软件体系结构描述语言讲义
系统结构讲义-2
码元分配：从树根开始，对每个中间结点的左右2个分支边各赋予
一位代码“0”和“1”（“0”在哪一侧不限）。读出从根结点到任一片树叶 的路径上依次出现的代码位就排成了这个事件（即指令）的完整编码。 由于频度高的事件较晚被合并，它的编码位数也就较少，符合Huffman压 缩原则。
上面所说的频度值就是各事件实际出现次数的百分比， 它是理论出现概率的近似值。 例：假设一台模型计算机共有7种不同的操作码，已 知各种操作码在程序中出现的概率如下表，利用Huffman 编码法进行操作码编码。 指令 概率 I1 0.45 I2 0.30 I3 0.15 I4 0.05 I5 0.03 I6 0.01 I7 0.01
第二章 指令系统
2.3 指令格式的优化设计
指令格式的优化是指如何用最短的二进制位数表示指令的操作码信息和 地址码信息，使指令的平均字长最短，同时便于译码。
指令的组成 操作码 地址码
1) 指令的操作种类。 2) 所用操作数数据 类型。
1) 操作数地址。 2) 地址附加信息。 3) 寻址方式。
指令格式的优化设计目标： 1) 使程序中指令的平均字长最短，节省程序的存储空间。 2) 指令格式要规整，减少硬件译码的复杂程度。
1632和64位固定32位指令时钟频率随技术发展而变化随技术发展而变化寄存器堆824个通用寄存器32192个分离的整数和浮点寄存器堆指令系统规模和类型约300条多于48种指令类型大都基于寄存器寻址方式约12种包含间接变址寻址35种只有取存寻址存储器高速缓存设计较早使用合一高速缓存有些使用分离高速缓存大多数使用分离的数据和指令高速缓存cpi及平均cpi120个周期平均4个简单操作1个周期平均约15个cpu控制大多数用微程序控制有些使用硬连线控制大多数用硬连线控制没有控制存储器代表性商品化处理器intelx86vax8600ibm390mc68040intelpentiumamd486和cyrix686sunultrasparcmipsr10000powerpc604hppa8000digitalalpha21164混合混合ciscriscciscrisc体系结构体系结构pentiumpropentiumpro处理器的处理器的ciscriscciscrisc体系结构体系结构分分基于基于riscrisc核心核心dbab将将x86x86代码转化为代码转化为riscrisc指令指令
04-软件体系结构描述语言-lym
描述环境
使用体系结构图
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13
好的体系结构文档的必要元素(2/2)
考虑实现时的限制
但是仅在它们能影响体系结构设计的范围内
被限定的下层结构、处理器需求
通常包含其他结构图 它怎样去符合需求与约束 其他的设计
体系结构设计的原理
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14
其他方面
风格/产品线问题
设计可变的尺度 体系结构的那个方面必须不被改变？ 暗含开发团队的组织结构 体系结构评审情况
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典型元素含义
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常见体系结构元素
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ADL定义
定义
ADL是一种语言，提供了对软件系统概念体系结构进 行建模的特性(features) 构件(components) 连接件(connectors) 配置(configurations)
基本特性：对以下成分进行显式规约
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ADL定义
形式化方法（formal methods），用特 定的数学语言,包括数学的符号语言、图 象语言和文字语言,表达自然现象和社会 现象的空间结构和数量关系。准确、规 范、标准=>有利于机器自动化
该层次的非形式化是严重的问题吗？
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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
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。
软件体系结构
7
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。
8
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。
软件体系结构知识点
构件：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；结构上，它是语义描述、通讯接口和实现代码的复合体。
