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第1章 概述1

1.1 软件体系结构1

1.2 当前的软件设计3

1.3 软件设计的层次4

1.4 体系结构与软件的工程设计5

1.5 软件体系结构的知识体系6

习题一7

第2章 软件体系结构的研究与发展8

2.1 软件工程设计和软件体系结构8

2.1.1 软件设计的目标9

2.1.2 软件设计中出现的问题11

2.1.3 针对问题提出的软件设计思想12

2.2 什么是软件体系结构14

2.2.1 关于软件体系结构的认识发展14

2.2.2 当前对软件体系结构的认识15

2.3.1 体系结构在软件开发中的意义16

2.3 软件体系结构的意义和目标16

2.3.2 软件体系结构的目标17

2.3.3 与其他软件设计活动的关系17

2.4 软件体系结构的发展18

2.4.1 来自程序抽象方面的发展18

2.4.2 来自软件工程和概念模型方面的发展19

2.4.3 来自体系结构方面的发展20

2.5 软件体系结构的研究范畴21

2.5.1 与体系结构有关的研究：风格、设计模型、框架22

2.5.2 体系结构的观点25

2.5.3 领域结构风格29

2.5.4 体系结构的描述语言29

2.5.5 体系结构的形式化32

2.5.6 体系结构的工具和环境33

2.6 软件体系结构与其他软件技术34

2.7 软件体系结构的现状35

习题二37

3.1 从建筑学看软件的构成38

第3章 软件体系结构的层次性38

3.2 软件的物质基础39

3.3 软件的结构基础42

3.3.1 结构化控制流42

3.3.2 部件连接方式44

3.3.3 结构化连接模式47

3.3.4 基本数据类型48

3.3.5 抽象数据类型49

3.3.6 进程及其运行环境51

3.3.7 分时并发计算54

3.3.8 资源共享/并行同步56

3.3.9 实时系统56

3.3.10 软件结构的四视图观58

3.4 软件的层次结构模型61

3.4.1 计算机网络的体系结构61

3.4.2 计算机操作系统的体系结构63

3.4.3 层次体系结构的对比65

3.5 软件体系结构的层次模型66

3.6 软件体系结构的体系70

习题三74

第4章 体系结构的设计原理75

4.1 体系结构的设计原理75

4.2 软件的非功能特性78

习题四81

第5章 部件与连接器82

5.1 部件82

5.1.1 部件及其作用82

5.1.2 部件的实现形式82

5.1.3 部件的表达形式83

5.1.4 部件的类别84

5.1.5 部件的特性84

5.2 连接86

5.2.1 连接的种类87

5.2.2 连接的实现机制87

5.2.4 连接的特性88

5.2.3 连接的协议88

5.2.5 连接的不匹配及其解决方法90

5.3 连接器91

5.3.1 连接器及其作用91

5.3.2 连接器的层次性91

5.3.3 连接器的表达形式92

5.3.4 连接器的类别93

5.3.5 连接器的特性94

习题五96

第6章 体系结构的一般描述97

6.1 主程序与子过程97

6.2 数据抽象和面向对象设计98

6.2.1 基本要点和特征99

6.2.2 对象的实现类型99

6.2.3 设计时的考虑100

6.2.4 对象的运行机制100

6.3 层次结构101

6.2.5 面向对象的优缺点101

6.3.1 适应的设计问题102

6.3.2 设计结构102

6.3.3 层次结构的特性103

6.3.4 层次结构的实现104

6.3.5 应用实例106

6.3.6 层次结构的变种107

6.3.7 层次结构的应用实例107

6.3.8 层次结构的优缺点108

6.4 形式化描述：类属理论(Category Theory)109

6.4.1 基本概念109

6.4.2 代数规范(Algebraic Specification)111

6.4.3 类属规范Spec111

6.4.4 类属规范P-Spec113

6.4.5 函数型体系结构理论116

6.4.6 进程代数体系结构理论118

6.5 形式化描述：Z标记语言(Z Notation)119

6.5.1 数学基础120

6.5.2 基本概念122

6.5.3 类型构造器：架构(schema)123

6.5.4 应用例126

6.6 化学抽象机模型128

6.6.1 基本概念128

6.6.2 应用例130

6.7 UniCon131

6.8 ACME137

6.8.1 ACME的核心概念138

6.8.2 ACME中体系结构的风格144

6.8.3 定义ACME族(Family)146

6.9 软件工程设计方法与体系结构描述148

习题六149

第7章 体系结构的基础结构模式150

7.1 独享／共享对象150

7.2 对象的导出成员(Derived Item)152

7.3 动态约束153

7.4 惟一对象(Singleton)155

7.5 引用计数/句柄(Reference Counter/Handle)156

7.6 汇集(Collection)159

7.7 循环器(Iterator)162

7.8 对象关联(Object Association)166

7.9 注册／观察器(Observer)168

7.10 责任链(Chain of Responsibility)170

7.11 聚集(Aggregation)和特性(Property)173

7.12 策略(Policy/Strategy)176

7.13 表达式计算和堆栈181

7.14 对象工厂(Factory)183

7.15 转换器(Convertor/Builder)186

7.16 对象的状态／生存周期(State／Life Cycle)187

7.17 虚拟设备(Virtual Devices)191

7.18 代理(Proxy)192

7.19 小结194

习题七196

8.1.1 界面设计的可变性需求197

8.1 模型-视图-控制(MVC:Model-View-Controller)197

第8章 体系结构的设计模式197

8.1.2 MVC的结构198

8.1.3 MVC的实现200

8.1.4 MVC的变化及其他203

