软件体系结构研究现状

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软件开发中的软件体系结构和设计研究和应用

软件开发中的软件体系结构和设计研究和应用

软件开发中的软件体系结构和设计研究和应用软件开发中的软件体系结构和设计研究和应用1. 引言软件体系结构和设计是软件开发过程中的重要环节,它们起着指导和规范开发过程、减少系统错误和故障的作用。

本文将介绍软件体系结构和设计的概念、研究内容和应用情况。

2. 软件体系结构软件体系结构是软件系统的整体结构和组件之间的关系,它包括了系统的组织方式、组件的职责和关系、系统的行为和性能特性等。

软件体系结构的设计需要考虑系统的可扩展性、灵活性、可维护性、可重用性等方面的要求。

常见的软件体系结构模式有分层结构、客户端-服务器结构、发布订阅结构等。

3. 软件设计软件设计是指根据软件功能和需求对软件进行分析、概念化、详细设计和建模的过程。

在软件设计阶段,开发人员需要确定系统的模块划分、接口设计、算法设计等。

良好的软件设计能够提高系统的可维护性、可理解性和可扩展性。

常用的软件设计方法有结构化设计、面向对象设计和面向服务设计。

4. 软件体系结构和设计的研究内容软件体系结构和设计的研究内容主要包括以下几个方面:(1) 组织和管理软件系统:研究如何将系统划分为若干模块,并定义模块之间的关系和接口。

(2) 软件体系结构模式:研究常用的软件体系结构模式,如面向对象、分布式、并行等,以及它们的特点和适用领域。

(3) 软件设计原则和方法:研究通用的软件设计原则和方法,如高内聚低耦合、单一职责原则、开闭原则等,以及如何根据具体需求选择合适的设计方法。

(4) 软件设计模式:研究常用的软件设计模式,如单例模式、工厂模式、观察者模式等,以及它们的应用场景和使用方法。

(5) 软件质量保证:研究如何通过软件体系结构和设计来保证系统的质量,包括性能、可靠性、安全性等方面的要求。

5. 软件体系结构和设计的应用情况软件体系结构和设计的研究成果在实际软件开发中得到了广泛应用。

它们对于大型软件系统的开发和维护起到了重要的指导作用。

比如,在分布式系统开发中,研究人员通过软件体系结构和设计的方法来解决系统的可扩展性、容错性等问题;在移动应用开发中,研究人员通过软件设计模式和原则来提高应用的用户体验和性能。

软件体系结构

软件体系结构

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践者提供设计体系结构更好的方法,以便设计人员相互交流,并可以使 用支持体系结构描述语言的工具来分析案例。 这些内容将在第5 章介绍。 第二类是体系结构领域知识的总结性研究。这一领域关心的是工程 师通过软件实践总结而来各种体系结构原则和模式的分类和阐释。 第三类是针对特定领域的框架 [SEI90,Tra94] 的研究。这类研究产生 了针对一类特殊软件的体系结构框架,比如,航空电子控制系统、移动 机器人、用户界面。这类研究一旦成功,这样的框架便可以被毫不费力 实例化来生产这一领域新的产品。这部分内容将在第 7 章介绍。 第四类是软件体系结构形式化支持的研究。随着新的符号的产生, 以及人们对体系结构设计实践的理解逐步深入,需要用一种严格的形式 化方法刻画软件体系结构及其相关性质。这些内容将在第 5 章介绍。
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设计或实现中一种特殊的重复出现的问题。例如,Bridge 模式,它为解 决抽象部分和实现部分独立变化的问题提供了一种通用结构。因此,设 计模式更强调直接复用的程序结构。 3. 应用框架(Application Framework) 应用框架是整个或部分系统的可重用设计,表现为一组抽象构件的 集合以及构件实例间交互的方法。可以说,一个框架是一个可复用的设 计构件,它规定了应用的体系结构,阐明了整个设计、协作构件之间的 依赖关系、责任分配和控制流程,表现为一组抽象类以及其实例之间协 作的方法,它为构件复用提供了上下文 (Context) 关系。在很多情况下, 框架通常以构件库的形式出现,但构件库只是框架的一个重要部分。框 架的关键还在于框架内对象间的交互模式和控制流模式 [2]。 设计模式是对在某种环境中反复出现的问题以及解决该问题的方 案的描述,它比框架更抽象;框架可以用代码表示,也能直接执行或复 用,而对模式而言只有实例才能用代码表示;设计模式是比框架更小的 元素,一个框架中往往含有一个或多个设计模式,框架总是针对某一特 定应用领域,但同一模式却可适用于各种不同的应用。体系结构风格描 述了软件系统的整体组织结构,它独立于实际问题。而设计模式和应用 框架更加面向具体问题。 体系结构风格、设计模式和应用框架的概念是从不同的目的和出发 点讨论软件体系结构,它们之间的概念经常互相借鉴和引用。