构件管理：1构件描述2构件分类与构件库组织：关键字分类法刻面分类法（青鸟）超文本组织方法（基本单位是结点）3人员及权限管理构件重用步骤：检索与提取构件（检索方法同上3种加其他）理解与评价构件修改构件（实参）构件组装（功能数据面向对象）软件体系结构：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理。
软件体系结构的意义：体系结构是风险承担者进行交流的手段体系结构是早期设计决策的体现软件体系结构是可传递和可重用的模型软件体系结构建模的种类：结构模型框架模型动态模型过程模型功能模型4+1”视图模型从5个不同的视角包括逻辑视图、进程视图、物理视图、开发视图和场景视图来描述软件体系结构。
逻辑视图主要支持系统的功能需求，即系统提供给最终用户的服务。
开发视图也称模块视图，主要侧重于软件模块的组织和管理。
进程视图侧重于系统的运行特性，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、可靠性等。
场景可以看作是那些重要系统活动的抽象，它使四个视图有机联系起来，从某种意义上说场景是最重要的需求抽象。
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。
体系结构风格反映了领域中众多系统所共有的结构和语义特性经典的体系结构风格数据流风格：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。
《软件培训讲义》PPT课件
03
软件开发方法与技术
瀑布模型与敏捷开发方法
瀑布模型
一种线性的软件开发过程，包括 需求分析、设计、编码、测试和 部署等阶段，每个阶段都有明确 的输入和输出，强调文档化和严
格的阶段评审。
敏捷开发方法
一种灵活、迭代的软件开发方法 ，强调团队合作、快速响应变化 和持续集成，常见的敏捷开发方 法有Scrum和极限编程（XP）。
遵循模块化、高内聚、低耦合、 可扩展性、可维护性等设计原则
。
设计方法
采用面向对象的设计方法，包括类 设计、接口设计、数据例模式 、工厂模式、观察者模式等，提高 系统设计的灵活性和可重用性。
常见系统架构类型及特点
分层架构
将系统划分为表示层、业务逻辑层和数据访问层 ，各层之间通过接口进行通信，实现高内聚、低 耦合。
质量度量指标
持续改进策略
制定质量度量指标，如缺陷率、覆盖率、 回归测试通过率等，以量化评估软件质量 。
通过收集用户反馈、分析测试结果等方式 ，持续改进软件产品质量和用户体验。
缺陷管理和持续改进策略
缺陷管理流程
建立缺陷管理流程，包括缺陷发现、记 录、分类、修复和验证等环节。
缺陷分析
对收集的缺陷进行分析，找出根本原 因和解决方案，避免类似问题再次发
手势操作
支持常见的手势操作，如滑动、长按、拖拽 等，提高操作的便捷性和效率。
06
测试与质量保证
软件测试类型和方法
功能测试
对软件产品的各项功 能进行验证，确保符 合需求和设计文档的 要求。
性能测试
测试软件在不同负载 下的性能指标，如响 应时间、吞吐量、资 源利用率等。
安全测试
验证软件产品的安全 性，包括漏洞扫描、 渗透测试、代码审计 等。
软件体系结构描述语言ADL综述_bycs
软件体系结构描述语言ADL综述Advancement of Architecture Description Language (ADL) 引言60年代的软件危机使得人们重新开始重视软件工程的研究。
最初人们选择了“算法+数据结构=程序”的设计模式。
但随着软件系统的规模和复杂性越来越大，传统的设计模式已经不能适应要求。
同时为了保证软件质量，提高软件的可靠性、可重用行和可维护性，软件设计的核心逐渐转向对系统的总体结构即软件体系结构(Software Architecture)的设计和规范。
这类方法主要着眼于软件系统的全局组织形式，在更高层次上把握系统各组件之间的内在联系。
并从全局的，整体的角度去理解和分析整个系统的行为和特性，有助于解决当前开发复杂的大型软件所存在的困难。
研究软件体系结构的首要问题是如何描述软件体系结构。
目前已有很多表现形式和方法表法、模块连接语言、软构件描述法和体系结构描述语言ADL等。
而其中ADL作为形式化的表示软件体系结构的工具呈现出强大的生命力。
它提供了规范化的体系结构描述，同时是对软件体系结构进行求精、验证、演化和分析的前提与基础。
目前已经成为软件体系结构方向的研究热点。
实践工作者将这些ADL应用于实践中，获得了成功。
同时，我们应注意到不同的ADL所支持的抽象能力及其提供的分析能力变化很大，学术领域目前对ADL的定义尚未取得一致。
一、软件体系结构的概述由于对软件体系结构的研究和应用刚刚兴起，许多专家学者从不同的角度和侧面对软件体系结构进行刻画，因此，目前软件体系结构还没有一个标准定义。
这里给出一个目前学术领域广泛接受的定义。
