西安工业大学《软件工程》第四章 软件体系结构基础
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三层C/S结构的一般处理流程: 结构的一般处理流程: 三层 结构的一般处理流程
输入数据 请求按钮 业务处理请求和 业务处理所需的 全部输入数据 输出数据 全部处理结束 表示层 业务处理程序 业务处理开始
数据存取请求
业务处理结束
SQL 请 求 开 始 数据登录 / 更新 / 读取的请求 DBMS 执 行 SQL SQL 请 求 结 束 数据层
计算机科学与工程学院
软件工程(Software Engineer) 软件工程(Software Engineer)
4.1.3 什么是软件体系结构
总之,软件体系结构的研究正在发展,软件体 系结构的定义也必然随之完善.在以后的文章里, 如果不特别指出,我们将使用软件体系结构的下 列定义: 软件体系结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则.
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业务处理结束 数据登录 / 更新 / 读取的结果
数据存取程序 功能层
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4.1.2 构件与软件重用 2. 构件 一般认为,构件是指语义完整,语法正确和有可重用 价值的单位软件,是软件重用过程中可以明确辩识的系统; 结构上,它是语义描述,通讯接口和实现代码的复合体. 近年来,构件技术发展迅速,已形成三个主要流派, 分别是IBM的CORBA ,Sun的Java平台和Microsoft的 COM+. 构成一个系统的构件可分为5类: 独立而成熟的构件 有限制的构件 适应性构件 装配的构件 可修改的构件
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软件工程(Software Engineer) 软件工程(Software Engineer)
4.1.3 什么是软件体系结构 1.软件体系结构的兴起 . 六十年代的软件危机使得人们开始重视软件工程的研 究.起初,人们把软件设计的重点放在数据结构和算法的 选择上,随着软件系统规模越来越大,越来越复杂,整个 系统的结构和规格说明显得越来越重要.软件危机的程度 日益加剧,现有的软件工程方法对此显得力不从心.对于 大规模的复杂软件系统来说,对总体的系统结构设计和规 格说明比起对计算的算法和数据结构的选择已经变得明显 重要得多.在此种背景下,人们认识到软件体系结构的重 要性,并认为对软件体系结构的系统,深入的研究将会成 为提高软件生产率和解决软件维护问题的新的最有希望的 途径.
4.1.5 软件体系结构的现状及发展方向
3. 发展方向 各种ADLs之间的信息互换 设计工具和环境 体系结构再工程
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4.2 通用的软件体系结构
主机/终端结构 两层结构——客户/服务器体系结构 浏览器/服务器结构 三层C/S结构 三层C/S结构应用实例
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4.1.3 什么是软件体系结构
2.软件体系结构的定义 .
Dewayne Perry和A1ex 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. Mary Shaw和David Garlan认为软件体系结构是软件设计过程中的一个层次, 这一层次超越计算过程中的算法设计和数据结构设计. Kruchten指出,软件体系结构有四个角度,它们从不同方面对系统进行描述: 概念角度描述系统的主要构件及它们之间的关系;模块角度包含功能分解与 层次结构;运行角度描述了一个系统的动态结构;代码角度描述了各种代码 和库函数在开发环境中的组织. Hayes Roth则认为软件体系结构是一个抽象的系统规范,主要包括用其行为 来描述的功能构件和构件之间的相互连接,接口和关系. David Garlan和Dewne Perry于1995年在IEEE软件工程学报上又采用如下的 定义:软件体系结构是一个程序/系统各构件的结构,它们之间的相互关系 以及进行设计的原则和随时间进化的指导方针. Barry Boehm和他的学生提出,一个软件体系结构包括一个软件和系统构件, 互联及约束的集合;一个系统需求说明的集合;一个基本原理用以说明这一 构件,互联和约束能够满足系统需求.
