软考高级之系统架构师之系统开发基础

架构

场景

场景（scenarios）在进行体系结构评估时，一般首先要精确地得出具体的质量目标，并以之作为判定该体系结构优劣的标准。为得出这些目标而采用的机制做场景。场景是从风险承担者的角度对与系统的交互的简短描述。在体系结构评估中，一般采用刺激（stimulus）、环境（environment）和响应（response）三方面来对场景进行描述

在进行体系结构（架构）评估时，一般首先要精确地得出具体的质量目标，并以之作为判定该体系结构优劣的标准。我们把为得出这些目标而采用的机制叫做场景。场景是从风险承担者的角度对与系统的交互的简短描述。在体系结构评估中，一般采用刺激、环境和响应三方面来对场景进行描述。刺激是场景中解释或描述风险承担者怎样引发与系统的交互部分。例如，用户可能会激发某个功能，维护可能会做某个更改，测试人员可能会执行某种测这些都属于对场景的刺激。环境描述的是刺激发生时的情况。例如，当前系统处于什么状态？有什么特殊的约束条件？系统的负载是否很大？某个网络通道是否出现了阻塞等。响应是指系统是如何通过体系结构对刺激作出反应的例如，用户所要求的功能是否得到满足?维护人员的修改是否成功?测试人员的测试是否成功等。

软件

软件重用

分垂直式重用与水平式重用：

垂直式重用，指局限于某一垂直领域的重用，如只在电力系统中用到的构件；
水平式重用，指通用领域的重用，如标准函数库，任何软件都能用，所以是水平式重用。

软件复用

软件复用过程：创建、复用、支持、管理4个过程

创建：界定和提供可复用资产，以满足复用者的需要
复用：利用可复用资产来生产应用软件产品
支持：全面支持可复用资产的获取、管理和维护工作
管理：执行计划、启动、资源、跟踪，并协调其他各个过程

SDE

软件开发环境（Software Development Environment，SDE）是指支持软件的工程化开发和维护而使用的一组软件，由软件工具集和环境集成机制构成。
软件开发环境应支持多种集成机制：如平台集成、数据集成、界面集成、控制集成和过程集成。软件开发环境应支持小组工作方式，并为其提供配置管理，环境的服务可用于支持各种软件开发活动，包括分析、设计、编程、调试和文档等。较完善的软件开发环境通常具有多种功能，例如，软件开发的一致性与完整性维护，配置管理及版本控制，数据的多种表示形式及其在不同形式之间的自动转换，信息的自动检索与更新，项目控制和管理，以及对开发方法学的支持。软件开发环境具有集成性、开放性、可裁减性、数据格式一致性、风格统一的用户界面等特性，因而能大幅度提高软件生产率。

软件开发环境应支持多种集成机制，根据功能的不同，集成机制可以划分为环境信息库、过程控制与消息服务器、环境用户界面三部分：

环境信息库。环境信息库是软件开发环境的核心，用以存储与系统开发有关的信息，并支持信息的交流与共享。环境信息库中主要存储两类信息，一类是开发过程中产生的有关被开发系统的信息，例如分析文档、设计文档和测试报告等；另一类是环境提供的支持信息，如文档模板、系统配置、过程模型和可复用构件等。
过程控制与消息服务器。过程控制与消息服务器是实现过程集成和控制集成的基础。过程集成时按照具体软件开发过程的要求进行工具的选择与组合，控制集成使各工具之间进行并行通信和协同工作。
环境用户界面。环境用户界面包括环境总界面和由它实行统一控制的各环境部件及工具的界面。统一的、具有一致性的用户界面是软件开发环境的重要特征，是充分发挥环境的优越性、高效地使用工具并减轻用户的学习负担的保证。

工具

软件系统工具的种类繁多，很难有统一的分类方法。通常可以按软件过程活动将软件工具分为软件开发工具、软件维护工具、软件管理和软件支持工具。

软件开发工具：需求分析工具、设计工具、编码与排错工具。
软件维护工具：版本控制工具、文档分析工具、开发信息库工具、逆向工程工具、再工程工具。
软件管理和软件支持工具：项目管理工具、配置管理工具、软件评价工具、软件开发工具的评价和选择。

