软件体系结构4 软件体系结构描述
4软件体系结构描述
第4章 软件体系结构描述 ◇ 基于软构件的系统描述语言
4.1 软件体系结构描述方法
◎ 基于软构件的系统描述语言将软件系统描述成一种是由许多以 特定形式相互作用的特殊软件实体构造组成的组织或系统。 ◎ 例如，一种多变配置语言就可以用来在一个较高的抽象层次上 对系统的体系结构建模，Darwin最初用作设计和构造复杂分布式系 统的配置说明语言，因具有动态特性，也可用来描述动态体系结构。 ◎ 这种表达和描述方式虽然也是较好的一种以构件为单位的软件 系统描述方法，但是他们所面向和针对的系统元素仍然是一些层次 较低的以程序设计为基础的通信协作软件实体单元，而且这些语言 所描述和表达的系统一般而言都是面向特定应用的特殊系统，这些 特性使得基于软构件的系统描述仍然不是十分适合软件体系结构的 描述和表达。
•
（7）熟悉XML，初步了解基于XML的软件体系结 构描述语言。
教学重点与难点
（1）ADL的概念、特点及构成要素
• （2）典型ADL之间的异同点及其适用风格
• （3）UML中的九种框图及其应用
第4章 软件体系结构描述 ◇ 描述方法的种类
◎ 图形表达工具 ◎ 模块内连接语言
4.1 软件体系结构描述方法
◇ C2风格的中心原则
C2风格的中心原则是有限可视原则，或者说是下层独 立的原则： 在C2风格的体系结构中，某一构件只能感知层次高于 自己的构件所提供的服务，而不能感知到层次比自己更低 的构件的服务。 这种单向的传递性，有利于系统的维护和扩展。
◇ C2风格的通信规则
C2中，所有构件间的通信必须通过消息来实现，这也 是构件之间的唯一通信途径。每个构件都有一个顶端域、 一个底端域。构件的顶端域定义了构件可以对哪些通知做 出响应，以及可以发出哪些请求；构件的底端域定义了可 以向下层发送哪些通知，以及可以响应下层的哪些请求。
软件体系结构
软件体系结构引言软件体系结构是指在软件系统中，对系统整体结构进行组织和设计的过程。
一个合理的软件体系结构能够帮助开发者降低系统的复杂度，提高系统的可维护性和可扩展性。
本文将介绍软件体系结构的基本概念和常用的体系结构模式，以及如何进行软件体系结构设计。
软件体系结构的基本概念软件体系结构是一个抽象的概念，用于描述软件系统中各个组件之间的关系和交互方式。
它主要由以下几个基本概念组成：1.组件（Component）：组件是软件系统中的一个独立的功能单元，可以由一个或多个模块（Module）组成，实现特定的功能。
2.接口（Interface）：接口定义了组件之间的通信方式和消息传递方式。
一个组件可以提供多个接口供其他组件使用。
3.关系（Relationship）：组件之间的关系可以是依赖关系（Dependency）、关联关系（Association）、聚合关系（Aggregation）和组合关系（Composition）等。
这些关系将多个组件链接起来，形成一个组织结构。
4.架构风格（Architectural Style）：架构风格定义了软件系统的整体结构的模式和约束。
常见的架构风格包括层次结构（Layered）、客户端-服务器（Client-Server）、发布-订阅（Publish-Subscribe）等。
常用的软件体系结构模式在进行软件体系结构设计时，可以借鉴一些常用的体系结构模式。
下面介绍几种常见的模式：1.层次结构（Layered）：层次结构将软件系统划分为若干层，每一层负责特定的功能。
上层的组件可以调用下层的组件，反之则不行。
这种模式可以降低系统的复杂度和耦合度，提高系统的可维护性。
2.客户端-服务器（Client-Server）：客户端-服务器模式将软件系统划分为客户端和服务器两个部分。
客户端负责与用户进行交互，而服务器负责处理客户端的请求并返回结果。
这种模式可以实现系统的分布式部署，提高系统的可伸缩性。
软件体系结构
这种系统主要适用于控制系统，信息管理系 统，CAD系统，CASE工具集。
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集成的CASE工具集的体系结构 以数据仓库为核心
设计编辑器
代码生成器
设计翻译器
项目数据仓库
程序编辑器
设计分析器
报告生成器
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这种体系结构包括数据库、超文本系统及数 据黑板系统等。它包含两种成分：一是共享 的结构化数据；二是所有访问这些数据的操 作。
集中控制模型分为两类： 控制子系统顺序执行 控制子系统并发执行
作为集中控制器的子系统在将控制转交给另 一子系统后，该子系统完成它的功能后控制 权还要归还给集中控制器子系统。
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(1)调用-返回模型 (Call-Return model)
此即熟悉的自顶向下的子程序模型。 控制始于子程序层次的顶部，通过子程序调
用，从层次结构较高层的程序向较低层的程 序传递控制信息。程序执行结束将向较高层 的父程序返回。 这种程序模型仅应用于顺序系统。 该模型可以在模块层使用，以控制函数或对 象。
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控制的Call-Return模型
Main Program
Routine Routine Routine
1
2
3
Routine Routine
6
4) 控制构件: 管理其它构件运行的时间、时 机及次序。例如，调度器、同步器等。
5) 链接构件: 在实体之间传递信息。例如， 通信机制、用户界面等。