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4.1软件体系结构的概念 4.1软件体系结构的概念
从软件危机谈起 构件与软件重用 什么是软件体系结构 软件体系结构设计原则 软件体系结构的现状及发展方向
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2. C/S结构的一般处理流程 结构的一般处理流程
输入数据 请求按钮 业务处理请求和业务处 理所需的全部输入数据 业务处理开始 数据存取请求 输出数据 全部处理结束 表示层 业务处理结束 业务处理程序
SQL 请求开始
业务处理开始 数据登录/更新/读取的 请求
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DBMS 执行 SQL 业务处理结束 SQL 请求结束 数据层 数据登录/更新/读取的 结果 数据存取程序
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4.2.2 两层结构 两层结构——客户 服务器体系结构 客户/服务器体系结构 客户
1.两层 两层C/S结构 两层 结构
打印机
PWR WI C0 ACT/ CH0 WIC0 ACT/CH0 ETH ACT COL OK ACT/ CH1 ACT/CH1
பைடு நூலகம்
4.1.1 从软件危机谈起
1.软件危机的表现 . 软件成本日益增长 开发进度难以控制 软件质量差 软件维护困难
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4.1.1 从软件危机谈起
2.软件危机的原因 . 用户需求不明确 缺乏正确的理论指导 软件规模越来越大 软件复杂度越来越高
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主机/ 4.2.1 主机/终端结构
早期计算机系统多是单机系统,多个用 户是通过联机终端来访问的,没有网络的 概念.即所谓的主机分时系统.连接的终 端完全没有事务处理的能力,只是输入和 显示信息.所有的事务处理功能完全放在 主机进行.因此主机的负载很重,整个系 统的事务处理能力全部取决于主机.目前, 主机终端模式已逐步被淘汰.
计算机科学与工程学院 软件工程(Software Engineer) 软件工程(Software Engineer)
4.1.4 软件体系结构设计原则
抽象的原则 分而治之的原则 封装和信息隐蔽原则 模块化原则 高内聚和低耦合 关注点分离原则 策略和实现的分离原则 接口和实现分离原则
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4.1.2 构件与软件重用
1.软件重用 . 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. 使用软件重用技术可以减少软件开发活动中大 量的重复性工作,这样就能提高软件生产率,降 低开发成本,缩短开发周期.同时,由于软构件 大都经过严格的质量认证,并在实际运行环境中 得到校验,因此,重用软构件有助于改善软件质 量.此外,大量使用软构件,软件的灵活性和标 准化程度也可望得到提高.
第四章 软件体系结构基础 软件体系结构的开发是大型软件系统开 发的关键环节.体系结构在软件生产线的 开发中具有至关重要的作用,在这种开发 生产中,基于同一个软件体系结构,可以 创建具有不同功能的多个系统.在软件产 品族之间共享体系结构和一组可重用的构 件,可以增加软件工程和降低开发和维护 成本.
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浏览器/ 4.2.3 浏览器/服务器结构
B/S本质上也是一种C/S结构,它是传统的两层C/S结构在Web上的发展.相对 于C/S结构而言,B/S结构是把原来在客户机一侧的应用程序模块与显示功能分开,将 应用程序模块单独作为一层放在Web服务器上,客户端只需要安装浏览器就可以了, 这样将系统的业务处理部分统一放在Web服务器上,客户端只起到与用户交互的作用.
数 据 库 服 务 器 1 应 用 服 务 器 I n te rn e t I n tr a n e t
数 据 库 服 务 器 2
... 用 户 1 用 户 2
... 用 户 n 软件工程(Software Engineer) 软件工程(Software Engineer)
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三层C/S C/S结构 4.2.4 三层C/S结构
其他公用设备 数据库服务器
Print Server
Power/TX Link/Rx LPT1 LPT2 COM
调制解调器
Internet Intranet
用户1
用户2
用户3
用户4
用户5
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4.2.2 两层结构 两层结构——客户 服务器体系结构 客户/服务器体系结构 客户
4.1.5 软件体系结构的现状及发展方向
1. 应用现状 形成研究热点,仍处于非形式化水平 软件体系结构的形式化方法研究 软件体系结构的建模研究 发展基于体系结构的软件开发模型 软件产品线体系结构的研究
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客 户 端 浏 览 器
数 据 库 客 户 端 浏 览 器 W eb服 务 器
数 据 库 服 务 器
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三层C/S C/S结构 4.2.4 三层C/S结构
B/S结构即"瘦客户机"结构,并没有根本解决C/S的问题,一旦客户端增加, 服务器的负担就会加重.而传统的C/S即"胖客户机"结构,虽然网络传输负担减轻 了,事务处理大多在客户机进行,但是软件修改困难,因为它需要修改客户机的程序 和配置,系统管理不便.为了解决上述问题,就产生了三层结构.