软件体系结构风格研究分析

软件体系结构风格研究分析

软件体系结构风格研究分析软件体系结构风格研究,分析了各种风格的特点、优缺点,最后重点介绍了三层C/S软件体系结构。

20世纪60年代中期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,整个系统的结构显得越来越重要。

软件体系结构风格分析最初的软件体系结构是Mainframe结构——客户、数据和程序都被集中在主机上,通常只有少量的GUI界面,对远程数据库的访问比较困难。

随着PC的广泛应用,该结构逐渐被淘汰。

在20世纪80年代中期出现了Client/Server分布式计算结构,应用程序的处理在客户机和服务器之间分担。

随着大型软件系统的开发,这种结构在系统的部署和扩展性方面暴漏出不足。

随着Inter的发展,一个更灵活的体系结构“三层/多层计算”体系结构应运而生。

Garlan和Shaw将通用软件体系结构风格总结为以下几类:1.数据流风格:批处理序列;管道/过滤器。

2.调用/返回风格:主程序/子程序;面向对象风格;层次结构。

3.独立构件风格:进程通讯;事件系统。

4.虚拟机风格:解释器;基于规则的系统。

5.仓库风格:数据库系统;超文本系统;黑板系统。

C2风格是最常用的一种软件体系结构风格。

从C2风格的组织规则和结构图中,我们可以得出,C2风格具有以下特点:(1)系统中的构件可实现应用需求,并能将任意复杂度的功能封装在一起;(2)所有构件之间的通讯是通过以连接件为中介的异步消息交换机制来实现的;(3)构件相对独立,构件之间依赖性较少。

系统中不存在某些构件将在同一地址空间内执行,或某些构件共享特定控制线程之类的相关性假设。

2.数据抽象和面向对象风格。

目前软件界已普遍转向使用面向对象系统,抽象数据类型概念对软件系统有着重要作用。

这种风格的构件是对象,或者说是抽象数据类型的实例。

对象是一种被称作管理者的构件,因为它负责保持资源的完整性。

软件体系结构的研究及应用现状与未来发展方向(最新整理)

软件体系结构的研究及应用现状与未来发展方向(最新整理)

软件体系结构的研究及应用现状与未来发展方向XXX(湖北经济学院法商学院信息管理系,武汉430205)摘要:随着软件技术的发展,软件规模的扩大、软件开发周期的缩短、软件行业分工的细致、市场竞争的激烈,软件开发商必需要快速分析并实现软件产品。

当今,软件的淘汰速度是非常快的,软件设计问题也已经超越了数据结构和算法问题的范围,好的软件就应该拥有较好的扩展性、伸缩性、适应性、稳定性和重用性。

为了满足用户日新月异、千变万化的需求,好的软件就必需为变化而设计。

不断变化的需求、复杂的业务流程、领域知识的缺乏、许多不可避免的因素都会导致软件变化的发生,所以要确认软件中变化和不变的因素,进行分层处理。

软件架构技术的出现,极大地满足了多个应用领域的要求,使得各种技术形成的软件架构可以最大程度地进行重用。

同时引出了大规模软件开发所面临的一系列问题,如何建造面向对象的软件架构,并有效地组织和管理;如何分析、提取可复用的架构;如何设计适合架构的环境等。

软件架构设计方法能够使软件拥有很好的重用性,扩展性和简洁性。

软件架构虽脱胎于软件工程,但其形成的同时借鉴了计算机体系结构和网络体系结构中很多宝贵的思想和方法,最近几年软件架构研究已完全独立于软件工程的研究,成为计算机科学的一个最新的研究方向和独立学科分支。

研究软件架构根本目的就是解决好软件的重用、质量和维护问题。

关键字:软件架构设计; 软件开发; 研究软件架构; 软件工程The Research And Development Of Characteristics of Software ArchitectureXXX(Dept of Information Management ,College of Law and Business of Hubei University ofeconomics,wuhan430205)Abstract: With the development of The Technology Of Software, The expand of software size, the development cycle of software become shorten, the industry of software divide the work more and more meticulous, the market competition fiercer than before. The developer must develop their product at a high-speed. Nowadays the weed out of software become more faster, the problem of the project of software become more and more difficult. They must have good expansibility, flexibility, adaptability, stability and reuse. In order to satisfied the requirement given by the customer, the good one must be design for the changeable society. At the same time, their requirement change more difficult, more and more factor can led to the changeof software, so we should make sure the modification and invariant. Of course, the research of The Project of Software Architecture become a topic in great demand.Key words: The Project of Software Architecture; Software Development; The Research of Software Architecture; Software Engineering20世纪60年代,随着计算机在工业、商业、科研和国防等领域的广泛应用,计算机程序的规模愈来愈大,其复杂性也急剧增加,软件开发和维护过程遇到了一系列难以解决的严重问题,如软件价格高、难以控制开发进度、工作量估计困难、软件质量低、错误多、且修改和维护十分困难等等;针对这种所谓的“软件危机”现象,1968年在德国Garmish召开的NATO(北大西洋公约组织) 计算机科学会议上,F. Bauer首先提出“软件工程”概念,其目标是采用工程的概念、原理、技术和方法来开发与维护软件,把经过时间考验而证明正确的管理技术和当前能够得到的最好的技术和方法结合起来,从而解决或缓解软件危机。

