软件体系结构2-04层次体系结构

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软件体系结构

软件体系结构引言软件体系结构是指在软件系统中，对系统整体结构进行组织和设计的过程。

一个合理的软件体系结构能够帮助开发者降低系统的复杂度，提高系统的可维护性和可扩展性。

本文将介绍软件体系结构的基本概念和常用的体系结构模式，以及如何进行软件体系结构设计。

软件体系结构的基本概念软件体系结构是一个抽象的概念，用于描述软件系统中各个组件之间的关系和交互方式。

它主要由以下几个基本概念组成：1.组件（Component）：组件是软件系统中的一个独立的功能单元，可以由一个或多个模块（Module）组成，实现特定的功能。

2.接口（Interface）：接口定义了组件之间的通信方式和消息传递方式。

一个组件可以提供多个接口供其他组件使用。

3.关系（Relationship）：组件之间的关系可以是依赖关系（Dependency）、关联关系（Association）、聚合关系（Aggregation）和组合关系（Composition）等。

这些关系将多个组件链接起来，形成一个组织结构。

4.架构风格（Architectural Style）：架构风格定义了软件系统的整体结构的模式和约束。

常见的架构风格包括层次结构（Layered）、客户端-服务器（Client-Server）、发布-订阅（Publish-Subscribe）等。

常用的软件体系结构模式在进行软件体系结构设计时，可以借鉴一些常用的体系结构模式。

下面介绍几种常见的模式：1.层次结构（Layered）：层次结构将软件系统划分为若干层，每一层负责特定的功能。

上层的组件可以调用下层的组件，反之则不行。

这种模式可以降低系统的复杂度和耦合度，提高系统的可维护性。

2.客户端-服务器（Client-Server）：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。

客户端负责与用户进行交互，而服务器负责处理客户端的请求并返回结果。

这种模式可以实现系统的分布式部署，提高系统的可伸缩性。

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

大量的数据围绕一个共享数据库或数据仓库来组织。
这种系统主要适用于控制系统，信息管理系统，CAD系统，CASE工具集。
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集成的CASE工具集的体系结构以数据仓库为核心
设计编辑器
代码生成器
设计翻译器
项目数据仓库
程序编辑器
设计分析器
报告生成器
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这种体系结构包括数据库、超文本系统及数据黑板系统等。它包含两种成分：一是共享的结构化数据；二是所有访问这些数据的操作。
集中控制模型分为两类：控制子系统顺序执行控制子系统并发执行
作为集中控制器的子系统在将控制转交给另一子系统后，该子系统完成它的功能后控制权还要归还给集中控制器子系统。
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(1)调用-返回模型 (Call-Return model)
此即熟悉的自顶向下的子程序模型。控制始于子程序层次的顶部，通过子程序调
用，从层次结构较高层的程序向较低层的程序传递控制信息。程序执行结束将向较高层的父程序返回。这种程序模型仅应用于顺序系统。该模型可以在模块层使用，以控制函数或对象。
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控制的Call-Return模型
Main Program
Routine Routine Routine
1
2
3
Routine Routine
6
4) 控制构件: 管理其它构件运行的时间、时机及次序。例如，调度器、同步器等。
5) 链接构件: 在实体之间传递信息。例如，通信机制、用户界面等。
1.5 构件之间的连接方式
1) 过程调用: 在某一特定执行路径中传递执行指针。如普通过程调用、远程过程调用。
2) 数据流: 相互独立的处理通过数据流进行交互，在得到数据的同时被赋予控制权限。如 UNIX 系统中的管道。