4.1.5 软件体系结构的现状及发展方向
2. 研究热点 提供新的软件体系结构描述语言 对软件体系结构的专门知识的整理 提供特定领域的体系结构框架 提供软件体系结构的形式化基础 建立评价软件体系结构的方法
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4.1.1 从软件危机谈起 3.如何克服软件危机 . 软件工程是用工程,科学和数学的原则与方法研制, 维护计算机软件的有关技术及管理方法.软件工程包括三 个要素: (1)方法.软件工程方法为软件开发提供了"如何做"的技 术,是完成软件工程项目的技术手段; (2)工具.软件工具是人类在开发软件的活动中智力和 体力的扩展和延伸,为软件工程方法提供了自动的或半自 动的软件支撑环境; (3)过程.软件工程的过程则是将软件工程的方法和工 具综合起来以达到合理,及时地进行计算机软件开发的目 的.
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4.1.3 什么是软件体系结构
总之,软件体系结构的研究正在发展,软件体 系结构的定义也必然随之完善.在以后的文章里, 如果不特别指出,我们将使用软件体系结构的下 列定义: 软件体系结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则.
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4.1.2 构件与软件重用 2. 构件 一般认为,构件是指语义完整,语法正确和有可重用 价值的单位软件,是软件重用过程中可以明确辩识的系统; 结构上,它是语义描述,通讯接口和实现代码的复合体. 近年来,构件技术发展迅速,已形成三个主要流派, 分别是IBM的CORBA ,Sun的Java平台和Microsoft的 COM+. 构成一个系统的构件可分为5类: 独立而成熟的构件 有限制的构件 适应性构件 装配的构件 可修改的构件
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4.1.3 什么是软件体系结构 1.软件体系结构的兴起 . 六十年代的软件危机使得人们开始重视软件工程的研 究.起初,人们把软件设计的重点放在数据结构和算法的 选择上,随着软件系统规模越来越大,越来越复杂,整个 系统的结构和规格说明显得越来越重要.软件危机的程度 日益加剧,现有的软件工程方法对此显得力不从心.对于 大规模的复杂软件系统来说,对总体的系统结构设计和规 格说明比起对计算的算法和数据结构的选择已经变得明显 重要得多.在此种背景下,人们认识到软件体系结构的重 要性,并认为对软件体系结构的系统,深入的研究将会成 为提高软件生产率和解决软件维护问题的新的最有希望的 途径.
4.1.5 软件体系结构的现状及发展方向
3. 发展方向 各种ADLs之间的信息互换 设计工具和环境 体系结构再工程
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4.2 通用的软件体系结构
主机/终端结构 两层结构——客户/服务器体系结构 浏览器/服务器结构 三层C/S结构 三层C/S结构应用实例
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4.1.3 什么是软件体系结构
2.软件体系结构的定义 .
Dewayne Perry和A1ex 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. Mary Shaw和David Garlan认为软件体系结构是软件设计过程中的一个层次, 这一层次超越计算过程中的算法设计和数据结构设计. Kruchten指出,软件体系结构有四个角度,它们从不同方面对系统进行描述: 概念角度描述系统的主要构件及它们之间的关系;模块角度包含功能分解与 层次结构;运行角度描述了一个系统的动态结构;代码角度描述了各种代码 和库函数在开发环境中的组织. Hayes Roth则认为软件体系结构是一个抽象的系统规范,主要包括用其行为 来描述的功能构件和构件之间的相互连接,接口和关系. David Garlan和Dewne Perry于1995年在IEEE软件工程学报上又采用如下的 定义:软件体系结构是一个程序/系统各构件的结构,它们之间的相互关系 以及进行设计的原则和随时间进化的指导方针. Barry Boehm和他的学生提出,一个软件体系结构包括一个软件和系统构件, 互联及约束的集合;一个系统需求说明的集合;一个基本原理用以说明这一 构件,互联和约束能够满足系统需求.
