体系结构设计
体系结构设计方法的发展及应用
体系结构设计方法的发展及应用一、引言体系结构设计是软件工程领域中的重要环节，它决定了软件系统的整体结构和组织方式。
随着软件规模的不断扩大和复杂性的增加，体系结构设计方法也在不断发展和演进。
本文将从体系结构设计方法的发展历程和应用领域两个方面进行探讨。
二、体系结构设计方法的发展1. 结构化方法结构化方法是早期的体系结构设计方法，它将软件系统分解为各个模块，并定义模块之间的接口和关系。
该方法适用于简单的软件系统，但在处理复杂系统时存在一些局限性，如模块之间的耦合度较高，难以进行灵活的修改和扩展。
2. 面向对象方法随着面向对象编程的兴起，面向对象方法开始在体系结构设计中得到广泛应用。
面向对象方法通过将系统抽象为对象和类的集合，强调系统的模块化、可重用性和可扩展性。
它提供了更好的封装性和继承性，使得系统更易于维护和演化。
3. 基于组件的方法基于组件的方法是体系结构设计方法的一种新趋势。
它将软件系统分解为独立的、可重用的组件，并通过定义组件之间的接口和协议来实现系统的功能。
基于组件的方法可以提高软件系统的可维护性和可扩展性，同时也有利于系统的复用和集成。
4. 服务导向架构（SOA）服务导向架构是一种面向服务的体系结构设计方法。
它将系统抽象为一组相互协作的服务，并通过定义服务之间的接口和通信协议来实现系统的功能。
SOA强调松耦合和可插拔性，使得系统更易于扩展和集成。
三、体系结构设计方法的应用1. 企业级应用体系结构设计方法在企业级应用中得到了广泛应用。
企业级应用通常具有复杂的业务逻辑和大量的数据处理需求，体系结构设计的合理与否直接影响系统的性能和可维护性。
通过采用适当的体系结构设计方法，可以提高系统的稳定性和可扩展性，降低系统的维护成本。
2. 分布式系统随着互联网的迅速发展，分布式系统成为了越来越多的应用需求。
分布式系统面临着网络延迟、节点失效等问题，体系结构设计需要考虑到这些因素。
通过采用分布式的体系结构设计方法，可以实现系统的高可用性和可伸缩性，提高系统的性能和容错能力。
体系结构设计的具体步骤
体系结构设计的具体步骤嘿，咱今儿就来聊聊体系结构设计的那些事儿哈！你说体系结构设计像不像盖房子呀？咱得先有个清晰的规划，知道要盖个啥样的房子，这就好比是确定体系结构的目标和需求呢。
这一步可重要啦，要是没搞清楚，那盖出来的房子可能就不是咱想要的啦！然后呢，就该划分功能模块啦。
这就跟给房子分房间似的，客厅、卧室、厨房、卫生间，都得安排得明明白白。
每个模块都有它自己的职责和作用，相互配合，才能让整个体系结构稳稳当当的。
接着呀，得考虑模块之间的关系啦。
就好像房子里的各个房间得有合理的通道连接呀，不能这边走不通那边过不去的。
模块之间的交互关系处理好了，整个体系结构才能高效运转起来呢。
再然后呢，就是选择合适的技术和工具啦。
这就好比盖房子得选好的建筑材料呀，质量不好可不行。
咱得根据体系结构的特点和需求，挑那些最合适的技术和工具，这样才能保证建起来的体系结构坚固又好用。
设计好体系结构后，可不能就直接开干呀，还得进行验证和评估呢。
就像房子盖好了得检查检查质量咋样，有没有啥问题。
要是有问题，咱得赶紧改呀，可不能留着隐患。
在这个过程中，咱得时刻保持头脑清醒呀，不能瞎搞。
要多想想各种可能性，多考虑考虑未来的发展。
这可不是一件容易的事儿呀，但只要咱认真对待，就一定能做好。
你说要是体系结构设计没做好，那会咋样？那不就像房子根基没打好，摇摇晃晃的，随时可能出问题嘛！咱可不能让这样的事情发生呀。
而且呀，体系结构设计可不是一次性就能搞定的事儿，就像房子住久了可能还得重新装修一样，咱得根据实际情况不断地调整和优化。
这就得考验咱的耐心和细心啦。
所以说呀，体系结构设计可真是个技术活，也是个细致活。
咱得一步一步来，不能着急，也不能马虎。
咱得把它当成一件大事来对待，这样才能设计出优秀的体系结构呀！你说是不是这个理儿？咱可不能小瞧了这体系结构设计，它可是关系到整个系统的成败呢！。
体系结构设计工具
体系结构设计工具体系结构设计工具是为了帮助软件工程师、系统架构师和项目经理等从事软件体系结构设计的人员在软件开发过程中分析、设计、评估和演化软件体系结构的工具。
体系结构设计是软件开发过程中的关键活动，它决定了软件系统的整体结构、组织方式和交互关系，并对系统的性能、可扩展性、可伸缩性、可维护性、可复用性等功能和质量特性产生重要影响。
下面介绍几个常见的体系结构设计工具：1.统一建模语言（UML）：UML是一种广泛应用于软件开发过程中的图形化建模语言，它提供了一系列的图表和符号，用于表示软件系统的结构、行为和交互。
通过使用UML，软件开发人员可以更好地理解和传递系统需求和设计，并与系统的其他参与者进行有效的沟通。
2.自适应软件开发（ASD）：ASD是一种基于模型的软件开发方法，它将软件的需求、架构和实现过程相互关联起来，通过建立一个整体的系统模型来指导软件开发过程。
ASD框架提供了一系列的建模工具和技术，包括模型合成、模型转换和模型检验等，用于支持软件体系结构的设计、分析和验证。
3.架构描述语言（ADL）：ADL是一种专门用于描述软件体系结构的形式化语言，它提供了一系列的建模元素和规约，用于定义软件系统的组件、连接和交互关系。
ADL通过形式化的表示和分析，可以帮助软件开发人员在系统设计阶段检测和解决潜在的结构问题，并确保系统的设计和实现符合预期的功能和质量要求。
4. 软件建模工具：软件建模工具是一类用于支持软件体系结构设计的通用建模工具，如Enterprise Architect、Rational Rose等。
这些工具通常提供了一系列的图表和标记，用于表示软件系统的静态结构、动态行为和交互关系，并为用户提供了各种模型转换、代码生成和模型检视等功能。
