系統(tǒng)分析與設計IBM-71軟件體系結構概念課件

軟件體系結構概念軟件體系結構概念1軟件的復雜性問題：當系統(tǒng)的規(guī)模和復雜度不斷增大的時候，構造整個系統(tǒng)的關鍵是什么？軟件的復雜性問題：當系統(tǒng)的規(guī)模和復雜度不斷增大的時候，構造整2軟件的復雜性舉例：要求編寫一個程序，該程序讀入一個文本文件，統(tǒng)計在該文本文件中每個英文單詞出現(xiàn)的頻率，并輸出單詞頻率最高的100個單詞。構造上述軟件的重點是設計哪些部分軟件的復雜性舉例：要求編寫一個程序，該程序讀入一個文本文件，3軟件的復雜性算法的選擇數(shù)據(jù)結構的設計數(shù)據(jù)庫的構造舉例：要求編寫一個程序，該程序讀入一個文本文件，統(tǒng)計在該文本文件中每個英文單詞出現(xiàn)的頻率，并輸出單詞頻率最高的100個單詞。軟件的復雜性算法的選擇數(shù)據(jù)結構的設計數(shù)據(jù)庫的構造舉例：要求編4軟件的復雜性舉例：Web信息檢索是對發(fā)布在Web信息資源進行搜集、整理和組織，形成一個信息資源索引庫，并通過檢索界面將最符合用戶要求的網(wǎng)站或網(wǎng)頁提供給用戶。軟件的復雜性舉例：Web信息檢索是對發(fā)布在Web信息資源進行5軟件的復雜性舉例：Web信息檢索是對發(fā)布在Web信息資源進行搜集、整理和組織，形成一個信息資源索引庫，并通過檢索界面將最符合用戶要求的網(wǎng)站或網(wǎng)頁提供給用戶。網(wǎng)頁搜集預處理檢索服務Web信息檢索的處理過程：軟件的復雜性舉例：Web信息檢索是對發(fā)布在Web信息資源進行6軟件的復雜性互聯(lián)網(wǎng)采集器網(wǎng)頁文件其他文檔數(shù)據(jù)庫信息采集模塊索引器索引數(shù)據(jù)庫倒排文檔標引處理模塊用戶接口檢索器檢索結果集相關處理信息檢索模塊用戶輸入軟件的復雜性互聯(lián)網(wǎng)采集器網(wǎng)頁文件其他文檔數(shù)據(jù)庫信息采集模塊索7處理復雜性隨著軟件系統(tǒng)的規(guī)模和復雜性不斷增加，對系統(tǒng)的全局結構設計和規(guī)劃變得比算法的選擇和數(shù)據(jù)結構的設計明顯重要得多。處理復雜性隨著軟件系統(tǒng)的規(guī)模和復雜性不斷增加，對系統(tǒng)的全局結8系統(tǒng)分析與設計IBM——71軟件體系結構概念課件9軟件體系結構概念軟件體系結構（Software

Architecture）包括構成系統(tǒng)的設計元素的描述、設計元素之間的交互、設計元素的組合模式以及在這些模式中的約束。構件連接件物理分布約束作用于這些要素或連接關系上的限制條件性能質量一組基本的構成要素這些要素之間的連接關系這些要素連接之后形成的拓撲結構軟件體系結構概念軟件體系結構（SoftwareArchit10軟件體系結構概念軟件體系結構

=

構件+

連接件+

約束如何將復雜的軟件系統(tǒng)劃分成模塊如何規(guī)范模塊的構成如何將這些模塊組織成為完整的系統(tǒng)如何保證系統(tǒng)的質量要求軟件體系結構概念軟件體系結構=構件+連接件+約束11軟件體系結構概念Component構件是具有某種功能的可復用的軟件結構單元，表示系統(tǒng)中主要的計算元素和數(shù)據(jù)存儲。Interface程序函數(shù)、模塊對象、類文件相關功能的集合……ServiceC軟件體系結構概念Component構件是具有某種功能的可復用12軟件體系結構概念連接是構件間建立和維護行為關聯(lián)與信息傳遞的途徑。過程調用、中斷、I/O、事件、進程、線程、共享、同步、并發(fā)、消息、遠程調用、動態(tài)連接、API