软件体系结构

软件体系结构在软件开发过程中，软件体系结构是一个至关重要的概念。

软件体系结构是指软件系统中的各个组件、模块和它们之间的关系。

一个优秀的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，同时也有利于降低开发成本和提高软件质量。

软件体系结构的定义软件体系结构是指软件系统中各个部分相互之间的组织方式。

它包括软件系统中的组件、组件之间的关系，以及这些组件和关系在整体上所形成的结构。

软件体系结构描述了软件系统的整体结构，以及各个组件之间的相互作用。

软件体系结构的重要性软件体系结构在软件开发过程中起着至关重要的作用。

一个良好的软件体系结构可以帮助开发人员更好地理解软件系统的结构和设计，从而更容易进行软件开发、测试、部署和维护。

此外，良好的软件体系结构还可以提高软件系统的性能、可靠性和安全性，降低软件开发和维护的成本。

软件体系结构的组成一个软件系统的体系结构通常由以下几个组成部分组成：1.组件（Components）：软件系统中的各个部分。

2.接口（Interfaces）：组件之间进行通信和交互的方式。

3.关系（Relationships）：描述组件之间的依赖关系，如依赖、引用、调用等。

4.约束（Constraints）：对组件之间交互的限制条件。

5.配置（Configurations）：软件系统中各个组件的布局和部署方式。

软件体系结构的类型软件体系结构可以分为多种类型，常见的软件体系结构包括：•分层体系结构：软件系统按层次结构组织，每一层负责不同的功能。

•客户端-服务器体系结构：软件系统分为客户端和服务器，客户端负责用户界面，服务器负责处理业务逻辑。

•面向服务的体系结构：软件系统以服务为中心，各个组件之间通过服务进行通信和交互。

•事件驱动体系结构：软件系统通过事件进行通信和控制。

•管道和过滤器体系结构：软件系统通过一系列过滤器进行数据处理。

软件体系结构的设计原则在设计软件体系结构时，需要遵循一些设计原则，以确保软件系统的质量和可维护性：1.模块化：将软件系统划分为多个独立的模块，每个模块负责一个特定的功能。

软件体系结构

1.2软件体系结构研究的内容和范畴
• 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。
1.3体系结构设计原则
• 抽象
• 分而治之
• 封装和信息隐藏
• 模块化
• 高内聚和低耦合
• 关注点分离
• 策略和实现的分离
• 接口和实现的分离
1.3体系结构设计原则
Filter将文件分离为音频流和视频流，AVI解码Filter对视频流进行解码并送往Video表现Filter，
由后者将各帧在显示器上显示，默认的DirectSound设备用DirectSound将音频流输
出。。
1.1what is SA ？
• 其次，体系结构的描述的作用好像一个框架，系
统属性在这个框架下进行扩充，并且，它在考察
设计出合适的体系结构。经验不丰富的设计师往往把注意力集中在“功能性
需求”而疏忽了“非功能性需求”，殊不知后者恰恰是最能体现设计水平的
地方。
高水平的设计师高就高在“设计出恰好满足客户需求的软件，并且使开
发方和客户方获取最大的利益，而不是不惜代价设计出最先进的软件。（以
设计住宅为例）…
对于软件系统而言，能够满足需求的设计方案可能有很多种，究竟该选
能力，新的、更大的、更复杂的问题又摆在人们的面前。
1.1what is SA ？
• 这种全局结构的设计和规划问题包括全局组织
结构；全局控制结构；通信和同步以及数据存取
协议；规定设计元素的功能；设计元素的组合；
物理分布；规模和性能；演化的维度；设计方案
的选择等。
• 1随着软件系统的规模和复杂性不断增加，系统

软件体系结构风格综述

LOGO
数据抽象和面向对象组织
对象A
对象B
优点：对象对它的客户隐藏了自己的表示, 所以对象可以不影响这些客户就改变其实现方法
对象C
缺点：对象之间的交互必须知道对方的标识,增强了对象之间的依赖关系,降低了独立性。而且一旦一个对象身份改变 , 则必须修改所有与之相关的对象,进而可能带来副作用问题。

