软件体系结构
软件体系结构课件_软件体系结构总复习
第一章 序论
软件体系结构的定义 Software Architecture is the structure or structures of
the system, Which comprise software elements, the externally visible properties of these Elements, and the relations among them
模块结构 组件-连接器结构 分配结构
分解结构 使用结构 分层结构 类或泛化
模块结构
分解结构 使用结构 分层结构 类或泛化
组件-连接器结构
组件 连接 连接的本质 连接器 组件间的联系
分配结构
什么是分配结构
硬件、团队结构、文件系统都会与软件构 架进行交互，所以必须考虑这一类结构。
第八章 构架编档
什么是架构编档，简要表达软件构架编档 要包含的主要内容。
第七章 软件产品线
产品线的概念 一个软件产品线是满足以下性质的
一组软件产品： -共享一组相同的、可管理的特性
的集合 -满足一类特定的市场需求
公共核心资产库(core assets base) COTS〔Commercial Off-the-Shelf〕 核心资产开发活动的输入和目标 产品开发活动中输入/输出关系 使用产品线的好处和代价
元进行操作 连接件：控制 根据控制策略的不同，分为： 数据库〔知识库〕：系统由输入数据流中的事务
信息来驱动，即输入数据流中的事务指令可以触 发系统相应进程的执行， 黑板：如果系统由中央数据结构的当前状态来驱 动，那么黑板模型。
黑板风格
Com它一些事物 元素外部可见的属性是指元素对其它元素来说 提供的效劳 需要的效劳 共享资源的使用等 各元素间的交互关系也可能有多种 例如：细划分，同步，调用，包含…
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
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◇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◎软件维护困难软件危机的原因◎用户需求不明确◎缺乏正确的理论指导◎软件规模越来越大◎软件复杂度越来越高◎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。
构件模型的三个主要流派OMG（Object Management Group，对象管理集团）的CORBA（Common Object Request Broker Architecture，通用对象请求代理结构）Sun的EJB（Enterprise Java Bean）Microsoft的DCOM（Distributed Component Object Model，分布式构件对象模型）。
构件获取1.从现有构件中获得符合要求的构件，直接使用或作适应性修改，得到可重用的构件；2. 通过遗留工程，将具有潜在重用价值的构件提取出来，得到可重用的构件；3. 从市场上购买现成的商业构件，即COTS（Commercial Off-The-Shell）构件；4. 开发新的符合要求的构件。
构件管理◎构件描述◎构件分类与组织◎人员及权限管理构件描述构件模型是对构件本质的抽象描述，主要是为构件的制作与构件的重用提供依据；构件分类与组织◇关键字分类法◇刻面分类法◇超文本组织方法人员及权限管理一般来讲，构件库系统可包括五类用户，即注册用户、公共用户、构件提交者、一般系统管理员和超级系统管理员。
构件重用◎检索与提取构件◎理解与评价构件◎修改构件◎构件组装构件重用理解与评价构件◇构件的功能与行为◇相关的领域知识◇可适应性约束条件与例外情形◇可以预见的修改部分及修改方法构件组装◇基于功能的组装技术◇基于数据的组装技术◇面向对象的组装技术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
