软件体系结构描述方法

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可重用的软件体系结构描述方法

可重用的软件体系结构描述方法

%引言软件重用能提高软件质量,降低软件开发成本,因而越来越普及。

软件重用是指用已经存在的软件构造块(或者说组件)来实现和更新软件系统&%’。

软件重用涉及开发可重用的组件和利用这些组件组成新的软件,而后者吸引了更多的研究者。

尽管软件重用曾有各种定义和方法,但未来的软件重用和两个趋势密切相关&!’:更多的用户成功地利用面向对象设计技术(如()*、模式)和面向对象语言(如+,,、-./.和+0)进行软件开发;组件和中间件技术(如+1234、-!55、$657)成为主流。

面向对象语言从三方面支持软件重用:应用层重用、工具层重用和结构层重用。

应用层重用指的是一个应用中的代码、对象或组件可以在另一个应用中使用;工具层重用指的是加强语言兼容工具(如-./.38.9)的能力,使它们能够修改、组合或重写用另一种语言兼容工具创建的组件;结构层重用指的是能够将应用模块或事务逻辑从应用的一个层面移到另一个层面。

有效的重用不仅依赖于发现和重用组件,还依赖于这些组件的组合方式。

面向对象设计技术(如()*、模式)有助于用户理解组件的组合方式,然而用()*和模式设计出来的软件不能够直接在面向对象的语言平台上运行。

该文提出一种描述基于组件的分布式软件体系结构的+3:;1<方法,它试图达到分布式软件设计和实现之间的无缝连接。

中间件技术侧重于不同环境中的异质分布式对象的互操作性,以+1234为例,它把组件的实现从其=>*(=9?****** >8CB@DE?DF9*.9GH.G8,接口描述语言)接口中分离出来,对象之间通过123进行交互,这样可以完成现有组件的集成。

然而,即使对象的实现和接口分离并通过123与其它对象交互,无论在=>*层还是123层,+1234都不能指明对象间的相互关系,+1234等组件技术也缺乏有效的方法来描述应用内部的动态行为变化,因此对描述软件体系结构的支持不够。

有效的重用则不仅依赖于重用组件,还依赖于这些组件的组合方式。

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。

软件体系结构描述 (1)可编辑全文

软件体系结构描述 (1)可编辑全文

第4章 软件体系结构描述
4.2 软件体系结构描述框架标准
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步的指导。
第4章 软件体系结构描述 ◇ Rational
4.2 软件体系结构描述框架标准
基于IEEE P1471推荐的体系结构描述的概 念框架,Rational起草了可重用的软件资产规 格说明,提出了一套易于重用的体系结构描述 规范。
第4章 软件体系结构描述
4.2 软件体系结构描述框架标准
◇ IEEE P1471 软件体系结构描述的标准
◎ 体系结构设计的标识、版本、总体信息。
◎ 系统参与者的标识、以及在体系结构中他们所关注 方面的标识。
◎ 组织体系结构表示所选择的视点的规格说明,以及 这种选择的基本原理。 ◎ 一个或多个体系结构视图。 ◎ 体系结构描述所需的成分之间不一致的记录。 ◎ 体系结构选择的基本原理。
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。
这些ADL强调了体系结构不同的侧面,对体系结构的研究和应 用起到了重要的作用,但也有负面的影响。每一种ADL都以独立的 形式存在,描述语法不同且互不兼容,同时又有许多共同的特征, 这使设计人员很难选择一种合适的ADL,若设计特定领域的软件体 系结构又需要从头开始描述。
4.3 软件体系结构描述语言
◎ 构造能力:ADL能够使用较小的独立体系结 构元素来建造大型软件系统;
◎ 抽象能力:ADL使得软件体系结构中的构件 和连接件描述可以只关注它们的抽象特性,而 不管其具体的实现细节;