LOGO
参考文献
[1]GARLAN D ,SHAW M. An Introduction to Software Architecture[R] . CMU-CS94-166 ,1994. [2]Liliana Dobrica and Eilaniemela. A Survey on Software Architecture Analysis Methods[J]. IEEE Transactions on Software Engineering,2002, 28(7):638- 653. [3]SHAW M, CLEMENTS P . A field guide to boxology : preliminary classification of architectural styles for software systems[C]//Proc of the 21st International Computer Software and Applications Conference . Washington DC: IEEE Computer Society , 1997: 6-13. [4]ABOWD G, ALLEN R, GARLAN D. Using style to understand descriptions of software architecture[J] .Software Engineering Notes , 1993 , 18(5) : 9-20 . [5]PERRY D E, WOLF A L . Foundations for the study of software architecture[J] . ACM SIGSOFT Software Engineering Notes ,1992, 17(4) : 40-52 . [6]李树澍.软件体系结构风格综述[J]. 安庆师范学院学报, 2006,12(4):1-4. [7]何炎祥,黄浩,石莉,张戈,李超. 软件体系结构中五种常见风格的剖析[J]. 计算机工程,2000,26(10):30-32. [8]张广泉. 软件体系结构: 概念、风格与描述语言[J]. 重庆师范学院学报,2000,17(3):1-5. [9]毛斐巧,齐德昱. 软件体系结构风格研究现状及存在的问题[J]. 计算机应用研究,2008,25(8):2270-2273.

软件体系结构描述

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第一章软件体系结构概论 1.4 体系结构的应用现状
◇ 软件体系结构的应用现状
◎ 软件体系结构描述语言
ADL（体系结构描述语言）提供了具体的语法与刻画体系结构的概念框架。ADL使得系统开发者能够很好地描述他们设计的体系结构，以便与他人交流，能够用提供的工具对许多实例进行分析。
对于ADL现在也是无统一认识。书上第四章有介绍。
◎ 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描述
◇ Rational
4.2 软件体系结构描述框架标准
◎ 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。
◎ 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，这些特性使得基于软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。
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第四章软件体系结构描述
4.3 软件体系结构描述语言
ADL是在底层语义模型的支持下，为软件系统的概念体系结构建模提供了具体语法和概念框架。基于底层语义的工具为体系结构的表示、分析、演化、细化、设计过程等提供支持。其三个基本元素是：构件、连接件、体系结构配置。
主要的体系结构描述语言有 Aesop、 MetaH 、C2、 Rapide 、 SADL、Unicon和Wright等，尽管它们都描述软件体系结构，却有不同的特点。

软件体系结构

3、软件体系结构的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，并且显示系统需求和构成系统元素之间的对应关系，提供了一些设计决策的基本原理。
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

