前言

随着信息技术的飞速发展，软件已经成为当今社会不可或缺的基础设施之一。从个人生活到企业管理，从科学研究到政府服务，软件的应用无处不在。同时，随着云计算、大数据、人工智能等新兴技术的发展和应用，软件系统的规模和复杂度也在不断增加。因此，如何设计和构建一个优秀的软件系统，确保系统实现其复杂的功能需求和性能、可用性、安全性、可修改性、可靠性等质量属性需求，降低软件开发和维护的成本，提高软件开发的效率和质量，成为一个尤为重要的问题。

但是，软件体系结构的设计并不是一件简单的事情。作为软件系统的基础框架，它决定了软件系统的整体结构和组织方式，包括各个模块之间的关系、数据流向、系统的架构风格，以及质量属性实现策略设计等内容。这些多层面的抉择和决策，需要架构设计师具备扎实的理论基础和丰富的实践经验。

因此，作为国内最早开设“软件体系结构”课程，并建设了首门“软件体系结构”国家级一流课程的高校教研团队，我们基于近20年在软件体系结构课程教学、科研和软件系统设计开发的经验和成果，综合8000余名线下授课学生和近1.8万名线上学习者的教学反馈，编写了本教材，旨在帮助读者深入了解软件体系结构的基本概念和原理，掌握软件体系结构设计的方法和技术，在实际应用中具备软件体系结构设计的工程能力，更加游刃有余地应对日益复杂的软件系统开发的问题和挑战。

下面对本教材的主要内容、特色和阅读建议进行简要的说明。

本教材的主要内容可以分为如下三部分。

第一部分包括第1章“软件体系结构概述”和第2章“软件体系结构定位与构建”，这两章的内容是读者阅读本教材和掌握软件体系结构整个宏观知识体系的基础。

第二部分包括第3～7章，这部分中的各章分别围绕软件体系结构描述方法、基于风格的软件体系结构设计、面向质量属性的软件体系结构设计、软件体系结构评估、软件体系结构演化等软件体系结构构建过程中需要的专业知识进行讲解。

第三部分包括第8章，这一章选取了三个实际的软件项目案例，以实践验证的方式带领读者面向实际的软件系统需求，综合应用本教材前两部分讲解的知识内容，完成软件系统体系结构的构建。

本教材的主要特色体现在如下三方面。

首先，教材基于软件体系结构设计的生命周期组织知识体系。教材内容围绕软件体系结构定位与构建、软件体系结构描述方法、基于风格的软件体系结构设计、面向质量属性的软件体系结构设计、软件体系结构评估、软件体系结构演化，以及软件体系结构设计综合应用案例展开，教材知识体系囊括软件体系结构设计构建全生命周期中所需的专业知识和关键技术。

其次，多维度、多粒度体系结构设计案例贯穿全教材。本教材贯穿了大量来自教学研讨、科学研究和工业应用中的多维度软件体系结构设计案例，包括面向细粒度的架构设计知识点案例，面向多知识点融合的特定架构设计决策应用案例，以及覆盖体系结构设计构建全生命周期的大型综合案例。

最后，多模态、多维度资源、全方位支撑教与学过程。本教材为读者提供了对应教材内容的教学课件、习题以及对应细粒度知识点讲解的微课视频和知识点、自测题库等丰富的教与学资源。

本教材适合软件工程、计算机相关专业高年级的本科生、研究生和博士生，以及相关专业领域的从业人员、研究人员和高校教师使用。针对不同背景的读者，可以参考以下的方式进行各章节的阅读和学习。

对本教材所有读者而言，可完整阅读本教材的第1章和第2章，以对全书的内容和组织有一个总体理解，同时构建出对软件体系结构设计过程的整体认知。随后，读者可以开始阅读全书的所有章节，构建出一个完整的软件体系结构。也可以根据自身的知识储备和需求选择阅读某个章节内容，了解软件体系结构风格设计、软件体系结构描述、质量属性设计、软件体系结构评估、软件体系结构维护与演化等在软件体系结构构建过程中的某个部分或环节需要的专业知识。抑或，面向更具体的软件架构设计需求，单独阅读特定章节中讲解的对应架构设计知识点的具体内容。例如，读者需要应对软件系统的安全性需求，设计该系统的安全性架构设计策略，那么，读者可以直接选择阅读第5章面向质量属性的软件体系结构设计中的安全性的内容。

在阅读过程中，如果读者有对各章节知识点进行多样化学习的需求，可随时通过本教材提供的配套课件、习题、知识点讲解视频和知识点自测题库进行进一步的学习。

在编写本教材的过程中，我们汇集了众多软件工程领域的专家意见和实践经验，力求将最新的理论成果和实践案例融入书中。在此，向众多帮助我们的专家、学者及高校师生表示感谢。

我们衷心地希望本教材能够成为读者学习软件体系结构的重要参考资料，希望读者通过本教材的学习，不断提升自己的软件架构设计能力，为构建更加可靠、高效、安全的软件系统贡献自己的力量。同时，也欢迎读者提出宝贵的意见和建议，共同改进和完善本教材的内容，使其成为更加优秀的教材和参考书籍。

祝愿读者在学习本教材的过程中收获满满！

教与学资源

编者

2025年2月