软件体系结构设计与优化研究

软件体系结构设计与优化研究

软件体系结构设计与优化研究在当今的数字化时代,软件正在越来越多地渗透进入我们的生活。

从个人电脑操作系统到移动设备应用,从企业管理软件到机器人控制程序,软件已经成为了现代化社会必不可少的一部分。

然而,随着软件规模的不断扩大,软件体系结构也变得越来越复杂。

因此,软件体系结构的设计和优化已成为软件开发的重要领域。

本文将探讨软件体系结构设计与优化的相关问题,并提出一些解决方案。

1. 软件体系结构的定义和特征软件体系结构是指软件系统的总体结构,它描述了系统中各个组件之间的关系和交互方式。

软件体系结构的设计应该遵循一些基本原则,例如模块化、可复用性、可扩展性、灵活性、稳定性等。

模块化可以将软件系统分解成若干互不干扰的独立模块,从而提高软件的可维护性和可扩展性;可复用性可以使开发人员重复使用已有的模块,从而提高开发效率和代码质量;可扩展性可以根据需求变化增加或减少系统的功能,从而适应不断变化的市场需求;灵活性可以使软件系统具有适应性,从而应对不同的操作环境和用户需求;稳定性可以使软件系统具有健壮性,从而保证系统的安全性和可靠性。

2. 软件体系结构设计的方法和工具软件体系结构设计的方法有很多种,包括面向对象方法、面向服务方法、面向组件方法、面向模型方法等。

其中,面向对象方法是目前应用最广泛的方法之一。

它强调系统中的对象和对象之间的关系,从而构建了一个基于类的层次结构,使得系统的结构更加清晰明了。

面向服务方法则是将系统分解成若干个服务,每个服务都提供某种特定的功能。

面向组件方法则是将系统分解成若干个独立的组件,每个组件都可以独立开发和测试,从而提高系统的可维护性和可扩展性。

面向模型方法则是将系统的设计和建模过程分解成若干个阶段,每个阶段都有一个特定的模型,从而让系统的设计更加清晰明了。

在软件体系结构设计的过程中,应该使用一些工具来辅助设计和分析。

常用的工具包括UML(统一建模语言)、ARIS(企业建模框架)、AD(结构体系分析法)等。

软件体系结构研究

软件体系结构研究

软件体系结构研究作者:汪强来源:《电脑知识与技术》2008年第35期摘要:软件体系结构目前是软件界研究的一个热点,为什么要研究软件体系结构,软件体系结构目前的现状如何,这些都是该文讨论的问题。

关键词:软件体系结构;重用;模式中图分类号:TP311文献标识码:A文章编号:1009-3044(2008)35-2519-02A Comprehensive Introduction to the Study of Software ArchitectureWANG Qiang(AnHui Technical College of Mechanical and Electrical Engineering, Wuhu 241000, China)Abstract: Software architecture is the hotspot in software engineering research. This article discusses about the purpose and current situation of software architecture researching.Key words: software architecture; reuse; mode1 引言随着计算机技术的发展和应用的不断深入,软件系统的规模和复杂度日益增加,在软件设计过程中人们所面临的问题不仅仅是考虑软件系统的功能问题,而是面临要解决更难处理的可修改性,性能,可靠性等非功能性问题。

特别是80年代以来,对软件适应变更的要求越来越高,所以对软件整体的设计已经超过了算法和数据结构,成为系统开发关注的主要问题。

软件开发最大的风险来自需求变更,但一蹴而就搞定需求不现实,好的体系结构是易改动的基础。

能否复用很重要,设计复用比代码复用更有用更难。

因此,研究软件体系结构研究的能提高软件生产率和简化维护。

提高软件生产率的关键在于软件相关部分的复用,而简化维护的关键是减少软件理解的成本和提高软件的质量,这就是研究软件体系结构的目的。

软件体系结构和组件软件工程的分析的研究报告

软件体系结构和组件软件工程的分析的研究报告

软件体系结构和组件软件工程的分析的研究报告软件体系结构和组件软件工程是非常重要的方面,需要进行有效的研究分析。

本研究报告旨在分析软件体系结构和组件软件工程。

软件体系结构是构建软件系统的框架,把不同的部分组合到一起。

它定义了软件系统的功能、结构、性能和其他特性。

一个有效的软件体系结构可以有助于提高软件系统的可扩展性、可读性、可保养性和可测试性。

组件软件工程技术提供了实现软件体系结构的方法之一。

它使用预先定义的软件组件来构建软件系统。

每个组件都负责处理特定的功能,并可以单独编译和测试。

通过将多个组件组合起来,可以构建出更复杂的软件系统。

组件软件工程旨在提高可维护性和可扩展性,减少开发时间和成本。

为了分析软件体系结构和组件软件工程,首先需要对软件组件进行评估。

应该考虑每个组件的功能、设计、实现和测试,并确定每个组件的相互作用和交互。

此外,还需要考虑组件的可维护性,可扩展性和可测试性。

其次,需要分析软件体系结构本身。

在考虑组件的相互依赖关系和相互影响的情况下,应该对软件体系结构进行设计优化,以保证可读性、可扩展性和可维护性。

最后,应该考虑软件体系结构和组件软件工程的实施过程。

应该如何实现和部署组件?系统的性能如何?系统的可扩展性如何?综上所述,分析和研究软件体系结构和组件软件工程是非常重要的一步,必须考虑每个组件和整体软件体系结构的性能。