1.5 构件之间的连接方式
1) 过程调用: 在某一特定执行路径中传递执行 指针。如普通过程调用、远程过程调用。
2) 数据流: 相互独立的处理通过数据流进行交 互，在得到数据的同时被赋予控制权限。 如 UNIX 系统中的管道。
软件工程中的软件体系结构
软件工程中的软件体系结构在数字化时代，软件应用的范围越来越广泛，软件开发的规模和复杂度也在不断增加。
为了应对这些挑战，软件工程师们不断探索各种技术，其中之一就是软件体系结构。
软件体系结构是一个抽象的框架，描述了一个软件系统的组成部分，它们之间的关系和通信方式，以及系统的行为。
在本文中，我们将深入探讨软件体系结构的概念、类型、优缺点和设计原则等重要内容。
软件体系结构的概念软件体系结构是软件系统的架构，它是一个抽象的、高级别的视角，描述了系统的组成部分、相互关系和行为模式。
一般来说，软件体系结构由以下元素组成：1. 模块：代码的意义单位，通常包含一组相关的操作和数据结构。
2. 组件：带有接口的模块，可以与其他组件进行交互和通讯。
3. 连接器：支持组件之间通讯和合作的构建块。
4. 数据：系统中的各种信息，包括文本、图像、声音等。
5. 环境：软件系统运行所依赖的硬件、操作系统和其他外部条件等。
软件体系结构需要注意的重点包括：1. 模块细分：将系统拆分成若干个小模块，每个模块都有自己的职责和功能。
2. 接口设计：设计良好的接口可以提供高效、可靠的组件通讯。
3. 模块复用：通过复用现有组件和模块，可以降低开发成本和时间。
软件体系结构的类型软件体系结构可以分为多种类型，下面将介绍几种常见的。
1. 分层式结构分层式结构是将系统分为若干层次的结构，每个层次都具有特定的功能和职责。
分层式结构最大的特点是分离了应用程序逻辑和界面，将系统的不同部分独立起来，使得开发更容易和灵活。
2. 客户端/服务器结构客户端/服务器结构是一种典型的分布式系统结构，它将应用逻辑和数据存储划分为服务器端和客户端两个部分。
客户端通过网络连接到服务器获取或存储数据，并在本地计算机上运行应用逻辑。
3. MVC结构MVC（模型-视图-控制器）是一种用于用户界面设计的软件体系结构。
在MVC结构中，模型是应用程序的核心组成部分，处理数据和业务逻辑，视图负责渲染用户界面，控制器负责协调视图和模型之间的通讯。
软件体系结构的概念
软件体系结构的概念
软件体系结构指的是软件系统中各个部分之间的组织方式和相
互关系，并且对于软件系统的整体性能和质量具有重要影响。
软件体系结构可以分为多层次，包括应用程序、操作系统和硬件等多个层次。
软件体系结构具有以下几个方面的概念：
1. 模块化：将软件系统分解为多个模块，每个模块具有明确的
职责和功能，便于管理和维护。
2. 接口定义：模块之间通过明确的接口定义来进行通信和交互，从而实现系统的协作和集成。
3. 分层结构：软件体系结构可以分为多个层次，每个层次负责
不同的功能，便于组织和管理。
4. 过程控制：软件体系结构可以通过定义明确的流程和控制机
制来实现对软件系统开发和维护的有效控制。
5. 性能优化：软件体系结构的设计应该考虑系统的性能和效率，通过合理的设计和优化来提高系统的性能和质量。
软件体系结构的设计需要考虑到多个方面的因素，包括系统需求、硬件环境、软件技术等等，需要综合考虑并进行优化。
一个好的软件体系结构设计可以提高系统的可维护性、可扩展性和可重用性，从而降低开发和维护成本，提高软件系统的质量和效率。
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软件体系结构
1、MVC（模型-视图-控制）：针对用户界面 模型：核心数据封装、逻辑和功能的计算，它独立于具体的界面表达和输入/输出操作。 视图：把模型数据等信息以特定形式展示给用户。 控制：处理用户与软件的交互操作。它接受用户的输入，将输入反馈给模型，进而实现对模 型的计算控制，是使模型和视图协调工作的部件。
2、软件重用的定义 软件重用是指在两次或多次不同的软件开发过程中重复使用相同或相近软件元素的过程。 可重用软件元素越大，重用粒度越大。
7、基于事件的隐式调用的定义 基于事件的隐式调用风格的思想是构件不直接调用一个过程，而是触发或广播一个或多个事 件。系统中的其它构件中的过程在一个或多个事件中注册，当一个事件被触发，系统自动调 用在这个事件中注册的所有过程，这样，一个事件的触发就导致了另一个模块中过程的调用。
8、基于事件的隐式调用的优缺点 优点： （1）为软件重用提供了强大的支持。 （2）为系统带来了方便。
end Attendห้องสมุดไป่ตู้e;
16、C2 对体系结构的描述 architecture MeetingScheduler is
conceptual_components Attendee;ImportantAttendee;MeetingInitiator;
connector connector MainConn is message_filter no_filtering; connector AttConn is message_filter no filtering; connector ImportantAttConn is message_filter no filtering;
软件体系结构
软件体系结构软件体系结构是指软件系统中各个组件之间的关系和结构的抽象描述。
它是构建软件系统的基础，对软件系统的设计和开发起着重要的指导作用。
本文将从软件体系结构的定义、目标和应用领域等方面对其进行详细的介绍。
一、软件体系结构的定义软件体系结构是指软件系统中各个组件之间的关系和结构的抽象描述，它包括软件系统的静态结构和动态行为。