(D.Garlan＆M Shaw，1993)软件体系结构是软件设计过程中的一个层次，在计算过程中的算法设计和数据结构之上，处理总体系统结构设计和描述方面的一些问题。
包括总体组织与全局控制结构、通讯协议、同步、数据存取、设计元素的功能分配，物理分布，设计元素的复台，设计方案的选择、评估和实现等。
软件体系结构描述语言 C2
通知消息的传递只对应于构件内部的 操作，而和接收消息的构件的需求无关。
C2连接件
连接件是负责构件之间消息的传 递可以连接任何数量的C2构件和 连接件。
连接件的主要职责是消息的路由 和广播，另一个次要职责是消息 的过滤。 （不过滤消息、通知消息过滤、 优先过滤策略、消息屏蔽）
C2架构风格
C2风格定义了两 种类型的消息：向上 发送的请求消息 (Requests)和向下发送 的通知消息 (Notifications)。 请求 消息只能向上层传送 而通知消息只能向下 层传送。
通知消息的传递 只对应于构件内部的 操作，而和接收消息
C2体系结构风格元素构成
构件： 分别有top和bottom端口 只能和1个连接件相连
定义
C2是一种用于用户界面密集的系统的软件体 系结构风格。
在C2风格的体系结构中，连接件在构件之间 转发消息，构件负责维护状态，进行操作， 通过两个接口（顶端接口和底端接口）和其 他构件交换消息。
构件之间的消息交换不能直接进行，而只能 通过连接件来完成。每个构件接口最多只能 和一个连接件相连，而连接件可以和任意数 目的构件或连接件相连。
对话：负责把接收到的 外部消息映射成内部对 象上的操作。
C2构件的作用
对构件上方的连接件发送过来的 通知消息提供响应；
对构件下方连接件产生的请求消 息执行相应的操作；
维护一些在对话框中定义好的约 束条件。
C2消息
C2风格定义了两种类型的消息：向上 发送的请求消息(Requests)和向下发送的通 知消息(Notifications)。
顶层域规定了该构件所能响应的 通知消息集，以及它能向上产生 的请求消息集
体系结构描述语言
体系结构描述语言体系结构描述语言（Architecture Description Language，ADL）是指用于描述和记录软件系统的体系结构的形式化语言。
ADL提供了一种描述软件系统组成部分、它们之间的关系和相互作用的标准化方法，以便于软件工程师和其他利益相关者理解和沟通软件系统的结构和行为。
ADL的主要目的是在系统开发过程中促进沟通和共享。
它可以帮助软件工程师在设计和开发过程中定义系统的基本元素、它们之间的交互关系和约束条件。
通过使用ADL，团队成员可以更好地了解系统的整体结构，从而更好地理解和管理系统开发过程中的各种需求和设计决策。
ADL可以用于不同层面的体系结构描述，包括高层体系结构（High-level architecture），低层体系结构（Low-level architecture）和中间层体系结构（Middle-level architecture）。
高层体系结构描述系统的总体结构，包括子系统和它们之间的关系。
低层体系结构描述子系统的详细结构和模块之间的连接方式。
中间层体系结构描述这两个层次之间的接口和交互。
ADL通常包括以下几个主要方面的描述：2. 接口（Interface）：描述组件之间的通信和交互方式。
接口定义了组件之间的协议和数据格式。
3. 关系和相互作用（Relationships and Interactions）：描述组件之间的关系和相互作用。
可以包括依赖关系、使用关系、实例化关系、目标引用关系等。
4. 约束条件（Constraints）：描述系统中的限制性条件和要求。
可以包括性能要求、安全性要求、实现约束等。
5. 视图（Views）：描述系统的不同视角和关注点。
例如，可以有逻辑视图、物理视图、过程视图等，每个视图都强调不同的方面和需求。
ADL可以使用图形表示或文本表示。
图形表示使用图形符号和连接线来表示组件、接口和关系。
文本表示使用特定的语法和标记来描述组件、接口和关系。
C2SADL详解
(5)体系结构和实现相分离：许多潜在的性能问题都可以通过体系结构和具体实现的分离来解决。
C2对于构件的描述
Component :: = Component component_name is Interface component_message_interface Parameters component_parameters Methods component_methods
4.两个连接子相连时,只能是其中一个的bottom接口与另一个的top接口相连
C2 SADL
C2 SADL目前还只是一个原型语言,其相应的支撑工具还在开发中.该语言包含三个部分: 接口定义符号(IDN, interface definition notation):是C2中的构件接口的规约.如下所示是一 个堆栈(Stack)构件的C2 IDN. 体系结构描述符号(ADN,architecture description notation):是C2体系结构的声明性规约.