5. 体系结构评估工具：体系结构评估工具是一类用于支持软件体系结构评估的工具，如Archer、Ariadne等。
这些工具通过分析和评估软件体系结构的性能、可行性和风险等因素，帮助软件开发人员做出更可靠的体系结构决策，并提供相应的改进建议和方案。
计算机体系结构设计
计算机体系结构设计
计算机体系结构设计是指设计计算机系统中的硬件和软件组成，
包括处理器、内存、输入输出设备等。
这个过程需要考虑计算机系统
的性能、功耗、成本、可靠性等方面。
设计师需要考虑如何优化计算
机体系结构，以满足不同应用场景的需求。
其中的一些关键问题包括：
1. CPU设计：需要考虑指令集、流水线、多核心、超线程、缓
存等问题来提高计算机的性能。
2. 存储器层次结构设计：包括如何设计高速缓存、内存和硬盘
之间的交互、内部总线等。
3. 总线设计：配置和设计I/O总线，内部总线和内存总线，以
保证系统的高效运作。
4. 输入输出设备设计：诸如显示器、键盘、鼠标、打印机等的
硬件设计。
5. 软件系统设计：包括操作系统、编译器、调试器等软件要素
的设计。
优秀的计算机体系结构设计需要有深厚的硬件和软件知识，也需
要丰富的实践经验。
现代计算机体系结构是一个复杂而庞大的系统，
设计师需要进行多层次的抽象和建模，逐步验证自己的设计。
体系结构设计模型的表示方法
体系结构设计模型的表示方法体系结构设计模型的表示介绍体系结构设计模型是建立软件系统架构的关键步骤之一。
在设计过程中，如何准确地表示和展示系统的架构是十分重要的。
本文将介绍几种常用的体系结构设计模型的表示方法。
1. UMLUML（统一建模语言）是一种常用的软件工程建模语言，用于表示和描述系统的架构。
UML提供了多种图表，如用例图、类图、组件图、部署图等，能够很好地表示系统的结构和关系。
•用例图：用于描述系统功能和用户之间的交互。
•类图：用于描述系统中的类和它们之间的关系。
•组件图：用于描述系统中的模块和它们的依赖关系。
•部署图：用于描述系统的物理架构和部署方案。
2. 架构图架构图是一种更高层次的表示方法，它能够直观地展示系统的组成部分和它们之间的关系。
常见的架构图包括：•静态结构图：用于表示系统的静态组成，如层次结构图、模块图、包图等。
•动态行为图：用于表示系统的动态行为，如时序图、活动图等。
•部署图：用于描述系统的物理架构和部署方案。
3. 代码注释代码注释是一种简单而直接的体系结构表示方法。
通过在代码中添加注释，可以解释和说明代码的结构和设计思路。
代码注释可以采用各种规范和工具，如Javadoc、XML注释等。
4. 文档文档是另一种常用的体系结构表示方法。
通过编写详细的文档，可以描述系统的组成部分、接口细节、设计原理等，从而帮助人们理解和使用系统。
5. 绘图工具绘图工具是一种辅助工具，可以帮助开发人员创建和编辑各种类型的图表。
常见的绘图工具有Visio、Draw.io、Lucidchart等，它们提供了丰富的图形库和编辑功能，能够高效地创建和修改系统架构图。
总结在体系结构设计过程中，合适的表示方法能够更好地帮助开发人员理解和描述系统的架构。
本文介绍了几种常用的体系结构设计模型的表示方法，包括UML、架构图、代码注释、文档和绘图工具。
开发人员可以根据实际需求选择合适的表示方法，从而更好地设计和开发软件系统。
体系结构设计范文
体系结构设计范文体系结构设计是指对系统进行整体结构划分和组织，确定系统的各个模块、组件之间的关系，并设计出满足系统需求的实现方案。
一个好的体系结构设计应该具备可扩展性、可维护性、可重用性和可测试性等特点，使系统能够满足用户需求，并能够适应未来的扩展和变化。
本文将从需求分析、结构划分、模块设计和组件关系等方面讨论体系结构设计。
首先，需求分析是体系结构设计的基础。
在需求分析阶段，我们需要明确系统的功能需求和非功能需求，如性能、可靠性、安全性等。
在明确需求的基础上，需要对系统需求进行合理的划分和分类，将复杂的需求拆分成小的功能单元，以便于后续的结构分析和设计。
接下来，结构划分是体系结构设计的关键。
结构划分是指将系统划分为若干个相互独立且高内聚低耦合的模块或组件。
划分的原则可以根据功能、层次、对象等进行，一般采用自顶向下的方式进行划分。
划分时需要考虑系统的复杂性、可扩展性和灵活性，合理划分模块和组件，使其满足单一职责和功能高内聚低耦合的原则。
然后，对于每个模块和组件，需要进行详细的设计。
模块设计是指对模块内部的结构和功能进行设计，包括模块接口设计、数据结构设计和算法设计等。
模块接口设计是模块间通信的关键，需要明确输入输出参数和调用关系。
数据结构设计主要是为了存储和管理数据，需要选择合适的数据结构和算法，以提高系统的性能和效能。
最后，需要确定模块和组件之间的关系。
组件关系设计是指确定模块和组件之间的通信方式和调用关系。
常见的组件关系有层次关系、客户端-服务器关系和发布-订阅关系等。
通过合理地设计组件关系，可以减少模块之间的耦合，提高系统的可维护性和重用性。
总结起来，体系结构设计是一个综合考虑需求、结构、模块和组件关系等方面的工程化过程。
它是一个复杂的任务，需要考虑多个因素，并做出合理的选择和权衡。
一个好的体系结构设计应该能够满足系统需求，具备可扩展性、可维护性、可重用性和可测试性等特点，并且能够适应未来的扩展和变化。
体系结构的设计
要点
l 模块化分解模型包括数据流模型和对象模型 l 领域相关的体系结构是对应用领域的抽象。领
域相关模型可以是类模型，也可以是参考模型 。
l 该设计过程的输出结果是软件体系结构描述文 档
体系结构设计
l 系统设计过程的早期阶段 l 描述和设计过程之间的连接 l 经常与一些描述活动并行完成 l 包括识别出主要的系统组件和它们之间的通信
清晰的体系结构的好处
l 项目相关人员之间的沟通
• 可以作为项目相关人员之间讨论的焦点
