最新三章应用软件集成体系结构
第3讲 软件体系结构与系统要素
工具型管理 低端进销管理
小 组织规模
工具型应用，满足某个特定管理领域需求，如 零售、仓库等，或最低端进销管理需求
大
问题:
• • • • • • • 为什么要引入软件体系结构的概念? 什么是软件体系结构? 主流的SA的风格是什么？ 软件体系结构在软件工程中的地位? 软件体系结构的作用是什么? 软件体系结构的特点是什么? ……
Lower technical complexity
- Mostly 4GL, or component-based - Application reengineering - Interactive performance
降低软件的复杂度
Forces in Software
Cost
Capacity Availability Functionality Compatibility Fail safe Fault tolerance
Telecom Switch
Lower management complexity
- Small scale - Informal - Single stakeholder - “Products”
Commercial Embedded Compiler Automotive Software CASE Tool
– Dijkstra(1930-2002)
SA之重要
好的软件体系结构， 是好的软件的必要条件。
“Good architectural design has always been a major factor in determining the success of a software system.‖
什么是“软件体系结构”
三层架构详解范文
三层架构详解范文三层架构是一种软件设计模式，将应用程序分为三个主要层次：表示层、业务逻辑层和数据访问层。
每个层次都具有不同的职责和功能，使得系统更易于维护、扩展和测试。
1.表示层：表示层是用户与系统之间的接口，负责接收用户输入、展示输出结果。
它是系统的外部界面，可以是一个网页、桌面应用程序、移动应用程序等。
表示层通常包括用户界面设计、用户体验设计和前端开发等方面，它负责与用户进行交互，将用户的请求传递给业务逻辑层进行处理，并将处理结果展示给用户。
2.业务逻辑层：业务逻辑层是系统的核心，负责处理系统的业务逻辑。
它包括了业务规则、工作流程和数据处理等方面。
业务逻辑层接收来自表示层的请求，根据业务规则进行数据处理和业务逻辑的计算，最后将结果返回给表示层。
在这个层次上，开发人员可以将系统的业务逻辑进行封装，使得系统的可复用性和可维护性更高。
3.数据访问层：数据访问层是负责对数据进行持久化存储和访问的层次。
它包括了数据库的管理和访问，以及与其他数据源的交互等。
数据访问层将业务逻辑层的数据请求转化为数据库操作，通过与数据库进行交互来进行数据的增删改查。
在这个层次上，开发人员可以实现数据缓存、事务管理、数据访问的优化等功能。
三层架构的主要优点有：1.松耦合：三层架构将整个系统分为三个独立的层次，各层次之间通过接口进行交互，使得各层次之间的耦合度降低。
这样，在修改或拓展其中一层次的功能时，不会对其他层次造成影响，提高了系统的灵活性和可维护性。
2.可扩展性：由于每个层次都有明确的功能和职责，因此可以很容易地拓展系统的功能。
例如，可以通过增加实现新的表示层、业务逻辑层或者数据访问层来实现系统功能的扩展。
3.可测试性：每个层次的功能相对独立，因此可以单独对每个层次进行测试。
这样可以更容易地进行单元测试和集成测试，提高了系统的可测试性和稳定性。
4.可维护性：三层架构将系统分为多个层次，使得每个层次的功能和职责更加清晰明确，减少了系统的复杂性。
[VIP专享]软件的三层架构
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基于软件三层架构的研究报告引言三层结构是传统的客户/服务器结构的发展，代表了企业级应用的未来，典型的有Web下的应用。
多层结构和三层结构的含义是一样的，只是细节有所不同。
之所以会有双层、三层这些提法，是因为应用程序要解决三个层面的问题。
一、软件架构和分层（一）软件架构（software architecture）是一系列相关的抽象模式，用于指导大型软件系统各个方面的设计。
软件架构是一个系统的草图。
软件架构描述的对象是直接构成系统的抽象组件。
各个组件之间的连接则明确和相对细致地描述组件之间的通讯。
在实现阶段，这些抽象组件被细化为实际的组件，比如具体某个类或者对象。