静态结构是指软件系统中组件的组织方式和相互之间的关系，动态行为是指软件系统中组件的交互方式和相互之间的通信方式。
二、软件体系结构的目标软件体系结构的目标是实现软件系统的可重用性、可维护性、可扩展性和可伸缩性。
可重用性是指软件系统中的组件能够被多次使用，可维护性是指软件系统中的组件能够被轻松地修改和维护，可扩展性是指软件系统能够根据需求进行功能的扩展，可伸缩性是指软件系统能够根据需求进行性能的扩展。
三、软件体系结构的应用领域软件体系结构广泛应用于各个领域的软件系统开发，特别是大型跨平台和分布式系统的开发。
在金融领域，软件体系结构被应用于交易系统和风险管理系统的开发；在电子商务领域，软件体系结构被应用于在线购物系统和支付系统的开发；在物流领域，软件体系结构被应用于供应链管理系统和运输管理系统的开发。
四、软件体系结构的基本原则软件体系结构的设计应遵循以下基本原则：1. 模块化：将软件系统分为独立的模块，每个模块只负责特定的功能，通过接口进行通信和交互。
2. 松耦合：各个模块之间的依赖应尽量降低，避免模块之间的紧密耦合，以提高系统的灵活性和可维护性。
3. 高内聚：模块内部的各个元素之间应紧密关联，功能相关的元素应放在同一个模块中，以提高系统的内聚性。
4. 分层：将软件系统分为多个层次，每个层次负责不同的功能，上层层次通过接口调用下层层次的功能。
5. 可伸缩性：系统的设计应考虑未来的扩展需求，能够根据需求进行功能和性能的扩展。
六、软件体系结构的设计方法软件体系结构的设计方法有很多种，常用的有面向对象的体系结构设计方法、服务导向的体系结构设计方法和领域驱动设计方法。
软件体系结构
软件体系结构随着计算机科学和技术的不断发展，软件开发也越来越重要。
软件体系结构是软件开发中非常关键的一环。
它是指软件系统中各组件之间的关系和交互方式的一种描述方式。
软件体系结构不仅仅是软件系统的设计，还涉及到软件系统的架构、组件、模式等多方面的内容。
软件体系结构的定义软件体系结构是指软件设计时所考虑到的系统结构和组件之间的关系，以及它们之间的交互方式和通信方式。
它是软件系统设计的基础，可以帮助程序员们更好地规划和管理整个项目。
在实际开发过程中，软件体系结构可以将软件系统划分为若干个独立的部分，每个部分可以独立开发，最终组合成一个完整的软件系统。
软件体系结构的重要性软件体系结构在软件开发生命周期的各个阶段都会发挥重要作用。
它可以帮助软件开发者们更清楚地定义系统范围、确定模块之间的关系、减少冲突和风险等。
此外，软件体系结构还可以帮助软件开发者预测系统的变化，让系统更加易维护和扩展。
软件体系结构的种类软件体系结构可以根据不同的标准进行分类。
下面介绍几种常见的分类方式。
1. 根据结构组织按照软件系统的结构组织方式来分类，可以分为：层次体系结构、客户/服务器体系结构、面向对象体系结构等。
层次体系结构将软件系统划分为若干个层次，每个层次尽量保持独立，每个层次只依赖于下一层次，不依赖于上一层次。
这种体系结构的好处是简单易懂，可维护性高。
客户/服务器体系结构是指将软件系统分为服务器端和客户端两部分。
服务器提供各种服务，客户端通过调用服务器端提供的服务来实现自己的功能。
这种体系结构的好处是扩展性好，因为只要增加一台服务器就可以为更多的客户端提供服务。
面向对象体系结构是指将软件系统看成是若干个对象的集合。
每个对象有一些属性和方法，它们之间可以相互调用来完成一些功能。
这种体系结构的好处是维护性好，因为不同对象之间的关系比较简单清晰。
2. 根据数据流方向按照数据流的方向来分类，可以分为：单向体系结构、双向体系结构。
单向体系结构是指软件系统在数据流的传递方向上是单向的，只有一个方向。
软件体系结构总结
软件体系结构总结引言软件体系结构是指对软件系统概要设计的抽象表示，它定义了系统的结构组成、各个组件之间的关系以及与外部环境的交互方式。
在软件开发过程中，合理的软件体系结构设计能够提高系统的可维护性、扩展性和复用性。
本文将从软件体系结构的概念、常见的体系结构风格以及体系结构设计原则进行总结。
软件体系结构概念软件体系结构是对软件系统进行高层次抽象的表示，能够描述系统的组成部分以及这些部分之间的关系。
它提供了一个框架，用于指导软件系统的开发和演化。
软件体系结构通常包括以下几个方面的描述：1.结构元素：指系统中的组件、连接器和配置。
组件是系统中的可替换部分，连接器是组件之间进行通信和协作的媒介，配置是组件和连接器的物理安排。
2.组件关系：描述组件之间的静态关系，比如依赖关系、聚合关系、继承关系等。
3.交互方式：描述组件和连接器之间的动态交互方式，包括数据流、控制流和事件触发等。
4.分析视图：描述软件体系结构的静态特性，通过分析视图可以发现系统中的潜在问题和风险。
5.设计视图：描述软件体系结构的具体设计方案，包括组件和连接器的具体实现细节。
常见的体系结构风格在软件体系结构设计中，常见的体系结构风格包括以下几种：1.面向对象体系结构：基于面向对象编程思想，将系统分解为一系列的对象，每个对象封装了数据和操作，通过消息传递进行通信和协作。
2.分层体系结构：将系统分为多个层次，每个层次都有特定的功能和责任，上层层次使用下层层次提供的服务。
3.客户端-服务器体系结构：将系统分为客户端和服务器，客户端发送请求，服务器进行处理并返回结果。
4.数据流体系结构：以数据流为中心，将系统划分为一系列的数据流和处理器，数据流通过处理器进行转换和处理。
5.发布-订阅体系结构：基于事件驱动的编程模式，组件之间通过发布者-订阅者模型进行通信。
不同的体系结构风格适用于不同的应用场景，根据系统的需求和特点选择合适的体系结构风格是非常重要的。