l 系统分析
• 使得分析系统能否满足其非功能需求成为可能
l 可用性
• 在体系结构中采用冗余组件
l 可维护性
• 使用小粒度、独立的组件
系统构成
l 将系统分解成互相作用的子系统 l 体系结构设计通常用一个方块图表达，代表了
系统结构的概貌 l 还可以提出更专门化的模型用来描述子系统是
如何共享数据、如何分布以及如何彼此交互的
打包机器人控制系统
视觉系统
对象识别 系统
l 受外部产生事件的驱动，产生事件的时刻与处 理该事件的子系统无关
l 两个主要的事件驱动模型
• 广播模型. 一个事件向所有子系统广播，包括任何一个能够 处理该事件的子系统
• 中断驱动模型. 应用于实时系统，中断被中断处理器探测到 ，再被传递给其它负责处理中断的组件
l 其它事件驱动模型包括电子数据表和产品系统
体系结构样式
l 体系结构模型应符合通用的体系结构模型或样 式
l 通晓这些样式可以使得系统体系结构定义变得 简单
l 然而，多数大型系统是异构的，无法遵循单一 的体系结构样式
软件体系结构设计方法的特点
软件体系结构设计方法的特点软件体系结构设计方法是指在软件开发过程中，通过对软件系统的结构和组织方式进行规划和设计的方法。
它是软件工程中的重要环节，直接影响软件系统的稳定性、可维护性和可扩展性。
软件体系结构设计方法具有以下特点：1.模块化设计：软件体系结构设计方法注重对软件系统的模块化划分。
将系统划分为多个模块，每个模块负责特定的功能或任务。
模块化设计可以提高开发效率、降低开发难度和维护成本。
同时，模块之间的接口定义清晰，便于模块之间的协作与集成。
2.分层设计：软件体系结构设计方法通过分层设计将系统划分为若干层次。
每一层次负责不同的功能或服务，并通过明确定义的接口与其他层次进行通信。
分层设计可以提高系统的可扩展性和可重用性。
同时，各层次之间的依赖关系清晰，每一层次的实现对上层是透明的，便于功能的修改和扩展。
3.面向对象设计：软件体系结构设计方法倾向于采用面向对象的设计方法。
面向对象设计将系统划分为多个简单的对象，并通过对象间的继承、组合和关联等关系来描述系统的结构和行为。
面向对象设计具有易于理解、易于维护、易于扩展等优点，适用于复杂系统的设计和实现。
4.客户与服务的解耦：软件体系结构设计方法注重将客户端与服务端解耦。
客户端只需要关注所需的服务，而不需要关心服务的具体实现。
服务端负责提供服务并处理客户端的请求。
这种解耦可以提高系统的灵活性和可扩展性，允许系统的不同部分以不同的速度进行开发和演化。
5.弹性设计：软件体系结构设计方法强调系统的弹性设计。
系统应该具有适应性和容错性，能够在面对不同的环境和需求变化时进行调整和自适应。
弹性设计可以提高系统的稳定性和可靠性，降低系统运行的风险。
6.可视化设计：软件体系结构设计方法倾向于采用可视化的设计方法。
通过绘制各种图表、图形和图示，将系统的结构、组织和功能可视化，便于设计人员和开发人员之间的沟通和理解，促进团队的合作和协作。
7.迭代与重构：软件体系结构设计方法倡导迭代与重构。
体系结构设计报告
体系结构设计报告一、引言二、需求分析在项目开始之初，我们首先对项目的需求进行了充分的分析和理解。
通过与客户的沟通，我们明确了项目的功能要求、性能指标以及安全性要求等。
基于这些需求，我们设计了一个适合项目的体系结构方案。
三、体系结构设计方案我们的体系结构方案采用了分层结构，具有以下几个主要的层次：1. 用户界面层：这是系统与用户进行交互的层次，负责接收用户的输入、展示数据以及反馈系统的操作结果。
我们采用了现代化的前端技术，如HTML、CSS和JavaScript等实现了一个直观友好的用户界面。
2.业务逻辑层：这个层次是系统的核心，负责处理来自用户界面层的请求，并进行相应的业务逻辑处理。
在这个层次上，我们采用了面向对象的设计原则，设计了一系列的业务逻辑类，用于处理不同的业务需求。
3.数据访问层：这个层次主要负责与数据库进行交互，并完成数据的读写操作。
我们采用了ORM（对象关系映射）的技术，将数据库中的表映射成对象，方便数据的读写操作。
4.基础设施层：这个层次主要包括系统的各种基础设施，如日志记录、缓存等。
我们采用了成熟的第三方组件来完成这些功能，以提高系统的可靠性和可维护性。
四、分析和评估我们对上述体系结构方案进行了详细的分析和评估，得出了以下几点结论：1.灵活性：分层结构的体系结构方案使得系统可以方便地进行扩展和修改。
例如，如果需要新增一个功能模块，只需在业务逻辑层进行相应的开发即可，而无需影响其他层次的代码。
2.可维护性：体系结构方案采用了面向对象的设计原则，使得代码具有良好的可读性和可维护性。
开发人员可以根据需求快速地理解和修改代码。
3.性能：通过将系统分成多个层次，并采用合适的技术手段，我们实现了系统的性能优化。
例如，通过数据访问层的设计，我们能够有效地减少数据库的访问次数，提高系统的响应速度。
4.可拓展性：体系结构方案充分考虑到了系统的可拓展性，将各个功能模块进行了合理的划分，使得系统可以根据业务需求进行扩展。
体系结构设计范文
体系结构设计范文
体系结构设计是指在软件开发过程中，将系统划分为不同的组
件或模块，并定义它们之间的关系和交互方式的过程。
下面我将从
多个角度来谈谈体系结构设计的范文。
首先，在体系结构设计的范文中，通常会包括系统的整体架构图，用来展示系统的各个组件以及它们之间的关系。
架构图可以采
用UML类图、组件图、部署图等形式，以清晰地展现系统的结构和
组件之间的交互。
其次，体系结构设计范文中会包括对系统各个组件的详细描述，包括每个组件的职责、功能、接口和依赖关系等。
这些描述可以帮
助开发人员更好地理解系统的结构和各个组件之间的作用与关系。
此外，体系结构设计范文还会包括对系统的性能、安全性、可