软件体系结构随着计算机科学和技术的不断发展，软件开发也越来越重要。

软件体系结构是软件开发中非常关键的一环。

它是指软件系统中各组件之间的关系和交互方式的一种描述方式。

软件体系结构不仅仅是软件系统的设计，还涉及到软件系统的架构、组件、模式等多方面的内容。

软件体系结构的定义软件体系结构是指软件设计时所考虑到的系统结构和组件之间的关系，以及它们之间的交互方式和通信方式。

它是软件系统设计的基础，可以帮助程序员们更好地规划和管理整个项目。

在实际开发过程中，软件体系结构可以将软件系统划分为若干个独立的部分，每个部分可以独立开发，最终组合成一个完整的软件系统。

软件体系结构的重要性软件体系结构在软件开发生命周期的各个阶段都会发挥重要作用。

它可以帮助软件开发者们更清楚地定义系统范围、确定模块之间的关系、减少冲突和风险等。

此外，软件体系结构还可以帮助软件开发者预测系统的变化，让系统更加易维护和扩展。

软件体系结构的种类软件体系结构可以根据不同的标准进行分类。

下面介绍几种常见的分类方式。

1. 根据结构组织按照软件系统的结构组织方式来分类，可以分为：层次体系结构、客户/服务器体系结构、面向对象体系结构等。

层次体系结构将软件系统划分为若干个层次，每个层次尽量保持独立，每个层次只依赖于下一层次，不依赖于上一层次。

这种体系结构的好处是简单易懂，可维护性高。

客户/服务器体系结构是指将软件系统分为服务器端和客户端两部分。

服务器提供各种服务，客户端通过调用服务器端提供的服务来实现自己的功能。

这种体系结构的好处是扩展性好，因为只要增加一台服务器就可以为更多的客户端提供服务。

面向对象体系结构是指将软件系统看成是若干个对象的集合。

每个对象有一些属性和方法，它们之间可以相互调用来完成一些功能。

这种体系结构的好处是维护性好，因为不同对象之间的关系比较简单清晰。

2. 根据数据流方向按照数据流的方向来分类，可以分为：单向体系结构、双向体系结构。

单向体系结构是指软件系统在数据流的传递方向上是单向的，只有一个方向。

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

一. 软件体系结构（架构）软件体系结构的定义通常，软件体系结构通常被称为架构，指可以预制和可重构的软件框架结构。

架构尚处在发展期，对于其定义，学术界尚未形成一个统一的意见，而不同角度的视点也会造成软件体系结构的不同理解。

比如，ANSI/IEEE 610.12-1990软件工程标准词汇对于体系结构定义是“体系架构是以构件、构件之间的关系、构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知道上述内容设计与演化的原理(principle)”；而Garlan & Shaw模型的基本思想是：软件体系结构={构件(component),连接件(connector)，约束(constrain)}。

对于软件项目的开发来说，一个清晰的软件体系结构是首要的。

传统的软件开发过程可以划分为从概念到实现的若干个阶段，包括问题定义、需求分析、软件设计、软件实现及软件测试等。

软件体系结构的建立就位于需求分析之后，软件设计之前。

在建立软件体系结构时系统设计师主要从结构的角度对整个系统进行分析，选择恰当的构件（Component）、构件间的相互作用以及它们的约束，最后形成一个系统框架（Framework）以满足用户的需求，为软件设计奠定基础。

软件体系结构风格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，即能否达到结构级的软件重用。

也就是说，能否在不同的软件体系中，使用同一体系结构。

基于这个目的，学者们开始研究和实践软件体系结构的风格问题。

软件体系结构风格（Software Architecture Style）是描述某一特定应用领域系统组织方式的惯用模式。

它反映了领域中众多系统所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。

对软件体系结构风格的研究和实践促进了对设计的复用，一些经过实践证明的解决方案也可以可靠地用于解决新的问题。

体系结构风格的不变部分使不同的系统可以共享一个实现代码。

软件架构设计中的五层体系结构

软件架构设计中的五层体系结构随着计算机技术的不断发展，软件系统的规模越来越大，复杂度也越来越高，因此在软件系统的开发过程中，软件架构的设计显得尤为重要。

软件架构定义了软件系统的组织结构，包括软件系统的组件、模块、接口、数据流等等，是指导软件系统设计和开发的基石。

软件架构设计中的五层体系结构是一种基于分层思想的软件架构设计模式，被广泛应用于大型软件系统。

该体系结构分为五个层次，每个层次负责处理不同的任务和功能，各层之间协同工作，形成一个完整的软件系统。

下面将详细解释五个层次及其功能。

第一层：用户界面层用户界面层是软件系统与用户之间的接口，负责接收用户的输入请求，并向用户展示软件系统的输出信息。

用户界面层通常包括下面两个部分：1.1 用户界面管理器用户界面管理器是负责响应用户界面的请求，生成和显示用户界面的用户界面组件，如按钮、文本框等。

用户界面管理器还可以帮助用户进行数据输入验证，保证数据的完整性和正确性。

1.2 应用程序编程接口应用程序编程接口（API）是用户界面层与下一层——业务逻辑层之间的桥梁，将用户界面的请求传递给业务逻辑层。

API还可以将业务逻辑层返回的数据展示给用户界面层。

第二层：业务逻辑层业务逻辑层是软件系统的核心，负责处理软件系统的业务逻辑，即实现软件系统的功能。

业务逻辑层通常包括下面两个部分：2.1 业务逻辑模型业务逻辑模型是软件系统中实现业务逻辑的代码和算法集合，是业务逻辑层的核心。

业务逻辑模型需要和其他模块进行交互，因此需要和数据库模型进行配合。

2.2 数据访问模型数据访问模型负责与数据库进行通信，将业务逻辑层操作的数据存储到数据库中，并从数据库中读取数据。

数据访问模型还需要对数据库进行管理和维护，保证数据库的稳定性和安全性。

第三层：数据访问层数据访问层是负责管理和维护数据库的模块，其功能是通过数据访问接口向上层提供一定的数据访问功能，同时向下层提供对数据库的操作。

数据访问层通常包括下面两个部分：3.1 数据库访问接口数据库访问接口提供对外的数据访问API，向上层提供数据库的访问功能。

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是指在软件系统设计中，采用的一种模式或形式，用于组织和管理系统中的各个部分和模块之间的关系。

