言问题域

编程语言

面向对象的软件工程方法

传统的软件工程方法

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面向对象方法的优点

•把问题域映射为对象及对象间的接口，符合人们的思维习惯，减少

了问题域到分析阶段的映射误差?数据结构+功能。

•从分析到设计、编码，采用一致的模型表示，后一阶段可以直接复

用前一阶段的工作成果，弥合了结构化方法从数据流图到模块结构

图转换的鸿沟，减少了工作量和映射误差。网状9层次

•在客观世界以及作为它的映射的软件系统中，实体的结构是相对稳

定的，面向对象方法通过把属性和服务封装在“对象”中，当外部

功能变化时，保持了对象结构的相对稳定，使改动局限于一个对象

的内部，减少了改动所引起的系统波动效应。所以，按照面向对象

的方法开发的软件，具有易于扩充、修改和维护的特性。

•面向对象方法具有的继承性和封装性支持软件复用，并易于扩充，

能较好地适应复杂大系统不断发展和变化的需求。

•编程语言的发展使语言的鸿沟变窄。

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向对象开发过程一RUP

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面向对象分析一业务建模

开发翎域模奥

流程自动化研会

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面向对象分析一需求

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面向对象分析设计

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面向对象编程

・编程语言/编程规范/单元测试

法立实饱模盘

，巫］

实的种件

缕成珏个于率址

［更多干系统

美石;此次

浩代中呈成3

多干系统要在此次

迭代.中桀成J

L局t1［完成3维成系统

——<4^

、「用某亳茎会/尹声成］

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面向对象测试

•类测试

•交互测试

•测试类的层次结构

•分布式对象测试

•系统测试

•组件、框架和产品

线测试

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:、面向对象方法

•面向对象方法定义

-面向对象不仅是一些具体的软件开发技术与策略，

而且是一整套关于如何看待软件系统与现实世界的

关系，以什么观点来研究问题并进行求解，以及如

何进行系统构造的软件方法学

•面向对象是一种运用对象、类、继承、封装、

聚合、消息传送、多态性等概念来构造系统的

软件开发方法

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面向对象方法的构成

•基本概念

•基本原理、原则

•表示法：UML

•模型：需求模型、分析模型、设计模型、实现模型

•核心工作流：业务流程建模、需求获取、分析、设

计、实现、测试、配置发布

•软件生存期模型：喷泉模型，迭代式开发

・过程：RUP

•支持工具：Rose

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面向对象软件生存期模型

喷泉模型

喷泉模型

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四、面向对象基本概念

•对象

-主动对象

-持久对象

•类

•关系：

-继承（多态）

-关联（聚合、连接）

-依赖

•消息

•抽象

•封装

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对象

•对象是系统中用来描述客观事物的一个实体，

它是构成系统的基本单位

-自然实体

-概念实体

-软件实体

■对象由一组属性和对属性进行操作的一组服务

构成

•对象有三个重要特性：

-状态

-行为

-标识

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类

­类是一组具有相同结构和行为的一组对

象的集合

-共同的结构通过属性表现出来（数据）

-共同的行为通过操作表现出来（功能）

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对象和类的关系

■每一个对象都是某一个类的实例

•每一个类在某一时刻都有零个或更多的实例

­类是静态的；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

­类是生成对象的模板：

-一个类定义了使用哪种数据表示法来描述属性，每

一个实例都采用有属性值的数据表示法；一个类通

过一系列操作来定义行为，这种操作能在每个实例

中激活

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关系

•所有的系统都包含了大量的类和对象

•对象通过与其它对象的协作完成系统的

功能行为

•协作通过关系来实现

­几种重要的关系类型：

-继承

-关联（聚合、连接）

-依赖

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继承

♦继承表示一个类从其它类中获得结构和行为（基类/派

生类）

•是实现软件复用的一种形式。

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继承

•继承表示子类从父类继承时抽象的层次

-单继承：子类只从一个父类继承

-多继承：子类从多于一个的父类继承

•继承通常被称为“is-屋或“kind-of”