扩展性等方面的考虑。
例如，对于性能方面，设计范文可能会包括
对系统的并发处理能力、响应时间等指标的分析和设计；对于安全
性方面，可能会包括对系统的权限控制、数据加密等安全机制的设计；对于可扩展性方面，可能会包括对系统的扩展性和灵活性的考虑。
另外，体系结构设计范文还会包括对系统的集成和部署方案的
描述。
这包括系统与外部系统的集成方式、部署环境的选择等内容，以确保系统能够顺利地与其他系统进行集成，并在目标环境中正常
部署和运行。
总的来说，体系结构设计范文应该全面、清晰地描述系统的结
构和各个组件之间的关系，同时考虑到系统的性能、安全性、可扩
展性等方面，以及系统的集成和部署方案。
这样的范文可以帮助开
发团队更好地理解和实现系统的设计目标，确保系统能够按照设计
要求顺利地开发和部署。
软件体系结构设计
软件体系结构设计软件体系结构设计的目标是实现可靠、可扩展、可维护、可重用和可测试的软件系统。
一个好的体系结构设计可以尽量减小系统的复杂性，提高系统的可理解性，减少系统的维护成本，并且具备良好的扩展性，以应对未来的需求变化。
在进行软件体系结构设计时，一般可以采用以下的步骤：1.确定软件需求：在开始体系结构设计之前，必须明确系统的需求，包括功能需求、非功能需求和约束条件。
需求的明确和准确是体系结构设计的基础。
2.选择合适的体系结构模式：根据系统需求和设计目标，选择适合的体系结构模式。
常用的体系结构模式包括分层模式、客户端-服务器模式、主从模式、事件驱动模式等。
不同的模式适用于不同的场景，选择合适的模式可以提高系统的效率和可维护性。
3.划分模块和组件：根据系统需求和体系结构模式，将系统划分为不同的模块和组件。
每个模块和组件应该具备清晰的责任和功能，并且之间应该有清晰的接口和依赖关系。
4.定义接口和交互方式：对每个模块和组件定义清晰的接口，明确它们之间的交互方式和协议。
接口应该具备明确的输入和输出，并且要符合系统的需求和约束条件。
5.设计系统结构图：根据模块和组件之间的关系和交互方式，绘制系统结构图。
结构图应该具备良好的可读性和可理解性，可以方便开发人员理解系统的结构和流程。
6.实现和测试系统：根据系统结构图，实现系统的各个模块和组件，并进行系统测试和调试。
测试过程应该覆盖系统的各个功能和交互，并尽早发现和解决问题。
7.优化和重构：在系统实现和测试的过程中，可能会发现一些性能问题或设计问题。
在此时可以对系统进行优化和重构，以提高系统的性能和可维护性。
总之，软件体系结构设计是软件开发过程中非常重要的一环，它涉及到软件系统的整体结构和组织方式。
一个良好的体系结构设计可以提高系统的可靠性、可扩展性和可维护性，为软件开发提供良好的基础。
csci 概要设计中 体系结构设计
CSCI体系结构设计概要一、背景介绍CSCI（Computer Science and Information Technology）是计算机科学与信息技术的简称，是一个涉及计算机软硬件、网络通信、数据存储和处理等多个领域的综合学科。
在CSCI的概要设计中，体系结构设计是一个至关重要的环节，它决定了系统的整体架构和各个部件之间的关系，直接影响到系统的性能、可靠性和扩展性。
二、体系结构设计的重要性1. 完整性和一致性体系结构设计可以帮助确保系统的各个部分在设计和实现过程中能够达到完整性和一致性。
通过合理设计系统的组件和模块，避免各个部分之间的冲突和重复，从而保证整个系统的稳定性和可靠性。
2. 性能优化合理的体系结构设计可以最大程度地优化系统的性能。
通过合理分配和组织系统的资源，减少资源的浪费和低效使用，提高系统的运行效率和响应速度。
3. 可扩展性和灵活性一个良好的体系结构设计可以使系统具有良好的可扩展性和灵活性，能够适应未来的发展和扩展需求。
通过模块化的设计和良好的接口定义，可以很容易地对系统进行扩展和修改，而不会对整个系统造成严重影响。
4. 安全性和可靠性体系结构设计也直接关系到系统的安全性和可靠性。
通过合理的设计和布局，可以最大程度地降低系统的安全风险，并且提高系统的可靠性和稳定性。
三、体系结构设计的基本原则1. 模块化模块化是指将系统划分成若干个互相独立的模块，每个模块负责特定的功能，并且具有清晰的接口和规范。
模块化设计可以提高系统的可维护性和可扩展性，降低系统的复杂度，并且便于进行并行开发和测试。
2. 分层分层是指将系统按照功能和责任划分成若干个层次，每一层都负责特定的功能，且层与层之间具有清晰的接口和依赖关系。
分层设计可以帮助降低系统的耦合性，提高系统的可扩展性和灵活性，同时也有利于系统的测试和维护。
3. 松耦合松耦合是指系统中的各个模块或组件之间的关联度尽量降低，即降低模块之间的依赖关系和相互影响。
体系结构设计
体系结构设计
• 原型（类似于类）是表示系统行为元素的一种抽象。这个原型集提供了一个抽 象集，如果要对系统结构化，就必须要对这些原型进行结构化建模，但原型本 身并不提供足够的实施细节。因此，设计人员通过定义和细化实施每个原型的 软件构件来指定系统的结构。这个过程不停地迭代，直到获得一个完善的体系 结构。
1.1 系统环境的表示
• 在体系结构设计层，软件体系结构设计师用体系结构环境图（Architectural Context Diagram，ACD）对软件与其外围实体的交互方式进行建模。图16-7 给出了体系结构环境图的一般结构。
上级系统 使用于
使用 参与者
目标系统
使用 同级
依赖于
下级系统
图16-7 体系结构环境图
1.2 定义原型
• 很多情况下，可以通过检验作为需求模型一部分的分析类来获得原型。继续关 于SafeHome住宅安全功能的讨论，可能会定义下面的原型：
– 结点。表示住宅安全功能的输入和输出元素的内聚集合，例如，结点可能由如下元素构成： 1）各种传感器；2）多种警报（输出）指示器。