在面向对象领域中，组件之间的连接通常用接口(计算机科学)来实现。
软件体系结构是构建计算机软件实践的基础。
与建筑师设定建筑项目的设计原则和目标，作为绘图员画图的基础一样，一个软件架构师或者系统架构师陈述软件构架以作为满足不同客户需求的实际系统设计方案的基础。
（二）分层分层是表示将功能进行有序的分组：应用程序专用功能位于上层，跨越应用程序领域的功能位于中层，而配置环境专用功能位于低层。
分层从逻辑上将子系统划分成许多集合，而层间关系的形成要遵循一定的规则。
通过分层，可以限制子系统间的依赖关系，使系统以更松散的方式耦合，从而更易于维护。
子系统的分组标准包含以下几条规则可见度。
各子系统只能与同一层及其下一层的子系统存在依赖关系。
（三）使用分层架构开发的必要性1、分层设计允许你分割功能进入不同区域。
换句话说层在设计是就是逻辑组件的分组。
例如，A层可以访问B层，但B层不能访问A 层。
2、用分层的方法，以提高应用程序的可维护性，并使其更容易扩展，以提高性能。
（四）设计分层的原则1、层意味着组建的逻辑分组。
例如，对用户界面，业务逻辑和数据访问组表的Select，Insert，Update，Delete的操作。
如果要加入ORM的元素，那么就会包括对象和数据表之间的mapping，以及对象实体的持久化。
软件体系结构概述
软件体系结构概述软件体系结构是指软件系统的组织方式和结构框架，包括系统的组件、模块、连接方式以及它们之间的关系。
软件体系结构定义了系统的主要构成和交互方式，以及系统的整体特性和行为。
软件体系结构的设计和选择对于系统的可维护性、可扩展性、可靠性和性能等方面都有重要影响。
软件体系结构可以理解为一个软件系统的蓝图或者设计模板，它指导和限制了系统在开发和维护过程中的各个方面，并对系统的演化和重用性提供支持。
常见的软件体系结构包括客户端-服务器体系结构、分层体系结构、面向对象体系结构、面向服务体系结构等。
客户端-服务器体系结构是最常见的软件体系结构之一，它将软件系统划分为客户端和服务器两部分。
客户端负责用户界面和用户交互，服务器负责处理业务逻辑和数据存储。
这种体系结构可以提高系统的可伸缩性和可靠性，同时也增加了系统的复杂性和通信开销。
分层体系结构将软件系统划分为多个层次，每个层次具有特定的功能。
常见的层次包括表示层、业务逻辑层和数据访问层。
表示层负责用户界面的展示和交互，业务逻辑层负责系统的业务逻辑处理，数据访问层负责数据的存储和访问。
分层体系结构可以提高系统的可重用性和可维护性，同时也增加了系统的复杂性和通信开销。
面向对象体系结构利用面向对象的思想和技术进行软件系统的设计和实现。
它将软件系统划分为多个对象，每个对象具有特定的属性和方法，并通过消息传递进行交互。
面向对象体系结构可以提高系统的可重用性和可维护性，同时也增加了系统的复杂性和内存开销。
面向服务体系结构将软件系统划分为多个服务，每个服务具有特定的功能和接口。
这些服务通过网络进行通信和交互，从而实现系统的功能需求。
面向服务体系结构可以提高系统的可扩展性和跨平台性，同时也增加了系统的通信开销和服务管理的复杂性。
除了以上常见的软件体系结构外，还有其他一些特定领域的体系结构，如实时系统体系结构、并行系统体系结构等。
实时系统体系结构适用于对响应时间有严格要求的系统，它需要快速的响应和高可靠性。
软件体系结构整理
1.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2.4+1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。
每一个视图只关心系统的一个侧面，5个视图结合在一起才能反映系统的软件体系结构的全部内容。
逻辑视图：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。
要保持单一内聚的对象模型开发视图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。
开发视图要考虑软件内部的需求，如软件开发的容易性、软件的重用和软件的通用性，要充分考虑由于具体开发工具的不同而带来的局限性。
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。
在开发视图中，最好采用4-6层子系统，而且每个子系统仅仅能与同层或更低层的子系统通讯，这样可以使每个层次的接口既完备又精练，避免了各个模块之间很复杂的依赖关系。
设计时要充分考虑，对于各个层次，层次越低，通用性越强，这样，可以保证应用程序的需求发生改变时，所做的改动最小。