-一个子类的实例也“isa”父类的实例

-一个子类的实例是“kind-0,父类

•可以继承属性和操作，也可以通过继承

属性和操作来继承关系和约束

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聚合

•聚合是一种特殊的关联，体现整体和部分的关系

•聚合是一种“has-a”或包含的关系

•具有多重性

菜单

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简单关联（连接）

•反映对象之间的静态联系。

•可以是单向连接，也可以是双向连接。

•连接命名、角色、多重性

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依赖

•依赖表示一个对象需要其它对象为其提供服务

•单向关系

•最普通的依赖两个类之间的连接，其中的一个类只是

使用另一个类作为它的操作参数。

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消息

•消息：

-向对象发出的服务请求；它应该含有下述信息：提供服务

的对象标识，服务标识，输入信息和回答信息；对象之间

唯一合法的动态联系途径。

•消息协议：

-消息的接收者是提供服务的对象，在设计时，它对外提供

的每个服务应规定消息的格式。

•所谓消息，在很多语言中其实就是函数（或过程、

例程）的调用

•更接近人们日常思维采用的术语，其含义更具有一

般性，而不限制采用何种实现技术

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消息示例

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抽象

•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

•抽象是一种单一化的描述：

-强调与给出应用有关的特性，抑制不相关的特性。

■抽象通过注重主要的、与问题有关的特性，帮助处

理复杂系统，关键在于找出重要的、有关的类，以

及每个类中重要、有关的操作和属性。

•面向对象的抽象：

-数据+功能

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封装

•把对象的全部属性和全部服务结合在一起，形成

一个不可分割的独立单位（对象）；

•“信息隐藏”，即尽可能隐藏对象的内部细节，

对外形成一个边界。对于用户来说，界面是可见

的，实现是不可见的。

Teacher1

-OWindowIClose

ITeach

o

ISolveQuestion

IMoveDisplay

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五、统一建模语言UML

■统一的建模语言(UML)已经在企业中广泛使用。

■它把Booch、Rumbaugh和Jacobson等各自独

立的OOA和OOD方法中最优秀的特色组合成

一个统一的方法。

■UML是一种可视化的建模语言，对其各建模

元素可进行详细说明，并能生成所建模型的文

档。

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•UML语言的特点

-不是一种可视化的程序设计语言，而是一种可视化的建模语

-是一种建模语言规格说明，是面向对象分析与设计的一种标

准表示

-不是过程，也不是方法，但允许任何一种过程和方法使用它。

-简单并且可扩展，具有扩展和专有化机制，便于扩展，无需

对核心概念进行修改

-为面向对象的设计与开发中涌现出的高级概念（如协作、框

架、模式和组件）提供支持，强调在软件开发中，对架构、

框架、模式和组件的重用

-与最好的软件工程实践经验集成

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UML的演化UML2.0

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•由视图（view）、图（diagram）、模型元素（model

