第10章 软件产品线体系结构
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组织方式和相互关系的抽象表示。
它描述了一个软件系统的整体结构、组成部分及其相互之间的交互关系、通信方式和约束规则。
软件体系结构定义了系统的基本框架，规定了各个模块之间的功能划分、接口设计和数据流动等，是软件系统设计的基础。
软件体系结构通常包括以下几个方面的内容：
组件：软件系统的组成部分，可以是模块、类、对象等。
每个组件负责实现特定的功能，并通过接口与其他组件进行交互。
接口：定义了组件之间的通信规则和交互方式，包括输入和输出的数据格式、方法调用方式等。
结构：描述了组件之间的组织方式和关系，如层次结构、模块化结构、客户端-服务器结构等。
链接：描述了组件之间的连接方式和数据流动路径，如同步或异步通信、数据传输的方式等。
约束：定义了系统中的规范和限制条件，包括性能要求、安全性要求、可扩展性要求等。
通过定义和设计软件体系结构，可以提高软件系统的可维护性、可扩展性和可重用性，同时降低系统开发和维护的复杂性。
软件体系结构还可以帮助开发团队进行模块化的工作分配，提高开发效率和协作能力。
软件产品线
1定义：卡耐基。
梅隆大学软件工程研究所（CMU/SEI）定义为：产品线是一个产品集合，这些产品共享一个公共的、可管理的特征集，这个特征集能满足选定的市场或任务领域的特定要求。
这些系统遵循一个预描述的方式，在公共的核心资源（core assets）基础上开发的。
根据这个定义，软件产品线有两个部分：核心资源和产品集合。
核心资源也称平台：产品线中所有产品共享的产品线体系结构，新设计的或通过对现有系统的再工程到底的、需要再整个产品线中系统化重用的软件构件，与这些构件相关的测试计划、测试实例，所有设计文档，需求说明书，领域模型，领域范围的定义，采用COTS的构件。
其中软件产品线体系结构和构件是最为重要的部分。
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－独立软件系统的体系结构对体系结构的变化没有说明和限制，在体系结构实例化的过程中，几乎允许任意的变化。
产品线的体系结构作为所有产品共享的体系结构和各产品导出的体系结构的基础，必须对允许进行的变化进行显式的说明和限定，才能使最终的实例化结果既有共性又也个性。
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－2软件产品线的建立方式1将现有产品演化为产品线在基于现有产品线体系结构的基础上，将特定产品的构件逐步地、越来越多地转换为产品线的共用构件。
从基于产品的开发慢慢转到基于产品线的开发。
优点：通过分解投资回报周期，以及对现有系统演化的维持，使得产品线的开发风险降低。
2用软件产品线代替现有产品集基本停止现有产品的开发，直接对软件产品线的核心资源开发。
遗留系统只有在符合现有体系结构和需求的情况下才可以和新的构架合作。
对于软硬件结合紧密且硬件需求差异大的现有产品集，因无法满足产品线方法对软硬件同步的需要，只能采用这种革命式的方法。
3全新产品线的演化当一个组织进入一个全新的领域时，同样有演化和革命两种方式。
软件体系结构-完整PPT课件张友生.doc
软件体系结构课程性质:必修学时/学分:40/2.5关于教材◇出版社：清华大学出版社◇作者：张友生课程内容◇软件体系结构概论◇软件体系结构建模◇软件体系结构风格◇软件体系结构描述◇动态软件体系结构◇Web服务体系结构◇基于体系结构的软件开发◇软件体系结构的分析与测试◇软件体系结构评估◇软件产品线体系结构◇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◎软件维护困难第1章软件体系结构概论1.1 从软件危机谈起◇软件危机的表现◎软件成本日益增长20世纪50年代，软件成本在整个计算机系统成本中所占的比例为10%-20%。
到20世纪60年代中期，软件成本在计算机系统中所占的比例已经增长到50%左右。
而且，该数字还在不断地递增，下面是一组来自美国空军计算机系统的数据：1955年，软件费用约占总费用的18%，1970年达到60%，1975年达到72%，1980年达到80%，1985年达到85%左右。
第1章软件体系结构概论1.1 从软件危机谈起◇软件危机的表现◎开发进度难以控制由于软件是逻辑、智力产品，软件的开发需建立庞大的逻辑体系，这是与其他产品的生产不一样的。
在软件开发过程中，用户需求变化等各种意想不到的情况层出不穷，令软件开发过程很难保证按预定的计划实现，给项目计划和论证工作带来了很大的困难。
盲目增加软件开发人员并不能成比例地提高软件开发能力。
相反，随着人员数量的增加，人员的组织、协调、通信、培训和管理等方面的问题将更为严重。
第1章软件体系结构概论1.1 从软件危机谈起◇软件危机的表现◎软件质量差软件项目即使能按预定日期完成，结果却不尽人意。
1965年至1970年，美国范登堡基地发射火箭多次失败，绝大部分故障是由应用程序错误造成的。
