第9章 软件体系结构与设计模式
软件设计模式与体系结构 课程思政
"软件设计模式与建筑"课程不仅为学生提供了技术知识，还传授了重要的思想道德价值观。
在当今快速的技术世界中，软件开发者不仅要熟练掌握技术技能，还要在工作上负道德责任，这一点至关重要。
该课程的一个重要方面是向学生传授可用于软件开发的不同设计模式。
设计模式是软件设计中常见问题的可重复使用的解决办法。
通过学习和理解这些模式，学生能够写出更好的代码，这些代码更可维护，更可扩展。
这种技术知识对他们作为软件开发者的未来职业至关重要。
除了技术技能外，该课程还强调软件开发中道德决策的重要性。
可以用来说明这一点的一个案例是大众汽车排放丑闻。
2015年，发现大众汽车在车辆中安装了软件以欺骗排放测试。
这一丑闻不仅损害了公司的声誉，也引发了软件开发过程中的道德做法问题。
通过研究这个案例，学生可以了解他们作为软件开发者的工作对道德的影响。
他们能够理解他们的守则可能对社会和环境产生的影响，以及在工作中作出道德决定的重要性。
该课程还涵盖可用于软件开发的不同建筑风格和原则。
理解不同的建筑风格可以帮助学生在设计和开发软件系统时做出知情的决定。
这种知识对于建立健全和有效的软件系统至关重要。
在意识形态和道德方面，课程还强调了在软件开发方面合作和协同的重要性。
鼓励学生共同开展项目和任务，培养合作和相互尊重的精神。
这不仅使他们为职业界做好准备，而且还向他们灌输团队精神和分担责任的价值观。
很明显，“软件设计模式和建筑”课程不仅为学生提供了技术知识，而且还向他们灌输重要的思想和道德价值。
通过将这两个方面结合起来，该课程使学生不仅成为合格的软件开发者，而且成为道德上负责任的个人。
软件工程---软件设计模式与体系结构
所有依赖关系，均应终止于抽象类或者接口
依赖倒转原则
依赖倒转原则分析（如何实现依赖倒转？）
✓ 类之间的耦合
• 零耦合关系
• 具体耦合关系 • 抽象耦合关系
依赖倒转原则分析
✓ 依赖注入 • 构造注入(Constructor Injection)：通过构造函数注 入实例变量。 • 设值注入(Setter Injection)：通过Setter方法注入实 例变量。 • 接口注入(Interface Injection)：通过接口方法注入 实例变量。
依赖倒转原则
✓ 其英文定义为：
• High level modules should not depend upon low level modules, both should depend upon abstractions. Abstractions should not depend upon details, details should depend upon abstractions.
✓ 其英文定义为：
• Functions that use pointers or references to base classes must be able to use objects of derived classes without knowing it.
依赖倒置原则的根本
里氏代换原则
✓ 实例解析
设计模式的诞生与发展
模式的诞生与定义
✓ 模式起源于建筑业而非软件业 ✓ 模式(Pattern)之父——美国加利佛尼亚大学环境结构中心研究所
软件设计模式与软件架构
软件设计模式与软件架构一、软件设计模式的概念软件设计模式是指在软件开发过程中，经过总结、归纳和演化而形成的一些解决方案的集合。
这些解决方案已被证明是可重用的，并可在不同情形下应用于各种不同的问题。
软件设计模式是一种解决方案的抽象表述，可以用于指导系统的设计和演化。
二、软件设计模式的分类1. 创建型模式创建型模式是用来处理对象的创建过程的模式，试图根据对象的实际情况来选择最佳的创建方式。
创建型模式包括单例模式、工厂模式、抽象工厂模式、建造者模式和原型模式等。
2. 结构型模式结构型模式是关于类和对象组合的模式，通常用来设计对象之间的关联关系。
结构型模式包括适配器模式、装饰器模式、代理模式、组合模式、桥接模式、享元模式和外观模式等。
3. 行为型模式行为型模式是关于对象之间交互的模式，通常用来描述算法和对象之间的责任分配。
行为型模式包括模板方法模式、策略模式、命令模式、职责链模式、状态模式、观察者模式、中介者模式和访问者模式等。