开发视图所用的风格通常是层次结构风格。
进程视图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。
进程视图强调并发性、分布性、系统集成性和容错能力，以及从逻辑视图中的主要抽象如何适合进程结构。
它也定义逻辑视图中的各个类的操作具体是在哪一个线程中被执行的。
进程视图可以描述成多层抽象，每个级别分别关注不同的方面。
在最高层抽象中，进程结构可以看作是构成一个执行单元的一组任务。
它可看成一系列独立的，通过逻辑网络相互通信的程序。
它们是分布的，通过总线或局域网、广域网等硬件资源连接起来。
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 -。
软件工程软件体系结构
通用语言运行规范（CLS）
Web服务 数据和XML 用户接口
基本类库
通用语言运行时刻环境（CLR）
某制造企业的架构
用户界面 子 系 统
销 售 公 司
生 产 计 划 部 生 产 设 备 处
采 购
财 务 处
人 事 处
劳 资 处
专 卖 处
科 技 处
仓 库
办 公 室
市 场 部
…
DDL 专用 构件库
查 询 统 计 采 购 管 理 计 帐 分 析 对 比 报 表 财 务 管 理 计 划 销 售 管 理 … 计 划 管 理 汇 总 执 行 录 入 … 文 档 审 计 … 文 档 批 阅 归 档 特 权 管 理 恢 复 文 档 转 发 转 储 …
• 什么是软件体系结构 • 软件体系结构的发展
• 软件体系结构的研究范畴
软件设计的目标
•设计应该是便于维护和升级的，因而应
该是模块化的
•设计应该是便于移植的 •设计应该具有适应性 •设计过程应该受到理性化的控制 •设计应该表现出概念的完整性
软件设计思想
•强调信息隐蔽的单元概念 •应用基于操作和数据封装构成的单元设计
计算机硬件体系结构分类
指令1 指令2
数据1 指令 1 控制1 处理1
存储1
控制2
…… 控制n
指令2
处理2
……
数据2
存储2
……
指令n
指令n
处理n
数据n
存储n
MIMD多指令流多数据流计算机
多处理机系统
控制 处理
MAP
…… ……
控制 处理
MAP
……
互连网络
……
通道
存储
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。
第三章软件体系结构风格与模式
Software ArchitecturuepSAGroup
软件体系结构的风格和模式
1
建筑模式
SAGroupSAGroupSAGro upSAGroup
❖ Christopher Alexander, The Timeless Way of
Building, p247, 1979
8
SAGroupSAGroupSAGro
管道-过滤器风格特u性pSAGroup
❖ 过滤器是独立运行的构件
▪ 非临近的过滤器之间不共享状态 ▪ 过滤器自身无状态
❖ 过滤器对其处理上下连接的过滤器“无知”
▪ 对相邻的过滤器不施加任何限制
❖ 结果的正确性不依赖于各个过滤器运行的先后次序
▪ 各过滤器在输入具备后完成自己的计算。完整的计算过程包含 在过滤器之间的拓扑结构中。
12
SAGroupSAGroupSAGro
管道-过滤器风格优u点pSAGroup
❖ 管道-过滤器风格支持功能模块的复用
▪ 任何两个过滤器，只要它们之间传送的数据遵守共同的规约， 就可以相连接。每个过滤器都有自己独立的输入输出接口，如 果过滤器间传输的数据遵守其规约，只要用管道将它们连接就 可以正常工作。
Splitter
MergeAndSort
MergeAndSort
Merge
Sort
11
SAGroupSAGroupSAGro
管道-过滤器风格优u点pSAGroup
❖ 设计者可以将整个系统的输入、输出特性简单的理解为 各个过滤器功能的合成。
▪ 设计人员将整个系统的输入输出行为理解为单个过滤器行为的 叠加与组合。这样可以将问题分解，化繁为简。将系统抽象成 一个“黑箱”，其输入是系统中第一个过滤器的输入管道，输 出是系统中最后一个过滤器的输出管道，而其内部各功能模块 的具体实现对用户完全透明。
软件体系结构综述
软件体系结构综述计算机应用专业赵诚 070321169随着计算机应用的日益普及，人们对软件的需求量急剧增加。
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，新的问题也随之而来, 大量实践统计表明:系统软件开发中，70%的错误是由软件设计阶段引入的; 而且错误在系统中存在的时间越长则越难发现, 解决这些错误的代价也越高，于是整个系统的结构和规格说明逐渐占有了重要的位置，软件体系结构这一概念也应运而生。