在“软件作坊”里，由于缺乏工程化思想的指导，程序员几乎总是习惯性地以自己的想法去代替用户对软件的需求，软件设计带有随意性，很多功能只是程序员的“一厢情愿”而已，这是造成软件不能令人满意的重要因素。
软件体系结构知识点完整
软件体系结构知识点完整首先，软件体系结构的设计目标是确保软件系统具有良好的可维护性、可扩展性、可重用性和可演化性。
为了达到这些目标，需要考虑以下几个重要的知识点：1.架构风格和模式：软件体系结构可以采用不同的架构风格和模式，如客户/服务器架构、分层架构、微服务架构等。
每种架构风格和模式都有其适用的场景和优缺点，开发人员需要根据具体需求选择适合的架构。
2.组件和接口：软件系统通常由多个组件构成，每个组件负责特定的功能。
组件之间通过接口进行通信和交互。
设计良好的组件和接口可以提高系统的模块化程度，便于测试、维护和重用。
3.数据管理：软件系统通常需要对一定量的数据进行管理和存储。
在软件体系结构设计中，需要考虑数据的组织方式、访问方式和持久化方式。
常见的数据管理技术包括关系型数据库、非关系型数据库和缓存等。
4.并发和分布式处理：现代软件系统通常需要处理大量的并发请求，并且可能分布在不同的机器上。
软件体系结构设计需要考虑如何有效地处理并发请求和如何进行分布式部署，以提高系统的性能和可扩展性。
5.安全和可靠性：软件系统面临各种安全和可靠性风险，如数据丢失、数据泄露和系统故障等。
软件体系结构设计需要考虑如何采取措施保障系统的安全和可靠性，如进行数据备份、访问控制和错误处理等。
6.软件系统的分层：软件体系结构通常采用分层的结构，将系统划分为不同的层次，每个层次负责不同的功能。
常见的分层结构有表示层、业务逻辑层和数据访问层等。
分层结构可以提高系统的可维护性和可扩展性。
7.影响因素和约束：软件体系结构设计还需要考虑相关的影响因素和约束，如成本、时间、技术限制等。
这些因素和约束将直接影响软件体系结构的设计和实施。
总结起来，软件体系结构是软件设计的重要组成部分，它涉及到架构风格和模式的选择、组件和接口的设计、数据管理、并发和分布式处理、安全和可靠性等多个方面。
了解这些知识点对于设计出高质量、可维护和可扩展的软件系统至关重要。
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。
- 1 -。
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】 复习
第一章1. 体系结构发现、演化、重用体系结构发现解决如何从已经存在的系统中提取软件的体系结构，属于逆向工程范畴。
由于系统需求、技术、环境、分布等因素的变化而最终导致软件体系结构的变动，称之为软件体系结构演化。
体系结构重用属于设计重用，比代码重用更抽象。
由于软件体系结构是系统的高层抽象，反映了系统的主要组成元素及其交互关系，因而较算法更稳定，更适合于重用。
2.基于软件体系结构的软件开发方法：问题定义—>软件需求—>软件体系结构—>软件设计—>软件实现3.评价软件体系结构的方法权衡分析方法（ATAM方法），软件体系结构分析方法（SAAM方法）,中间设计的积极评审（ARID方法）第二章1. 建模结构模型：研究结构模型的核心是体系结构描述语言。
以体系结构的构件，连接件和其他概念来刻画结构。
并力图通过结构来反映系统的重要语义内容。
框架模型：与结构模型类似，但不太侧重细节，而侧重于整体结构。
动态模型：是对结构和框架模型的补充，研究系统大颗粒的行为性质。
过程模型：研究构造系统的步骤和过程，结构是遵循某些过程脚本的结果。
功能模型：认为体系结构是由一组功能构件按层次组成，下层向上层提供服务。
功能模型可以看作是一种特殊的框架模型。
4+1视图模型：逻辑视图、进程视图、物理视图、开发视图和场景视图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。
在逻辑视图中，系统分解成一系列的功能抽象，这些抽象主要来自问题领域。
这种分解不但可以用来进行功能分析，而且可用作标识在整个系统的各个不同部分的通用机制和设计元素。
在面向对象技术中，通过抽象、封装和继承，可以用对象模型来代表逻辑视图，用类图来描述逻辑视图开发视图通过系统输入输出关系的模型图和子系统图来描述。
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。
逻辑视图和开发视图描述系统的静态结构，而进程视图和物理视图描述系统的动态结构。
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。
软件体系结构课件_软件产品线
产品线的概念
A product line is a group of products sharing a common, managed set of features that satisfy specific needs of a selected market.