– 探测器。对所有为目标系统提供信息的传感设备的抽象。 – 指示器。表示所有指示警报条件发生的报警机械装置（例如，警报汽笛、闪灯、响铃）的
控制器 结点
通信
探测器
指示器
图16-9 SafeHome安全功能原型的UML关系
1.3 将体系结构精化为构件
• 在将软件体系结构精化为构件时，系统的结构就开始显现了。但是，如何选择 这些构件呢？为了回答这个问题，先从需求模型所描述的类开始。这些分析类 表示软件体系结构中必需处理的应用（业务）领域的实体。因此，应用领域是 构件导出和精化的一个源泉。另一个源泉是基础设施域。体系结构必须提供很 多基础设施构件，使应用构件能够运作，但是这些基础设施构件与应用领域没 有业务联系。例如，内存管理构件、通信构件、数据库构件和任务管理构件经 常集成到软件体系结构中。
体系结构详细设计
体系结构详细设计1.体系结构的组成体系结构采用三层架构，包括表示层、业务逻辑层和数据访问层。
表示层：负责处理用户输入和输出的界面部分。
该层包括用户界面、用户输入处理和输出显示等模块。
业务逻辑层：负责处理系统的具体业务逻辑。
该层包括订单管理、库存管理和商品管理等模块。
数据访问层：负责与数据库进行数据交互。
该层包括连接数据库、数据读取和数据写入等模块。
2.模块功能表示层模块功能：用户界面模块：提供用户交互界面，包括登录、注册和订单管理等功能。
用户输入处理模块：负责处理用户输入的数据，并传递给业务逻辑层。
输出显示模块：负责将业务逻辑层返回的数据进行显示。
业务逻辑层模块功能：订单管理模块：负责处理订单的生成、查询和修改等功能。
库存管理模块：负责处理商品库存的管理和更新。
商品管理模块：负责管理商品的增删改查等功能。
数据访问层模块功能：连接数据库模块：负责与数据库建立连接。
数据读取模块：负责从数据库中读取数据。
数据写入模块：负责向数据库中写入数据。
3.模块间的关系表示层模块与业务逻辑层模块之间通过接口进行通信，表示层模块调用业务逻辑层模块提供的接口来实现相应的功能。
业务逻辑层模块与数据访问层模块之间通过接口进行通信，业务逻辑层模块调用数据访问层模块提供的接口来获取或修改数据。
数据访问层模块与数据库之间通过数据库连接进行通信，数据访问层模块使用连接数据库模块来建立与数据库的连接，然后通过数据读取模块和数据写入模块来读取或写入数据。
通过以上的模块功能和模块间的关系，系统可以实现用户交互界面、业务逻辑处理和数据管理的功能，并且模块之间的关系清晰，方便后续的开发和维护。
总结：体系结构详细设计是对系统进行规划和设计的过程，通过对系统的组成、模块功能和模块间关系的详细规划，可以明确每个模块的职责和功能，保证系统的可扩展性和可维护性。
同时，合理的模块间关系可以提高系统的性能和效率。
通过以上的设计，可以实现一个符合需求的系统体系结构。
体系结构设计整理
体系结构设计整理体系结构设计是软件工程的一个重要环节，它描述了软件系统的总体结构，指导软件系统的设计和开发过程。
一个好的体系结构设计能够提高软件系统的可维护性、可扩展性和可重用性，减少开发成本和风险。
本文将就体系结构设计的内容和步骤进行整理。
1.系统需求分析和定义：在体系结构设计之前，首先需要对系统的需求进行分析和定义。
系统需求是指系统功能、性能、安全等方面的要求，是体系结构设计的基础和指导。
2.软件组件划分：体系结构设计要将系统划分为多个相互独立、可重用的软件组件，每个组件负责实现系统的一个或多个功能模块。
组件划分的原则包括高内聚、低耦合、单一责任等。
3.组件之间的接口和通信：在组件划分的基础上，需要定义各组件之间的接口和通信方式。
接口包括输入输出接口、调用接口和事件接口等，通信方式可以通过共享内存、消息传递、远程调用等实现。
4.组件的结构和行为：每个组件都有自己的结构和行为。
结构包括组件的内部模块和子组件等，行为包括组件的状态、操作和约束等。
通过定义组件的结构和行为，可以更好地规范组件的设计和开发过程。
5.系统的部署和配置：体系结构设计还要考虑系统的部署和配置方式。
部署是指将各组件部署到具体的硬件和软件环境中，配置是指对各组件进行参数设置和初始化。
合理的部署和配置可以提高系统的性能和可用性。
1.需求分析：对系统的功能和性能需求进行分析和定义，明确系统的业务目标和用户需求。
2.结构设计：根据需求分析的结果，将系统划分为多个组件，并定义各组件之间的接口和通信方式。
3.行为设计：对每个组件的结构和行为进行详细设计，包括组件的内部模块和函数等。
4.部署设计：确定系统的部署和配置方式，包括硬件环境、软件环境和网络拓扑等。
5.评估和优化：评估设计方案的可行性和性能，找出潜在的问题和风险，并进行相应的优化。
6.实施和测试：根据设计方案进行软件系统的开发和测试，验证设计的正确性和可靠性。
7.维护和改进：在系统运行和维护的过程中，不断改进和优化体系结构，满足系统不断变化的需求。
体系结构设计
4.体系结构系统体系结构是一个综合模型，系统体系结构是由许多结构要素及各种视图（或观点）（View）所组成的，而各种视图主要是基于各组成要素之间的联系与互操作而形成的。
所以，系统体系结构是一个综合各种观点的模型，用来完整描述整个系统。
系统体系结构要求为•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4.1体系结构体系结构包括下面4种•概念结构包括部件、互连、原则和性能等•代码结构包括软件的配置管理、系统建造等•模块结构包括模块界面、模块管理、模块控制和一致性等•执行结构包括性能分析、调度分析、动态配置和不同的执行系统之间的接口等４.１.１STRUCTS框架结构Struts基础Struts 是遵循MVC（Model-View-Controller）模式开发出来的一个开源框架Framework框架：将相同类型的问题的解决途径进行抽象，从而形成一个框架，该框架可以重用，可扩展、同时是经过严格测试的良好的软件组件。