等等機制協(xié)議對過程調用來說：參數(shù)的個數(shù)和類型、參數(shù)排列次序對消息傳送來說：消息的格式軟件體系結構概念連接是構件間建立和維護行為關聯(lián)與信息傳遞的途13軟件體系結構概念連接件表示構件之間的交互并實現(xiàn)構件之間的連接。C1C2管道（pipe）過程調用（procedure

call）事件廣播（event

broadcast）客戶機-服務器（client-server）數(shù)據(jù)庫連接（SQL）一般構件是軟件功能設計和實現(xiàn)的承載體連接件是負責完成構件之間信息交換和行為聯(lián)系的專用構件軟件體系結構概念連接件表示構件之間的交互并實現(xiàn)構件之間的連接14軟件體系結構的目標軟件體系結構設計目標可重用性：復用已實現(xiàn)證明的體系結構，或提供可重用資產可擴展性：易于增加新的功能可改變性：易于適應需求變更簡單性：將復雜問題簡單化，使系統(tǒng)更加易于理解和實現(xiàn)有效性：體現(xiàn)早期設計決策，展現(xiàn)系統(tǒng)滿足需求的能力軟件體系結構的目標軟件體系結構設計目標可重用性：復用已實現(xiàn)15軟件體系結構的發(fā)展功能函數(shù)對象構件設計模式服務體系結構風格面向模式的體系結構框架面向過程的分析與設計面向對象的分析與設計基于構件的軟件開發(fā)面向服務的計算面向服務的體系結構IT技術封閉商務過程開放細粒度粗粒度軟件體系結構的發(fā)展功能函數(shù)對象構件設計模式服務體系結構風格16風格、模式和框架體系結構風格：用于描述某一特定應用領域中系統(tǒng)組織的慣用模式，反映了領域中眾多系統(tǒng)所共有的結構和語義特性。設計模式：描述了軟件系統(tǒng)設計過程中常見問題的一些解決方案，通常是從大量的成功實踐中總結出來的且被廣泛公認的實踐和知識。軟件框架：軟件框架是由開發(fā)人員定制的應用系統(tǒng)的骨架，是整個或部分系統(tǒng)的可重用設計，由一組抽象構件和構件實例間的交互方式組成。風格、模式和框架體系結構風格：用于描述某一特定應用領域中系統(tǒng)17風格、模式和框架框架和體系結構的關系：體系結構的呈現(xiàn)形式是一個設計規(guī)約，而框架則是“半成品”的軟件；體系結構的目的是指導軟件系統(tǒng)的開發(fā)，而框架的目的是設計復用。ControllerViewModel風格、模式和框架框架和體系結構的關系：ControllerV18風格、模式和框架框架和設計模式的關系：框架給出的是整個應用的體系結構；而設計模式則給出了單一設計問題的解決方案，且可以在不同的應用程序或者框架中進行應用。舉例：一個網(wǎng)絡游戲可以基于網(wǎng)易的Pomelo框架開發(fā)，這是一個基于Node.js的高性能、分布式游戲服務器框架；在實現(xiàn)某個動畫功能時，可能會使用觀察者模式實現(xiàn)自動化的通知更新。設計模式的目標是改善代碼結構，提高程序的結構質量；框架強調的是設計的重用性和系統(tǒng)的可擴展性，以縮短開發(fā)周期，提高開發(fā)質量。風格、模式和框架框架和設計模式的關系：19軟件體系結構概念軟件體系結構概念20軟件的復雜性問題：當系統(tǒng)的規(guī)模和復雜度不斷增大的時候，構造整個系統(tǒng)的關鍵是什么？軟件的復雜性問題：當系統(tǒng)的規(guī)模和復雜度不斷增大的時候，構造整21軟件的復雜性舉例：要求編寫一個程序，該程序讀入一個文本文件，統(tǒng)計在該文本文件中每個英文單詞出現(xiàn)的頻率，并輸出單詞頻率最高的100個單詞。構造上述軟件的重點是設計哪些部分軟件的復雜性舉例：要求編寫一個程序，該程序讀入一個文本文件，22軟件的復雜性算法的選擇數(shù)據(jù)結構的設計數(shù)據(jù)庫的構造舉例：要求編寫一個程序，該程序讀入一個文本文件，統(tǒng)計在該文本文件中每個英文單詞出現(xiàn)的頻率，并輸出單詞頻率最高的100個單詞。軟件的復雜性算法的選擇數(shù)據(jù)結構的設計數(shù)據(jù)庫的構造舉例：要求編23軟件的復雜性舉例：Web信息檢索是對發(fā)布在Web信息資源進行搜集、整理和組織，形成一個信息資源索引庫，并通過檢索界面將最符合用戶要求的網(wǎng)站或網(wǎng)頁提供給用戶。軟件的復雜性舉例：Web信息檢索是對發(fā)布在Web信息資源進行24軟件的復雜性舉例：Web信息檢索是對發(fā)布在Web信息資源進行搜集、整理和組織，形成一個信息資源索引庫，并通過檢索界面將最符合用戶要求的網(wǎng)站或網(wǎng)頁提供給用戶。網(wǎng)頁搜集預處理檢索服務Web信息檢索的處理過程：軟件的復雜性舉例：Web信息檢索是對發(fā)布在Web信息資源進行25軟件的復雜性互聯(lián)網(wǎng)采集器網(wǎng)頁文件其他文檔數(shù)據(jù)庫信息采集模塊索引器索引數(shù)據(jù)庫倒排文檔標引處理模塊用戶接口檢索器檢索結果集相關處理信息檢索模塊用戶輸入軟件的復雜性互聯(lián)網(wǎng)采集器網(wǎng)頁文件其他文檔數(shù)據(jù)庫信息采集模塊索26處理復雜性隨著軟件系統(tǒng)的規(guī)模和復雜性不斷增加，對系統(tǒng)的全局結構設計和規(guī)劃變得比算法的選擇和數(shù)據(jù)結構的設計明顯重要得多。處理復雜性隨著軟件系統(tǒng)的規(guī)模和復雜性不斷增加，對系統(tǒng)的全局結27系統(tǒng)分析與設計IBM——71軟件體系結構概念課件28軟件體系結構概念軟件體系結構（Software