[to component_name][parameter_list]
Notification ::= Message_name [parameter_liat]
实例
——简单ATM机取款
C2对User构件的描述
component user is interface behavior start_up always_generate Card ( Cnumber,Ccode ) , DrawRequset ( ) , BalanceRequset(); r e c e i v e d _ m e s s a g e G e t Balance ( ) may_generate BalanceRequset();
计算机软件培训讲义
XX公司计算机软件培训讲义1、背景20世纪是一个革命化变革的世纪。
机械化革命、电气化革命、信息化革命无论是对社会还是对人类都起到了根本性的变化影响。
特别是自动化生产的理念，对机械化革命、电气化革命和信息化革命中的骨骼部分(硬件产品：例如计算机及其相关部件、通信产品、存储介质等)都起到了突飞猛进的推动作用。
但对于信息化革命中的神经或血液部分的软件，如何将自动化生产的理念引入到其开发研制中来，是20世纪60年代以来给人类留下的始终未解决好的一个重大课题。
20世纪80年代初，国际著名的软件学家布鲁思曾经发表过一片著名的论文『没有银弹』，在软件界引起了很大的震动。
论文的中心散布了一种软件悲观论的思想，布鲁思个人认为软件的自动化生产，由于受各种外界条件的制约，是几乎无法实现的。
这种悲观的事实虽彻底解决不了，但通过软件工程及其相关联的优秀的方法论，通过优秀的人才是可以缓解的。
在未来的信息化革命中，起着神经或血液角色的软件作用越来越重要，据国际权威调查机构的资料，工程费用上软硬的比例目前已达到了6：4的数值。
由此可见软件工程及其相关联的优秀的方法论、优秀的软件人才在信息化革命革命中的重要性。
2、软件工程软件工程是一类工程。
工程是将理论和知识应用于实践的科学。
就软件工程而言，它借鉴了传统工程的原则和方法，以求高效地开发高质量软件。
其中应用了计算机科学、数学和管理科学。
计算机科学和数学用于构造模型与算法，工程科学用于制定规范、设计范型、评估成本及确定权衡，管理科学用于计划、资源、质量和成本的管理。
软件工程这一概念，主要是针对20世纪60年代“软件危机”而提出的。
它首次出现在1968年NATO（北大西洋公约组织）会议上。
自这一概念提出以来，围绕软件项目，开展了有关开发模型、方法以及支持工具的研究。
其主要成果有：提出了瀑布模型，开发了一些结构化程序设计语言（例如PASCAL语言，ADA语言）、结构化方法等。
并且围绕项目管理提出了费用估算、文档复审等方法和工具。
软件体系结构描述语言 C2ppt课件
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C2对于构件接口的描述
Component :: = Component component_name is Interface component_message_interface Parameters component_parameters Methods component_methods [behavior component_behavior] [context component_context] End component_name;
4
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。
5
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。
软件体系结构描述语言 C2
小组成员：
1
引言
软件体系结构是根植于软件工程发展起来的新兴学科，目前已经成为软件工 程研究和实践的一个重要领域。软件体系结构设计的一个核心问题是能否使 用重复的体系结构模式，即能否达到体系结构级的软件重用。也就是说，能 否在不同的软件系统中，使用同一体系结构。
C2体系结构风格作为一种经典的体系结构风格，它就具有平衡开发费用与近 产品的共同性的特性。按照C2体系结构风格的规则，我们能够把各种粒度的 构件集成到一个系统结构中。可以说，C2体系结构风格对软件结构和软件构 件交互定义了一个良好的设计规范，同时还具有广泛的试验和工具。因而， 它就为软件设计开发者提供了一个有界面密集的系统的软件体系结构风格。 在C2风格的体系结构中，连接件在构件之间转发消息，构件
软件架构设计讲义PPT课件