软件体系结构
软件体系结构软件体系结构是软件系统的一种高级结构，它涉及到软件系统的主要构成部分以及这些部分之间的相互作用。
它提供了一个框架，用于指导系统的设计和开发，以确保系统能够满足其需求。
软件体系结构由三个主要元素组成：构件、连接件和约束。
1.构件：这是软件体系结构的基础元素，包括处理构件、数据构件和连接构件。
处理构件负责执行数据的操作或计算，数据构件是操作或计算所处理的信息，而连接构件则负责将这些不同的部分组合在一起。
2.连接件：连接件是负责将体系结构的不同部分组合连接起来的元素。
它们定义了构件之间的交互方式和关系，包括数据流、控制流和消息传递等。
3.约束：约束是软件体系结构中的规则和限制，它们定义了系统的行为和属性。
约束可以包括性能要求、可靠性要求、可维护性要求等。
此外，软件体系结构还涉及到一些重要的问题，如全局组织和全局控制结构、通信、同步与数据存取的协议、设计构件的功能定义、物理分布与合成、设计方案的选择、评估与实现等。
这些问题都是软件体系结构在设计和开发过程中需要考虑的重要因素。
Kruchten提出了软件体系结构的四个角度，这些角度从不同方面对系统进行描述：1.概念角度：描述系统的主要构件及它们之间的关系。
2.模块角度：包含功能分解与层次结构，描述了系统的静态结构。
3.运行角度：描述了一个系统的动态结构，包括系统的行为、交互和并发性等方面。
4.代码角度：描述了各种代码和库函数在开发环境中的组织，涉及到系统的实现细节。
总的来说，软件体系结构是软件系统的核心组成部分，它为软件的设计和开发提供了一个高层次的结构和指导。
通过对软件体系结构的设计和分析，可以更好地理解系统的需求和功能，提高系统的质量和可维护性。
软件体系结构
一、名词解释1、软件危机：指在计算机软件的开发和维护过程中所遇到一系列严重问题。
软件体系结构：是具有一定形式的结构化元素，即构件的集合，包括处理构件、数据构件和连接构件。
软件重用：在两次或者多次不同的软件开发过程中重复使用相同或者相近软件元素的过程。
构件：是具有一定功能，能够独立工作或能够同其他构件装配起来协调工作的程序体，构件的使用同它的开发、生产无关。
连接件：构件之间的交互规则的建模来实现构件间连接。
配置：构件和连接体拓扑逻辑和约束。
2、软件体系结构模型：如何对软件体系结构建模结构模型：以体系结构的构件、连接件和其他概念来刻画结构。
框架模型：以一些特殊的问题为目标建立只针对和适应问题结构。
功能模型：由一组功能构件按层次组成的，下层向上层提供服务。
动态模型：对模型或者框架模型的补充。
过程模型：研究构造系统的步骤和过程。
“4+ 1”视图模型：从5个不同视角（逻辑视图，开发视图，进程视图，物理视图，场景视图）来描述软件体系结构逻辑视图：支持系统的功能需求，即系统提供给最终用户的服务。
开发视图：侧重于软件模块的组织和管理。
进程视图：侧重于系统的运动特性，主要关注一些非功能性的需求。
物理视图：主要考虑如何把软件映射到硬件上，它通常要考虑到系统性能、规模、可能性等。
场景视图：重要系统活动的抽象，它使4个视图有机联系起来。
3、软件体系结构风格：描述某一特定应用领域中系统组织方式的惯用方式。
C2：通过连接件绑定在一起的、按照一组规则运作的并行构件网络。
C/S：将应用一分为二，服务器负责数据管理，客户端完成与用户的交互任务。
B/S：利用不断成熟的www浏览器技术，结合浏览器的多种脚本语言，用通用浏览器就实现了原来需要的复杂的专用软件才能实现的强大功能，并节约开发成本。
SASIS (Software Architecture for System of Interconnected System)：互连系统。
，系统可以分成若干个不同部分，每个部分作为单独系统独立开发的软件结构。
软件体系结构
软件体系结构
软件体系结构（Software architecture，软件架构）为软件系统提供了一个结构、行为和属性的高级抽象，由构成系统的元素的描述、这些元素的相互作用、指导元素集成的模式以及这些模式的约束组成。
软件体系结构不仅指定了系统的组织结构和拓扑结构，并且显示了系统需求和构成系统的元素之间的对应关系，提供了一些设计决策的基本原理。
对于软件项目的开发来说，一个清晰的软件体系结构是首要的。
传统的软件开发过程可以划分为从概念直到实现的若干个阶段，包括问题定义、需求分析、软件设计、软件实现及软件测试等。
软件体系结构的建立应位于需求分析之后，软件设计之前。
但在传统的软件工程方法中，需求和设计之间存在一条很难逾越的鸿沟，从而很难有效地将需求转换为相应的设计。
而软件体系结构就是试图在软件需求与软件设计之间架起一座桥梁，着重解决软件系统的结构和需求向实现平坦地过渡的问题。
软件体系结构是项目干系人进行交流的手段，明确了对系统实现的约束条件，决定了开发和维护组织的组织结构，制约着系统的质量属性。
软件体系结构使推理和控制更改更简单，有助于循序渐进的原型设计，可以作为培训的基础。
软件体系结构是可传递和可复用的模型，通过研究软件体系结构可能预测软件的质量。
软件工程中的软件体系结构
软件工程中的软件体系结构软件体系结构是软件工程中的一个重要概念，用于描述和组织软件系统的架构和结构。
在软件工程领域，软件体系结构是实现软件功能和满足软件质量要求的基础。
本文将介绍软件体系结构的定义、重要性和常见的体系结构模式。
一、软件体系结构的定义软件体系结构是软件系统的总体结构和组织方式，用于描述系统各个组成部分之间的关系、交互和功能。
它包括系统中的各个模块（或组件）以及它们之间的接口和依赖关系。
软件体系结构还定义了系统的整体框架、分层结构、数据流和控制流。