它成为了沟通软件需求和软件设计的一座桥梁。
1、软件体系结构的定义对于软件体系结构的定义，至今还没有一个统一的、得到广泛认可的解释，很多软件体系结构学者都提出了各自对体系结构的概念与定义。
软件体系结构的最核心概念有构件、连接件、配置、端口和角色。
构件是具有某种功能可重用的软件基本单元，表示软件系统中主要的计算元素和数据存储单元。
连接件表示了构件之间的交互，是构件与构件之间建立和维持行为关联和消息传递的途径。
包括实现构件之间的交互机制和管理这些交互的原则（协议）。
配置表示了构件和连接件之间的拓扑结构和逻辑约束，它是构件和连接件的集合。
总之，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。
软件体系结构不仅定义了系统的组织结构和拓扑结构，而且表示了系统的需求和构成系统的元素之间的对应关系提供了设计决策的基本原理和约束条件。
2、软件体系结构的风格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。
它反映了领域中众多系统所共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，按这种方式理解，软件体系结构风格定义了用于描述系统的术语表和一组指导构件系统的规则。
2.1数据流系统数据流是一种将数据从输入端显式的输送到输出端的体系结构风格。
数据流风格的构件是数据的处理单元，连接件是连接处理单元的通道。
应用软件集成体系结构
软件架构的定义
将软件系统划分成多个模块，明确各模块之间的相互作用，组合起来实现 系统的全部特征，就是系统的架构。 软件架构为软件系统提供了一个结构、行为和属性的高级抽象，并由构成 系统的元素的描述及元素的相互作用、元素集成的模式，以及这些模式的 约束组成。
2020/8/17
信息系统集成
2
3.1 概述
软件架构的作用
软件架构是系统环境中的一个高层概念，每个系统都有一个架构。架 构是用于表达整个系统的结构和行为的模型，表达系统如何满足其环 境上下文的要求，并表示主要的系统构件、其交互和依赖关系，以及 其操作所需满足的约束。
软件架构模型
研究软件架构的首要问题是如何表示软件架构，即如何对软件架构建 模。根据建模角度（侧重点）不同，通常将软件架构的模型分为5种： 结构模型、框架模型、动态模型、过程模型和功能模型。
20世纪80年代之前，人们深入思考的是如何充分利用计算资源。
近年来，网络技术的发展使得分布式计算技术成为核心技术。
工业化分布式计算技术的发展已经经历了两代：第一代分布式计算技 术是以支持信息共享为目标的面向过程的客户机/服务器技术；第二代 分布计算技术是以面向对象为主要特征的分布式对象技术。
当前以Internet为平台的Agent计算、网格计算等分布式计算技术逐 步深入的影响未来分布式计算技术的发展。
2020/8/17
信息系统集成
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3.2 客户机/服务器模式
B/S结构
Brower/Server 浏览器/服务器模式
数据库 服
数据库管理系统 务
网络操作系统
软件体系结构(整理)
一：名词解释1.体系结构描述语言体系结构描述语言（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。
2.软件体系结构Dewayne Perry和A1exander Wo1f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软件体系结构处理算法与数据结构之上关于整体系统结构设计和描述方面的一些问题，如全局组织和全局控制结构、关于通讯、同步与数据存取的协议，设计构件功能定义，物理分布与合成，设计方案的选择、评估与实现等。
Kruchten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3.体系结构演化4.软件风格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。
体系结构风格定义了一个系统家族，即定义一个词汇表和一组约束。
词汇表中包含一些构件和连接件类型，而这组约束指出系统是如何将这些构件和连接件组合起来的。
5.软件重用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。