软件体系结构描述语言

软件体系结构描述语言

ADL实例 — Rapide
• 该层次的非形式化是严重的问题吗?
体系结构描述语言的必要性
• 体系结构是降低开发成本的关键
– 开发焦点转移到粗粒度系统成分
• 形式化的体系结构模型是需要的 • 体系结构描述语言(ADLs)作为一种可能的解决方 案被提出
ACME Aesop ArTek C2 Darwin LILEANNA MetaH Rapide SADL UniCon Weaves Wright
END input
UniCon的语法 (3)
• UniCon配置
USES p1 PROTOCOL Unix-pipe USES sorter INTERFACE Sort-filter CONNECT sorter.output TO p1.source USES p2 PROTOCOL Unix-pipe USES printer INTERFACE Print-filter CONNECT sorter.input TO p2.sink
• 实现 (implementation)
– 连接件类型
• 协议 (protocol)
– 预定义的角色和属性集合 – 为每个角色预定义的属性集合
• 实现 (implementation)
– 构件类型和连接件类型的实例化 (uses) – 实例的配置 (connect)
UniCon的语法 (2)
• UniCon构件演员
对以下成分进行显式规约构件components?接口连接件connectors配置configurations?期望的特性构件连接件和配置的特定方面工具支持区分adls?模型化配置的方法隐式的配置implicitconfiguration内嵌的配置inlineconfiguration显式的配置explicitconfiguration?关联体系结构和实现的方法实现约束implementationconstraining实现无关implementationindependent?相关符号体系高层设计符号体系模块连接语言mil面向对象符号体系编程语言形式化规约语言adl构件?定义构件是计算或数据存储单元构件是计算和状态的场所?所有的adls支持构件建模?不同的术语构件component接口interface进程process构件分类范畴?接口interfaces模型化要求的required和提供的provided服务?类型types相同的功能能被复用和多重实例化multipleinstances?语义semantics方便分析强制约束体系结构不同层次细化的映射?约束constraints确保符合预期的构件使用使用边界和构件之间的依赖?演化evolution作为设计元素的构件演化通过子类型化和细化进行支持?非功能属性nonfunctionalproperties使能运行时行为的模拟分析约束处理器规约和项目管理adls比较

有哪些软件体系结描述方法和描述标准

有哪些软件体系结描述方法和描述标准

软件体系结构描述方法和描述标准是指在软件体系结构领域中,用于描述和标准化软件体系结构的一些方法和标准。

软件体系结构描述方法和描述标准的出现和应用,对于提高软件体系结构的设计质量、规划和管理质量具有重要作用。

近年来,随着软件技术的发展,对软件体系结构描述方法和描述标准的研究也变得日益重要。

1. 软件体系结构描述方法软件体系结构描述方法是指用于描述和分析软件体系结构的方法论和技术手段。

在实际的软件开发和设计中,软件体系结构描述方法起着至关重要的作用。

常见的软件体系结构描述方法包括但不限于:1)模块化设计方法模块化设计方法是一种将软件系统划分为若干相对独立的模块,并通过模块间的接口和协作来实现软件功能的方法。

模块化设计方法能够帮助软件工程师快速理解和维护软件系统,提高软件系统的可维护性和可扩展性。

2)面向对象设计方法面向对象设计方法是一种以对象为基本单位,通过对象之间的交互来完成软件系统功能的方法。

面向对象设计方法常用的建模语言包括UML(统一建模语言),面向对象设计方法能够帮助软件工程师更好地理解和描述软件系统的结构和行为。

3)架构描述语言和架构描述工具架构描述语言和架构描述工具是用于描述软件体系结构的专用语言和工具。

常见的架构描述语言包括ADL(架构描述语言),架构描述工具包括Rational Rose等。

架构描述语言和工具能够帮助软件工程师更加形象和清晰地描述和分析软件体系结构。

2. 软件体系结构描述标准软件体系结构描述标准是指用于规范和标准化软件体系结构描述的标准和规范。

在软件开发过程中,采用统一的软件体系结构描述标准能够提高软件系统的质量和可维护性。

常见的软件体系结构描述标准包括但不限于:1)ISO/IEC/IEEE 42010ISO/IEC/IEEE 42010是一套国际标准,用于建模和描述系统与软件体系结构的标准。