不同的软件体系结构风格对系统的功能、性能和可维护性等方面都会产生重要影响。

在本文中，我们将研究和分析几种常见的软件体系结构风格。

1.分层体系结构风格：分层体系结构是将系统划分为多个层次结构的风格。

每个层次都是独立的，并且只与上一层次和下一层次进行通信。

这种风格的优点是系统结构清晰，易于理解和维护。

然而，分层体系结构也可能导致性能问题，因为每次通信都需要通过多个层次。

2.客户端-服务器体系结构风格：客户端-服务器体系结构是将系统划分为客户端和服务器两个部分的风格。

客户端负责处理用户界面和用户交互，而服务器负责处理系统的核心逻辑和数据处理。

这种风格的优势是可以灵活扩展和集中管理服务器端，同时还可以支持多个客户端。

然而，客户端-服务器体系结构也可能导致网络通信的性能问题。

3.事件驱动体系结构风格：事件驱动体系结构是通过事件的发生和响应来组织系统的风格。

系统中的组件需要监听和响应不同的事件。

这种风格的优势是灵活性高，能够根据事件的发生和需求进行动态调整。

然而，事件驱动体系结构也需要谨慎设计，避免出现事件处理的混乱和性能问题。

4.数据流体系结构风格：数据流体系结构是通过数据流和处理过程来组织系统的风格。

系统中的数据按照一定的流程被处理和传递。

这种风格的优点是能够高效处理大量的数据，同时易于并行化和分布式处理。

然而，数据流体系结构也需要注意数据的一致性和正确性。

在选择软件体系结构风格时，需要综合考虑项目的需求、性能要求、可扩展性和可维护性等因素。

比如，对于大规模数据处理的系统，可以选择数据流体系结构；对于需要支持多个客户端的系统，可以选择客户端-服务器体系结构；对于需要灵活响应事件和需求变化的系统，可以选择事件驱动体系结构等。

此外，还可以结合多种体系结构风格，创建混合体系结构。

软件体系结构 ppt课件

图A 播放AVI文件的Graph Filter图
上图中每个模块分别代表了不同的Filter，媒体文件Filter从硬盘读取AVI文件，AVI分离 Filter将文件分离为音频流和视频流，AVI解码Filter对视频流进行解码并送往Video表现Filter，由后者将各帧在显示器上显示，默认的 DirectSound 设备用DirectSound将音频流输 2019 10 出。。
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•
2019
1概述－软件危机的原因
• 软件复杂度越来越高 • 软件不仅仅是在规模上快速地发展扩大，而且其复杂性也急剧地增加。软件产品的特殊性和人类智力的局限性，导致人们无力处理“复杂问题”。所谓“复杂问题”的概念是相对的，一旦人们采用先进的组织形式、开发方法和工具提高了软件开发效率和能力，新的、更大的、更复杂的问题又摆在人们的面前。
2019
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1概述
• 它是一种简单的、清楚的、完善的方式形成的
• 软件工程师需要一种更好的视角来理解软件，并试图找到一种新的方法来构建更复杂的大型软件系统 • SA (software architecture)
• 一个简单程序到复杂系统软件的距离是十年
2019 4
1概述－需求开发的主要困难
软件体系结构
刘兴
2019
计算机学院软件工程系
1
软件体系结构内容
• • • • • • • 1概述 2软件体系结构风格 3案例研究 4软件体系结构的分析与评估（略） 5流行的软件体系结构 6设计模式与软件架构 7企业架构师和设计师、企业软件架构简介
2
2019
1概述
• • • • 我们要学的这个是什么玩意？我们为什么要学这个玩意？我们将来会怎么干？其他人是怎么玩的？