三、软件架构的概念软件架构是指一个软件系统的结构和组成方式，主要描述了软件系统的各个部分之间的关系和通信方式。
软件架构主要分为两个层次，一是表示系统的静态结构，二是表示系统的动态行为。
静态结构包括模块化设计、数据架构、UI和系统规范等，动态行为包括用户需求、系统交互、数据流程和算法运算等。
四、软件架构的分类1. 分层式架构分层式架构主要是将软件系统分为若干个不同层次，并在每一层次上建立一组独立的模块。
每一层次的模块都具有相同的抽象级别，并能够互相通信和调用。
分层式架构通常用于大型系统的开发，可以有效的提高软件的可维护性和可扩展性。
2. 客户端-服务器架构客户端-服务器架构主要是将软件系统分为客户端和服务器两个部分，这两个部分分别负责不同的任务。
客户端负责向用户提供UI和交互功能，而服务器负责数据管理和处理。
客户端-服务器架构通常用于分布式系统的开发，并能够支持多种网络协议和数据传输方式。
软件体系结构设计模式ppt课件
问题: 你想使用一个已经存在的类，而它的接口不符合你的需求。 你想创建一个可以复用的类，该类可以与其他不相关的类或不可预见的类 （即那些接口可能不一定兼容的类）协同工作。
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类的适配器(Adapter)模式
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设计原则
面向接口编程的原则
面向接口编程，而不是面向实现编程。
可变性封装的原则
在设计时应当考虑系统中什么可能会发生变化，或者什 么特性具备多变的特征。这种变化不应该散落在代码中 的各个角落，而是应该被适当的封装起来，以便于维护 以及扩展；
开－闭原则
软件中的实体（包括类，模块，函数等等）应当是可扩 展的（开），而不应被修改（闭）。
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工厂方法
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抽象工厂
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抽象工厂
意图:为特定的客户(或情况)提供特定系列的对象。提供一个创建一系列相关或相 互依赖对象的接口，而无需指定它们具体的类。
问题:一系列相关的对象需要被实例化。
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建造模式
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建造模式
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单例/单子模式
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单例/单子模式
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类的适配器(Adapter)模式
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桥梁(Bridge)/柄体(Handle and Body)模式
当具有抽象的层次结构和相应的实现层次结构时， Bridge模式是非常有用的。除了可以将抽象和实现组 合成许多不同的类，该模式还可以动态组合的独立类 的形式实现这些抽象和实现。
优点： (1)可以将接口与现实相分离 (2)提高了可扩展性 (3)对客户端隐藏了实现的细节
设计模式使人们可以更加简单方便地复用成功的设计和体 系结构。
软件架构与设计模式ppt课件
构件可以是一组代码，如程序的模块；也可以是一个独立的程序； 连接件可以是过程调用、管道、远程过程调用(RPC)等，用于表示构件之 间的相互作用； 约束一般为对象连接时的规则，或指明构件连接的形式和条件，例如，上 层构件可要求下层构件的服务，反之不行；两对象不得递规地发送消息；
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软件架构的目标