软件重用是指软件在环境和功能发生变化后，可通过局部修改和重组，保持整体稳定性，以适应新要求。
二：简答题：1. 什么是体系结构描述语言？它与程序语言以及UML有哪些区别与联系？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。
软件的三层架构
基于软件三层架构的研究报告引言三层结构是传统的客户/服务器结构的发展，代表了企业级应用的未来，典型的有Web下的应用。
多层结构和三层结构的含义是一样的，只是细节有所不同。
之所以会有双层、三层这些提法，是因为应用程序要解决三个层面的问题。
一、软件架构和分层（一）软件架构（software architecture）是一系列相关的抽象模式，用于指导大型软件系统各个方面的设计。
软件架构是一个系统的草图。
软件架构描述的对象是直接构成系统的抽象组件。
各个组件之间的连接则明确和相对细致地描述组件之间的通讯。
在实现阶段，这些抽象组件被细化为实际的组件，比如具体某个类或者对象。
在面向对象领域中，组件之间的连接通常用接口(计算机科学)来实现。
软件体系结构是构建计算机软件实践的基础。
与建筑师设定建筑项目的设计原则和目标，作为绘图员画图的基础一样，一个软件架构师或者系统架构师陈述软件构架以作为满足不同客户需求的实际系统设计方案的基础。
（二）分层分层是表示将功能进行有序的分组：应用程序专用功能位于上层，跨越应用程序领域的功能位于中层，而配置环境专用功能位于低层。
分层从逻辑上将子系统划分成许多集合，而层间关系的形成要遵循一定的规则。
通过分层，可以限制子系统间的依赖关系，使系统以更松散的方式耦合，从而更易于维护。
子系统的分组标准包含以下几条规则可见度。
各子系统只能与同一层及其下一层的子系统存在依赖关系。
（三）使用分层架构开发的必要性1、分层设计允许你分割功能进入不同区域。
换句话说层在设计是就是逻辑组件的分组。
例如，A层可以访问B层，但B层不能访问A 层。
2、用分层的方法，以提高应用程序的可维护性，并使其更容易扩展，以提高性能。
（四）设计分层的原则1、层意味着组建的逻辑分组。
例如，对用户界面，业务逻辑和数据访问组建应该使用不同的不同的层。
2、在一个层内组建应该聚合的。
如业务层组建仅应提供与业务逻辑相关的操作，而不是提供其他操作。
计算机软件应用体系结构模型
! ) 收稿日期 * !""& + ," + !, ) 作者简介 * 朱士明 （ 男， 安徽寿县人， 安徽电子信息职业技术学院计算机系讲师。 ,-%% + ）
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!""#$ !$ !"
第’期
唐如松 !()* 技术与应用模式研究
技术园地
户基本透明， 不影响原有应用程序的正常运行。 管理及加密通讯协商， 并支持一系列加密 在加密实现上，+),-. 使用 +,/01) 2 3456-7 、 +,/01) 2 +08 或其它密钥协商协议进行密钥交换、 算法如 98,、 :98,、 +98/ 等。 同时确保数据的完整性。 在不采用数据加密时， 按照 +8;< 的规定， +),-. 不仅支持对数据加密， +),-. 使用验证包头 /= 提供验证来源验证 （ ， 确保数据的完整性； 采用数据加密时， 与加密一道提供来源验证， 确保数据完整性。+),-. >?@A.- 4@BC-DB
软件体系结构总结【强烈推荐】
第一章：1、软件体系结构的定义国内普遍看法：体系结构=构件+连接件+约束2、软件体系结构涉及哪几种结构：1、模块结构（Module）系统如何被构造为一组代码或数据单元的决策2、构件和连接件结构（Component-And-Connector，C&C）系统如何被设计为一组具有运行时行为（构件）和交互（连接件）的元素3、分配结构（Allocation）展示如何将来自于模块结构或C&C结构的单元映射到非软件结构（硬件、开发组和文件系统）3、视图视点模型视点（View point）ISO/IEC 42010:2007 (IEEE-Std-1471-2000)中规定：视点是一个有关单个视图的规格说明。
视图是基于某一视点对整个系统的一种表达。
一个视图可由一个或多个架构模型组成架构模型架构意义上的图及其文字描述（如软件架构结构图）视图模型一个视图是关于整个系统某一方面的表达，一个视图模型则是指一组用来构建4、软件体系结构核心原模型1、构件是具有某种功能的可复用的软件结构单元，表示了系统中主要的计算元素和数据存储。
2.连接件(Connector)：表示构件之间的交互并实现构件之间的连接特性：1)方向性2)角色3)激发性4)响应特征第二章1、软件功能需求、质量属性需求、约束分别对软件架构产生的影响功能性需求：系统必须实现的功能，以及系统在运行时接收外部激励时所做出的行为或响应。