• 一个软件产品线是满足下列性质的一组 软件产品：
软件产品线与复用
• 软件产品线为重用建立了一个非常严格的 上下文来使其发挥作用
（产品线依赖战略性的或经过规划的重用而 非机会主义重用来发挥作用）
Pertain to Share an
Are built from
Market strategy/ Application domain
Is satisfied by
核心资产开发活动的输入（3）
• 生产约束
- 产品线的产品要遵循哪些商业、军事或公司的规范 - 产品线的产品所基于的底层基础设施是什么 - 产品推向市场的时间需求是什么 - 哪些COTS构件是可用的 - 哪些遗产构件可被复用
• 核心资产必须以最小牺牲产品质量的代价， 换取对产品共性和个性的满足。
核心资产开发活动的输入（2）
• 风格、模式和框架
-符合产品约束和生产约束的相关体系结构是什么
-构件交互的协议和模式是什么 -有哪些可用的设计模式 -有哪些可用的应用框架
• 尽管这些都是体系结构定义的输入，它们 被提高到如此高度的目的在于强调体系结 构在软件产品线实践中的重要性。
architecture evaluation
• Component development
COTS utilization
• Mining existing assets • Software system integration • Testing
软件产品线工程架构研究
软件产品线工程架构研究引言在当今数字化时代，软件产品已成为人类社会中不可或缺的一部分，而软件产品线工程架构则成为软件开发中一个重要的领域。
本文将从软件产品线工程架构的定义、目标、架构设计、组织结构、实践方法以及发展前景等方面进行探讨，旨在深入了解软件产品线工程架构的设计、实现以及管理方法。
一、软件产品线工程架构的定义软件产品线工程架构（Software Product Line Engineering Architecture）是一种集成了软件、硬件、文档等内容的方法，同时也是一种软件开发的方法论，架构是根据工程师对需要实现的功能、需求、业务等信息进行整理、归类、梳理而形成的高层次抽象描述，这些抽象描述将作为相应产品簇的核心资产，并通过抽象化、模块化、标准化和可复用性等方式实现软件产品模块化。
采用软件产品线工程架构方法可以提高企业的软件开发效率，降低软件项目开发成本，同时还可以帮助企业进行差异化战略的实施，提高企业的竞争力。
二、软件产品线工程架构的目标软件产品线工程架构的目标主要有以下几点：1. 提高软件开发效率：采用软件产品线工程架构的方式可以提高软件产品线的可扩展性、可维护性和可重复使用性，从而实现开发效率的提升。
2. 降低软件项目开发成本：通过软件产品线工程架构的方法，标准化和模块化的设计思想使得软件开发可以更加规范化和自动化，有效降低软件开发和测试的成本。
3. 实现差异化战略的实施：采用软件产品线工程架构的方法可以帮助企业更好地把握自身的优势，并形成自身的特色，实现差异化战略的实施。
三、软件产品线工程架构的架构设计软件产品线架构的设计需要考虑以下几个方面：1. 架构的模块化设计：软件的模块化是提高软件可重用性的一个关键因素。
基于软件产品线的软件开发需要一种模块化的设计思想，从而实现软件产品线的可扩展性、可维护性和可重复使用性。
2. 架构的标准化设计：在软件产品线架构的实现中，标准化设计思想是至关重要的。
第10章 软件产品线体系结构
图注：
通常/主版本
从整体来看，软件产品线的发展过程有三个阶段，开发阶段、 配置分发阶段和演化阶段。
引起产品线体系体系结构演化的原因：产品线与技术变化的 协调、现有问题的改正、新功能的增加、对现有功能的重组以允 许更多的变化等等。 产品线的演化包括产品线核心资源的演化、产品的演化和产 品的版本升级。这样在整个产品线就出现了：核心资源的新旧版 本、产品的新旧版本和新产品等。它们之间的协调是产品线演化 研究的主要问题。
10.4 软件产品线基本活动
◇ 产品线基本活动
产品线开发
核心资 源开发
产品开发
管理