软件体系结构的目标是将复杂的软件系统分解成可管理的模块，提高系统的可维护性、可扩展性和可重用性。
它是软件开发过程中的一个关键决策，能够影响到系统的性能、安全性和可靠性。
二、软件体系结构的重要性1. 提高软件开发效率：软件体系结构将系统分解成各个模块，使开发团队能够并行开发、测试和集成各个模块，从而提高开发效率。
2. 促进软件重用：通过定义模块和接口，软件体系结构能够促进软件的重用，减少开发时间和成本。
3. 支持系统演化：软件系统需要不断演化，软件体系结构能够提供系统框架和接口，使系统能够方便地进行修改和扩展。
4. 提高系统的可维护性：良好的软件体系结构能够降低系统维护的难度，使开发人员能够快速定位和修复问题。
三、常见的软件体系结构模式1. 分层体系结构：将系统分成若干层层叠加的模块，每一层只和相邻的层进行交互。
这种模式可以提高系统的灵活性和可维护性，但同时也增加了系统的复杂度。
2. 客户-服务器体系结构：将系统分成客户端和服务器端，客户端发送请求给服务器端，服务器端提供相应的服务并返回结果。
这种模式适用于分布式系统和网络应用开发。
3. 主从体系结构：将系统分成一个主节点和多个从节点，主节点负责协调和管理从节点的工作。
这种模式适用于负载均衡和并行计算等场景。
4. 流水线体系结构：将系统分成多个阶段，每个阶段负责完成一部分工作并将结果传递给下一个阶段。
软件体系结构总结【强烈推荐】
第一章：1、软件体系结构的定义国内普遍看法：体系结构=构件+连接件+约束2、软件体系结构涉及哪几种结构：1、模块结构（Module）系统如何被构造为一组代码或数据单元的决策2、构件和连接件结构（Component-And-Connector，C&C）系统如何被设计为一组具有运行时行为（构件）和交互（连接件）的元素3、分配结构（Allocation）展示如何将来自于模块结构或C&C结构的单元映射到非软件结构（硬件、开发组和文件系统）3、视图视点模型视点（View point）ISO/IEC 42010:2007 (IEEE-Std-1471-2000)中规定：视点是一个有关单个视图的规格说明。
视图是基于某一视点对整个系统的一种表达。
一个视图可由一个或多个架构模型组成架构模型架构意义上的图及其文字描述（如软件架构结构图）视图模型一个视图是关于整个系统某一方面的表达，一个视图模型则是指一组用来构建4、软件体系结构核心原模型1、构件是具有某种功能的可复用的软件结构单元，表示了系统中主要的计算元素和数据存储。
2.连接件(Connector)：表示构件之间的交互并实现构件之间的连接特性：1)方向性2)角色3)激发性4)响应特征第二章1、软件功能需求、质量属性需求、约束分别对软件架构产生的影响功能性需求：系统必须实现的功能，以及系统在运行时接收外部激励时所做出的行为或响应。
质量属性需求：这些需求对功能或整个产品的质量描述。
约束：一种零度自由的设计决策，如使用特定的编程语言。
质量原意是指好的程度，与目标吻合的程度，在软件工程领域，目标自然就是需求。
对任何系统而言，能按照功能需求正确执行应是对其最基本的要求。
正确性是指软件按照需求正确执行任务的能力，这无疑是第一重要的软件质量属性。
质量属性的优劣程度反映了设计是否成功以及软件系统的整体质量。
系统或软件架构的相关视图的集合，这样一组从不同视角表达系统的视图组合在一起构成对系统比较完整的表达2、质量属性3、系统非功能性需求？包括哪些质量属性非功能性需求：用户对软件质量属性、运行环境、资源约束、外部接口等方面的要求或期望，包括：(1) 性能需求：用户在软件响应速度、结果精度、运行时资源消耗量等方面的要求。
软件体系结构总结考点
软件体系结构总结考点1.软件体系结构的概念和原则：-什么是软件体系结构，它与软件设计的区别是什么？-软件体系结构的设计原则是什么？-软件体系结构的目标是什么？2.软件体系结构的重要特性：-模块化：将系统划分为独立的模块，每个模块负责一个特定的功能。
-可扩展性：系统可以方便地进行功能扩展，无需对已有模块进行大规模修改。
-可维护性：系统的模块分离清晰，使得修改和维护变得更加容易。
-可重用性：系统中的模块可以被重复使用，在其他项目中节省开发时间和成本。
-可靠性：系统能够提供高质量和稳定的服务，具有高度的可靠性。
3.常见的软件体系结构模式：-分层体系结构：将系统划分为多个层次，每个层次负责特定的功能。
-客户端-服务器体系结构：将系统划分为客户端和服务器，客户端发起请求，服务器提供服务并返回结果。
-MVC体系结构：将系统划分为模型、视图和控制器三个部分，分别负责数据、界面和逻辑处理。
-微服务体系结构：将系统划分为多个小型的、独立的服务，每个服务负责一个特定的业务功能。
4.软件体系结构的评估和选择：-如何评估软件体系结构的有效性和适用性？-如何选择最适合项目需求和条件的软件体系结构？-软件体系结构的选择与项目规模、团队规模有何关系？5.软件体系结构的设计和实现：-如何进行软件体系结构的设计和建模？-有哪些常用的软件体系结构设计工具和方法？-如何将软件体系结构转化为具体的代码实现？6.软件体系结构的演化和维护：-软件体系结构在系统演化和维护过程中的作用是什么？-如何在系统需求发生变化时进行软件体系结构的演化？-如何进行软件体系结构的重构和迁移？软件体系结构是软件开发过程中的关键环节，对于确保系统的质量和可持续发展至关重要。
掌握软件体系结构的基本原理、常见模式和设计方法，以及评估和演化的技巧，能够帮助开发人员构建出高质量且易于维护和扩展的软件系统。
软件工程软件体系结构
软件工程软件体系结构1. 引言软件体系结构是软件工程领域中一个重要的概念，它描述了一个软件系统的整体结构和组成部分之间的关系。