必须深入了解软件体系结构的实施过程,以便及早发现问题并促进系统的有效发展。

对于软件体系结构和组件软件工程的分析,有许多相关的数据可以收集。

包括:1.软件组件数据:需要收集每个组件的功能、设计、实现和测试方面的信息;2.软件体系结构数据:要考虑软件体系结构的功能、逻辑结构、性能、可扩展性及可维护性等;3.系统可维护性:收集系统的可扩展性、可维护性和可测试性数据。

运用统计分析,可以对上述数据进行深入分析。

对组件的数据,需要分析每个组件的功能、设计、实现等,以了解相互依赖关系和相互影响。

软件工程体系的架构和发展分析

软件工程体系的架构和发展分析

软件工程体系的架构和发展分析引言对于软件工程而言,软件工程的体系清晰,对于整个软件开发而言,是非常重要的。

工程项目涉及工程成本以及工程管控,那么就在一定程度上直接影响了软件工程开发的效果。

因此,为了能够更好的让软件工程体系清晰化、合理化,需要将现有的软件工程的现状进行分析,从而明确软件工程的架构存在的问题,进一步对软件技术的开发与设计实现良好的运营,保证现有体育的清晰合理,是目前软件工程需要解决的问题。

因此,需要从根本上对于现有的软件工程体系的结构进行研究,并分析期未来的发展方向。

1、软件工程体系的架构分析对于计算机的技术人员而言,计算机的软件技术绝对是必要掌握的技术。

在计算机技术领域中,软件技术也受到最大程度的青睐。

学习软件技术的人员也越来越多,而软件技术的发展也越来越快。

在诸多领域中,软件技术的应用实现了技术领域的突破,并且实现了最大限度的生产效率的提升,带动其他各个领域的发展。

因此,软件工程成为目前的主流工程项目。

那么,对于工程而言,如何合理分配工程内的资源和架构,是实现一项工程高效化的主流趋势之一。

因此,为了能够更好的实现软件工程的合理应用,通过简单化的软件工程体系架构的安排,就可以实现高效的软件工程匹配。

1.1软件工程体系的架构分析研究软件工程的体系架构,需要掌握软件工程中,比较常用的几个重要项目。

其中,主要包括软件开发人员,也就是软件技术人员。

然后需要具备重要的软件需求分析团队,软件需求分析团队的技术要求较高。

因为这些工作人员不仅仅是要熟悉计算机软件技术,更要能够通过客户的需求来进行对接与转换,从而清楚了解客户的刚需,保证软件开发以后,是客户最想要的结果。

在实际的软件开发过程中,经常会出现这样的案例。

由于软件需求分析人员,对于客户的具体需求了解不是很清楚,从而造成在进行需求分析到流程图转化的过程中,出现了错误,导致了整个软件系统开发以后,却不是客户想要的。

这会造成客户体验度的降低,也同时会耗费大量的人力和物力,造成资源的浪费。

软件体系结构的演化与维护研究

软件体系结构的演化与维护研究

软件体系结构的演化与维护研究随着软件开发技术的不断进步,软件体系结构作为软件工程中的基础性问题,其演化和维护成为了越来越热门的研究方向。

在本文中,我们将讨论软件体系结构演化和维护的研究现状以及前沿趋势。

一、什么是软件体系结构?首先,我们需要明确什么是软件体系结构。

软件体系结构是指软件系统的组织方式,它涉及到软件系统的整体架构、模块划分、组件关系、接口设计、数据流、控制流等方面。

软件体系结构作为软件开发的基础性问题,对于软件系统的功能实现、扩展性和可维护性具有重要意义。

二、软件体系结构演化的研究现状软件体系结构演化研究关注的问题是:随着时间的推移,软件体系结构如何演化,演化过程中会带来哪些问题,如何解决这些问题。

软件体系结构演化研究的发展历程可以概括为以下几个阶段。

1. 定量分析早期的研究主要关注软件体系结构的定量分析。

研究者通过建立模型、采集数据等手段来对软件体系结构进行量化分析。

这种方法虽然可以提供一些指标来评估软件体系结构的质量,但是它并没有解决软件体系结构演化的本质问题。

2. 模式识别随着软件规模的不断扩大,定量分析的方法逐渐难以适应软件体系结构演化的研究需要。

于是,研究者开始关注软件体系结构中的模式识别问题。

他们试图通过对软件体系结构中的模式进行分析、分类、检测等来探索软件体系结构的演化规律。

3. 模型驱动模型驱动的研究关注软件体系结构的建模问题。

它通过建立形式化的模型来描述软件体系结构,将演化问题转化为模型演化问题,从而达到简化分析、快速改进的目的。

三、软件体系结构维护的研究现状软件体系结构维护研究关注的问题是:软件体系结构如何应对变化,如何保持其质量和可维护性。

软件体系结构维护是软件工程中一个至关重要的问题,也是软件开发中一个不可避免的问题。

随着时间的推移,软件体系结构会经历变化,这些变化可能来自于需求的变化、技术的进步、外部环境的变化等。

由于软件体系结构本身的复杂性,软件体系结构的改变往往会对软件的质量、可维护性和可扩展性带来重大影响。

软件体系结构:软件框架构造技术及案例分析

软件体系结构:软件框架构造技术及案例分析
• 业务策略:实现什么功能?
– 解空间的变化来自于系统设计、实现技术、系统运行环境的变化
• 实现机制:怎样实现功能?
变化性分类(续)
• 变化性模式