可延伸性（Extensible）。在新技术出现的时候，一个软件系统应当允许导入新技术， 从而对现有系统进行功能和性能的扩展； 可维护性（Maintainable）。软件系统的维护包括两方面：1。排除现有的错 误，2。将新的软件需求反映到现有系统中去。一个易于维护的系统可以有效 地降低技术支持的花费 客户体验（Customer Experience）。软件系统必须易于使用。 市场时机（Time to Market）。软件用户要面临同业竞争，软件提供商也要面 临同业竞争。以最快的速度争夺市场先机非常重要。
它是建造一个系统所作出的最高层次的、以后难以更改的，商业的和技术的决定。这 样的决定必定是有关系统设计成败的最重要决定，必须经过非常慎重的研究和考察。
在决定时，要考虑独特的架构风格和恰当的架构模式。
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软件架构的目标
可靠性（Reliable）。软件系统对于用户的商业经营和管理来说极为重要，因此软件 系统必须非常可靠。 安全性（Secure）。软件系统所承担的交易的商业价值极高，系统的安全性非 常重要。 可扩展性（Scalable）。软件必须能够在用户的使用率、用户的数目增加很快的情况 下，保持合理的性能，才能适应用户的市场扩展得可能性。 可定制化（Customizable）。同样的一套软件，可以根据客户群的不同和市场需求的 变化进行调整。
高级软件工程(第九章)-软件体系结构()PPT课件
管道/过滤器结构
Ø 每个过滤器都是一个独立的个体元素，各个过滤器的状态互不 相关，非邻近过滤器不共享任何信息；
9 Ø 运行结果的正确性与各个过滤器运行的先后顺序无关。
管道/过滤器体系结构风格
➢管道/过滤器风格具有以下优点： ✓ 简单性，允许将系统的输入和输出看作是各个
过滤器行为的简单组合，独立的过滤器能够减 小构件之间的耦合程度； ✓ 系统具有可扩展性和可进化性，各个过滤器是 相互独立的，因此可以很容易地将新过滤器添 加到现有的系统之中，以扩展系统的业务处理 能力，原有过滤器可以很方便地被改进的过滤 器所替代；
➢软件体系结构表示系统的框架结构，用于从较高 的层次上来描述各部分之间的关系和接口，主要 包括：构件、构件性质和构件之间的关系。
➢不同系统的设计方案存在着许多共性问题，把这 些共性部分抽取出来，就形成了具有代表性的和 可广泛接受的体系结构风格。
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几种典型的软件体系结构风格
➢软件体系结构风格也称为软件体系结构惯用模 式，是指不同系统所拥有的共同组织结构和语 义特征。
软件密集型系统的总体结构的语言，说明系统众
多构件之间的结构关系。
➢代表性的体系结构描述语言包括：
➢ Wright
➢ ACME
➢ Rapide
➢ ABC/ADL
➢ Darwin
➢ XYZ/ADL
➢ Unicon
➢ XADL
➢ 大部分结构描述语言都有构件、连接子、配置
等概念。
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几种典型的软件体系结构风格
➢软件体系结构风格定义了用于系统描述的术语 表和一组用于指导系统构建的规则。
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几种典型的软件体系结构风格
➢管道/过滤器风格 ➢数据共享风格 ➢客户机/服务器风格 ➢浏览器/服务器风格 ➢MVC体系结构风格
软件体系结构与设计模式
软件体系结构与设计模式软件体系结构是指软件系统各个组件之间的关系和相互作用方式的规范。
设计模式则是一套解决软件设计问题的经验总结和最佳实践。
本文将介绍软件体系结构和设计模式的概念、特点以及在软件开发中的应用。
一、软件体系结构的概念与特点软件体系结构是软件系统的基本框架，规定了系统各个组件之间的关系和相互作用方式。
它包括系统的整体结构、组件的划分和接口的定义等。
软件体系结构的概念有以下几个特点：1. 模块化：将系统划分为相互独立的模块，每个模块都有明确定义的功能和接口。
2. 层次化：将系统划分为不同的层次，每个层次负责不同的功能和任务。
3. 分布式：将系统组件部署在不同的计算节点上，实现分布式计算和资源共享。
4. 可扩展性：能够方便地添加、修改和删除系统组件，以适应不同的需求和变化。
5. 可重用性：通过模块化和规范化的设计，实现组件的复用和共享。