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。
软件体系结构研究报告
软件体系结构研究报告软件体系结构是指软件系统中各个组件之间的关系和交互方式，它是软件开发过程中的重要环节。
本文将对软件体系结构的研究进行分析和总结。
软件体系结构的研究旨在设计一个符合系统需求的结构框架，以便于软件系统的开发和维护。
软件体系结构研究的主要内容包括：系统需求分析、软件架构设计、模块划分和数据流程等。
首先，系统需求分析是软件体系结构研究的基础。
通过对系统需求的分析，可以确定系统的功能、性能、安全等要求，从而为软件架构设计提供指导。
其次，软件架构设计是软件体系结构研究的核心。
软件架构设计是指在系统需求的基础上，根据系统性能、可靠性等因素，设计出系统的组件、接口和关系。
常见的软件架构设计模式有层次结构、管道-过滤器、客户端-服务器等。
接着，模块划分是软件体系结构研究的关键。
模块划分是将系统拆解成多个模块，每个模块负责特定的功能。
模块划分可以按照功能划分、数据划分等多种方式进行。
合理的模块划分可以提高系统的可维护性和可复用性。
最后，数据流程是软件体系结构研究的重要内容。
数据流程是指系统中数据的流动方式和路径。
合理的数据流程可以提高系统的效率和响应速度。
在软件体系结构的研究中，还需要考虑系统的可扩展性、可移植性和安全性等因素。
可扩展性是指系统的容量和性能可以随着需求的增加而增加。
可移植性是指系统可以在不同的平台和环境下运行。
安全性是指系统能够保护用户的隐私信息，防止数据泄露和攻击。
综上所述，软件体系结构研究是软件开发过程中的重要环节，它可以帮助系统设计者设计出符合需求的软件系统。
通过对系统需求的分析、软件架构的设计、模块的划分和数据流程的设计，可以提高软件系统的可维护性、可复用性和可靠性。
软件体系结构研究还需要关注系统的可扩展性、可移植性和安全性等因素，以提高软件系统的性能和安全性。
总之，软件体系结构研究对于软件开发和系统维护都具有重要意义。
软件体系结构名词解释
软件体系结构：系统的基本组织结构，包括系统构成要素，这些构成要素相互之间以及运行环境之间的关系，还包括系统设计及演化时应遵循的原则。
优点：软件相关人员之间进行交流的手段；是一种高层次的设计复用手段；是早起关键设计决策的体现。
4+1视图：从5个不同的视角包括包括逻辑视图，进程视图，物理视图，开发视图与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。
解决系统拓扑结构、系统安装、通讯等问题。
场景视图：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：是对软件体系结构的分类，，每一种软件体系设计风格都代表一类软件都结构组织模式，是对实践中重复使用的架构设计的总结。
体系结构风格有：。
软件体系结构
软件体系结构软件体系结构是软件系统的一种高级结构，它涉及到软件系统的主要构成部分以及这些部分之间的相互作用。
它提供了一个框架，用于指导系统的设计和开发，以确保系统能够满足其需求。
软件体系结构由三个主要元素组成：构件、连接件和约束。
1.构件：这是软件体系结构的基础元素，包括处理构件、数据构件和连接构件。
处理构件负责执行数据的操作或计算，数据构件是操作或计算所处理的信息，而连接构件则负责将这些不同的部分组合在一起。
2.连接件：连接件是负责将体系结构的不同部分组合连接起来的元素。
它们定义了构件之间的交互方式和关系，包括数据流、控制流和消息传递等。
3.约束：约束是软件体系结构中的规则和限制，它们定义了系统的行为和属性。
约束可以包括性能要求、可靠性要求、可维护性要求等。
此外，软件体系结构还涉及到一些重要的问题，如全局组织和全局控制结构、通信、同步与数据存取的协议、设计构件的功能定义、物理分布与合成、设计方案的选择、评估与实现等。
这些问题都是软件体系结构在设计和开发过程中需要考虑的重要因素。
Kruchten提出了软件体系结构的四个角度，这些角度从不同方面对系统进行描述：1.概念角度：描述系统的主要构件及它们之间的关系。