质量属性需求：这些需求对功能或整个产品的质量描述。
约束：一种零度自由的设计决策，如使用特定的编程语言。
质量原意是指好的程度，与目标吻合的程度，在软件工程领域，目标自然就是需求。
对任何系统而言，能按照功能需求正确执行应是对其最基本的要求。
正确性是指软件按照需求正确执行任务的能力，这无疑是第一重要的软件质量属性。
质量属性的优劣程度反映了设计是否成功以及软件系统的整体质量。
系统或软件架构的相关视图的集合，这样一组从不同视角表达系统的视图组合在一起构成对系统比较完整的表达2、质量属性3、系统非功能性需求？包括哪些质量属性非功能性需求：用户对软件质量属性、运行环境、资源约束、外部接口等方面的要求或期望，包括：(1) 性能需求：用户在软件响应速度、结果精度、运行时资源消耗量等方面的要求。
软件体系结构及应用课件
– 如果任务的产生者与接收者之间不能预先绑定在一起，使用基于事件的风格 – 如果任务分为生产者与消费者，考虑C/S风格
• 如果追求客户端的计算效率，考虑胖客户端的C/S风格 • 如果客户端频繁发生变化，考虑瘦客户端的C/S风格(或B/S风格) • 如果服务器端的计算压力过大，考虑使用服务器的集群风格 • 如果无须中央服务器，使用点对点(P2P)风格
软件体系结构及应用
体系结构风格选择方 法
体系结构风格的选择
目前最常见的体系结构: 分层 +OO
我们已经学习过了十余种体系结构风格；
简单的判断某一个具体的应用应该采取何种体系结构是非常困难的， 需要借助于丰富的经验。
从目前的趋势来看：
– 管道-过滤器风格、批处理风格已经非常少见； – 过程控制风格、黑板结构、虚拟机风格往往针对具体的应用领域； – OO的思想已经融合在几乎所有的体系结构之中，而事件风格、层次化的思
4 构件-连接件划 分
SA风格选择需考虑的因素
体系结构风格的选择
技术因素：
性能因素：
– (1) 何种构件、连接件
– (2) 在运行时，构件之间的控制机制是如 何 被共享、分配和转移
– (3) 数据如何通讯
– (4) 数据与控制如何交互
–可修改性
• 算法的变化 • 数据表示方式的变 化 • 系统功能的可扩展 性
KWIC use case
体系结构风格的选择
Use
Use
r
r
Provides Input 提供输入
<uses>
Generate Circular Shift 产生循环移 位
(完整word版)三层体系结构总结
所谓三层体系结构，是在客户端与数据库之间加入了一个"中间层"，也叫组件层。
三层体系的应用程序将业务规则、数据访问、合法性校验等工作放到了中间层进行处理。
开发人员可以将应用的商业逻辑放在中间层应用服务器上，把应用的业务逻辑与用户界面分开。
在保证客户端功能的前提下，为用户提供一个简洁的界面。
这意味着如果需要修改应用程序代码，只需要对中间层应用服务器进行修改，而不用修改成千上万的客户端应用程序。
从而使开发人员可以专注于应用系统核心业务逻辑的分析、设计和开发，简化了应用系统的开发、更新和升级工作。
对于三层体系结构的设计，不同的人有不同的设计方法，我所见过的几个项目中对三层的不同实现第一种：三层分别为：DL层，BL层和RL层DL是数据访问层，其中包含的是单表中的字段属性和对此单表的操作（填查删改），类似Java中的entity Bean的概念。
每一个单表对应一个DLBL是业务逻辑层，其中包含的是业务逻辑，一个BL下引用很多的DL，实现对单表的组合查询及操作，要注意此层涉及到数据库的架构，在设计数据库时，要实现数据表之间是主表与子表的关系。
例如：T_Employee雇员表，T_Part部门表，T_Position职位表，T_Site办公地点表主表是T_Employee雇员表，T_Part部门表，T_Position职位表，T_Site办公地点表为子表对于表的综合查询方法是：先对主表查询，调用主表所对应的DL。
再根据主表的记录分别对每一个子表进行查询。
将自表的查询结果添加的主表后，形成一个大的查询集合。
对于表的操作（增删改）此时只对主表进行操作，调用主表对应的DL中的操作方法。
RL层是逻辑判断层，主要是对页面上传入的数据进行逻辑判断。
RL层之上就是UI个人感觉此种架构要在数据库设计上注意表之间的关系，尽力满足主与子的关系。
在功能上对用户要有一定的限制，不要表现在对于子表的删除操作一定要慎重，以免造成主表与子表的数据在逻辑上出现的主表的外键在子表中没有相对应的值。
软件工程软件体系结构