Framework提供了一套明确的机制，通常包含密令和控制组件基于请求响应(request-response)模式应用的Framework分层：控制器（controller）,业务逻辑层（business logic）,数据逻辑层（data logic）Structs 框架的优势：良好的框架和设计,可重用、模块化、扩展性好,Open source（开源）Struts 有自己的控制器（controller），同时整合了其他的一些技术去实现模型层（model）和视图层（view）Struts有一组相互协作的类、servlet以及jsp taglib组成基于struts机构的WEB应用程序是符合JSP MODEL2设计标准MVC处理过程(1)首先控制接受用户的请求，并决定应该调用哪个模型来处理(2)然后模型根据用户请求进行相应的业务逻辑处理，并返回数据(3)最后控制器调用相应的视图格式化模型返回的数据，并通过视图呈现给用户。
体系结构的设计模式
体系结构的设计模式体系结构的设计模式是一种在软件系统设计中用于描述系统的整体结构和组织方式的模式。
它提供了一种在设计过程中应用的一些基本原则和方法，有助于将系统分解为模块化的组件，并定义它们之间的关系、通信和功能划分。
体系结构设计模式经常被用于大型软件系统的开发中，因为这些系统通常包括多个复杂的模块和组件，需要合理地划分和组织这些组件，以便于管理和维护。
下面将介绍一些常见的体系结构设计模式。
1. 分层体系结构模式（Layered Architecture Pattern）分层体系结构模式是将系统划分为多个逻辑层次的模式。
每一层次负责不同的功能，每一层次只依赖于更底层的层次，从而实现相对独立的模块组织。
这种模式有助于提高系统的可维护性和可扩展性。
2. 客户端-服务器体系结构模式（Client-Server Architecture Pattern）客户端-服务器体系结构模式是将系统划分为客户端和服务器的模式。
客户端负责向用户提供界面和交互功能，服务器负责处理客户端请求并提供数据和服务。
这种模式有助于系统的分布式和并发处理。
3. 管道-过滤器体系结构模式（Pipes and Filters Architecture Pattern）管道-过滤器体系结构模式是将系统划分为一系列处理步骤的组件，每个组件都自己完成特定的任务，并通过输入和输出流连接起来。
这种模式有助于实现数据处理的可重用性和模块化。
4. 黑板体系结构模式（Blackboard Architecture Pattern）黑板体系结构模式是一种关于知识共享的体系结构模式。
系统中的不同组件可以通过一个共享的黑板（数据存储区）来协同工作，它们可以读取和写入黑板上的数据，从而实现知识的共享和协同解决问题。
5. 点对点体系结构模式（Peer-to-Peer Architecture Pattern）点对点体系结构模式是一种去中心化的体系结构模式，其中系统的每个组件都可以充当对等方（peer），具有相似的功能和能力。
简述体系结构设计的过程
简述体系结构设计的过程体系结构设计是计算机科学和软件工程中最重要的领域，也是系统架构师所熟悉的领域。
设计体系结构的工作可以帮助软件工程师更好地理解和分析当前的系统，并开发出更有效的新系统。
设计体系结构的过程包括：需求分析、体系结构模型构建、系统架构设计、系统构件的组件划分、性能设计的构建、技术栈的选择和部署等。
二、需求分析需求分析是设计体系结构的第一个步骤。
在这个阶段，系统架构师需要获取来自客户的需求，并清楚地理解软件系统的本质功能，以及所需要解决的技术问题。
在此过程中，系统架构师需要了解所有相关的需求和要求，以便确定软件系统的范围和性能指标。
三、体系结构模型构建接下来，系统架构师需要按照确定的需求和性能指标，创建一个体系结构模型。
该模型可以帮助系统架构师全面了解系统的功能、性能和结构。
在这一步骤中，系统架构师还需要了解软件系统的架构模式，以便确定软件系统的架构模型。
四、系统架构设计系统架构设计是实施体系结构的核心步骤。
在这个阶段，系统架构师需要考虑技术实现的问题，并根据架构模型，设计出系统的层次结构、构件的结构和功能、系统的性能设计等。
此外，系统架构师还需要考虑技术栈的选择，以及如何部署、监控和管理系统。
五、技术栈的选择和部署最后，系统架构师还需要结合系统架构设计，选择合适的技术栈和工具，以实现系统功能、性能和架构模型的有效部署。
同时，系统架构师还需要考虑系统的高可用性、安全性和可扩展性等方面，以保证软件系统的稳定性和可靠性。
综上所述，设计体系结构的过程包括需求分析、体系结构模型的构建、系统架构设计、系统构件的组件划分、性能设计的构建、技术栈的选择和部署等多个环节。
设计体系结构的工作是软件工程的核心工作之一，也是系统架构师必须掌握的技能。
掌握体系结构设计技术，系统架构师能够帮助软件项目实现高效的设计和开发，以保障软件系统的高可用性和高性能。
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。
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Hypertext server Hypertext web
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客户机-服务器模型的优缺点
优点： 分布式处理，运行角色分布在网络上的不同地点， 一般性的功能可以被所有的客户程序使用。 添加或更新一台服务器不影响系统的其他部分。 不足： 性能无法预知，依赖于网络也依赖于系统。 当服务器属于不同的机构时，存在着管理方面的问 题。