表示软件系统的一种特别的基本结构，以及相 关的构造方法
• 设计模式(Design Patterns)
构造型模式、结构型模式、行为型模式
• 框架(Framework)
另一种研究和构造软件体系结构的方法，更多 的是关于应用领域问题的已建立的系统结构。
09.03.2021
CHENLI
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SA之重要
最早指出SA的重要性 的是大师Edsger Dijkstra(1930-2002)
“..the larger the project, the more essential the structuring!”(1968)
/users/EWD/
09.03.2021
CHENLI
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“建筑体系结构”
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CHENLI
9
“建筑体系结构”
09.03.2021
CHENLI
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SA的定义
后人精简Garlan and Shaw的定义为：
体系结构 = 组件 + 连接件 + 约束
Architecture = Components + Connectors + Constrains
软件体系结构的书籍和课程
2000’s
09.03.2021？
CHENLI
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技术进步
每个新的体系结构的诞生，都给技术的 进步带来深远影响
WWW 三层结构 CORBA J2EE .NET
09.03.2021
CHENLI
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什么是软件体系结构
• 软件体系结构定义了软
件局部和总体计算部件的构 成,以及这些部件之间的相互 作用关系。
第二章、应用软件体系结构
在网络游戏的官网网站下载客户端，通过服务器端架设本 地连接，这样丌需要连接到官方的服务器就可以玩这款游 戏。
2012-10-15
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典型代表
Office Photoshop Audition Premiere 单机版游戏
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Web服务的主要目标是跨平台的亏操作性
适合使用Web Service的情况
跨越防火墙 应用程序集成 B2B集成 软件重用
丌适合使用Web Service的情况
单机应用程序 局域网上的同构应用程序
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分布式系统迅速发展的原因
可以解决组织机构分散而数据需要相亏联系的 问题。 如果一个组织机构需要增加新的相对自主的组 织单位来扩充机构，则分布式数据库系统可以 在对当前机构影响最小的情况下进行扩充。 均衡负载的需要。 当现有机构中已存在几个数据库系统，而丏实 现全局应用的必要性增加时，就可以由这些数 据库自下而上构成分布式数据库系统。
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C/S体系结构将系统一分为二，服务器（后台）负责数据管理 ，客户机（前台）完成不用户的交亏任务。服务器为多个客户 应用程序管理数据，而客户机程序发送、请求和分析从服务器 接收的数据。 C/S 模式的优点： 1、由亍客户端实现不服务器的直接相连 ，没有中间环节，因此响应速度快。 2、操作界面漂亮、形 式多样，可以充分满足客户自身的个性化要求。 3、C/S结 构的管理信息系统具有较强的事务处理能力，能实现复杂的业 务流程。 C/S 模式的缺点： 1、需要与门的客户端安装程序，分布功 能弱，针对点多面广丏丌具备网络条件的用户群体，丌能够实 现快速部署安装和配置。 2、兼容性差，对亍丌同的开发工 具，具有较大的局限性。若采用丌同工具，需要重新改写程序 。 3、开发成本较高，需要具有一定与业水准的技术人员才 能完成。 C/S模式主要是基亍行业的数据库应用，如股票接收系统、邮 局汇款系统等。
软件体系结构-描述语言说明