2.模块角度：包含功能分解与层次结构，描述了系统的静态结构。
3.运行角度：描述了一个系统的动态结构，包括系统的行为、交互和并发性等方面。
4.代码角度：描述了各种代码和库函数在开发环境中的组织，涉及到系统的实现细节。
总的来说，软件体系结构是软件系统的核心组成部分，它为软件的设计和开发提供了一个高层次的结构和指导。
通过对软件体系结构的设计和分析，可以更好地理解系统的需求和功能，提高系统的质量和可维护性。
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。
软件工程体系结构
软件工程体系结构软件工程体系结构（Software Engineering Architecture）是一种将软件系统划分为不同组件并描述其关系以及如何实现各个组件的方法。
体系结构是软件中运行时、开发和维护的基础，它定义了系统的组成和规模。
软件体系结构通常包括架构风格、设计模式、编码约定和组件的通信协议等方面。
软件体系结构设计是一项复杂的任务，需要考虑多个方面的需求，如性能、安全性、可维护性、可扩展性、可重用性以及可移植性。
软件体系结构需要满足现有或未来的需求，而这些需求可能会随着时间和技术的变化而发生变化。
因此，软件体系结构的设计需要能够适应变化并具有可扩展性。
架构风格是软件体系结构设计的核心概念之一。
不同的架构风格可以提供不同的组件关系和通信协议。
常见的架构风格包括分层架构、客户端-服务器架构、发布-订阅架构、事件驱动架构、面向服务架构（SOA）等等。
这些架构风格有不同的优缺点，应根据具体的应用场景进行选择。
设计模式是另一种常用的软件工程体系结构。
设计模式是解决常见问题的可重用解决方案。
例如，MVC模式可以将模型、视图和控制器分离，使代码更易于维护和扩展。
设计模式提供了一种可以重复使用的解决方案，在不同的应用程序中可用于多种情况。
编码约定是一种定义软件组件访问规则的方法。
编码约定可以提高软件的可读性和可维护性。
例如，使用命名约定和代码格式可以使代码更易于理解和修改。
编码约定还可以帮助保持代码的标准化，使不同团队中的开发人员之间的代码更加一致。
组件通信协议规定了软件中组件之间如何交换信息。
组件之间的通信可以通过各种方式进行，包括进程间通信、消息传递或使用共享内存。
通信协议还可以定义如何处理错误、如何处理并发访问等其他相关方面。
软件工程体系结构设计是一项重要的任务，需要综合考虑多个因素。
好的软件体系结构设计可以使软件更易于维护和扩展，并提高系统可靠性、性能和安全性。
还需要深入了解业务需求，以确保软件体系结构与业务需求相符合。
软件工程中的软件体系结构
软件工程中的软件体系结构软件体系结构是软件工程中的一个重要概念，用于描述和组织软件系统的架构和结构。
在软件工程领域，软件体系结构是实现软件功能和满足软件质量要求的基础。
本文将介绍软件体系结构的定义、重要性和常见的体系结构模式。
一、软件体系结构的定义软件体系结构是软件系统的总体结构和组织方式，用于描述系统各个组成部分之间的关系、交互和功能。
它包括系统中的各个模块（或组件）以及它们之间的接口和依赖关系。
软件体系结构还定义了系统的整体框架、分层结构、数据流和控制流。
软件体系结构的目标是将复杂的软件系统分解成可管理的模块，提高系统的可维护性、可扩展性和可重用性。
它是软件开发过程中的一个关键决策，能够影响到系统的性能、安全性和可靠性。
二、软件体系结构的重要性1. 提高软件开发效率：软件体系结构将系统分解成各个模块，使开发团队能够并行开发、测试和集成各个模块，从而提高开发效率。
2. 促进软件重用：通过定义模块和接口，软件体系结构能够促进软件的重用，减少开发时间和成本。
3. 支持系统演化：软件系统需要不断演化，软件体系结构能够提供系统框架和接口，使系统能够方便地进行修改和扩展。
4. 提高系统的可维护性：良好的软件体系结构能够降低系统维护的难度，使开发人员能够快速定位和修复问题。
三、常见的软件体系结构模式1. 分层体系结构：将系统分成若干层层叠加的模块，每一层只和相邻的层进行交互。