Architecture）包括構成系統(tǒng)的設計元素的描述、設計元素之間的交互、設計元素的組合模式以及在這些模式中的約束。構件連接件物理分布約束作用于這些要素或連接關系上的限制條件性能質量一組基本的構成要素這些要素之間的連接關系這些要素連接之后形成的拓撲結構軟件體系結構概念軟件體系結構（SoftwareArchit29軟件體系結構概念軟件體系結構

=

構件+

連接件+

約束如何將復雜的軟件系統(tǒng)劃分成模塊如何規(guī)范模塊的構成如何將這些模塊組織成為完整的系統(tǒng)如何保證系統(tǒng)的質量要求軟件體系結構概念軟件體系結構=構件+連接件+約束30軟件體系結構概念Component構件是具有某種功能的可復用的軟件結構單元，表示系統(tǒng)中主要的計算元素和數(shù)據(jù)存儲。Interface程序函數(shù)、模塊對象、類文件相關功能的集合……ServiceC軟件體系結構概念Component構件是具有某種功能的可復用31軟件體系結構概念連接是構件間建立和維護行為關聯(lián)與信息傳遞的途徑。過程調用、中斷、I/O、事件、進程、線程、共享、同步、并發(fā)、消息、遠程調用、動態(tài)連接、API

等等機制協(xié)議對過程調用來說：參數(shù)的個數(shù)和類型、參數(shù)排列次序對消息傳送來說：消息的格式軟件體系結構概念連接是構件間建立和維護行為關聯(lián)與信息傳遞的途32軟件體系結構概念連接件表示構件之間的交互并實現(xiàn)構件之間的連接。C1C2管道（pipe）過程調用（procedure

call）事件廣播（event

broadcast）客戶機-服務器（client-server）數(shù)據(jù)庫連接（SQL）一般構件是軟件功能設計和實現(xiàn)的承載體連接件是負責完成構件之間信息交換和行為聯(lián)系的專用構件軟件體系結構概念連接件表示構件之間的交互并實現(xiàn)構件之間的連接33軟件體系結構的目標軟件體系結構設計目標可重用性：復用已實現(xiàn)證明的體系結構，或提供可重用資產可擴展性：易于增加新的功能可改變性：易于適應需求變更簡單性：將復雜問題簡單化，使系統(tǒng)更加易于理解和實現(xiàn)有效性：體現(xiàn)早期設計決策，展現(xiàn)系統(tǒng)滿足需求的能力軟件體系結構的目標軟件體系結構設計目標可重用性：復用已實現(xiàn)34軟件體系結構的發(fā)展功能函數(shù)對象構件設計模式服務體系結構風格面向模式的體系結構框架面向過程的分析與設計面向對象的分析與設計基于構件的軟件開發(fā)面向服務的計算面向服務的體系結構IT技術封閉商務過程開放細粒度粗粒度軟件體系結構的發(fā)展功能函數(shù)對象構件設計模式服務體系結構風格35風格、模式和框架體系結構風格：用于描述某一特定應用領域中系統(tǒng)組織的慣用模式，反映了領域中眾多系統(tǒng)所共有的結構和語義特性。設計模式：描述了軟件系統(tǒng)設計過程中常見問題的一些解決方案，通常是從大量的成功實踐中總結出來的且被廣泛公認的實踐和知識。軟件框架：軟件框架是由開發(fā)人員定制的應用系統(tǒng)的骨架，是整個或部分系統(tǒng)的可重用設計，由一組抽象構件和構件實例間的交互方式組成。風格、模式和框架體系結構風格：用于描述某一特定應用領域中系統(tǒng)36風格、模式和框架框架和體系結構的關系：體系結構的呈現(xiàn)形式是一個設計規(guī)約，而框架則是“半成品”的軟件；體系結構的目的是指導軟件系統(tǒng)的開發(fā)，而框架的目的是設計復用。ControllerViewModel風格、模式和框架框架和體系結構的關系：Controll