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3.4 管道-过滤器体系结构
系统运行时组织的模型，看作是对相继输入数据的一 系列变换。一批数据进入系统，流经一个个组件最后 到达终点（输出或数据库）。组件称为过滤器，能够 对数据进行渐进式的转换（一种流变换为另一种流）。 数据流的通路称为管道。（见下图) 具有该模型的典型应用是UNIX系统，连接进程时用到 管道，从一个进程到另一个进程传送文本流。 还有的应用例子：如传统的数据处理系统（如票据处 理）、传统的编译器（词法分析、语法分析、语义分 析、代码生成）、数字通信（传递文字、语音、图片、 图像等）系统。
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1 软件体系结构设计决策
软件体系结构相关概念 软件体系结构（Architecture）是有关软件系 统如何组织的描述。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，由组件及其相互 作用、指导组件集成的模式以及模式的约束组成。
输入处理组件 获取用户账户· 验证卡 验证卡 选择服务 ATM 银行数据库服务器 账户处理组件 输出处理组件 打印明细 分发现金 验证卡 返回卡 ATM
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3.1 分层体系结构
该模式是实现分离性和独立性的另一个方式。 系统的功能被划分成几个独立的层次，最内层 完成最基本的公用操作，向外各层逐渐进行功 能扩展，各层形成了不同功能级别的虚拟机 （Virtual Machine)，每层只依赖内层中的虚 拟机提供的服务。
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四层式通用软件体系结构
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3.5 集中式控制模型
一个组件被指定为系统控制器，负责管理其他组的执 行。该模型根据组件是顺序执行还是并发执行又分成 两类： • 调用-返回模型 自上而下的调用， 控制始于控制层次 的顶层，往往只有 一个控制线程。优 点是容易分析与理 解系统的控制流。
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• 管理者模型 适用于描述并发系统。一个组件被指定为系统管 理者，它控制其他系统进程的启动、终止和协调。如 下图展示了一个实时系统的集中式控制模型：
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3.3 客户机-服务器体系结构
是分布式系统运行时的组织。该模型主要组成部分是： • 一组为其他组件提供服务的服务器。如打印服务 器、文件服务器、编译服务器、图片服务器等。 • 一组向服务器请求服务的客户机，客户机必须知 道服务器的名字及它们所提供的服务，通过远程调用使 用访问协议（如HTTP）获取服务。在某个时间内可能 有多个客户程序在在不同的计算机上并发运行。 • 一个连接客户机和服务器的网络。 大多数客户机-服务器系统实现为分布式系统，通 过互联网的协议连接在一起。 下图展示了影片资料库系统的体系结构。
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film & picture library系统的体系结构
Client 1 Client 2 Client 3 Client 4
Wide - bandwidth network
Catalogue server Catalogue
Video server Film clip files
Picture server Digitized photographs
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3 体系结构模式
体系结构风格（Styles）是构造的一种模式(Pattern)， 类似于建筑行业中的建筑风格，是描述某一特定应用域 中系统组织方式的惯用模式，是对好的实践经验所做出 的格式化的抽象描述（如教材P98图6-2 MVC模式 ）， 反映了领域中众多系统所共有的结构和语义特性。
下图是MVC（ Model-View-Controller ）模式的概念视 图，它是构建基于Web应用系统体系结构的基础。
分布式 搜索
文档 恢复
版权管 理器记账 处理图书馆索引 数据库1 数据库2
…
数据库n
LIBSYS系统的体系结构
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优点： • 支持基于抽象程度递增的系统设计，可将一个复杂 的系统按功能递增的步骤进行分解。 • 具有较好的可扩展性。每一层功能的改变最多影响 相邻上下层。 • 支持软件复用。只要提供的服务接口不变，同一层 的不同实现可以交换使用。因此可定义一组标准接口， 允许有多种不同的实现方法。 不足： 并不是所有系统都会清晰地分层，高层可能直接同 底层交互。因为服务请求会在每层中被处理，所以需要 多层解释，影响到系统性能。
事件和消息处理器