二、常见的软件体系结构模式在软件体系结构中，常见的模式有分层模式、客户-服务器模式、主从模式、发布-订阅模式等。
1. 分层模式：将系统划分为多个层次，每个层次负责不同的功能和任务。
上层接口只与下一层接口进行交互，实现了模块之间的解耦和复用。
2. 客户-服务器模式：将系统划分为客户端和服务器端，客户端发送请求，服务器端提供服务并返回结果。
实现了任务的分布和协作。
3. 主从模式：主节点负责协调和管理各个从节点的工作，从节点负责执行具体的任务并向主节点汇报。
实现了任务的分配和并行处理。
4. 发布-订阅模式：发布者发布消息，订阅者接收并处理消息。
实现了组件之间的松耦合和消息的异步处理。
三、设计模式的概念与分类设计模式是针对特定问题的解决方案，是一种在软件设计中常用的思维方式和方法。
常见的设计模式有创建型模式、结构型模式和行为型模式。
1. 创建型模式：用于创建对象的模式，包括工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式和原型模式等。
2. 结构型模式：用于组织类和对象的模式，包括适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式和桥接模式等。
软件工程中的软件体系结构与设计模式
软件工程中的软件体系结构与设计模式软件工程是一门涉及软件开发、维护、测试和管理的学科。
在软件工程的实践中，软件体系结构和设计模式是两个重要的概念。
本文将探讨软件体系结构与设计模式在软件工程中的应用和重要性。
一、软件体系结构软件体系结构是指软件系统的整体结构和组成部分之间的关系。
它描述了软件系统的组织方式、模块划分和模块之间的通信方式。
软件体系结构的设计对于软件系统的可维护性、可扩展性和可重用性具有重要影响。
在软件体系结构的设计中，常用的模式包括层次结构、客户端-服务器模式和发布-订阅模式等。
层次结构将软件系统划分为多个层次，每个层次都有特定的功能。
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，客户端发送请求，服务器处理请求并返回结果。
发布-订阅模式中，发布者发布消息，订阅者接收消息。
软件体系结构的设计需要考虑多个因素，如系统的可靠性、性能、安全性和可维护性等。
一个好的软件体系结构应该能够满足系统的需求，并且易于理解和维护。
二、设计模式设计模式是在软件设计中常见问题的解决方案。
它们是经过验证的、可重用的设计思想，可以提高软件的可维护性和可扩展性。
设计模式可以分为三类：创建型模式、结构型模式和行为型模式。
创建型模式用于对象的创建，包括工厂模式、单例模式和原型模式等。
结构型模式用于对象之间的组合，包括适配器模式、装饰器模式和代理模式等。
行为型模式用于对象之间的通信，包括观察者模式、策略模式和命令模式等。
设计模式的应用可以提高软件系统的灵活性和可维护性。
通过使用设计模式，开发人员可以将系统的不同部分解耦，使其更易于修改和扩展。
此外，设计模式还可以提高代码的可读性，减少重复代码的编写。
三、软件体系结构与设计模式的关系软件体系结构和设计模式是紧密相关的概念。
软件体系结构提供了软件系统的整体框架，而设计模式提供了解决具体问题的方法。
在软件体系结构的设计中，设计模式可以用于解决不同层次和模块之间的通信问题。
软件体系结构设计模式课件
• AbstractFactory;Builder;FactoryMethod;Prototype;Singleton
• 结构模式(Structural Pattern)
• Adapter.4Class;adapter.4Object;Bridge;Composite.s;Composi te.t;Decorator;Façade;Flyweight;Proxy
的其他类处理器上，类的集合可以作为一个整体。
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责任链(Chain of Responsibility)模式 何时使用： (1)多个对象可以处理一个请求，而其处理器却是未 知的。 (2)想要在不指定确切的请求对象的情况下，向几个 对象中的一个发送请求。 (3)可以动态地指定能够处理请求的对象集。
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责任链(Chain of Responsibility)模式