element）和公有机制（generalmechanism）等几个部

分组成。

-视图是表达系统某一方面特征的UML建模元素的子集，由多个图

构成，是在某一个抽象层上，对系统的抽象表示。

-图是模型元素集的图形表示，通常为弧（关系）和顶点（其他

模型元素）相互连接构成的。

-模型元素代表面向对象中的类、对象、消息和关系等概念，是

构成图的最基本的常用概念。

-公共机制用于表示其它信息，比如注释、模型元素的语义等。

另外，它还提供扩展机制，使UML语言能够适应一个特殊的方法

（或过程），或扩充至一个组织或用户。

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UML图

•用例图usecasediagram

-描述系统功能

•类图classdiagram

-描述系统的静态结构

•对象图objectdiagram

-描述系统在某个时刻的静态结构

•序歹（^sequencediagram

-按时间顺序描述系统元素间的交互

•协作图Collaborationdiagram

-按照时间和空间顺序描述系统元素间的交互和它

们之间的关系

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•状态图statediagram

-描述了系统元素的状态条件和响应

•活动图activitydiagram

-描述了系统元素的活动

•组件图componentdiagram

-描述了实现系统的元素的组织

•部署图deploymentdiagram

-描述了环境元素的配置，并把实现系统的元素映射

到配置上

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用例图

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元素之间的关系

•角色之间的关系：拥有与类相同的关系描述,

用通用化关系描述若干个角色之间的行为。

•用例之间的关系：

-扩展关系：

­插入基用例所未知的附加行为。

-概括关系：

•一般化关系，特殊用例继承和增加了基用例的特征。

-包含关系：

•用例可以简单的合并其他的用例，将其作为自身行为的

片段。

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类图

•名字、属性、操作、可见性

•关系

一关联：

•普通、递归、限定、或关联、有序关联，关联类

-聚合：

•复合聚合-实心菱形

-泛化：

•普通、受限

-依赖：

•两个模型元素（类、组合、用例）之间的语义上的连接

关系。

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对象图

•是类图的变体，表示类的对象实例，是

类图的一个范例

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状态图

•显示类的所有对象可能具有的状态，以

及引起状态变化的事件，可以为系统描

述整体状态图

超时

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序列图

•反映随时间对象之间的动态协作关系

•反映对象之间已发送消息的先后顺序

•说明对象之间的交互过程以及在某一具

体位置有何事件发生

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商品一览表商品梢售事件帐册供货员

收款员.收款LA

输入开始本次收款的命令；

作好收款准备，应收款总

数置为o,输出提示信息；

for顾客选购的每种商品do

输入商品编号；

if此种商品多干一件then

输入商品数量

endif检索

检索商品名称及单价；

货架商品数减去售出数；缺货登记

if货架商品数低干下限值then

通知供货员请求上货

endif

销售计价

计算本种商品总价并打印编号、

名称、数量、单价、总价；

总价累加到应收款总数；

endfor

打印应收款总数；

输入顾客交来的款数；

入帐

记帐

计算应找回的款数,

打印以上两个数目,

收款数计入帐册。

协作图

•动态协作，显示对象及其之间的关系

（上下文相关），强调收发消息的对象

的结构组织。

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活动图

•用于对系统的动态方面（计算流程和工作流）建模

-这些动态方面可涉及一个系统体系结构的任意视图中任何

类型抽象的活动，包括类（含主动类）、接口、构件和节

点。

•可以在整个系统、一个子系统、一个操作或一个类

的语境中使用活动图。还可以把活动图用在用例

（对脚本建模）和协作（对对象群体的动态方面建

模）上。

•对系统动态建模时，通常有两种方式：

-对工作流建模：关注与系统进行协作的参与者所观察到的

活动。

•工作流常常位于软件系统的边缘，用于可视化、详述、构造

和文档化开发系统所涉及的业务过程。这时，对对象流的建

模特别重要。

-对操作建模：流程图，对分支、分叉和汇合状态的建模特

别重要。

•活动状态、动作状态、转换、泳道、对象、信号

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NewSwimlane1NewSVMmi

产品开发市场和销售制造

<<lnformation>>

客户的需要

<<lnformation>>

客尸的需荽

7文

产品计划<<lnformation>>

需求

_______0_______

<<lnformation>>

产品「计划的I

K卖市场预测

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《产品设计)<<lnformation>>

提供

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产品［设计的］

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)

《进一步开发)

<<lnformation>>

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c产品雄干

《备用部分维护)

<<lnformation>>

7^品］

组件图

­组件包含逻辑类及逻辑类的实现信息

•用来反映代码的物理结构

-源组件、二进制组件、可执行组件

-链接时的组件、运行时的组件

•常见类型：

-Mainprograms,主程序

-Packages,构件包

-Subprograms,子程序

-Tasks,独立线程

-EXE,可执行文件

-DLL,动态连接库

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通信控制

Icomhnd.cpp

_______k、、

/力通信控制工：

J-*1目--l1"!客户程序

Iclient.exe

5主控模块

日main.cpp

-1_1主控模块

Imain.obj

柳芳liufang@ic5S.co苑cn信怠系缭巢成甄型技术

部署图

•显示系统中软件和硬件的物理架构

•节点、连接、组件、对象

数据库服务器:

VAX

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模型元素（事物、关系）

Newlnterfac

NewClass

NewUseCasee

NewSubprogSpec

INewCoNewTaskSpec

NewClass

Imponent

NewPro

cessor

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公有机制

•规格说明

■修饰：注解

•通用划分（.类/对象，.接口/实现）

•扩展机制

构造型、标记值、约束

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UML与系统架构建模

•UML是用来描述模型的，用模型来描述系统的结构或

静态特征，以及行为或动态特征。从不同的视角为系

统的构架建模，形成系统的不同视图(VIEW)

-用例视图(usecaseview)

•强调从用户的角度看到的或需要的系统功能，是被称为参与者

的外部用户所能观察到的系统功能的模型图；

-逻辑视图(logicalview)

•展现系统的静态或结构组或及馋征，也称为结构模型视图

(structuralmodelview)或静态视图(staticview)；

-动态视图(dynamicview)

•体现了系统的动态或行为特征，也称为行为模型视图

(behavioralmodelview)；

-组件视图(componentview)

•体现了系统实现的结构和行为特征，也称为实现模型视图

(implementationmodelview)；

-配置视图(deploymentview)