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4.1软件体系结构的概念 4.1软件体系结构的概念
从软件危机谈起 构件与软件重用 什么是软件体系结构 软件体系结构设计原则 软件体系结构的现状及发展方向
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2. C/S结构的一般处理流程 结构的一般处理流程
输入数据 请求按钮 业务处理请求和业务处 理所需的全部输入数据 业务处理开始 数据存取请求 输出数据 全部处理结束 表示层 业务处理结束 业务处理程序
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4.2.2 两层结构 两层结构——客户 服务器体系结构 客户/服务器体系结构 客户
1.两层 两层C/S结构 两层 结构
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PWR WI C0 ACT/ CH0 WIC0 ACT/CH0 ETH ACT COL OK ACT/ CH1 ACT/CH1
பைடு நூலகம்
4.1.1 从软件危机谈起
1.软件危机的表现 . 软件成本日益增长 开发进度难以控制 软件质量差 软件维护困难
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4.1.1 从软件危机谈起
2.软件危机的原因 . 用户需求不明确 缺乏正确的理论指导 软件规模越来越大 软件复杂度越来越高
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主机/ 4.2.1 主机/终端结构
早期计算机系统多是单机系统,多个用 户是通过联机终端来访问的,没有网络的 概念.即所谓的主机分时系统.连接的终 端完全没有事务处理的能力,只是输入和 显示信息.所有的事务处理功能完全放在 主机进行.因此主机的负载很重,整个系 统的事务处理能力全部取决于主机.目前, 主机终端模式已逐步被淘汰.
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4.1.4 软件体系结构设计原则
抽象的原则 分而治之的原则 封装和信息隐蔽原则 模块化原则 高内聚和低耦合 关注点分离原则 策略和实现的分离原则 接口和实现分离原则
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4.1.2 构件与软件重用
1.软件重用 . 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. 使用软件重用技术可以减少软件开发活动中大 量的重复性工作,这样就能提高软件生产率,降 低开发成本,缩短开发周期.同时,由于软构件 大都经过严格的质量认证,并在实际运行环境中 得到校验,因此,重用软构件有助于改善软件质 量.此外,大量使用软构件,软件的灵活性和标 准化程度也可望得到提高.
第四章 软件体系结构基础 软件体系结构的开发是大型软件系统开 发的关键环节.体系结构在软件生产线的 开发中具有至关重要的作用,在这种开发 生产中,基于同一个软件体系结构,可以 创建具有不同功能的多个系统.在软件产 品族之间共享体系结构和一组可重用的构 件,可以增加软件工程和降低开发和维护 成本.
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浏览器/ 4.2.3 浏览器/服务器结构
B/S本质上也是一种C/S结构,它是传统的两层C/S结构在Web上的发展.相对 于C/S结构而言,B/S结构是把原来在客户机一侧的应用程序模块与显示功能分开,将 应用程序模块单独作为一层放在Web服务器上,客户端只需要安装浏览器就可以了, 这样将系统的业务处理部分统一放在Web服务器上,客户端只起到与用户交互的作用.
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三层C/S C/S结构 4.2.4 三层C/S结构
B/S结构即"瘦客户机"结构,并没有根本解决C/S的问题,一旦客户端增加, 服务器的负担就会加重.而传统的C/S即"胖客户机"结构,虽然网络传输负担减轻 了,事务处理大多在客户机进行,但是软件修改困难,因为它需要修改客户机的程序 和配置,系统管理不便.为了解决上述问题,就产生了三层结构.
4.1.5 软件体系结构的现状及发展方向
2. 研究热点 提供新的软件体系结构描述语言 对软件体系结构的专门知识的整理 提供特定领域的体系结构框架 提供软件体系结构的形式化基础 建立评价软件体系结构的方法
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4.1.1 从软件危机谈起 3.如何克服软件危机 . 软件工程是用工程,科学和数学的原则与方法研制, 维护计算机软件的有关技术及管理方法.软件工程包括三 个要素: (1)方法.软件工程方法为软件开发提供了"如何做"的技 术,是完成软件工程项目的技术手段; (2)工具.软件工具是人类在开发软件的活动中智力和 体力的扩展和延伸,为软件工程方法提供了自动的或半自 动的软件支撑环境; (3)过程.软件工程的过程则是将软件工程的方法和工 具综合起来以达到合理,及时地进行计算机软件开发的目 的.