软件工程软件体系结构软件体系结构是软件系统的基础和框架，通过定义系统的组织方式、模块的划分和组件之间的关系，来指导软件的开发和维护。
一个好的软件体系结构有助于降低系统的复杂性，提高系统的灵活性和可维护性。
软件体系结构的设计是软件工程中最重要的环节之一、一个好的软件体系结构应该满足以下几个方面的要求：1.清晰的组织结构：软件体系结构应该能够清晰地划分系统的各个部分和模块，使得开发人员能够理解和掌握整个系统的结构和功能。
2.低耦合高内聚：软件体系结构应该尽量减少模块之间的相互依赖，使得系统的各个部分可以独立开发和测试，并且方便后续的维护和修改。
3.可重用性：软件体系结构应该鼓励组件的复用，使得软件开发过程中能够更加高效和快速地引入已有的组件和功能。
4.易于扩展和修改：软件体系结构应该具有良好的可扩展性和可修改性，方便后续的需求变更和功能扩展。
在具体的软件体系结构设计中，可以采用不同的方法和模式来实现上述要求。
1.分层结构：将整个软件系统划分为多个层次，每个层次负责实现一部分功能。
各个层次之间通过接口进行通信，实现模块之间的解耦。
常见的分层结构有MVC模式、三层架构等。
2.模块化结构：将软件系统划分为多个模块，每个模块负责实现一个相对独立的功能。
各个模块之间通过接口进行通信，实现模块之间的解耦。
常见的模块化结构有面向对象的设计、微服务架构等。
3.客户端-服务器结构：将软件系统划分为客户端和服务器两部分，客户端负责用户接口和展示逻辑，服务器负责业务逻辑和数据处理。
通过网络进行通信，实现前后端的分离和解耦。
4.中间件结构：采用中间件来实现软件系统的组织和管理，通过中间件层来进行系统的整合和协调。
常见的中间件结构有消息队列、分布式缓存等。
在软件体系结构设计的过程中，需要综合考虑系统的需求、业务逻辑和技术限制等因素，选择最适合的结构模式。
此外，还需要进行不断的迭代和优化，以适应系统的演化和发展。
总之，软件工程软件体系结构是软件系统开发中的基础和框架，能够帮助开发人员更好地组织、管理和维护软件系统。
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3.3 分布式计算
分布式对象技术
采用了面向对象技术中的封装性和继承性两大特点。所操作的 对象通常称之为组件。
高层
客户
中层
客户stub
底层
线路协议
客户端
服务器 服务器stub 线路协议
服务器端
网络环境
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3.3 分布式计算
分布式对象技术
分布式技术的应用使得系统规模越来越大。 网络间的异构问题必须解决。 分布式系统的复杂性使得系统的可靠性降低。 分布式软件的开发和维护成本高昂。
通过结合面向对象技术，实现分布式软件的可移植 性、互操作性、可靠性和可重用性。
屏蔽了不同系统间的差异和底层细节，减小分布式 系统开发难度，提高分布式软件的性能。
三章应用软件集成体系结 构
3.1 概述
软件应用架构
20世纪60年代到70年代，软件危机使软件成本日益增长，开发速度难以 控制，质量无法保证，软件的维护困难等。------软件工程 软件工程发展初期，设计的重点是数据结构和算法的选择上。随着规模 和复杂度的变化，人们开始认识到软件架构的重要性。
软件架构的定义பைடு நூலகம்
以面向对象方法为基础，增强软件的重用性。
开发过程中可重用的构件，可以使面向对象方法中的对象或对 象的集合，也可以使非面向对象方法中的可重用构件。
领域知识
领域分析
用户需求
软件开发
目标软件
理解构件功能 检索所需构件
确认构件的重要性
可重用构件库
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3.5 中间件技术
中间件概念
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3.4 软件重用技术
软件重用概念
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。
软件元素包括：程序代码、测试用例、设计文档、设 计过程、需求分析文档或领域知识。
将这种可重用的元素成为软构件，可重用的软件元素 越大，重用的粒度越大。
基于构件的软件开发通常包括构件获取、构件分类和 检索、构件评估、适应性修改，以及将现有的构件在 新的语境下组装成新的系统的过程。
远程过程调用中间件
➢ 一个应用程序使用RPC来“远程”执行一个位于不同地址空 间内的过程，从效果上看和执行本地调用相同。