领域工程
应用工程
第10章 软件产品线体系结构
10.4 软件产品线基本活动
◇ 产品线分析
产品计划 产品线分析
资源开发 产品开发 （资源使用）
确认机遇
决策者
产品线开发
最终用户
产品
产品线开 发人员
第10章 软件产品线体系结构
◎ 产品线就是由在系统的组成元素和功能方面具有共性和个性的相 似的多个系统组成的一个系统族。
◎ 软件产品线就是在一个公共的软件资源集合基础上建立起来的， 共享同一个特性集合的系统集合(Bass,Clements和Kazman)。 ◎ 一个软件产品线由一个产品线体系结构、一个可重用构件集合和 一个源自共享资源的产品集合组成，是组织一组相关软件产品开发 的方式(Jan Bosch)。
◇ 软件产品线的过程模型
2、SEI模型
产品线开发
核心资 源开发
产品开发
管理
领域工程
应用工程
第10章 软件产品线体系结构
10.2 软件产品线概述
◇ 软件产品线的过程模型
软件体系结构总结
●什么是“软件体系结构”：架构是以组件、组件之间的关系、组件与环境之间的关系为内容的某一系统的基本组织结构，以及指导上述内容设计与演化的原理。
●SA概念两大流派：决策派是在一些重要方面所作出的决策集合组合派将系统描述为组件及组件之间的交互●软件体系结构核心模型：●构件的定义：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。
●RUP 4+1视图：逻辑视图（Logical View）：逻辑试图主要是用来描述系统的功能需求，即系统提供给最终用户的服务. 在逻辑视图中，系统分解成一系列的功能抽象、功能分解与功能分析，这些主要来自问题领域（Problem Definition)。
在面向对象技术中，通过抽象、封装、继承,可以用对象模型来代表逻辑视图，可以用类图（Class Diagram）来描述逻辑视图。
过程视图（Process View）：进程试图侧重系统的运行特性，关注非功能性的需求（性能，可用性）。
服务于系统集成人员，方便后续性能测试。
强调并发性、分布性、集成性、鲁棒性（容错）、可扩充性、吞吐量等。
定义逻辑视图中的各个类的具体操作是在哪一个线程（Thread）中被执行。
物理视图（Physical View）：物理试图主要描述硬件配置。
服务于系统工程人员，解决系统的拓扑结构、系统安装、通信等问题。
主要考虑如何把软件映射到硬件上，也要考虑系统性能、规模、可靠性等。
可以与进程视图一起映射。
开发视图（Development View）：开发视图主要用来描述软件模块的组织与管理（通过程序库或子系统）。
服务于软件编程人员，方便后续的设计与实现。
它通过系统输入输出关系的模型图和子系统图来描述。
要考虑软件的内部需求：开发的难易程度、重用的可能性，通用性，局限性等等。
开发视图的风格通常是层次结构，层次越低，通用性越好（底层库：Java SDK，图像处理软件包）。
软件产品线架构及其自动化构建技术研究
软件产品线架构及其自动化构建技术研究随着科技的发展和计算机技术的不断进步，软件开发已成为现代生产力和社会发展的重要支柱。
随之而来的是复杂的软件系统，而软件产品线架构及其自动化构建技术为复杂软件系统的开发提供了重要的支持。
本文将从软件产品线架构的定义、意义和优势以及自动化构建技术的实现过程、应用效果等方面进行论述，以期为读者提供更深入的了解和掌握。
一、软件产品线架构的定义和意义软件产品线架构是指将相似软件系统的共性部分抽象出来，形成一个基础的通用框架架构，然后通过可定制化的方式根据不同需求进行扩展和定制，形成具有不同特性和功能的软件产品系列。
这种开发方法可以提高软件产品的开发效率和质量，并降低系统开发成本。
软件产品线架构的开发需要从两个方向入手。
一方面，需要对通用部分进行分析，抽取通用特性，将这些共性部分定义为一套可重用的模块或组件。
而这些组件的存在不仅可以降低系统开发的重复劳动量，同时也可以加速开发周期，提升整个开发团队的效率。
另一方面，针对不同客户或市场的差异性需求，我们需要实现特定功能，这些专有的部分就需要定制化开发，并在通用框架上进行扩展。