– 必须的(Mandatory)需求:所有现有系统都具有这类需求 – 可选的(Optional)需求:部分现有系统具有这类需求,并非全部系
统都具有 – 多选一的(Alternative):只能从多个变化项选择其中一个满足需求,
• 框架与变化性控制
– 框架体现了领域共性 – 通过扩展点支持变化性
相关概念
应用程序
领域不 变部分
框架 构件
构件
构件 构件
构件
构件 构件 可变部分
内容
1. 软件框架概念 2. 软件框架构造技术 3. 实例研究——San Francisco商业开发平台
软件框架构造技术
• 软件框架的开发过程模型 • 开发过程中的相关技术研究
– 框架本身是可复用资产,也有助于实现扩展部分的复用
相关概念
• 框架和设计模式
– 从粒度上看,设计模式要小于框架,一个框架可以包括多个设计 模式,但是设计模式不可能包括框架
– 框架要比设计模式更加特化,框架总是与特定的应用领域相关, 而通常设计模式更加普通,可以应用任何的应用领域
– 框架的设计、实现以及描述利用了设计模式
相关概念
• 框架和软件开发过程
– 框架在整个软件开发过程中属于资产库建设的范畴,是领域设计 和领域实现的重要制品之一
– 基于框架的软件开发活动可以分为
• 框架的设计和开发——框架开发阶段 • 基于框架定制应用系统——框架使用阶段 • 框架演化和维护阶段
– 设计和开发一个框架成本高,但是通过复用带来的效益也更加显 著

关于分布式软件体系结构的研究

关于分布式软件体系结构的研究

计算机科学2001V01.28N‘2-9(增刊)关于分布式软件体系结构的研究胡金柱叶俊民(华中师范大学计算机科学系武汉430079)摘要本文首先概递了车t件体系蛄指的概念与研完内客,.蟪后讨谐和分析了牝件体系结扮的研完现状.分析、归蚋7软十卜体秉站构研究中存在的六个方面的主要闩题.在此基础上.提出了基于INTER—NET环境下的分布置软件体幕峙拘的研克思想.关键词软件体系结构.分布式拳蟪,分布置址件体拳站构t彤式化方法一、引言计算机软件是计算机应用的灵魂,没有先进的软件产业就没有先进的信息产业。

自80年代末期以来,国际软件界对软件体系结构作了比较广泛的研究,对软件体系结构研究的重要性和意义有了一致的共识,并逐步成为软件产业的一个研究热点。

但是,到目前为止无任何权威机构或权威专家对软件体系结构作出一个标准的形式化定义。

我们认为,软件体系结构涉及软件系统的总体组织和全局控制,软件元素的组织结构、规模和性能,软件元素同步和异步通讯、通讯协议和数据存取.给软件元素分配特定功能等等。

美国Carneige—Mellon大学的MaryShawl995年的一篇国际会议论文,对在此之前的各种不同的研究观点加以总结,在一定程度上解决了软件体系结构研究中命名方面的混乱现象,得出了软件体系结构研究中的一些基本观点。

该文提出了如下四种主要观点:(1)从结构模式观点看,软件体系结构包括软件部件、部件之间的联系和系统构造、方式、约束、语义分析、属性、基本原理和系统需求。

这方面的研究可以从软件体系结构描述语言(ADL)的发展过程得以体现。

(2)从框架模式观点看,它与结构模式有许多相似之处.但框架模式更加强调系统的整胡盘柱教授.主要研究软件工程学.・18・体连贯性,而且主要是针对特定领域和具体问题的整体框架结构,而不是研究系统的组成.(3)从动态模式观点看,软件体系结构应包括系统总体配置的发展变化状况,建立或者禁止预定义的通讯、互连通道和计算进程等等。

软件体系结构分析与评估综述

软件体系结构分析与评估综述

不仅可以揭示出构架满足特定质量目标的情况,而且可以
使我们更清楚地认识到质量目标之间的联系——即如何权衡诸多
质量目标。
ATAM方法
ATAM方法基于假设如下:
体系结构风格是体系结构质量属性最主要的限定,因此采
用ABASs(attribute-based architecture styles)来限定体系结构的描述形
5.3 场景不确定性的处理
由于基于场景的分析评价技术具有很多的不确定性, 包括如何根据某质量特征使场景具有代表性、场景的完 备性等,因此如何为场景的构造确定合适的边界条件, 以及如何确定场景构造的停止准则成为解决场景不确定 性的一种极好的手段。
5.4 度量的应用
在对体系结构的分析和评价中,大多采用基于场景
SAAM方法
SAAM方法有着以下缺陷: 没有提供体系结构质量属性的清晰的度量。
评估过程依赖专家经验等,只适合对体系结构的粗糙评价。
3.2 ATAM方法
ATAM方法
在SAAM的基础上,SEI于2000年提出ATAM方法。
ATAM是评价软件架构的一种综合全面的方法,它考虑了可
修改性、可靠性和安全性等多种质量属性。
SAAM方法
SAAM方法在改良事物性质的方面具有极大的功效。 SAAM方法是第1个被广泛接受的体系结构分析评价方法。
它适用于可修改下、可拓展性以及功能覆盖等质量属性。
SAAM方法
SAAM方法的过程
场景是常用的一种技术,由用户、外部激励等初始化,通常包括系统中的事件和触发该事件 的特定激励。SAAM方法采用大脑风暴技术构建场景,体系结构的描述采用自然语言或其他 形式表示。方法将场景归类为直接场景和简介场景,分别支持对体系结构的静态结构分析和 动态分析。