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命令(Command)模式
意图:将一个请求封装为一个对象，从而使你可用不同的请求对客户进行参数化； 对请求排队或记录请求日志，以及支持可撤消的操作。
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装饰器(Decorator)模式
装饰模式以对客户端透明的方式扩展对象的功能， 是继承关系的一个替代方案，提供比继承更多的灵活 性。动态给一个对象增加功能，这些功能可以再动态 的撤消。增加由一些基本功能的排列组合而产生的非 常大量的功能。
优点： (1)比静态继承具有更大的灵活性。 (2)简化了编码，用户编写的每一个类都针对功能 的一个特定部分，不用将所有的行为编码到对象中。
模式
• 模式描述了一个在我们的环境中不断出现的问题，然后描 述了该问题的解决方案的核心。通过这种方式，你可以无 数次地使用那些已有的解决方案，无需在重复相同的工作。 ----《建筑的永恒之道》Alexander
操作系统的软件架构与设计模式解析
操作系统的软件架构与设计模式解析操作系统是计算机系统中的核心组件，负责管理和控制计算机硬件资源，提供给用户和其他软件程序一个友好、高效的环境。
在操作系统的实现过程中，软件架构和设计模式起着至关重要的作用。
本文将详细分析操作系统的软件架构和设计模式，探讨其在操作系统实现中的应用。
一、软件架构软件架构是指软件系统的总体结构，它决定了系统的组织方式和各个组成部分之间的关系。
在操作系统的软件架构中，有几个常见的架构模式：1. 单体架构单体架构是最简单的软件架构模式，整个系统由一个单一的模块组成。
在操作系统中，单体架构可以理解为整个操作系统由一个单一的内核模块组成。
单体架构优点在于实现简单，但是由于所有功能都集中在一个模块中，扩展性和维护性较差。
2. 分层架构分层架构将系统划分为多个层次，每个层次承担不同的责任。
在操作系统中，分层架构常见的分为硬件层、内核层、系统调用层和用户层等。
分层架构的优点在于模块化程度高，易于理解和维护，但是层次过多可能导致性能损失。
3. 微内核架构微内核架构将操作系统的核心功能尽量精简，将其他功能模块剥离到用户层。
这样可以提高系统的稳定性和可扩展性，同时也增加了系统的复杂性和开销。
二、设计模式设计模式是在软件开发过程中对普遍存在问题的一种解决方案。
在操作系统的设计中，也有一些常用的设计模式：1. 工厂模式工厂模式是一种创建型模式，它将对象的创建和使用分离，通过工厂类来创建对象。
在操作系统中，可以使用工厂模式来创建不同类型的进程或线程。
2. 观察者模式观察者模式是一种行为型模式，当对象间存在一对多的关系时，一方的状态发生改变时，会自动通知其他依赖它的对象。
在操作系统中，可以使用观察者模式来实现进程或线程的调度机制。
3. 单例模式单例模式是一种创建型模式，它保证一个类只有一个实例，并提供一个全局访问接口。
在操作系统中，一些核心模块，如内存管理模块、文件系统模块等，可以使用单例模式来确保全局唯一性。
编程中的软件架构与设计模式
编程中的软件架构与设计模式软件架构和设计模式是软件开发中非常重要的概念。
它们能够帮助开发者构建可靠、可维护、可扩展的软件系统。
本文将探讨软件架构和设计模式在编程中的应用。
一、软件架构软件架构是指软件系统的基本结构和组织方式。
它决定了系统的各个组成部分是如何协同工作、相互交互的。
一个好的软件架构能够提高系统的可靠性、可扩展性和可维护性。
1. 分层架构（Layered Architecture）分层架构是一种常见且易于理解的软件架构模式。
它将系统划分为若干层，每一层都有明确定义的职责。
这种架构模式能够降低模块之间的耦合度，使得系统更易于维护和扩展。
2. 客户端-服务器架构（Client-Server Architecture）客户端-服务器架构是一种将应用程序分为客户端和服务器端两部分的架构模式。
客户端发送请求给服务器端，并接收服务器端返回的响应。
这种架构模式适用于多用户、分布式环境下的应用程序。
3. 发布-订阅架构（Publish-Subscribe Architecture）发布-订阅架构是一种基于事件驱动的架构模式。
它将系统中的组件分为发布者和订阅者，发布者发布事件，而订阅者订阅感兴趣的事件。