这样，我们就可以在保持通用架构不变的前提下，扩展出满足不同客户需求的不同软件产品，减少开发的成本和周期。
二、软件产品线架构的优势软件产品线架构的开发具有以下优势：（1）减少开发成本和周期：软件产品线架构的设计使得软件组件可以被重复利用，节省了大量人力资源和时间开销，有效地降低了开发成本。
而且，新产品在现有框架下进行扩展，可以更快速地完成开发工作，缩短了开发周期。
（2）提升软件产品的质量和可维护性：软件产品线架构的开发可以让产品具有高一致性和高可复用性。
由于通用的模块或组件被多次使用，代码会经过反复检验，很容易发现和修正存在的问题。
此外，由于产品的设计基于一个通用的架构，因此对于系统的拓展与维护也更加容易。
（3）增强软件产品的市场竞争力：软件产品线架构使得开发团队可以快速开发高品质的软件产品，并在短时间内上市。
第10章 软件产品线体系结构
管理者
体系结构组
配置管理组
核心资源组
产品组1
产品组2
产品组n
典型产品线开发组织结构
2013年7月14日9时15分
Mail:yrmeixue@
12
10.2 软件产品线概述 -- 软件产品线的组织结构
SEI产品线组织结构
将产品线组织分为四个工作小组： ① 市场人员是产品线和产品能力、客户需求之间的沟通 桥梁； ② 核心资源组负责体系结构和其他核心资源的开发； ③ 应用组负责交付给客户的系统的开发； ④ 管理者负责开发过程的协调、商务计划等。 SEI还将客户提出的需求和对系统的反馈作为产品线组 织的重要外部组织接口。
对于非常巨大和复杂的产品线可以设立多层（一般为 两层）领域工程部门，不同层部门服务的范围不同。这 种模型趋向臃肿，对新需求的响应慢。
2013年7月14日9时15分 Mail:yrmeixue@ 15
第10章 软件产品线体系结构 – 软件产品线概述
10.2.4 软件产品线的建立方式
软件产品线的建立需要希望使用软件产品线方法的软 件组织有意识地、明显地努力才有可能成功。软件产品线 的建立通常有四种方式：
2013年7月14日9时15分 Mail:yrmeixue@ 5
第10章 软件产品线体系结构 -- 出现和发展
10.1.2 软件重用的发展
软件重用是一个降低软件系统的平均成本的主要策略 和技术。它的基本思想是尽最大可能重用已有的软件资源。
1968年Mcllroy提出了软件重用的概念 1960s，子程序(subroutines) 1970s，模块(modules) 1980s，对象(objects) 1990s，构件(components) Now，系统(Systems) 产品线方法可以看作是软件复用发展的更高阶段。
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。
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第10章 软件产品线体系结构 ◇ 软件产品线的过程模型
3、三生命周期模型 企业工程
10.2 软件产品线概述
领域工程
应用工程
Байду номын сангаас
第10章 软件产品线体系结构
10.2 软件产品线概述
◇ 软件产品线的组织结构
监控核心资源开发 组和产品开发组、 演化体系结构
体系结构组
管理者
维护每个资 源的版本
配置管理组
核心资源组
层次领域工程部门
对于非常巨大和复杂的产品线可以设立多层（一般为两层） 领域工程部门，不同层部门服务的范围不同。这种模型趋向 臃肿，对新需求的响应慢。
第10章 软件产品线体系结构 ◇ 软件产品线的建立方式
10.2 软件产品线概述
软件产品线的建立通常有4种方式，其划分依据有以下两个：
① 该组织是用演化方式还是革命方式引入产品线开发过程的； ② 是基于现有产品还是开发全新的产品线。
第10章 软件产品线体系结构 ◇ 框架技术基本特征
① 反向控制 ② 可重用性 ③ 扩展性
10.3 框架和应用框架技术
④ 模块化和构件化
◇ 框架建立方式
自顶向下