软件体系结构的研究方向

软件体系结构的研究方向

软件体系结构在国内的应用研究现状摘要:软件重用(Software Reuse),是一种由预先构造好的﹑为重用目的而设计的软件构件来建立或者组装软件系统的过程。

它的基本思想是放弃那种原始的﹑一切重头开始的软件开发方式,而利用思想,通过公共的可重用构件来集成新的软件产品。

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辨识的系统。

软件危机(software crisis),是指在计算机软件开发(development)和软件维护(maintenance)过程所遇到的一系列严重问题。

关键词:构件正文一.软件重用的研究现状最早追溯到子程序库的使用,但正式提出软件重用的概念是在1969年举行的首次讨论软件工程的国际会议上,D.Mcilroy发表了题为“Mass—Produced Software Components“的论文,提出建立生产软件构件的工厂,用软件构件组装复杂系统的思想。

此后10年中,有关软件重用的研究没有取得很大的进展,直到1979年Lanergan发表论文,对其在Raythen Missile Division 的一项软件重用的项目研究进行总结,才使得有关软件重用的研究重新引起人们的注意。

据Lanergan称,他们分析了5000个COBOL源程序,发现在设计和代码有60%的冗余,此外,大部分商业应用系统的逻辑结构或者设计模式属于编辑﹑修改﹑报表生成等类型。

假如将以上这些冗余代码和模块重新设计,并进行标准化,那么将在COBOL商业应用程序中获得15%~85%的重用率。

从软件体系结构研究的现状来看,当前的研究和对软件体系结构的描述,在很大程度上来说还停留在非形式化的基础上。

软件架构师仍然缺乏必要的工具,这种工具应该是显式描述的、有独立性的形式化工具。

在目前通用的软件开发方法中,其描述通常是用非形式化的图和文本,不能描述系统期望的存在于构件之间的接口,不能描述不同的组成系统的组合关系的意义。

互联网+时代下的软件架构发展现状分析

互联网+时代下的软件架构发展现状分析

互联网+时代下的软件架构发展现状分析软件架构师论文之第五篇摘要:"互联网+";时代的到来促进了应用软件在电子商务、电子政务、金融证券、电力通信等多个领域普及, 提高了人类社会的信息化、智能化、自动化和共享化。

互联网应用软件架构也根据时代的发展得到了多次改进, 从最初的单机版软件发展到客户机/服务器架构、浏览器/服务器架构, 实现了数据的联网通信。

目前, 随着软件部署运行、大数据处理、用户并发访问等需求, 计算机学者又提出了云服务架构, 利用云计算的虚拟化、透明化和分布式计算服务能力, 将数以亿计的终端服务器节点集成在一起部署应用软件, 为用户提供高性能、低成本、易管理的应用软件架构, 更是软件架构的一次革新, 具有重要的作用和意义。

关键词:应用软件架构,云服务,客户机/服务器,浏览器/服务器1 概述互联网应用软件架构是一个从不同角度组合软件的模式, 其可以根据软件功能模块划分需求, 将软件的各个功能集成在一起, 同时对于程序员来讲, 软件架构是透明的, 组件的外部可见属性和组件之间具有交叉融合的关系。

一个软件架构最基本的内容是逻辑元件, 将逻辑元件安装到硬件上, 必须保证整个逻辑元件组成的系统具有可靠性、可扩展性、稳定性、灵活性、健壮性和鲁棒性;另外, 软件架构也是对用户端、服务器端、数据库端的独立划分, 其可以利用接口保证每一端的通信传输, 但是每一端的改动不需要涉及其他端, 此时就可以保证软件的逻辑映射独立【2】。

本文基于笔者多年的研究, 描述了"互联网+";时代应用软件架构现状及未来发展趋势, 为互联网软件开发提供帮助。

2"互联网+";时代应用软件架构发展现状目前, 互联网应用软件常用的架构包括客户机/服务器(C/S) 架构、浏览器/服务器(B/S) 架构。

互联网应用软件诞生时, 人们结合传统的单机版软件进行改进, 实现了应用软件的联网功能, 也即是在客户端中添加服务器互联通信功能, 就提出了客户机/服务器架构, 这种架构的应用软件需要用户在台式机、笔记本电脑等终端上下载安装程序, 然后安装一个客户端, 客户端通过内部嵌入的TCP/IP协议与服务器进行通信, 实现远程的服务器访问。

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软件体系结构的现状及发展方向由于在软件业迈向组件装配工业(software component industry) 的过程中﹐不断发现组件设计者对其组件之应用场合的预想环境与应用软件师的软体结构常无法完美地整合起来﹐导致应用软件师难以灵活地再使用(reuse) 他人设计之组件,造成软件组件工业成长上的瓶颈。