软件体系结构设计

软件体系结构设计软件体系结构设计是软件开发中至关重要的一步。

它涉及到整个软件系统的框架和结构，决定了软件的可靠性、可拓展性和可维护性。

本文将讨论软件体系结构设计的重要性、常用的软件体系结构模式以及一些设计原则和最佳实践。

一、软件体系结构设计的重要性软件体系结构设计对于软件系统的稳定性和可维护性起着至关重要的作用。

一个好的软件体系结构能够将系统划分为多个独立的模块，每个模块都有明确的职责和接口，便于团队协作和后续的扩展。

同时，良好的软件体系结构还能提高系统的可测试性、可靠性和可维护性，便于解决bug和添加新功能。

二、常用的软件体系结构模式1. 分层结构分层结构是最常见的软件体系结构模式之一。

它将软件系统划分为多个层次，每个层次都有自己的功能和职责。

通常包括表示层、业务逻辑层和数据访问层。

这种模式使得系统各个层之间的依赖性降低，提高了系统的可维护性和可扩展性。

2. 客户端-服务器模式客户端-服务器模式将软件系统的功能划分为客户端和服务器两部分。

客户端负责与用户的交互，而服务器则处理客户端的请求并返回结果。

这种模式使得软件系统的吞吐量和响应时间得到了提高，适用于大规模分布式系统。

3. MVC模式MVC（Model-View-Controller）模式是一种常用的软件体系结构模式。

它将软件系统划分为三个部分：模型（Model）、视图（View）和控制器（Controller）。

模型负责处理数据逻辑，视图负责展示数据给用户，控制器负责调度模型和视图之间的交互。

这种模式降低了代码的耦合性，易于扩展和维护。

三、设计原则和最佳实践1. 单一职责原则每个模块或类应该有且只有一个单一的功能或职责。

这有助于减少代码的复杂性，提高系统的可维护性。

2. 开闭原则软件体系结构应该对扩展开放，对修改关闭。

这意味着在系统需要添加新功能时，不需要修改现有的代码，而是通过扩展已有的模块或添加新的模块来实现。

3. 依赖倒置原则高层模块不应该依赖于低层模块，而是通过抽象来解耦。

软件体系结构分层知识

软件体系结构‎--RPG游戏制‎作软件1）分层2）写出每层的功‎能3）向上提供接口‎1.分层层次系统风格‎将软件结构组‎织成一个层次‎结构，一个分层系统‎是分层次组织‎的，每层对上层提‎供服务，同时对下层来‎讲也是一个服‎务的对象。

在一些分层系‎统中，内部的层只对‎相邻的层可见‎。

除了相邻的外‎层或经过挑选‎用于输出的特‎定函数以外，内层都被隐藏‎起来。

这种风格支持‎基于可增加抽‎象层的设计。

由于每～层最多只影响‎两层，同时只要给相‎邻层提供相同‎的接口，允许每层用不‎同的方法实现‎，同样为软件重‎用提供了强大‎的支持。

分层系统体系‎结构有以下优‎点：第一，支持基于抽象‎程度递增的系‎统设计。

这允许设计者‎可以将一个复‎杂系统设计按‎递增的步骤进‎行分解。

第二，支持扩充。

因为每层至多‎和与之相邻的‎上层和下层交‎互，所以，改变某层的功‎能最多只会影‎响与之相邻的‎其它两层。

第三，支持重用。

与抽象数据类‎型一样，只要对相邻层‎提供同样的接‎口，每层可以有很‎多不同的可相‎互替代的实现‎方法。

因此，可能出现对于‎标准的层接口‎的定义可以有‎不同的实现方‎法。

但是分层系统‎体系结构也有‎存在缺点：首先，并不是每个系‎统都可以很容‎易地划分为分‎层的模式。

甚至即使一个‎系统可在逻辑‎上进行分层，但可能出于性‎能的考虑需要‎在逻辑上与处‎于高层的函数‎和处于低层的‎实现之间建立‎紧密的联系。

其次，很难找到一个‎合适的、正确的层次抽‎象方法。

分层设计作为‎一个设计的理‎念方法，在软件设计中‎得到越来越广‎泛的应用，特别是在复杂‎大型软件的研‎制开发项目中‎。

即使是在中小‎型软件的开发‎过程中，也要合理的把‎系统划分为几‎个层次，把服务接口一‎步步地建立起‎来。

系统在进行软‎件层次设计时‎应遵循如下三‎个基本原则：(1)实现和接口分‎离原则，这是对所有模‎块接口的一个‎通用原则。

不同的层次实‎际上是不同的‎模块，只不过这些模‎块在逻辑关系‎上有上下的依‎赖关系。