该标准规定了软件体系结构的描述内容、描述方法和描述格式,能够帮助软件工程师更好地描述和分析软件体系结构。

软件体系结构

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。

软件体系结构描述语言 C2

软件体系结构描述语言 C2
请求消息只能向上层传送而通知消息 只能向下层传送。
通知消息的传递只对应于构件内部的 操作,而和接收消息的构件的需求无关。
C2连接件
连接件是负责构件之间消息的传 递可以连接任何数量的C2构件和 连接件。
连接件的主要职责是消息的路由 和广播,另一个次要职责是消息 的过滤。 (不过滤消息、通知消息过滤、 优先过滤策略、消息屏蔽)
C2架构风格
C2风格定义了两 种类型的消息:向上 发送的请求消息 (Requests)和向下发送 的通知消息 (Notifications)。 请求 消息只能向上层传送 而通知消息只能向下 层传送。
通知消息的传递 只对应于构件内部的 操作,而和接收消息
C2体系结构风格元素构成
构件: 分别有top和bottom端口 只能和1个连接件相连
定义
C2是一种用于用户界面密集的系统的软件体 系结构风格。
在C2风格的体系结构中,连接件在构件之间 转发消息,构件负责维护状态,进行操作, 通过两个接口(顶端接口和底端接口)和其 他构件交换消息。
构件之间的消息交换不能直接进行,而只能 通过连接件来完成。每个构件接口最多只能 和一个连接件相连,而连接件可以和任意数 目的构件或连接件相连。
对话:负责把接收到的 外部消息映射成内部对 象上的操作。
C2构件的作用
对构件上方的连接件发送过来的 通知消息提供响应;
对构件下方连接件产生的请求消 息执行相应的操作;
维护一些在对话框中定义好的约 束条件。
C2消息
C2风格定义了两种类型的消息:向上 发送的请求消息(Requests)和向下发送的通 知消息(Notifications)。
顶层域规定了该构件所能响应的 通知消息集,以及它能向上产生 的请求消息集

软件体系结构系列文章之五软件体系结构的描述方法

软件体系结构系列文章之五软件体系结构的描述方法


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图 1某 软 件 辅 助 理 解 和 测 试 工 具 部 分
体系结构描述

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表达 与描 述 的 有关 抽 象元 素 , 因此 ,A DL是 当前 软件 开 发和 设
计方法学 中一种发展很快 的软件体 系结构描述 方法。 A D L是 这 样 一 种 形 式 化 语 言 , 它在 底 层 语 义 模 型 的 支持
WWW. d . e/ g z n c nn t ma a ie s
第 二 种描 述 和 表 达 方 法 是 采 用 将 一种 或 几种 传 统 程 序 设 计 语 言的 模块 连 接起 来 的 模块 内 连接 语 言 M L。 由于 程 序 设计 语 I 言和 模 块 内连 接 语 言 具 有 严格 的 语 义基 础 , 因此 能 支 持 对 较 大 的 软件 单 元 进 行 描 述 ,诸 如定 义 /使 用和 扇 入 /扇 出等 操 作 。
3 .基 于软 构件 的系统描 述语言
第 三 种 方 法 是 采 用 基 于 软 构 件 的 系 统 描 述 语 言 。 基 于 软


传 统 软件 体 系 结 构 描 述 方;
构 件 的 系 统 描 述 语 言 将 软 件 系统 描 述 成 一 种 由许 多 以 特 定 形 式 相 互 作 用 的 特 殊 软 件 实 体 构 造 组 成 的 组 织 或 系 统 这 种 方 式 较 好 之 处 在 于 以 构 件 为 单 位 ,但 是 其 面 向 和 针

Kruchten的4+1模型描述软件体系结构

Kruchten的4+1模型描述软件体系结构
2024/5/22
过程视图的体系结构:过程分解
软件被分为独立的任务的集合。每个任务是一个独立的控制线程,可 以在一个处理节点上独立单独调度。因此可以将任务分为主任务和辅 任务。主任务是需要单独解决的体系结构元素。辅任务是由于实现原 因而在本地加入的附加任务(缓冲,超时,等等),例如可以将它们实 现为轻量级的线程。主任务通过一套完善定义的任务间通信机制进行 通信:同步的或异步的基于消息的通信服务、远程过程调用、时间广 播等。不应当假设通信中的主任务处于同一个过程中或处在同一个处 理节点上。辅任务的通信可以采用共享内存的方式或其他双方约定的 方式。
该模型采用多视图模型的方法描述软件体系结构。为了最终能够处理 富于挑战性的、大规模的软件系统,该模型由5个视图构成。
u逻辑视图 当采用面向对象的设计方法时,逻辑视图即是对象模型。 u进程视图 描述系统的并发和同步方面的设计。 u物理视图 描述软件到硬件之间的映射关系,反映系统在分布方面 的设计。 u 开发视图 描述软件在开发环境下的静态组织。
2024/5/22
假定你是Consultant(顾问)
面对这样的图,你会有什么反应?
2024/5/22
假定你是Consultant(顾问)
面对这样的图,你会有什么反应?
2024/5/22
体系结构描述方法
软件开发过程中各种角色之间交流设计思 想的媒介
进行上层分析的基础。此基础上可以验证 体系结构设计方案,精炼或改变必要的方 案
2024/5/22
构件 类
类服务
参数化类 类层次
连接件 关联
包含,聚集 使用 继承 实例
逻辑视图的风格
逻辑视图也可以采用面向对象的风格。 逻辑视图设计的主要准则是,要设法在整个系统中保持一个单一的、连贯的