OO软件专家也逐渐认识到其问题是来自于软件主架构的不相合(mismatch)。

软件主架构的重要性并非今天才呈现出来﹐20多年前软件大师Fred. P. Brooks 就提到﹕软件设计的参与者之间﹐其设计的概念必须一致(conceptual integrety)才能共同创造出简单亲切的软件﹐同时他也强调软件主架构在达到概念一致的过程中,居于核心角色。

这个20多年来的老问题﹐仍是今天OO软件师必须努力去克服的。

要想追上它,必须知道它是什么。

因此我先介绍一下相关知识的一些概念:一.概念1.体系结构(Architecture)体系结构亦可称为架构,所谓软件架构﹐根据Perry 和Wolfe之定义:Software Architecture = {Elements,Forms,Rationale / Constraint},也就是软件主架构 = {组件元素,元素互助合作之模式,基础要求与限制}。

Philippe Kruchten采用上面的定义﹐并说明主架构之设计就是:将各组件元素以某些理想的合作模式组织起来﹐以达成系统的基本功能和限制。

体系结构又分为多种样式,如Pipes and Filters等。

2.框架(Framework)框架亦可称为应用架构,框架的一般定义就是:在特定领域基于体系结构的可重用的设计。

也可以认为框架是体系结构在特定领域下的应用。

框架比较出名的例子就是MVC。

3.库(Library)库应该是可重用的、相互协作的资源的集合,供开发人员进行重复调用。

它与框架的主要区别在于运行时与程序的调用关系。

库是被程序调用,而框架则调用程序。

比较好的库有JDK。

4.设计模式(Design Pattern)设计模式大家应该很熟悉,尤其四人帮所写的书更是家喻户晓。

“四人帮”将模式描述为“在一定的环境中解决某一问题的方案”。

这三个事物—问题、解决方案和环境—是模式的基本要素。

给模式一个名称,考虑使用模式将产生的结果和提供一个或多个示例,对于说明模式也都是有用的。

5.平台(PlatForm)由多种系统构成,其中也可以包含硬件部分。

对于以上的概念有一个比较清楚的认识之后,就可以在软件的开发过程中进行应用。

理论和实践是缺一不可的,相辅相成的。

没有理论的指导,实践就缺乏基础;没有实践的证明,理论就缺乏依据,因此我一直认为:对于当代的程序员,在有一定的实践基础后,必须学习更深的理论知识。

无论你是从那方面先开始学习的。

在软件的开发过程中,从许多过程实践和方法中,大致可以提炼出五大步骤:需求、分析、设计、编码、测试。

而体系结构是软件的骨架,是最重要的基础。

体系结构是涉及到每一步骤中。

一般在获取需要的同时,就应该开始分析软件的体系结构。

体系结构现在一般是各个大的功能模块组合成,然后描述各个部分的关系。

我一般认为框架是体系结构中每个模块中更细小的结构。

如需要表示web技术,就会用到MVC框架,而web功能只是整个软件体系中的一个功能模块。

每个框架可以有许多个实例,如用java实现的MVC框架structs。

而在框架之下就是设计模式,设计模式一般是应用中框架之中的,也可以说是对框架的补充。

因为框架只是提供了一个环境,需要我们我里面填入更多的东西。

无论是否应用了设计模式,你都可以实现软件的功能,而正确应用了设计模式,是我们对前人软件的设计或实现方法的一种继承,从而让你的软件更软。

体系结构是可以从不同视角来进行分析的,所以软件体系结构的设计可以按照不同的视角来进行的。

按4+1 views的论述,那是四种views:逻辑、开发、过程、物理和场景。

因此体系结构是逐渐细化的,你不可能开始就拿出一个完美的体系结构,而只能根据开发过程逐渐对体系结构进行细化。

打个比方:如果我们准备建一个房子,那房子如果按功能来分:墙壁、地板、照明等,它是按那种样式来组成的,房子是四方的还是圆形的等,这样就组成了房子的体系结构。

在体系结构之下,我们可以把框架应用在每个模块中,例如墙壁,我们准备应用什么框架。

墙壁可以包括:窗户、门等。

窗户和门的组成的就是一种框架。

而窗户是什么形状的或者是大还是小,是要为了实现屋内的亮度的,因此挑选什么样的窗户就是设计模式。

二、研究热点当前,体系结构仍是一个非常新的研究领域,其概念还相当模糊。

但软件体系结构作为软件工程领域中的一个组成部分,已经取得了长足的发展,受到大多数软件系统设计和研究人员的重视。

软件体系结构目前较活跃的研究方向包括:(1)软件体系结构形式基础的研究;(2)针对软件体系结构描述中特有的问题研究新的专门的高级语言;(3)建立用于度量和评价软件体系结构的模型和方法;(4)建立面向专门领域的软件体系结构范型库。

(5)把软件体系结构从目前的直觉和经验状态过渡到理论。

1提供新的软件体系结构描述语言在提高软件工程师对软件系统的描述和理解能力中,虽然软件体系结构描述起着重要作用,但这些抽象的描述通常是非形式化的和随意的。

体系结构设计经常难以理解,难以适于进行形式化分析和模拟,缺乏相应的支持工具帮助构架师完成设计工作。

为了解决这个问题,用于描述和推理的形式化语言得以发展,这些语言就叫做体系结构描述语言(Architecture Description Language), ADLs寻求增加软件体系结构设计的可理解性和重用性。