这种模式可以提高系统的灵活性和可维护性，但同时也增加了系统的复杂度。
2. 客户-服务器体系结构：将系统分成客户端和服务器端，客户端发送请求给服务器端，服务器端提供相应的服务并返回结果。
这种模式适用于分布式系统和网络应用开发。
3. 主从体系结构：将系统分成一个主节点和多个从节点，主节点负责协调和管理从节点的工作。
这种模式适用于负载均衡和并行计算等场景。
4. 流水线体系结构：将系统分成多个阶段，每个阶段负责完成一部分工作并将结果传递给下一个阶段。
软件体系结构汇总
软件体系结构汇总软件体系结构是指在软件开发过程中，通过分析和设计将软件系统拆分成不同的模块，确定各个模块之间的关系和通信方式的过程。
软件体系结构的设计对于软件系统的可维护性、可扩展性等方面有着至关重要的影响。
本文将对几种常见的软件体系结构进行汇总介绍。
1. 分层体系结构（Layered Architecture）分层体系结构是将软件系统划分为若干层，每一层都具有特定的功能和对上下层的依赖关系。
常见的分层包括用户界面层、业务逻辑层、数据访问层等。
分层体系结构的优点是模块化、可维护性和可重用性较好，不同层之间的耦合度较低，但也存在性能问题和复杂度较高的缺点。
2. 客户端-服务器体系结构（Client-Server Architecture）客户端-服务器体系结构将软件系统划分为客户端和服务器两部分，客户端负责与用户交互，服务器负责处理和存储数据。
客户端-服务器体系结构的优点是系统的可伸缩性和灵活性较好，但也存在服务器压力过大、网络延迟等问题。
3. MVC体系结构（Model-View-Controller Architecture）MVC体系结构将软件系统划分为模型、视图和控制器三个部分，模型负责业务逻辑和数据存储，视图负责用户界面显示，控制器负责协调模型和视图之间的交互。
MVC体系结构的优点是模块化和分工明确，可以提高系统的可维护性和可扩展性。
4. Pipe and Filter体系结构Pipe and Filter体系结构将软件系统划分为一系列的处理器（Filter）和数据通道（Pipe），每个处理器负责执行一些特定的功能，通过数据通道进行输入和输出。
Pipe and Filter体系结构的优点是模块化和可重用性较好，但也存在处理器之间的依赖性和性能问题。
5. Blackboard体系结构Blackboard体系结构将软件系统划分为一个共享数据结构（Blackboard）和一组独立的处理器（Knowledge Sources），数据结构用于共享问题描述和部分解决方案，处理器根据问题描述和解决方案进行并行计算和协作。
解释软件体系结构的概念
解释软件体系结构的概念
软件体系结构是指一个软件系统的整体结构，包括系统的组成部分、
它们之间的关系以及它们的行为。
它描述了一个软件系统的高层次抽象，为开发人员提供了指导和规范，有助于实现系统的可靠性、可维
护性和可扩展性。
软件体系结构通常由以下四个方面组成：
1. 组件：组成软件系统的独立模块或单元，如用户界面、数据库管理、业务逻辑等。
2. 连接器：用于连接组件之间的接口或协议，包括数据传输、调用方
法等。
3. 配置：描述了组件和连接器之间的物理安排和部署方式，如分布式
部署、集中式部署等。
4. 限制条件：对软件系统进行限制或约束，以确保满足特定需求或标准，如安全性、性能等。
在软件开发过程中，设计人员应该根据需求和目标选择合适的体系结
构，并将其分解为更小的子问题进行设计和实现。
这样可以降低开发难度和风险，并且提高整个项目的质量。
总之，软件体系结构是一个重要而复杂的概念，在软件开发中扮演着至关重要的角色。
它可以帮助开发人员更好地组织和管理软件系统，从而实现高效、可靠、可维护和可扩展的软件系统。
软件体系结构与设计模式
软件体系结构与设计模式软件体系结构是指软件系统各个组件之间的关系和相互作用方式的规范。
设计模式则是一套解决软件设计问题的经验总结和最佳实践。
本文将介绍软件体系结构和设计模式的概念、特点以及在软件开发中的应用。