8.2 网络通信套接(Windows Sockets)205

8.2.1 Windows Sockets规范和结构关系205

8.2.2 Windows Sockets的结构特性210

8.2.3 WinSock控件213

8.3 串行通信216

习题八220

第9章 运行调度层体系结构221

9.1 进程通信221

9.1.1 信号221

9.1.2 管道224

9.1.3 FIFO管道226

9.1.4 IPC进程间消息通信228

9.2.1 内核对象230

9.2 Windows 2000进程管理和控制的内核对象230

9.2.2 进程间共享内核对象231

9.3 Windows 2000的作业232

9.4 Windows 2000的进程234

9.4.1 进程的工作属性235

9.4.2 创建进程236

9.4.3 子进程237

9.4.4 终止进程238

9.5 Windows 2000的线程238

9.5.1 创建线程239

9.5.2 线程的运行和调度240

9.5.3 多线程运行的问题242

9.5.4 线程同步机制243

9.5.5 使用内核对象的线程同步机制245

9.6 线程池251

习题九253

10.1.1 事件与消息254

第10章 资源及管理层体系结构254

10.1 消息机制与隐式调用254

10.1.2 消息的处理256

10.1.3 消息过滤器257

10.1.4 消息机制的特点258

10.2 动态链接库258

10.2.1 动态链接库259

10.2.2 动态链接库的作用260

10.2.3 何时使用动态链接库261

10.3.1 注册表262

10.2.4 动态链接库的建立和使用262

10.3 注册表262

10.3.2 注册表信息的访问264

10.4 剪贴板266

10.5 过程调用／本地过程调用LPC/远程过程调用RPC268

10.5.1 LPC和RPC及其实现268

10.5.2 RPC269

10.5.4 使用WinSock实现的RPC和消息传递270

10.5.3 LPC和RPC实现的考虑270

10.6 开放数据库互连：ODBC271

10.6.1 ODBC及其原理271

10.6.2 ODBC的体系结构272

10.6.3 ODBC的驱动程序类型及结构274

10.6.4 ODBC一致性级别274

习题十275

第11章 系统结构模式层体系结构276

11.1 管道-过滤器276

11.1.1 管道-过滤器结构276

11.1.2 管道-过滤器的特性277

11.1.3 管道-过滤器的类型278

11.1.4 管道-过滤器的优缺点278

11.2 实时与连续计算279

11.2.1 实时与连续计算的系统结构280

11.2.2 控制系统概念280

11.2.4 系统的设计和实现281

11.2.3 系统类型281

11.3 客户／服务器结构283

11.3.1 客户／服务器概述283

11.3.2 客户/服务器的结构分析284

11.3.3 客户／服务器的连接286

11.3.4 客户／服务器的运行机制288

11.4 仓库系统：Microsoft SQL Server的C/S体系结构290

11.4.1 SQL Server的结构290

11.4.2 服务接口295

11.4.3 线程池和线程的多任务处理296

11.5 黑板系统297

11.5.1 黑板系统的结构297

11.5.2 HEARSAY-Ⅱ和其他黑板结构应用298

11.5.3 黑板结构的变体299

11.6.1 解释器的组成300

11.6.2 解释器的工作机制300

11.6 解释器／虚拟机300

11.7 COM/DCOM组件301

11.7.1 COM由来301

11.7.2 COM结构302

11.7.3 COM接口304

11.7.4 COM类型306

11.7.5 COM运行308

11.7.6 COM扩展311

11.8.1 独立组件体系结构313

11.8 独立组件体系结构及其通信机制313

11.8.2 组件的消息机制314

11.8.3 从COM机制看组件与客户的通信317

11.9 WWW万维网317

11.9.1 libWWW的构成318

11.9.2 应用libWWW的万维网的C/S体系结构319

11.9.3 公共网关接口CGI320

11.9.4 应用Jigsaw的新体系结构321

11.10 WWW浏览器322

11.11.1 需求和解决方案326

11.11 微核(Microkernal)326

11.11.2 系统结构327

11.11.3 动态特性328

11.11.4 实现过程329

11.11.5 微内核的变异及其他331

习题十一333

第12章 领域应用层体系结构334

12.1 IBM San Francisco框架334

12.2.1 层次构成和抽象336

12.2 IBM San Francisco的体系结构336

12.2.2 平台无关性338

12.3 IBM San Francisco基础层339

12.3.1 Entity实体340

12.3.2 Dependent对象及其他341

12.4 IBM San Francisco公共业务对象层343

12.5 IBM San Francisco核心业务处理层345

12.6 IBM San Francisco的设计模式347

12.7.1 配置和服务器管理349

12.7 IBM San Francisco系统支持349

12.7.2 安全配置及其他352

12.8 IBM San Francisco应用的开发方法353

12.9 MetaH嵌入式软件体系结构描述语言和工具355

习题十二357

第13章 体系结构应用例358

13.1 汽车车速控制问题的软件体系结构358

13.2 DOS操作系统中的汉字处理362

13.3 WINDOWS操作系统中的汉字处理364

13.4.1 总体结构365

13.4 电力调度网损数据管理系统365

13.4.2 系统的部件和连接描述367

13.4.3 系统运行结构图371

13.5 远程数据传输RDT(Remote Data Transmision)372

13.6 体系结构的混合374

习题十三376

结束语：开放的体系结构研究377

参考文献379