ADL是这样一种语言,系统构架师可以利用它所提供的特性进行软件系统概念体系结构建模。

ADL提供了具体的语法与刻画体系结构的概念框架ADLs。

使得系统开发者能够很好地描述他们设计的体系结构,以便与人交流,能够用提供的工具对许多实例进行分析。

这种描述语言的目的就是提供一种规范化的体系结构描述,从而使得体系结构的自动化分析变得可能。

研究人员已经设计出了近二十种ADLs,比较有影响力的有C2、UniCon、MetaH、Aesop、SADL、Rapide、Wright等。

这些语言能够对体系结构连接器进行第一级抽象,同时还能描述模型的结构和内部构件之间的交互作用,并且还引入了一些新的系统分析模式。

2对软件体系结构的专门知识的整理这方面的工作主要是对软件工程师在软件开发实践中得来的各种体系结构的原则、模式的整理和分类。

例如,对软件体系结构风格的分类和比较,对体系结构描述语言的综合分析等。

就目前看来,国内对软件体系结构的研究主要集中在对软件体系结构的专门知识的整理上。

3提供特定领域的体系结构框架最近,开发特定的领域去为产品提供可重用框架日益受到关注。

这些开发基于这样的想法:可以提取相关系统中的共同方面,以便可以通过低成本地把这些共同的设计实例化来构筑新系统。

常见的例子有:(1)编译器的标准分解。

这个方法可以使一个本科生在一个学期时间内构造一个新的语言编译系统。

(2)标准化的通讯协议。

这个可以使厂家通过在不同层次的抽象上提供服务来互相操纵。

(3)第四代语言。

利用4GL开发出商务信息处理的通用范式。

(4)用户界面工具和框架。

这个方法为开发者提供了一个可重用框架以及象菜单、对话框这样的可重用构件的集合。

软件体系结构充当一个理解系统构件和它们之间关系的框架,特别是那些始终跨越时间和实现的属性。

这个理解对于现在系统的分析和未来系统的综合很有必要。

在分析和支持下,体系结构抓住领域知识和实际的一致,促进设计的评估和构件的实施,减少仿真和构造原型。

在综合的支持下,体系结构提供了建立系列产品的基础,以可预测的方式利用领域知识构造和维护模块、子系统和系统。

4提供软件体系结构的形式化基础对体系结构设计的推理的形式化表示使得体系结构级的设计更好地被理解、被实现。

它的目的是对体系结构设计人员在实践过程中总结出来的一些设计的经验和方法加以总结、概括,从而形成一个形式化的描述,形成一定的理论基础(以代替当前的不精确的研究)。

已提出一些形式化机制,如过程代数、偏序集合、化学抽象机等。

希望对系统的非功能特性如性能、可维护性等给出形式特征,同时给出软件体系结构的理论。

5建立评价软件体系结构的方法通过分析来预见软件的质量,通过分析来创建、选择、评估与比较不同的体系结构。

例如,Kazman等人在2000年提出的ATAM(Architectural Tradeoff Analysis Method)方法。

ATAM方法不但能够揭示体系结构如何满足特定的质量需求(例如性能和可修改性),而且还提供了分析这些质量需求之间交互作用的方法。

使用ATAM方法评价一个软件体系结构的目的是理解体系结构设计满足系统质量需求的结果。

采用ATAM方法的步骤如图3所示,限于篇幅,在此不再详细介绍具体步骤三、发展方向1各种ADLs之间的信息互换现有的大多ADLs是与领ADLs域相关的,所以不利于对不同领域体系结构的说明。

但这些针对不同领域的在某些方面又大同小异,造成资源的冗余。

其实,大多数ADLs具有一系列的共同概念。

如何用一种公共形式把各种语言综合起来,使得能够交换各种体系结构描述信息,将是今后软件体系结构研究和实践的重点之一。

2设计工具和环境软件体系结构设计既然作为软件工程的一部分,它的计算机辅助实现手段是相当重要的。

我们应当开发出一些软件工具来实现体系结构的描述和分析,开发阶段转换工具,以实现阶段成果的自动转换,例如,把需求规格说明自动转换为构件等。

目前关于这方面的研究成果很少,特别是可以应用到实际项目开发中的工具和环境就更少。

3体系结构再工程当今软件系统的规模变得越来越大,结构也越来越复杂,同时从头开始构建的大系统数量在急剧地减少,因而很多遗留系统正在被逐步地利用。

从遗留系统软件代码和系统中抽取结构信息,经过描述、统一、抽象、一般化与实例化等处理,可总结出系统的体系结构。

在这种情况下,软件再工程变得越来越重要,因为它提供了一条把遗留系统转换为可进化系统的现实可行的途径,是一种可以改进人们对软件的理解和改进软件本身的活动。

这类研究的目的是为一些特定的应用领域的软件系统提供一些体系结构框架,如控制系统、移动机器人和用户接口界面等。

通过这些框架可以很方便地构造一个新的软件系统。

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