软件体系结构的设计和实现对于软件系统的可维护性、可扩展性和可重用性等方面具有重要影响。
本文将介绍软件体系结构的基本概念、常见的体系结构类型以及设计和评估软件体系结构的方法。
2. 软件体系结构的基本概念软件体系结构是一个软件系统的抽象表示，它描述了系统的组成部分和它们之间的关系。
一个软件体系结构可以包含多个子系统或模块，每个子系统或模块负责系统的某个特定功能。
软件体系结构可以采用不同的视角进行描述，例如逻辑视图、物理视图和过程视图。
在软件体系结构中，常见的概念和术语包括模块、接口、组件、连接器和配置。
模块是软件系统的基本构建单元，它封装了特定的功能和实现细节。
接口定义了模块之间的通信方式和协议。
组件是一个可重用的软件单元，它可以被多个模块使用。
连接器用于连接不同的组件和模块，实现模块之间的通信。
配置描述了系统中各个组件和模块的布局和拓扑结构。
3. 常见的软件体系结构类型在软件工程中，有多种常见的软件体系结构类型，每种类型都具有不同的特点和适用场景。
下面介绍几种常见的软件体系结构类型。
3.1 分层体系结构分层体系结构是一种将系统分成多个层次的结构，每个层次负责系统中的不同功能。
不同层次之间通过接口进行通信。
分层体系结构的优点是简化了系统的设计和维护，提高了系统的可扩展性和可重用性。
3.2 客户端-服务器体系结构客户端-服务器体系结构是一种将系统分成客户端和服务器的结构，客户端负责用户界面和用户交互，服务器负责数据处理和业务逻辑。
客户端通过网络与服务器进行通信。
客户端-服务器体系结构的优点是可以实现分布式计算和集中管理，缺点是系统的性能受限于网络的带宽和延迟。
3.3 事件驱动体系结构事件驱动体系结构是一种通过事件和消息进行通信的结构，不同组件之间通过发布和订阅事件来实现解耦和异步处理。
软件体系结构知识点概要
软件体系结构知识点概要软件体系结构是指一个软件系统内各个组件之间的关系和组织方式，是软件系统的基础架构，用于定义系统的整体结构以及各个组件的功能和职责。
软件体系结构决定了系统的稳定性、可扩展性、可维护性和可重用性，是软件开发过程中非常重要的一部分。
需求分析阶段是确定软件系统的用途和功能需求，包括对用户需求、系统约束和业务流程等方面的分析。
在需求分析阶段，需要对系统的功能和性能进行明确的规划，对于不同的系统需求，可能需要采用不同的体系结构模式。
架构设计阶段是根据需求分析的结果，选择合适的体系结构模式和技术，进行系统的整体设计。
常用的体系结构模式包括层次结构模式、客户端-服务器模式、发布-订阅模式、管道-过滤器模式等。
在架构设计阶段，需要考虑系统的性能、可靠性、安全性、可扩展性等方面的要求，并根据这些要求进行设计决策。
评审阶段是对架构设计进行评审，确保设计的合理性和可行性。
评审包括对系统的功能、性能、安全性等方面的评价，并对设计的技术和模式进行验证。
评审的目的是发现和解决设计中的问题，减少软件开发过程中的风险。
验证阶段是对已经实现的系统进行测试和验证，确保系统的功能和性能的符合需求。
验证可以采用黑盒测试和白盒测试等方法，验证的结果可以反馈给设计人员，以便进行修正和优化。
在软件体系结构的设计中，还需要考虑到一些重要的设计原则和概念。
首先，模块化原则是指将系统拆分为若干个独立的模块，每个模块具有明确定义的职责和功能。
模块之间通过接口进行通信，实现模块的解耦和独立开发，同时也方便了系统的维护和扩展。
其次，高内聚低耦合是指模块内部的组件之间具有较强的相关性，而模块之间的依赖关系较弱。
高内聚能够提高模块的复用性和可维护性，低耦合能够减少模块之间的依赖和影响，提高系统的灵活性和可扩展性。
另外，分层架构是一种常用的体系结构模式，将系统分解为若干个层次，每个层次完成特定的功能。
分层架构提供了清晰的界面和抽象层，可以降低系统的复杂性，提高系统的可维护性和可扩展性。
第四讲软件体系结构描述一教学课件
用例1
动作状态1
对象1 组件1
包1
<<子系统>> 子系统1
关联类1
* -结束1
* -结束2
关系
依赖 关联 一般化 实现
-结束3 *
-结束4 *
<<refines>>
扩展机制（1）
构造型（套用类型）
– 构造型用双尖括号内的文字字符串表示 – 构造型的信息内容和形式与已存在的基本模型元素相
同，但是含义和使用不同 – 如《元类》
DSiDcSaeigcan协regaanrmr作aaiomrsi图os
模型
DiDaSigtaSa组rgtataerm件atems图s
DSiDcSaeigcan状regaanrmr态aaiomrsi图os
活动图
Component DCiaogmrapmosnent
Di分agrational Rose MagicDraw PowerDesigner MS Visio ArgoUML StarUML
UML概要
模型元素 关系 扩展的机制 图表
模型元素
结构元素
– 类，接口，协作，用例，活 动类，构件
行为元素
– 交互, 状态机
组元素
– 包, 子系统
其它元素
– 符号
类1 接口1
用例图
设计视图 过程视图 实现视图 分布视图
逻辑应用体系结构
图形 用户 界面
Relational Database
图形 用户 界面
商业 对象 模型
关系 数据库
图形 用户 界面
商业 对象 模型
关系 数据库
大纲
标准建模语言UML 体系结构和UML 基于UML的B/S构架描述
计算机四级考试重点知识：软件体系结构与设计过程
计算机四级考试重点知识：软件体系结构与设计过程
2015计算机四级考试重点知识：软件体系结构与设计过程
1 软件体系结构
1、软件体系结构又称软件架构，软件体系结构={构件，连接件，约束}。