自底向上 混合方式
第10章 软件产品线体系结构 ◇ 框架的分类
10.3 框架和应用框架技术
根据框架的使用和扩展方式，可将框架分为两类： ① 黑盒框架
产品的开发时间减少1.5-2倍，维护成本降低2-5倍， 软件质量提升5-10倍，软件重用达50%-80%，开发成本 降低12%-15%。
软件产品线的发展得益于软件体系结构的发展和软件重 用技术的发展。
第10章 软件产品线体系结构 10.1 软件产品线的出现和发展 ◇ 软件体系结构的发展(1/2)
第10章 软件产品线体系结构 ◇ 基本概念(2/2)
10.2 软件产品线概述
CMU/SEI：产品线是一个产品集合，这些产品共享一个公 共的、可管理的特征集，这个特征集能满足选定的市场或 任务领域的特定需求。这些系统遵循一个预描述的方式， 在公共的核心资源(core assets)基础上开发的。 软件产品线 核心资源 产品集合
小粒度的重用（代码、对象）到构件重用，再发展到软 件产品线的策略重用以及大粒度的部件（软件体系结构、 体系结构框架、过程、测试实例、构件和产品规划）的 重用。
第10章 软件产品线体系结构 ◇ 基本概念(1/2)
10.2 软件产品线概述
目前，软件产品线没有一个统一的定义，常见的定义有：
Weiss和Lai：产品线是利用了产品间公共方面、预期考虑了可 变性等设计的产品族。 产品线是由在系统的组成元素和功能方面具有共性和相似个性 的多个系统所组成的一个系统族。 Bass,Clements和Kazman：软件产品线是在一个公共软件资源集 合的基础上建立起来的，且共享同一个特性集合的系统集合。 Jan Bosch：软件产品线由一个产品线体系结构、一个可重用构 件集合和一个源自共享资源的产品集合所组成，是组织一组相 关软件产品开发的方式。
新系统 需求
应用工程 新系统 需求分析 系统设计 系统实现
第10章 软件产品线体系结构 ◇ 软件产品线的过程模型
2、SEI模型 领域工程
10.2 软件产品线概述
应用工程
特点 ① 循环重复是产品线开发过程
的特征，也是核心资源开发、 产品线开发以及核心资源和 产品之间协作的特征； ② 核心资源开发和产品开发没 有先后之分； ③ 管理活动协调整个产品线开 发过程的各个活动，对产品 线的成败负责； ④ 核心资源开发和产品开发是两个互动的过程，三个活动和 整个产品线开发之间也是双向互动的。
核心资源的开发 和产品开发可同 时进行，也可以 交叉进行，并且 这两者都需要技 术和组织的管理。
第10章 软件产品线体系结构
10.4 软件产品线基本活动
◇ 产品线基本活动——核心资源开发(1/3)
产品线分析
产品线分析是核心资源 开发的一项重要活动
核心资源开发
第10章 软件产品线体系结构
10.4 软件产品线基本活动
第10章 软件产品线体系结构 10.1 软件产品线的出现和发展 ◇ 出现和发展
产品线的起源可以追溯到1976年Parnas对程序族的研
究。软件产品线的实践早在20世纪80年代中期就出现。
据HP公司1996年对HP、IBM、NEC、AT＆T等几个大型公 司分析研究，他们在采用了软件产品线开发方法后，使
第10章 软件产品线体系结构 ◇ Jan Bosch产品线组织结构(1/2)
10.2 软件产品线概述
Jan Bosch将软件产品线的组织结构归纳为以下4种组织模型： 开发部门
所有的软件开发集中在一个部门，每个人都可承担领域工程 和应用工程中适合的任务，简单、利于沟通，适用于不超过 30人的组织。
第10章 软件产品线体系结构 10.1 软件产品线的出现和发展 ◇ 软件体系结构的发展(2/2)
软件产品线在软件工程中的地位
技术侧面 软件工程 软件体系结构
领域工程
特定领域 软体体系结构
软件产品线
应用领域
第10章 软件产品线体系结构 10.1 软件产品线的出现和发展 ◇ 软件重用的发展
软件重用从代码重用到函数和模块的重用，再发展到对
第10章 软件产品线体系结构
10.1 10.2 10.3 10.4 10.5 10.6