◎ Rational起草了可重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，提出了一套易于重用的体系结构 描述规范。该建议草案已经提交OMG。 ◎ Rational建议基于RUP（Rational Unified 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。
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第四章 软件体系结构描述 4.4 典型软件体系结构描述语言
◇ C2对构件接口的描述
component_message_interface ::= top_domain_interface bottom_domain_interface
体系结构配置提供信息来确定构件是否正确连接、 接口是否匹配、连接件构成的通信是否正确，并说明实 现要求行为的组合语义。
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第四章 软件体系结构描述 4.4 典型软件体系结构描述语言
◇ Unicon
◎ Unicon的主要目的在于支持对体系结构的描述，对 构件交互模式进行定位和编码，并对需要不同交互模式 的构件的打包加以区别。主要目的:
◎ 请求消息只能向上层传送而通知消息只能向下层传送。
◎ 通知消息的传递只对应于构件内部的操作，而和接收消息 的构件的需求无关。
◎ C2对构件和连接件的实现语言、实现构件的线程控制、构 件的部署以及连接件使用的通讯协议等都不加限制。
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第四章 软件体系结构描述
◇Hale Waihona Puke C2对构件的描述4.4 典型软件体系结构描述语言
第四章 软件体系结构描述
◇ 描述方法的种类
4.1 软件体系结构描述方法
◎ 图形表达工具 ◎ 模块内连接语言 ◎ 基于软构件的系统描述语言 ◎ 软件体系结构描述语言
《软件设计与体系结构》教学大纲
《软件设计与体系结构》教学大纲01.课程的性质、目的与任务《软件设计与体系结构》课程是为软件工程专业开设的必修课，也是计算机科学与技术软件开发方向课程。
本课程运用工程的思想、原理、技术、工具，来对软件设计以及软件体系结构的相关思想、理论与方法进行系统介绍，包括软件模型和描述、软件体系结构建模和UML、软件设计过程、软件体系结构风格、面向对象的软件设计方法、面向数据流的软件设计方法、用户界面设计、设计模式、Web服务体系结构、基于分布构件的体系结构、软件体系结构评估、软件设计的进化、云计算的体系结构等内容。
本课程的具体任务包括：1．让学生建立构建软件系统架构一般方法的感性认识，理解并掌握软件系统架构分析、体系结构建模与架构设计的相关理论知识，培养学生软件架构设计的基本能力，能从内部模块规划设计、系统层次结构的构建开始，了解构建系统结构的一般技术和方法。
2．在构建软件系统的过程中，理解软件系统构建的一些关键问题，学习应对不同需求的系统对策和设计实现技术，使学生初步具备一定的系统架构分析与设计能力，同时，深入理解各种典型框架技术及原理，并初步具备运用模式设计思想开展软件详细设计的能力。
3．一方面，让学生理解并掌握软件体系结构的重要概念、术语和系统化方法，建立软件架构设计的理念，了解当前流行的框架技术，并理解其原理。
另一方面，以加深知识理解和培养初步架构设计能力为目的，并在项目开发中加以实践；在实践环节中重点培养运用典型框架进行项目构建的能力和使用设计模式进行细化设计的能力。
02.课程教学基本要求及基本内容第1章引言（一）基本教学内容1.1 软件1.2 软件工程1.3 软件设计1.4 软件体系结构（二）基本要求教学目的：理解软件的本质、软件神话、软件工程，了解软件过程和软件工程实践的相关内容，了解网络环境带来的各类问题。
教学重点：软件工程中的设计、设计过程和设计质量、软件设计原则。
教学难点：什么是软件体系结构、软件体系结构的内容、设计阶段的软件体系结构。
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❖ 体体系结系构结是降构低描开发述成本语的言关键的必要性 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 案被提出
ACME
MetaH
Aesop
Rapide
ArTek
SADL
C2
UniCon
Darwin
与顾问交流