2、构件是组成系统的具有一定独立功能的不同粒度的程序模块、独立程序或软件子系统，是组成软件的系统元素;
3、连接件将不同的构件连接起来，表示了构件间的相互作用;
4、约束一般是对象连接时的规则，或指明了构件连接的条件。
5、软件体系结构描述了软件系统的总体组织和层次结构、系统元素及其功能分配、全局控制、系统元素间的协调和交互、数据存取等;
2 软件设计过程
1、概要设计
(1) 定义：是建立软件系统的总体结构和模块间的关系，定义各功能模块的接口，设计全局数据库、规定设计约束、制定组装测试计划;
(2) 一个好的概要设计要求是：良好的总体结构、功能模块间较低的耦合度和较高的.内聚度，并尽量降低模块接口的复杂性;
(3) 可以采用层次结构图表示软件总体结构，图中节点代表功能模块。
2、详细设计
(1) 是细化概要设计产生的功能模块，形成可编程的程序模块，并用某种过程设计语言设计程序模块的内部细节，为编写软件代码提供依据。
(2) 可选用结构化设计方法、面向对象设计方法等;
3、关于软件总体设计
(1) 一些大的DBAS可根据逐步抽象和层次化原则，将概要设计分解成两个步骤：
(A) 首先是软件总体结构设计，即对软件需求进行分解;
(B) 第二步是将每个子系统进一步划分为功能模块，定义各模块的数据结构、相互间交互关系;
【2015计算机四级考试重点知识：软件体系结构与设计过程】。
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若干原型ADLs被开发出来 被开发出来 若干原型
ADL及其扮演的角色仍是一个开放的问题 及其扮演的角色仍是一个开放的问题
3
ADL扮演的角色
提供了描述构件及其交互的模型、符号体系和工 具 支持大规模、高层设计 支持体系结构风格的理性选择和应用 支持抽象 用户定义 应用特定(application-specific) 支持设计的实现 系统化的 （可能）自动化的
13
ADL与其他语言的比较
构造能力：ADL能够使用较小的独立体系结构元素来建 造大型软件系统； 抽象能力：ADL使得软件体系结构中的构件和连接件描 述可以只关注它们的抽象特性，而不管其具体的实现细 节； 复用能力：ADL使得组成软件系统的构件、连接件甚至 是软件体系结构都成为软件系统开发和设计的可复用部 件； 组合能力：ADL使得其描述的每一系统元素都有其自己 的局部结构，这种描述局部结构的特点使得ADL支持软 件系统的动态变化组合； 异构能力：ADL允许不同体系结构描述关联存在； 分析和推理能力：ADL允许对其描述的体系结构进行多 种不同的性能和功能上的多种推理分析。
软件体系结构描述
张平健 华南理工大学软件学院
软件体系结构的现状
体系结构的理解停留在直觉、逸事和传说层面 体系结构的理解停留在直觉、 非形式化描述
框线图 非形式化的陈述
惯用的词汇传递了丰富的语义
RPC Client-Server Pipe and Filter Layered Distributed OO
7
基于构件的系统描述语言
基于软构件的系统描述语言将软件系统描述成一种是由许 多以特定形式相互作用的特殊软件实体构造组成的组织或 系统。 例如，一种多变配置语言就可以用来在一个较高的抽象层 次上对系统的体系结构建模，最初用作设计和构造复杂分 布式系统的配置说明语言，因具有动态特性，也可用来描 述动态体系结构。 这种表达和描述方式虽然也是较好的一种以构件为单位的 软件系统描述方法，但是他们所面向和针对的系统元素仍 然是一些层次较低的以程序设计为基础的通信协作软件实 体单元，而且这些语言所描述和表达的系统一般而言都是 面向特定应用的特殊系统，这些特性使得基于构件的系统 描述仍然不是十分适合软件体系结构的描述和表达。
14
典型元素含义15常来自体系结构元素16ADL定义
定义 ADL是一种语言，提供了对软件系统概 是一种语言， 是一种语言 念体系结构进行建模的特性(features) 念体系结构进行建模的特性 基本特性： 基本特性：对以下成分进行显式规约 构件(components) 构件 连接件(connectors) 连接件 配置(configurations) 配置
10
软件体系结构描述的概念模型IEEE P1471
http://www.firstmark.ca/ContentDocs/architectural%20docs/IEEE1471%20Arch%20Standard/ieeecontent.htm
11
Rational
Rational起草了可复用的软件资产规格说明，专门讨论了 体系结构描述的规格说明，提出了一套易于复用的体系结 构描述规范。该建议草案已经提交OMG。 基于RUP（Rational United Process）、采用UML模型描 述软件的体系结构，认为体系结构描述的关键是定义视点、 视图以及建模元素之间的映射关系。 与IEEE P1471相比，该建议标准的体系结构描述方案涉 及面比较窄，所注重的层次比较低，因而更具体。由于将 体系结构的描述限于UML和RUP，具有一定的局限性， 但该建议标准结合了业界已经广泛采用的建模语言和开发 过程，因而易于推广，可以有效实现在跨组织之间复用体 系结构描述结果。
8
软件体系结构描述语言
软件体系结构的第四种描述和表达方法是参照传 统程序设计语言的设计和开发经验，重新设计、 开发和使用针对软件体系结构特点的专门的软件 体系结构描述语言 由于ADL是在吸收了传统程序设计中的语义严格 精确的特点基础上，针对软件体系结构的整体性 和抽象性特点，定义和确定适合于软件体系结构 表达与描述的有关抽象元素，因此，ADL是当前 软件开发和设计方法学中一种发展很快的软件体 系结构描述方法，目前，已经有几十种常见的 ADL