文档

在初步项目范围说明书中已文档化的主要的可交付物、假设和约束条件的基础上准备详细的项目范围说明书，是项目成功的关键。范围定义的输入包括以下内容：① 项目章程。如果项目章程或初始的范围说明书没有在项目执行组织中使用，同样的信息需要进一步收集和开发，以产生详细的项目范围说明书。② 项目范围管理计划。③ 组织过程资产。④ 批准的变更申请。

文档管理的规则与方法，信息系统文档的规范化管理主要体现在文档书写规范、图表编号规则、文档目录编写标准和文档管理制度等几个方面。

用户文档

用户文档主要描述所交付系统的功能和使用方法，并不关心这些功能是怎样实现的。用户文档是了解系统的第一步，它可以让用户获得对系统准确的初步印象。用户文档至少应该包括下述5方面的内容：
功能描述：说明系统能做什么
安装文档：说明怎样安装这个系统以及怎样使系统适应特定的硬件配置
使用手册：简要说明如何着手使用这个系统（通过丰富的例子说明.怎样使用常用的系统功能，并说明用户操作错误是怎样恢复和重新启动的）
参考手册：详尽描述用户可以使用的所有系统设施以及它们的使用方法，并解释系统可能产生的各种出错信息的含义（对参考手册最主要的要求是完整，因此通常使用形式化的描述技术）
操作员指南（如果需要有系统操作员的话）：说明操作员应如何处理使用中出现的各种情况。系统文档是从问题定义、需求说明到验收测试计划这样一系列和系统实现有关的文档。描述系统设计、实现和测试的文档对于理解程序和维护程序来说是非常重要的。

系统文档

配置项

软件产品配置是指一个软件产品在生存周期各个阶段所产生的各种形式和各种版本的文档、计算机程序、部件及数据的集合。该集合的每一个元素称为该产品配置中的一个配置项。
配置项是构成产品配置的主要元素，配置项主要有以下两大类：

属于产品组成部分的工作成果：如需求文档、设计文档、源代码和测试用例等;
属于项目管理和机构支撑过程域产生的文档：如工作计划、项目质量报告和项目跟踪报告等。这些文档虽然不是产品的组成部分，但是值得保存。

配置项的状态通常包括：草稿、正式发布、正在修改。

管理工具

软件配置管理工具是指支持完成配置项标识、版本控制、变化控制、审计和状态统计等任务的工具，主要有下述功能：

配置支持：配置是一组有共同目的的中间软件产品，其中每一个中间软件产品称为一个配置项。软件配置管理支持用户建立配置项之间的各种关系，并对这些关系加以维护，维护这些关系有助于完成某些特定任务(例如Build)和标识某一变化对整个系统开发的影响。
版本控制：版本控制是软件配置管理的基本要求，它可以保证在任何时刻恢复任何一个版本、版本控制还记录每个配置项的发展历史，这样就保证了版本之间的可追踪性，也为查找错误提供了帮助，版本控制也是支持并行开发的基础。
变更控制：是指在整个软件生存周期中对软件变更的控制。变更控制系统记录每次变更的相关信息(变更的原因、变更的实施者以及变更的内容等)。这些信息有助于追踪出现的各种问题。
构造支持：软件系统往往由许多配置项构成，建立整个系统是个复杂和费时的过程，软件配置管理工具可以记录和追踪每个配置项信息，帮助用户自动和快速地建立系统，和版本控制结合在一起，可以有效地支持同时开发系统的多个版本。
过程支持。过程详细描述各种人员在整个软件生存周期中如何使用整个系统，过程控制可以保证每一步都按照正确的顺序由合适的人员实施。过程控制本来是软件开发环境中一个独立的部分，软件配置管理也开始提供这部分功能。软件配置管理工具对过程的支持还很不够，而且支持方式差别也很大，许多管理只是提供一个预先定义好的生存周期模型，并保证开发的每一步都按照这个模型规定进行。
团队支持。团队支持是指多个开发人员同时开发一个软件系统。大多数软件系统都需要多个开发人员参与，有效的团队支持对开发人员是很有用的。团队支持主要包括工作区管理、并行开发管理和远程开发管理（某些软件配置管理工具还包括对开发人员支持）。

测试

集成测试

软件集成测试也称为组装测试、联合测试（对于子系统而言，则称为部件测试）。它将已通过单元测试的模块集成在一起，主要测试模块之间的协作性。

从组装策略而言，可以分为一次性组装测试和增量式组装（包括自顶向下、自底向上及混合式）两种。集成测试计划通常是在软件概要设计阶段完成的，集成测试一般采用黑盒测试方法。