❖ 体系结构的必要需求(driving requirement)是什么 (如，performance, availability, security, modifiability, interoperability)？
❖ 各种体系结构视图是如何描述的？
抽象出来什么？ 功能怎样分解？ 功能怎样分配？ 使用什么硬件以及软件怎样布置在硬件上？
带时间特性的 流程图
测试结果库
布图算法
函数调用关系 图
时间分析器 缓冲
复杂度计算 程序复杂度
测试结果打印
❖ 模块内连接语言
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。
❖ 软件体系结构描述语言
❖ 采用了哪些体系结构风格？
这是什么？
上图的毛病
❖ 很多事情没有说：
组件类型 连接件类型 圆圈和箭头代表什么？ 这种布局的意义是什么？ 为什么CP要放在上层？
❖ 只画出方框和线条不是体系结构，只是体系 结构的开始
好的体系结构文档的必要元素
❖ 需求陈述
商业环境、产品的背景、领域
❖ 描述环境
必须和什么系统交互、外部接口
❖ 让别人理解系统的第一手资料
❖ 基本与想法M是o什d么u？le Designer交流
❖ 我该做什么 (如，实现哪些需求) ？ ❖ 我该在哪做 (如，这项功能实现在哪里) ？ ❖ 我和谁交互？接口是什么？
❖ 有什么可以复用的代码？
❖ 必须遵从什么约定(质量目标、旧体系/接口、预 算等)？
❖ 有哪些硬性规定(设计、接口、约束等)？
❖ 你会询问什么样的信息？
假定你是Consultant(顾问)
❖ 面对这样的图，你会有什么反应？
假定你是Consultant(顾问)
❖ 面对这样的图，你会有什么反应？
体系结构文档的用处
❖ 软件开发过程中各种角色之间交流设计思想 的媒介
❖ 进行上层分析的基础。此基础上可以验证体 系结构设计方案，精炼或改变必要的方案
❖ 管理问题
暗含开发团队的组织结构 体系结构评审情况
❖ 其他设计问题
代码复用、标准的运用 风险分析 运作、管理和维护
❖ 体系结构软的件理解体停系留在结直构觉、的逸事现和状传说层面
❖ 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
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。
Weaves
LILEANNA
Wright
❖ 若干原型ADLs被开发出来
→ADL及其扮演的角色仍是一个开放的问题
❖ 提具供了描述A构D件L及扮其交演互的的模角型、色符号体系和工
❖ 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
→语言和环境之间相互作用
语言使能精确的规约 环境使得规约被复用
❖ 图形4.表1体达工系具结构描述方法分类
❖ 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
❖ 图形表达工具
项目管理
静态分析器
测试配置
最 优 /最 劣 时 间 计算
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。
❖ 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。
❖ 使用体系结构图
用恰当的线框 简洁的说明
好的体系结构文档的必要元素
❖ 考虑实现时的限制
但是仅在它们能影响体系结构设计的范围内
❖被限定的下层结构、处理器需求
通常包含其他结构图
❖ 体系结构设计的原理
它怎样去符合需求与约束 其他的设计
❖ 风格/产品线问题其他方面 设计可变的尺度 体系结构的那个方面必须不被改变？
❖ 你的老板（项目经理）让你预计你将要完成 的几个模块的开发时间。
❖ 你怎么办？
假定你是Module Designer
❖ 你来开发A2和A3，怎么开始？
假定你是Consultant(顾问)
❖ 你是一个请来的顾问，对一个体系结构设计 进行评估。Modifibility和Performance是重要 的体系结构质量因素。
软件体系结构
(Soft描述语言
标书
❖ 吹嘘自己（不温不火地贬低对手） ❖ 提出自己的设计方案（体系结构） ❖ 吹嘘自己的方案（不温不火地贬低对手的方
案）
描述和讲解体系结构设计方案是非常重 要的技术
假定你是Module Designer
❖ 你最近加盟一家公司，并被安排在一个新项 目的开发组中。虽然你富有经验，但是对此 项目所涉及的领域还是一个新手。系统的高 层体系结构设计已经完成。