这种架构模式能够降低组件之间的依赖关系，提高系统的灵活性和可复用性。
二、设计模式设计模式是一套被广泛接受和验证的解决软件设计问题的方案。
它们是经过多年实践总结出来的经典模式，能够提供可重用的解决方案，帮助开发者构建高质量的软件系统。
1. 单例模式（Singleton Pattern）单例模式是一种保证一个类只有一个实例的设计模式。
这种模式适用于需要全局访问唯一实例的情况，比如日志记录器、数据库连接池等。
2. 工厂模式（Factory Pattern）工厂模式是一种用来创建对象的设计模式。
它将对象的创建过程封装在一个工厂类中，客户端只需要通过工厂类来创建对象，而不需要直接实例化对象。
这种模式能够将对象的创建与使用分离，提高代码的可维护性和可扩展性。
设计模式与软件架构
设计模式与软件架构设计模式和软件架构是软件开发中非常重要的两个概念。
设计模式是一种被广泛应用的解决某一类问题的方案，而软件架构则是整个软件系统的总体结构。
两者紧密相关，相辅相成，对于软件的可维护性、可扩展性和可重用性都起到了重要作用。
接下来，我将详细介绍设计模式和软件架构，并逐点列出它们的关键特点和重要性。
设计模式：1. 定义：设计模式是对软件开发中常见问题的解决方案的描述。
它们是经过长期实践积累的，被广泛认可和接受的最佳实践。
2. 分类：设计模式可以分为三类，即创建型模式、结构型模式和行为型模式。
每一类模式都解决特定的问题，并具有一定的应用场景。
3. 特点：a. 可重用性：设计模式提供了一种通用解决方案，可以在不同的软件项目中重复使用，提高代码的可复用性。
b. 可维护性：设计模式的使用可以提高代码的可读性和可维护性，使代码更易于理解和维护。
c. 可扩展性：设计模式的应用可以使软件系统更易于扩展，添加新的功能和模块时，不会对原有的代码产生过多影响。
d. 适应性：设计模式是对经典问题的解决方案，经过长时间的验证和应用，可以保证其在特定场景下的适应性和有效性。
4. 重要性：a. 提高开发效率：设计模式将常见问题的解决方案进行了抽象和封装，开发人员可以直接使用这些模式，避免重复造轮子，从而提高开发效率。
b. 提升代码质量：设计模式符合软件工程的最佳实践，使用设计模式可以使代码更加可读、可维护和健壮。
c. 促进团队合作：设计模式提供了一种共同的语言和思维模式，可以促进团队成员之间的沟通和合作。
软件架构：1. 定义：软件架构是指软件系统的总体结构，包括各个组件之间的关系、通信和交互方式等。
它是软件开发过程中最重要的决策之一。
2. 分类：软件架构可以分为单层架构、多层架构、微服务架构等。
每种架构都具有不同的特点和应用场景。
3. 特点：a. 可伸缩性：软件架构要具备良好的可伸缩性，能够适应用户数量和数据规模的增长。
软件体系结构与设计模式97页PPT
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
软件体系结构与设计模式 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
第9章软件体系结构与设计模式
第 9 章软件系统结构与设计模式第 9 章软件系统结构与设计模式9.1 什么是软件系统结构？传统的建筑系统结构学科与软件系统结构有何相似之处？当前还没有一个公认的关于软件系统结构的定义，好多专家学者从不同样角度对软件系统结构进行了描述。
Bass、Clements 和 Kazman 给出了以下定义：“一个程序或计算机系统的软件系统结构是指系统的一个或好多个结构。
结构中包括软件的构件、构件的外面可见属性以及它们之间的互有关系。
外面可见属性则是指软件构件供应的服务、性能、使用特点、错误办理、共享资源使用等。
”这必然义重申在任一系统结构表述中“软件构件”的角色。
Dewayne Perry 和 A1exander Wo1f 曾这样定义：“软件系统结构是拥有必然形式的结构化元素，即构件的会集，包括办理构件、数据构件和连结构件。
办理构件负责对数据进行加工，数据构件是被加工的信息，连结构件把系统结构的不同样部分组合连接起来。
” 这必然义侧重区分办理构件、数据构件和连结构件。
我们平时将软件系统比做一座建筑。
与建筑相似，从整体上讲，软件系统也有基础、主体和装饰，即操作系统之上的基础设施软件，实现计算逻辑的应用软件，以及方便用户使用的图形用户界面。
建筑系统结构是将各样建筑构件集成为一个有机整体的方式。