用例

是在系统中执行的一系列动作，这些动作将生成特定参与者可见的价值结果。它确定一个和系统参与者进行交互，并可由系统执行的动作序列。用例模型描述的是外部执行者（Actor）所理解的系统功能。用例模型用于需求分析阶段，它的建立是系统开发者和用户反复讨论的结果，表明了开发者和用户对需求规格达成的共识。两个用例之间的关系主要有两种情况：一种是用于重用的包含关系，用构造型 include表示；另一种是用于分离出不同行为的扩展，用构造型extend表示。
①包含关系：当可以从两个或两个以上的原始用例中提取公共行为，或者发现能够使用一个构件来实现某一个用例的部分功能是很重要的事时，应该使用包含关系来表示它们。
②扩展关系：如果一个用例明显地混合了两种或两种以上的不同场景，即根据情况可能发生多种事情，可以断定将这个用例分为一个主用例和一个或多个辅用例描述可能更加清晰。

软件质量

软件质量是指反映软件系统或软件产品满足规定或隐含需求的能力的特征和特性全体。软件质量管理是指对软件开发过程进行的独立的检查活动，由质童保证、质量规划和质量控制三个主要活动构成。软件质量保证是指为保证软件系统或软件产品充分满足用户要求的质量而进行的有计划、有组织的活动，其目的是生产髙质量的软件。软件评审是软件质量保证的主要活动之一。

用户界面设计

用户界面设计的基本原则是从实践中总结出来的一些设计规则。Theo Maiidel在他的界面设计著作中提出3条“黄金规则”：

让用户拥有控制权：用户希望控制计算机，而不是被计算机控制，因此在设计人机界面时应遵循以下原则：交互模式的定义不能强迫用户进入不必要的或不希望的动作的方式；提供灵活的交互；允许用户交互可以被中断和撤销；当技能级別增长时可以使交互流水化并允许定制交互；使用户隔离内部技术细节。
减少用户的记忆负担：要求用户记住的东西越多，与系统交互时出错的可能也越大，因此好的用户界面设计不应加重用户的记忆负担。减少用户记忆负担的设计原则为：减少对短期记忆的要求;建立有意义的默认值；定义直觉性的捷径；界面的视觉布局应该基于真实世界的隐喻；以不断进展的方式祸示信息。
保持界面一致：用户应该以一致的方式展示和获取信息，这意味着：所有可视信息的组织遵循统一的设计标准，所有屏幕显示都遵守该标准。输入机制被约束到有限的集合内，在整个软件系统中被一致地使用，同时从任务到任务的导航机制也被一致地定义和实现。保持界面一致性的设计原则包括以下内容：允许用户将当前任务放在有意义的语境中；在应用系列内保持一致性；不要改变用户己经熟悉的用户交互模型。

EJB

EJB分为会话Bean、实体Bean和消息驱动Bean。 1.会话Bean：用于实现业务逻辑，它可以是有状态的，也可以是无状态的。每当客户端请求时，容器就会选择一个会话Bean来为客户端服务。会话Bean可以直接访问数据库，但更多时候，它会通过实体Bean实现数据访问。 2.实体Bean：用于实现O/R映射，负责将数据库中的表记录映射为内存中的实体对象，事实上，创建一个实体Bean对象相当于新建一条记录，删除一个实体Bean会同时从数据库中删除对应记录，修改一个实体Bean时，容器会自动将实体Bean的状态和数据库同步。 3.消息驱动Bean是EJB3.0中引入的新的企业Bean，它基于JMS消息，只能接收客户端发送的JMS消息然后处理。MDB实际上是一个异步的无状态会话Bean，客户端调用MDB后无需等待，立刻返回，MDB将异步处理客户请求。这适合于需要异步处理请求的场合，比如订单处理，这样就能避免客户端长时间的等待一个方法调用直到返回结果。

安全

重放攻击

重放攻击，Replay Attacks，又称重播攻击、回放攻击或新鲜性攻击(Freshness Attacks)，是指攻击者发送一个目的主机已接收过的包，来达到欺骗系统的目的，主要用于身份认证过程，破坏认证的正确性。Kerberos系统采用的是时间戳方案来防止重放攻击，这种方案中，发送的数据包是带时间戳的，服务器可以根据时间戳来判断是否为重放包，以此防止重放攻击。