•体现了系统实现环境的结构和彳彳为特如，也称为环境模型视图

(environmentmodelview)或物理视图(physicalview)o

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4+1视图结构模型

系统集成者系统工程者

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UseCase视图

•UseCase和UseCase描述

­涉及：功能性、必要功能、执行

•在项目计划中扮演的角色，驱动系统测

•用例图

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逻辑视图

•在类中分解，在包中组合类

•软件构架中重要的类

­涉及：功能性、行为、结构的使用、设

计模式

­类图

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进程视图

­在进程、任务、线程和交互结构中分解

­涉及：相关时间问题，响应时间，平行,

分发、冗余

•协作图或组件图

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配置视图

•将系统分解为节点和软件组件和过程到

节点的映射

•提供系统结构上的软件透视

•涉及：远程通信、分发、一致性、缩放

比例、执行、冗余、有效性

•配置图

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实现视图

•分解成模型、子系统、层和子系统与层

间的界面

•涉及：软件开发，配置管理，发布决策,

代码差异，团队组织，契约，获得代码

和原始代码的封装

•组件视图（在Component文件夹中）

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UML图与模型的对应关系

•用例模型

-用用例图、顺序图、协作图、状态图和活动图描述。

•分析、设计模型

-用类图和对象图、顺序图、协作图、状态图和活动

图描述。

•实现模型

-可用组件图、顺序图和协作图描述。

•实施模型

-配置图

・测试模型

-测试模型引用了所有其它模型，所以使用相应的所

有图。

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Analysis具体体现为分布为

model

Design

Model实施模型实现为

测试时采用

Implementation

Model

Test

Model

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六、面向对象分析

•00A是一种分析方法

-具有作为一种分析方法所具有的一切

-包括一套符合软件工程要求的概念、原理、

表示法、过程、策略及文档规范，体现面向

对象的概念和原则

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•00A任务：

-运用面向对象方法，对问题域和系统责任进行分解

和理解，对其中的事物和它们之间的关系产生正确

的认识，指出描述问题域及系统责任所需的类及对

象，定义这些类和对象的属性与服务，以及它们之

间所形成的结构、静态联系和动态联系，最终目的

是产生一个符合用户需求，并能够直接反映问题域

和系统责任的00A模型及其详细说明。

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00A的主要原则

•抽象过程抽象，数据抽象（OOA的核心原则）

•封装信息隐蔽，做什么，-怎么做

•继承使系统模型比较简练、清晰

•分类is-a-kind-of

•聚合is-a-part-of

•关联联想实例连接

•消息通信封装原则引起对象间动态联系

•粒度控制划分子系统（主题），宏观思考

•分层Hierarchy

•行为分析

1.确定行为的归属和作用范围

2.认识事物之间行为的依赖关系

3.认识行为的起因，区分主动行为和被动行为

4.认识系统的并发行为

5.认识对象状态对行为的影响

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00A过程

•发现对象、定义它们的类

•认识对象的内部特征

i.定义属性

2.定义服务

•认识对象的外部关系

1.建立一般一特殊结构

2.建立整体一部分结构

3.建立实例连接

4.建立消息连接

•划分主题，建立主题图(LogicalPackage)

•建立详细说明

-一般分散在其他活动之中。

•原型开发

以上各个活动以及它们的子活动，没有特定的次序要求,

并且可以交互的进行

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用例模型vs.分析模型

•使用客户的语言进行描述•使用开发人员的语言进行描述

•系统的外部视图•系统的内部视图

•通过用例来构造；提供外部视•通过构造型类和包来构造；提供内

图的结构部视图的结构

•主要用于客户与开发人员之间•主要为开发人员使用，以理解如何

签署合同时明确系统应该做什构造系统，即怎样设计和实现系统

么，不应该做什么•需求中不应该存在冗余和不一致等

•需求中可能存在冗余和不一致问题

等问题•概述如何实现系统的功能，包括对

•捕获系统的功能，包括对构架构架层重要的功能：是设计阶段的

重要的功能切入点

•定义在分析模型中进一步进行•定义用例实现，每个用例实现代表

分析的用例对用例模型中一个用例的分析

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七、面向对象设计

•问题的分解和系统的集成

•目的：

-针对00A给出的问题域模型，用面向对象方法设计出软件基础架构（概生

设计）和完整的类结构（详细设计），以实现业务功能。

-深入理解与非功能需求和约束相联系的编程语言、构件重用、操作系统、

分布与并发技术、数据库技术、用户界面技术、事务管理技术等相关问题

-通过对单个子系统、接口和类的需求捕获，为后续的实现活动创建适当的

输入和出发点。

-能够把实现工作分成更易于管理的各个部分，而且尽可能并发地由不同方

发组去开发。

-在软件生命周期的早期捕获子系统之间的主要接口。

-通过使用通用的符号，可视化地刻画和思考设计。

-建立对系统实现的无缝抽象，把实现看成是设计的直接精化。

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设计模型

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分析模型vs.设计模型

•概念模型，因为是系统的一个抽象’物理模型，因为它是实现的蓝图

并回避了实现问题.对设计不是通用的，针对特定的实现

•对设计是通用的（适用用于多种设<对类型有任意数量（物理的）构造型,

>+）依赖于实现语言

•对类型有三种（概念性的）构造型：

《control》、《entity》、

《boundary》'比较形式化

•不太形式化，开发费用较高（5倍分析费用）

•开发费用较低（1/5设计费用）,层数多

•层数少,动态的（特别关注时序）

­动态的（但并不特别关注时序）.进行系统的设计，包括系统的构架

•勾画系统的设计轮廓，包括系统构（其中的一个视图）

架