近似地，软件系统结构是将各样软件构件集成为一个有机整体的方式。
软件构件可以简单到程序模块或类，也可以大到包括数据库和可以完成客户与服务器网络配置的“中间件”。
同样，软件设计中也形成了各样系统结在建筑行业里已经形成了各样各样的建筑风格，构设计模式，供设计师采用。
9.2 系统结构的重要作用表现在哪些方面？系统结构的重要作用表现在以下三个方面：1）系统结构的表示有助于风险担当者（项目关系人）进行交流。
2）系统结构突出了早期设计决策。
3）软件系统结构是可传达和可复用的模型。
9.3 典型的系统结构风格有哪些？每种风格中有代表性的系统结构有哪些？1）数据流风格可以应用这种系统结当输入数据经过一系列的计算和操作构件的变换形成输出数据时，构。
软件体系结构与设计模式笔记
第1章软件体系结构概述✓SEI软件体系结构讨论群定义如下：一个程序/系统构件的结构，它们之间的相互关系，以及在设计和交付的整个过程中的原则和指导方针。
✓Mary Shaw和David Garlan认为软件体系结构包括构成系统的设计元素的描述，设计元素的交互，设计元素组合的模式，以及在这些模式中的约束。
✓软件体系结构包括构件(Component)、连接件(Connector)和约束(Constrain)或配置(Configuration)三大要素。
✓国内普遍接受的定义：软件体系结构包括构件、连接件和约束，它是可预制和可重构的软件框架结构。
✓构件是可预制和可重用的软件部件，是组成体系结构的基本计算单元或数据存储单元✓连接件也是可预制和可重用的软件部件，是构件之间的连接单元✓构件和连接件之间的关系用约束来描述✓软件体系结构= 构件+ 连接件+ 约束软件体系结构的优势容易理解、重用、控制成本、可分析性第2章软件体系结构风格♦软件体系结构风格是描述某一特定应用领域中系统组织方式的惯用模式。
♦体系结构风格定义了一个系统家族，即一个体系结构定义一个词汇表和一组约束。
词汇表中包含一些构件和连接件类型，而这组约束指出系统是如何将这些构件和连接件组合起来的。
♦体系结构风格反映了领域中众多系统所共有的结构和语义特性，并指导如何将各个模块和子系统有效地组织成一个完整的系统。
♦数据流风格: 批处理序列; 管道/过滤器。
♦调用/返回风格：主程序/子程序；面向对象风格；层次结构。
♦独立构件风格：进程通讯；事件系统。
♦虚拟机风格：解释器；基于规则的系统。
♦仓库风格：数据库系统；超文本系统；黑板系统。
♦过程控制环路♦C/S风格体系结构有三个主要组成部分：数据库服务器、客户应用程序和网络。
♦B/S风格浏览器/Web服务器/数据库服务器。
优点：C/S体系结构具有强大的数据操作和事务处理能力，模型思想简单，易于人们理解和接受。
将大的应用处理任务分布到许多通过网络连接的低成本计算机上，以节约大量费用。
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第9章软件体系结构与设计模式
9.1 什么是软件体系结构？传统的建筑体系结构学科与软件体系结构有何相似之处？
目前还没有一个公认的关于软件体系结构的定义，许多专家学者从不同角度对软件体系结构进行了描述。
Bass、Clements和Kazman给出了如下定义：“一个程序或计算机系统的软件体系结构是指系统的一个或者多个结构。
结构中包括软件的构件、构件的外部可见属性以及它们之间的相互关系。
外部可见属性则是指软件构件提供的服务、性能、使用特性、错误处理、共享资源使用等。
”这一定义强调在任一体系结构表述中“软件构件”的角色。
Dewayne Perry和A1exander Wo1f曾这样定义：“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。
处理构件负责对数据进行加工，数据构件是被加工的信息，连接构件把体系结构的不同部分组合连接起来。
”这一定义注重区分处理构件、数据构件和连接构件。
我们通常将软件系统比做一座建筑。
与建筑相似，从整体上讲，软件系统也有基础、主体和装饰，即操作系统之上的基础设施软件，实现计算逻辑的应用软件，以及方便用户使用的图形用户界面。
建筑体系结构是将各种建筑构件集成为一个有机整体的方式。
类似地，软件体系结构是将各种软件构件集成为一个有机整体的方式。
软件构件可以简单到程序模块或类，也可以大到包含数据库和能够完成客户与服务器网络配置的“中间件”。