一、软件体系结构的概念与特点软件体系结构是软件系统的基本框架，规定了系统各个组件之间的关系和相互作用方式。
它包括系统的整体结构、组件的划分和接口的定义等。
软件体系结构的概念有以下几个特点：1. 模块化：将系统划分为相互独立的模块，每个模块都有明确定义的功能和接口。
2. 层次化：将系统划分为不同的层次，每个层次负责不同的功能和任务。
3. 分布式：将系统组件部署在不同的计算节点上，实现分布式计算和资源共享。
4. 可扩展性：能够方便地添加、修改和删除系统组件，以适应不同的需求和变化。
5. 可重用性：通过模块化和规范化的设计，实现组件的复用和共享。
二、常见的软件体系结构模式在软件体系结构中，常见的模式有分层模式、客户-服务器模式、主从模式、发布-订阅模式等。
1. 分层模式：将系统划分为多个层次，每个层次负责不同的功能和任务。
上层接口只与下一层接口进行交互，实现了模块之间的解耦和复用。
2. 客户-服务器模式：将系统划分为客户端和服务器端，客户端发送请求，服务器端提供服务并返回结果。
实现了任务的分布和协作。
3. 主从模式：主节点负责协调和管理各个从节点的工作，从节点负责执行具体的任务并向主节点汇报。
实现了任务的分配和并行处理。
4. 发布-订阅模式：发布者发布消息，订阅者接收并处理消息。
实现了组件之间的松耦合和消息的异步处理。
三、设计模式的概念与分类设计模式是针对特定问题的解决方案，是一种在软件设计中常用的思维方式和方法。
常见的设计模式有创建型模式、结构型模式和行为型模式。
1. 创建型模式：用于创建对象的模式，包括工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式和原型模式等。
2. 结构型模式：用于组织类和对象的模式，包括适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式和桥接模式等。
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课程设计(综合实验)报告( 2015 -- 2016 年度第二学期)名称：课程设计题目：软件体系结构设计与分析院系：计算机系班级：学号：学生姓名：（你的签名）指导教师：王晓辉廖尔崇设计周数：（1周）成绩：日期：2016年6月19 日一、课程设计(综合实验)的目的与要求软件体系结构是软件工程专业的专业必修课。
软件体系结构是软件工程方法学的一个分支，开设本课程的目的是使学生在了解了软件工程基础原理、方法、过程的基础上进一步掌握软件结构设计的基本理论和方法，培养设计软件结构的基本能力。
本课程的基本内容包括软件体系结构的基本概念、发展现状、软件体系结构风格、传统的软件体系结构、现代软件体系结构等。
本课程实验的目标是培养学生的基础编程能力，其培养目标是程序员；软件工程课程使学生上升到软件系统的认识，其培养目标是软件工程师。
本课程教学内容属于软件工程的概要设计阶段的方法学，其培养目标是软件架构师。
要求完成实验指导书的实验一~实验五（验证性实验），实验九~实验十一（设计综合性实验）。
二、设计（实验）正文实验一经典软件体系结构风格(一)1.管道过滤器风格（1）概念：管道-过滤器模式的体系结构是面向数据流的软件体系结构。
它最典型的应用是在编译系统。
一个普通的编译系统包括词法分析器,语法分析器,语义分析与中间代码生成器,优化器,目标代码生成器等一系列对源程序进行处理的过程。
人们可以将编译系统看作一系列过滤器的连接体,按照管道-过滤器的体系结构进行设计。
此外,这种体系结构在其它一些领域也有广泛的应用。
因此它成为软件工程和软件开发中的一个突出的研究领域。
（2管道（3）流程图2.数据抽象和面向对象软件体系结构（体验继承结构）(1)概念：面向对象编程是一种计算机编程架构。
OOP的一条基本原则是计算机程序是由单个能够起到子程序作用的单元或对象组合而成。
OOP 达到了软件工程的三个主要目标：重用性、灵活性和扩展性。
为了实现整体运算，每个对象都能够接收信息、处理数据和向其它对象发送信息。