9
软件体系结构描述框架标准
鉴于体系结构描述的概念和实践的不统一，IEEE 于1995年8月成立了体系结构工作组 IEEE P1471
IEEE P1471于2000年9月21日通过IEEE-SA标准委员 会评审。 IEEE P1471适用于软件密集的系统，其目标在于：便 于体系结构的表达与交流，并通过体系结构要素及其 实践标准化，奠定质量与成本的基础。 IEEE P1471详细介绍了一套体系结构描述的概念框架， 并给出建立框架的思路。但如何描述以及具体的描述 技术等方面缺乏更进一步的指导。
17
ADL构件
定义 构件是计算或数据存储单元 构件是计算和状态的场所 所有的ADLs支持构件建模 所有的 支持构件建模 不同的术语 构件(component) 构件 接口(interface) 接口 进程(process) 进程
18
ADL连接件
定义 连接件是组成体系结构的“积木” 连接件是组成体系结构的“积木”，用于模型 化构件之间的交互， 化构件之间的交互，以及指导这些交互的规则 所有的ADLs支持连接件建模 所有的 支持连接件建模 一些ADLs不把连接件作为第一类实体建模 一些 不把连接件作为第一类实体建模 所有的ADLs至少支持语法连接 所有的 至少支持语法连接 (interconnection) 不同的术语 连接件(connector) 连接件 连接(connection) 连接 绑定(binding) 绑定
12
软件体系结构描述语言
ADL是在底层语义模型的支持下，为软件系统的概念体系 结构建模提供了具体语法和概念框架。基于底层语义的 工具为体系结构的表示、分析、演化、细化、设计过程 等提供支持。其三个基本元素是：构件、连接件、体系 结构配置。 主要的体系结构描述语言有Aesop、MetaH、C2、 Rapide、SADL、Unicon和Wright等，尽管它们都描述软 件体系结构，却有不同的特点。 这些ADL强调了体系结构不同的侧面，对体系结构的研究 和应用起到了重要的作用，但也有负面的影响。每一种 ADL都以独立的形式存在，描述语法不同且互不兼容，同 时又有许多共同的特征。
该层次的非形式化是严重的问题吗？！ 该层次的非形式化是严重的问题吗？！
2
体系结构描述语言的必要性
体系结构是降低开发成本的关键
开发焦点转移到粗粒度系统成分
形式化的体系结构模型是需要的 体系结构描述语言(ADLs)作为一种可能的解决方 体系结构描述语言 作为一种可能的解决方 案被提出
ACME Aesop ArTek C2 Darwin LILEANNA MetaH Rapide SADL UniCon Weaves Wright
27
属性
记录一个系统体系结构的非结构属性取决于系统 的特性、所需要的分析种类、可以获得的工具和 在描述中所包括的详细程度 ACME采用属性列表对体系结构进行注释，每个 属性有名称、可选类型和值 利用属性列表记录与体系结构相关的分析和设计 细节
28
System simple_cs = { Component client = { Port send-request; Properties { request-rate : float = 17.0; source-code : external-file = "CODE-LIB/client.c" }} Component server = { Port receive-request; Properties {idempotent : boolean = true; max-concurrent-clients : integer = 1; source-code : external-file = "CODE-LIB/server.c" }} Connector rpc = { Role caller; Role callee; Properties { synchronous : boolean = true; max-roles : integer = 2 }} Attachments { client.send-request to rpc.caller ; server.receive-request to rpc.callee } }
21
结构
Acme使用七种成分描述一个系统的体系 使用七种成分描述一个系统的体系 结构： 结构： 构件(components) 构件 连接件(connectors) 连接件 端口(ports) 端口 角色(roles) 角色 系统(systems) 系统 表述(representations) 表述 性质(properties) 性质
4
体系结构描述方法分类
图形表达工具 模块内连接语言 基于构件的系统描述语言 软件体系结构描述语言
5
图形表达工具
项目管理 静态分析器 时间分析器
测试配置
测试结果库
缓冲
最优/最劣时间 计算
布图算法
复杂度计算
带时间特性的 流程图
函数调用关系 图
程序复杂度
测试结果打印
6
模块内连接语言(ADL先驱)
采用将一种或几种传统程序设计语言的模块连 接起来的模块内连接语言。由于程序设计语言和 模块内连接语言具有严格的语义基础，因此它们 能支持对较大的软件单元进行描述，诸如定义/ 使用和扇入/扇出等操作。例如，Ada语言采用 use实现包的复用，Pascal语言采用过程（函数） 模块的交互等。 MIL方式对模块化的程序设计和分段编译等程序 设计与开发技术确实发挥了很大的作用。但是由 于这些语言处理和描述的软件设计开发层次过于 依赖程序设计语言，因此限制了它们处理和描述 比程序设计语言元素更为抽象的高层次软件体系 结构元素的能力。