在建筑行业里已经形成了各种各样的建筑风格，同样，软件设计中也形成了各种体系结构设计模式，供设计师选用。
9.2 体系结构的重要作用体现在哪些方面？
体系结构的重要作用体现在以下三个方面：
1）体系结构的表示有助于风险承担者（项目干系人）进行交流。
2）体系结构突出了早期设计决策。
3）软件体系结构是可传递和可复用的模型。
9.3 典型的体系结构风格有哪些？每种风格中有代表性的体系结构有哪些？
1）数据流风格
当输入数据经过一系列的计算和操作构件的变换形成输出数据时，可以应用这种体系结构。
管道/过滤器、批处理序列都属于数据流风格。
2）调用—返回风格
该体系结构风格便于设计出易于修改和扩展的程序结构。
在此类体系结构中，存在3种子风格：主程序/子程序体系结构、面向对象风格和层次结构。
3）仓库风格
数据库系统、超文本系统和黑板系统都属于仓库风格。
在这种风格中，数据仓库（如文件或数据库）位于这种体系结构的中心，其他构件会经常访问该数据仓库，并对仓库中的数据进行增加、修改或删除操作。
9.4 客户机/服务器体系结构由哪几部分组成？
客户机/服务器（C/S）体系结构是基于资源不对等，且为实现共享而提出来的，由服务器、客户机和网络三部分组成。
1）服务器：负责给其他子系统提供服务。
例如，数据库服务器提供数据存储和管理服务。
2）客户机：向服务器请求服务。
客户机通常是独立的子系统，在某段时间内，可能有多个客户机程序在并发运行。
3）网络：连接客户机和服务器。
虽然客户机程序和服务器程序可以在一台机器上运行，而在实际应用中，通常将它们放在不同的机器上运行。
9.5 客户机/服务器体系结构有什么优点和缺点？
C/S的优点是能充分发挥客户端的处理能力，很多工作可以在客户端处理后再提交给服务器。
使得客户端响应速度快，能够减轻服务器的压力，而且有更高的安全性和稳定性。
缺点主要有：
1）客户端需要安装专用的客户端软件。
首先涉及到安装的工作量，其次软件升级时，每一台客户机需要重新安装，其维护和升级成本较高。
2）对客户端的操作系统一般也会有限制。
9.6 浏览器/服务器结构有什么优点和缺点？
B/S体系结构具有以下优点：
1）基于B/S体系结构的软件，系统安装、修改和维护全在服务器端解决。
2）B/S体系结构还提供了异种机、异种网、异种应用服务的联机、联网和统一服务的最现实的开放性基础。
与C/S体系结构相比，B/S体系结构也有许多不足之处：
1）B/S体系结构缺乏对动态页面的支持能力，没有集成有效的数据库处理功能。
2）采用B/S体系结构的应用系统，在数据查询等响应速度上，要远远地低于C/S体系
结构。
3）B/S体系结构的数据提交一般以页面为单位，数据的动态交互性不强，不利于在线事务处理（OLTP）应用。
9.7 目前主流的分布式对象技术规范有哪几种？各自的特点是什么？
当前主流的分布式对象技术规范有OMG的CORBA、Microsoft公司的.NET和Sun公司的J2EE。
它们都支持服务端构件的开发，都有其各自的特点：
1）CORBA（通用对象请求代理体系结构）：主要目标是提供一种机制，使对象可以透明地发出请求和获得应答，从而建立起异质的分布式应用环境。
它是开放的，独立于供应商的设计规范，支持网络环境下的应用程序，适用于各种体系结构和平台，可方便客户通过网络访问、执行各种对象。
2）.NET：.NET几乎继承了COM/DCOM（分布式对象模型）的全部功能，它不仅包括了COM的组件技术，更注重于分布式网络应用程序的设计与实现。
.NET紧密地同操作系统相结合，通过系统服务为应用程序提供全面的支持。
3）J2EE：J2EE则利用Java2平台简化企业级解决方案的规划和开发，是管理相关复杂问题的体系结构。
它集成了COBRA技术，具有方便存取数据库的功能，对EJB、Java Servlets API、JSP及XML提供全面支持。
9.8 主要的体系结构框架有哪些？
主要的体系结构框架有模型—视图—控制器（MVC）框架、J2EE体系结构框架、PCMEF 与PCBMER框架
9.9 什么是设计模式？常用的设计模式有哪些？
设计模式为软件系统的子系统、构件或者构件之间的关系提供一个精炼之后的解决方案，描述了在特定环境下，用于解决通用软件设计问题的构件以及这些构件相互通信时的各种结构。
常用的设计模式有抽象工厂模式、单件模式、外观模式、适配器模式、责任链模式、中介者模式和观察者模式等。