(2)体系结构模型：(3)流程图本例定义了一个抽象类Graph，并在其中定义了一个抽象的计算面积的函数Area()，通过子类中的具体图像以及数据来计算。
实验二经典软件体系结构风格(二)1.基于事件的隐式调用风格概念：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模块中的过程的调用。
从体系结构上说，这种风格的构件是一些模块，这些模块既可以是一些过程，又可以是一些事件的集合。
过程可以用通用的方式调用，也可以在系统事件中注册一些过程，当发生这些事件时，过程被调用。
基于事件的隐式调用风格的主要特点是事件的触发者并不知道哪些构件会被这些事件影响。
这样不能假定构件的处理顺序，甚至不知道哪些过程会被调用，因此，许多隐式调用的系统也包含显式调用作为构件交互的补充形式。
优点：（1）为软件重用提供了强大的支持。
当需要将一个构件加入现存系统中时，只需将它注册到系统的事件中。
（2）为改进系统带来了方便。
当用一个构件代替另一个构件时，不会影响到其它构件的接口。
隐式调用系统的主要缺点有：（1）构件放弃了对系统计算的控制。
一个构件触发一个事件时，不能确定其它构件是否会响应它。
而且即使它知道事件注册了哪些构件的构成，它也不能保证这些过程被调用的顺序。
（2）数据交换的问题。
有时数据可被一个事件传递，但另一些情况下，基于事件的系统必须依靠一个共享的仓库进行交互。
在这些情况下，全局性能和资源管理便成了问题。
（3）既然过程的语义必须依赖于被触发事件的上下文约束，关于正确性的推理存在问题。
流程图：按钮与动作事件是常用控制组件的事件，利用btn.addActionListener()函数将监听器注册给了按钮，并通过actionPerformed()函数判断事件是否是点击按钮触发并产生相应的响应，该函数会遍历注册到按钮监听器集中的所有对象并回调方法产生相应的响应。
2.层次软件体系结构（1）概念：层次结构是一种操作系统的组织结构，其提供了一种隔离操作系统各层功能的模型，是根据信息的类型、级别、优先级等划分并按照特定的规则排列的一群硬件或软件项目。
最大特点就是将一个大型复杂的系统分解成若干单向依赖的层次，即每一层都提供一组功能且这些功能只依赖该层以内的的各层。
（2）体系结构：说明：每层之间都是有相应的过程调用，而且每层之中也有对应的构件实验四 MVC 风格（1）概念：MVC 全名是Model View Controller ，是模型(model)－视图(view)－控制器(controller)的缩写，一种软件设计典范，用一种业务逻辑、数据、界面显示分离的方法组织代码，将业务逻辑聚集到一个部件里面，在改进和个性化定制界面及用户交互的同时，不需要重新编写业务逻辑。
MVC 被独特的发展起来用于映射传统的输入、处理和输出功能在一个逻辑的图形化用户界面的结构中。
（2）上机流程：本实验需要自行添加CarFiles 和CarImages 文件夹并向其中添加所需的文件，然后才能运行（用myeclipse ）。
然后是修改了部分代码（流程图下面）( 3 ) 运行流程否 是实验九 C2模式1.概念: C2体系结构风格可以概括为：通过连接件绑定在一起的按照一组规则运作的并行构件网络。
C2风格中的系统组织规则如下：（1）系统中的构件和连接件都有一个顶部和一个底部；开始输入信息 选择车辆 判断是否有车辆图片 输出汽车图片 Cannot find the file 输如竞拍价格并确认 显示汽车价格（2）构件的顶部应连接到某连接件的底部，构件的底部则应连接到某连接件的顶部，而构件与构件之间的直接连接是不允许的；（3）一个连接件可以和任意数目的其它构件和连接件连接；（4）当两个连接件进行直接连接时，必须由其中一个的底部到另一个的顶部。
2.特点：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。
3.C2的体系结构:4.程序类图：5.说明：编写了一个类，能够直接计算表达式，并能够将计算结果直接发送给cal，并显示出来。