软件重用中的构件是指语义完整、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标识 的元素。
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3.4 软件重用技术
面向重用的软件开发
需考虑“使用重用的开发(Develop with reuse)”和 “用于重用的开发(Develop for reuse)”。前者使用 已有的构件进行软件开发；后者的目的是开发可重 用的软件。
屏蔽操作系统和网络协议的差异，为应用程序提供 多种通信机制满足不同领域的应用需要。
中间件服务所遵循的原则离实际还有很大的距离。 多数中间件使用专有的协议，使应用只能构件在单 一的厂家的产品之上。
有些中间件只提供某些平台的实现，限制了应用在 异构系统之间的移植。
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移动Agent不需要统一调度，由用户创建的Agent，用 户可自行创建多个Agent，同时在一个或多个节点上 运行，形成并行求解能力。
可自行决定何时中断任务，并将自己转移到另一台机 器上。
具有自治性和智能路由的性能。
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3.3 分布式计算
网格计算
Grid称为网格计算 思想在于：将闲置在Internet各处的MIPS捆绑在一起加
用户需根据应用领域的特点及相似性确定构件的可 重用性。
一旦确定了重用价值，就可以将构件的设计通用化， 然后将其加入到构件库。
整个软件的开发过程是构件的不断积累、不断完善 的渐进过程。
在开发的过程中对构件修改、或替代原有构件。
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3.4 软件重用技术
面向重用的软件开发
3.5 中间件技术
中间件的分类
数据库访问中间件 远程过程调用中间件 面向消息中间件 事务中间件 分布式对象中间件
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3.5 中间件技术
数据库访问中间件
➢ 通过一个抽象层访问数据库，从而允许使用相同或相似的代 码访问不同的数据库资源。
➢ 典型的如：Windows下的ODBC和Java中的JDBC
中间件(Middleware)是位于硬件、操作系统 等平台和应用之间的通用服务。
应用程序1
应用程序2
应用程序3
中间件（系统服务）
操作系统/硬件平台1
操作系统/硬件平台2
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3.5 中间件技术
中间件的目的
实现应用与平台的无关性，满足大量应用的需要。
中间件的作用
多层C/S结构的基本计算过程
➢ 对多层C/S模式的支持规范主要有Sun的J2EE和 微软的.NET。
数
数据库
据
库 服
数据库管理系统
务
器
网络操作系统
请 求
应
应用逻辑
用
服 中间件管理容器
务
器
网络操作系统
服务
客
客户操作系统
户
机
浏览器
Web 服 务 器
Web支撑系统 网络操作系统
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以利用，以便用累积的计算能力来完成超级计算机的 任务。 网格计算主要应用在大批量的小任务，如：声视频点 播，具有突发的大量的资源需求，实时分布式仪表系 统等。 目前对网格的一般理解是指把整个互联网或某个区域 整合成统一的计算机系统。 网格的根本特征不在于规模，而是资源的广泛共享。
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3.3 分布式计算
移动Agent
20世纪90年代初由General Magic 公司在推出商业 Telescript时提出的，主要思想在于：结合Agent技术 和分布式计算技术，将服务请求Agent动态移到服务 器端执行。使此Agent较少依赖网络传输，而直接面 对要访问的服务器资源，降低了对网络带宽的依赖。
将软件系统划分成多个模块，明确各模块之间的相互作用，组合起来实现 系统的全部特征，就是系统的架构。 软件架构为软件系统提供了一个结构、行为和属性的高级抽象，并由构成 系统的元素的描述及元素的相互作用、元素集成的模式，以及这些模式的 约束组成。
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3.2 客户机/服务器模式