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优点：进化较简单。新的子系统通过在事件处理器 中注册事件来达到集成。一个子系统可以在不知道其他 子系统的名字和位置的情况下激活其他子系统。（隐式 调用） 缺点：子系统不知道是否或什么时候事件将会被处 理。当一个子系统产生一个事件，它不知道哪个子系统 与该事件有关。若多个不同的子系统注册了相同的事件， 就会发生冲突。 应用：网络管理系统一般有一个事件服务器，处理 被管网络和网管系统内部发生的所有事件。其他的管理 工具如故障管理、性能管理和配置管理等工具，作为事 件服务器的客户，在服务器上注册与自己有关的事件。 当相关事件发生时，相应管理工具的过程自动被调用。
External data Data Update request
View
格式化来自模型的数据 状态改变请求模型更新 显示控制器所选择的视图
Server
Web应用系统一般的体系结构
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研究体系结构风格的意义： • 有利于发现不同系统在较高级别上的共同特性。 • 对体系结构的了解，使得在设计软件结构时选择 合适的模式，进行正确地设计。 • 使用常用的、规范的模式来组织结构，使别的设 计者易于理解、便于交流。 • 有利于较高级别上的软件复用。判断能否在不同 的软件系统中使用同一体系结构。 以下介绍几种通用的模型：
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Controller
管理用户请求 模型编辑 选择视图
User request or data Browser
View selection
Behavior request (state change)
Model
封装并实现功能 封装内容对象 分类所有的 WebApp状态
Client
HTML data
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支付信息 发出收据 票据
收据·
读票据
确认支付 检查支付 未支付信息 截止日期 发出支付 提醒
提醒
管道-过滤器模型实例
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优点： 没有复杂的组件交互。 支持软件重用：由管道连接起来的过滤器的组合又可 看成一个过滤器，可应用到其他系统中。 易于维护：过滤器替换方便。 支持并行执行过滤器，但要考虑并行执行时数据流之 间的同步问题。 缺陷： 适用批处理方式，不适合构建交互式应用的系统。如 对图形化的用户界面，有复杂的输入输出格式、基于 事件的鼠标点击或菜单选择的控制信息，将其转换成 与数据流模型兼容的格式是困难的。
软件系统体系结构设计
体系结构设计决策 体系结构视图 体系结构模式 应用体系结构
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软件设计模型 软件设计是将软件需求转换为软件表示的 过程，也是一个建模过程，以一系列迭代的步 骤建立不同的视图来描述系统。 主要的设计活动包括： 数据库设计、体系结构设计、接口设计、 组件级设计、部署级（Deployment-Level）的 设计。
概念视图：系统的高层抽象视图，给出系统的本质 内容。 逻辑视图：显示了系统中对象类的抽象，通过该视 图可将系统需求和实体关联起来。 进程视图：显示系统运行时一组交互的进程，对于 分析系统的非功能特征很有效。 开发视图：为便于开发，将系统分解成可以由独立 开发团队实现的组件。 物理视图：即部署图，显示了系统硬件和软件组件 如何分布在处理器上。 不同视图可能会涉及到不同体系结构模式或风格。
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两种典型的应用类型：
事务处理应用： 以数据库为中心，处理来自客 户对信息的请求，更新数据库。如银行系统、电 子商务、信息系统、企业资源规划（ERP）系统 等。 语言处理系统： 如编译器，数据库中对命令语言 的翻译等。
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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共享容器模型的优缺点： 能高效的共享数据，无须在组件之间进行数据交换。 组件一定要与容器的数据模型一致。大量信息都按照 一致的数据模型生成，进化会变的困难。 生产数据的组件不需要关心数据如何被其他组件使用。 备份、保密性、访问控制、错误恢复等活动都是容器 管理员的职责，客户程序主要集中在自己的功能上。 不同的组件对这些活动要求不同，而容器模型迫使所 有的组件使用相同的策略。 容器中出现问题会影响整个系统。 是系统的静态结构，不能展现系统运行时的组织。
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优点： （1）结构清晰，易于理解。 （2）易修改，可维护性强。 （3）可移植性强，重用颗粒大。
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4 应用体系结构
前一节介绍的体系结构是应用较多的体系结 构模式。 应用体系结构的通用模型（封装了该类系统 的基本特征）能帮助我们较好地进行应用系 统的设计，通过比较相同类型的应用，达到 模型或大粒度组件的复用，并能验证应用系 统设计的有效性。
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3.7 正交软件体系结构
正交软件体系结构由组织层（横向）和线索（纵向） 的组件构成。
层由一组具有相同抽象级别的组件构成。线索是子系 统的特例。每一条线索完成整个系统中相对独立的一 部分功能。每一条线索的实现与其他线索的实现无关 或关联很少，同一层中的组件之间不存在相互调用 （正交）。 该体系结构的框架如下图所示。