实验十黑盒模型1.概念：黑盒模型即仓库风格，在仓库风格中，有两种不同的构件：中央数据结构说明当前状态，独立构件在中央数据存贮上执行，仓库与外构件间的相互作用在系统中会有大的变化。
控制原则的选取产生两个主要的子类。
若输入流中某类时间触发进程执行的选择，则仓库是一传统型数据库；另一方面，若中央数据结构的当前状态触发进程执行的选择，则仓库是一黑板系统。
黑板系统主要由三部分组成：（1）知识源。
知识源中包含独立的、与应用程序相关的知识，知识源之间不直接进行通讯，它们之间的交互只通过黑板来完成。
（2）黑板数据结构。
黑板数据是按照与应用程序相关的层次来组织的解决问题的数据，知识源通过不断地改变黑板数据来解决问题。
（3）控制。
控制完全由黑板的状态驱动，黑板状态的改变决定使用的特定知识。
2.依赖关系图：3.小车行走路线函数代码：public void makeNextWorkItem(){count++;if (count < MAX_STEP){// 控制单独一个汽车前进//wm.AddANewWork(new WorkItem(1,random.Next(10),0/*random.Next(30)*/));if (wm.cars.Count != 0){if (wm.cars[0].x >= 600 - a * 60 && e == 1){wm.AddANewWork(new WorkItem(1, 0, 0.5 *Math.PI));a++;e++;}else if (wm.cars[0].y >= 600 - b * 60 && e == 2){wm.AddANewWork(new WorkItem(1, 0, 0.5 *Math.PI));b++;e++;}else if (wm.cars[0].x <= c * 60 && e == 3){wm.AddANewWork(new WorkItem(1, 0, 0.5 *Math.PI));c++;e++;}else if (wm.cars[0].y <= d * 60 && e == 4){wm.AddANewWork(new WorkItem(1, 0, 0.5 *Math.PI));d++;e = 1;}else{wm.AddANewWork(new WorkItem(1, 0, 0));}4.代码分析：一开始小车的坐标为（0，0），小车的加速度为0，改变小车方向的函数与小车的坐标有关，即wm.cars[0].x >= 600 - a * 60 等，小车的方向变量为e，每次当e变化时他的行走方向就改变0.5*π，即wm.AddANewWork(newWorkItem(1, 0, 0.5 * Math.PI))，并且每次改变方向，他改变方向前所行走距离都会减少60，这样逐渐缩小他探索路线的圈的范围，最终探索全部区域。
实验十一 SOA模式1.概念：面向服务的体系结构（SOA）是一个组件模型，它将应用程序的不同功能单元（称为服务）通过这些服务之间定义良好的接口和契约联系起来。
接口是采用中立的方式进行定义的，它应该独立于实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言。
这使得构建在各种这样的系统中的服务可以以一种统一和通用的方式进行交互。
它可以根据需求通过网络对松散耦合的粗粒度应用组件进行分布式部署、组合和使用。
服务层是SOA的基础，可以直接被应用调用，从而有效控制系统中与软件代理交互的人为依赖性。
2.优势：对SOA 的需要来源于需要使业务IT 系统变得更加灵活，以适应业务中的改变。
通过允许强定义的关系和依然灵活的特定实现，IT 系统既可以利用现有系统的功能，又可以准备在以后做一些改变来满足它们之间交互的需要。
3.特征：SOA的实施具有几个鲜明的基本特征。
实施SOA的关键目标是实现企业IT 资产的最大化作用。
要实现这一目标，就要在实施SOA的过程中牢记以下特征：可从企业外部访问，随时可用，粗粒度的服务接口分级，松散耦合可重用的服务，服务接口设计管理，标准化的服务接口，支持各种消息模式，精确定义的服务契约。