软件产品线的出现和发展 软件产品线概述 框架和应用框架技术 软件产品线基本活动 软件产品线体系结构的设计 软件产品线体系结构的演化
第10章 软件产品线体系结构 软件产品线（software product line）
通过构件/类的组合来支持重用和扩展
松耦合
② 白盒框架
一般使用类的继承机制实现，由未完成的类（抽象类）组 成，类有一个或多个抽象接口或虚方法
紧耦合 具体的框架实际上都是“灰色”的， 是可继承和可组合方式的结合。
第10章 软件产品线体系结构 ◇ 产品线基本活动
领域工程 应用工程
10.4 软件产品线基本活动
软件产品线与软件体系结构有着密切的关系
在软件产品线的开发生产过程中，基于同一软件体系结构， 可以创建出具有不同功能的多个系统。由于软件产品组之间 可以共享体系结构，所以利用一组可复用的构件，软件产品 线就能有效地提高软件生产效率和质量，缩短开发时间，降 低总开发水平成本。
软件产品线是一个新兴的、多学科交叉的研究领域， 研究内容和范围都相当广泛。
象和类的重用。
当构件技术兴起时，从“世界范围内的重用”开始向 软件产品线是目前为止最大限度的软件重用，可以有效 “组织范围内的重用”。随着软件体系结构的发展，基 的降低成本，缩短产品面世时间，提高软件质量。 于构件的重用逐渐的被基于软件产品线的重用所代替。 基于软件产品线的重用也符合软件重用的发展趋势：从
领域工程是指软件工程在特定领域中的应用，它是在20
世纪80年代出现的。
20世纪90年代初期DSSA出现后，领域工程与DSSA结合， 领域工程中的软件重用就变为系统重用。
20世纪90年代中后期以市场需要为核心，选择能构满 足最大比例客户需要的最小的需求和概念集合，并且以 该集合为领域工程后续工作的基础.这样就出现了以软 件产品线为核心的领域工程。
Johnson和Foot：框架是封装了特定应用族抽象设计的抽
象类的集合，框架又是一个模板，关键的方法和细节在框架
实例中实现。
Buschmann：框架是一个可实例化的、部分完成的软件系统
或子系统，定义了一组系统或子系统的体系结构，并提供了
构造系统的基本模块，还定义了实现特殊功能的调整方式。
第10章 软件产品线体系结构 ◇ 应用框架
产品组1
产品组2
产品组n
典型产品线开发组织结构 基本组成部分
第10章 软件产品线体系结构
10.2 软件产品线概述
◇
SEI产品线组织结构
市场人员 是产品线和产品能力、客户需求之间的沟通
将产品线组织分为四个工作小组：
桥梁
核心资源组 负责体系结构和其他核心资源的开发 应用组 负责交付给客户的系统的开发 管理者 负责开发过程的协调、商务计划等 SEI还将客户提出的需求和对系统的反馈作为产品线组织的 重要外部组织接口。
10.3 框架和应用框架技术
Gamma：应用框架又称为通用应用，是为一个特定应
用领域的软件系统提供可重用结构的一组相互协作 的类的集合。
软件产品线中的框架主要指的是应用框架。 应用框架解决的是一个领域或产品族的问题，规定了
问题应该如何分解。
包含了应用或子系统的设计，由一个互相协作的类或 构件集合组成。 可以通过集成或类的组合来创建应用。
10.5 产品线体系结构的设计
软件产品线体系结构指一个软件开发组织为一组相关
应用或产品建立的公共体系结构。
与领域模型一样，软件产品线体系结构中也可以分为 共性部分和个性部分。 共性部分：产品线中所有产品在体系结构上共享的 产品线体系结构是产品线核心资源的早期和主要部分， 部分，是不可改变的。 在产品线的生命周期中，产品线体系结构应该保持相 个性部分：产品线体系结构可以变化的部分。 对小和缓慢的变化，以便在生命周期中尽量保持一致。 产品线体系结构要明确定义核心资源库中软件构件集 合及其相关文档。
产品线核心资源的演化 产品的演化 产品的版本升级
新旧版本之间的协调是产品线演化研究的主要问题。
第10章 软件产品线体系结构 ◇ 框架的定义
10.3 框架和应用框架技术
Deutsch：多个抽象类和它们相关算法的集合可组成一个框
架，该框架在特定应用中可以通过专用代码的添加来将具体
子类组织在一起运作。