体系结构描述语言

体系结构描述语言

体系结构描述语言体系结构描述语言(Architecture Description Language,ADL)是指用于描述和记录软件系统的体系结构的形式化语言。

ADL提供了一种描述软件系统组成部分、它们之间的关系和相互作用的标准化方法,以便于软件工程师和其他利益相关者理解和沟通软件系统的结构和行为。

ADL的主要目的是在系统开发过程中促进沟通和共享。

它可以帮助软件工程师在设计和开发过程中定义系统的基本元素、它们之间的交互关系和约束条件。

通过使用ADL,团队成员可以更好地了解系统的整体结构,从而更好地理解和管理系统开发过程中的各种需求和设计决策。

ADL可以用于不同层面的体系结构描述,包括高层体系结构(High-level architecture),低层体系结构(Low-level architecture)和中间层体系结构(Middle-level architecture)。

高层体系结构描述系统的总体结构,包括子系统和它们之间的关系。

低层体系结构描述子系统的详细结构和模块之间的连接方式。

中间层体系结构描述这两个层次之间的接口和交互。

ADL通常包括以下几个主要方面的描述:2. 接口(Interface):描述组件之间的通信和交互方式。

接口定义了组件之间的协议和数据格式。

3. 关系和相互作用(Relationships and Interactions):描述组件之间的关系和相互作用。

可以包括依赖关系、使用关系、实例化关系、目标引用关系等。

4. 约束条件(Constraints):描述系统中的限制性条件和要求。

可以包括性能要求、安全性要求、实现约束等。

5. 视图(Views):描述系统的不同视角和关注点。

例如,可以有逻辑视图、物理视图、过程视图等,每个视图都强调不同的方面和需求。

ADL可以使用图形表示或文本表示。

图形表示使用图形符号和连接线来表示组件、接口和关系。

文本表示使用特定的语法和标记来描述组件、接口和关系。

软件体系结构描述语言(ADL)

软件体系结构描述语言(ADL)

2011-5-28大作业参考资料:1.试就一种常用软件体系结构说明其概念、结构模型与应用领域,并结合该体系结构的应用,用一种ADL来描述该体系结构。

2.结合某一应用,编写一个XML文档,并将其与一个XML Scheme对应起来,最后用一种方法来解析该XML文件。

3.登录Oracle网站,学习Java FX 的使用方法,编写一个小型Java FX应用。

(选作)4.通过网络学习Flex,用Flex编写一个应用程序。

(选作)5.给出三种常用的Java 设计模式,并用Java语言给出其实现的实例。

电子稿文件名格式:学号+姓名+软件体系结构期末作业.DOC软件体系结构描述语言(ADL)要点浏览本章将对学术界常见的体系结构描述语言进行介绍.由于研究流派不同,各种ADL的设计和能力也不尽相同.本章选取五种比较典型的ADL作为代表,希望能让读者了解主流ADL的基本能力,主要功能和应用范围.为了让读者对各种ADL 有一个更为清晰的认识,本章最后还对这五种典型的ADL进行了比较全面的比较. 通过本章的学习,您将能:了解主流ADL的语法和语义掌握主流ADL的特点区分主流ADL的不同总体介绍任何一个软件系统都有结构,在系统开发过程中的分析设计阶段,通过考察系统的结构,可以对系统的开发和实现提供良好的基础.系统的结构往往体现为系统的各个部分之间的配置.对于描述软件系统配置的表示法的研究由来已久.早在1975年,DeRemer和Kron就设计了模块互连语言(Module Interconnection Language,MIL)用于描述结构化的基于模块的程序.在MIL中,模块可能需要导入/导出各种资源.所谓的"资源"就是命名元素,例如类型定义,常量,变量,函数等.MIL 的编译器通过进行模块间的类型检查来保证系统的完整性,常见的检查包括:某个模块要使用的资源是否已经被其它模块提供了,资源的类型是否匹配,一个模块的实现是否确实提供了其规约中声明的资源,一个模块是否有权访问它要使用的资源等.早期的MIL要求不同模块的开发人员在开发前先达成很多一致.例如:能够根据简单的名字匹配来发现模块之间的交互,所有的模块都是用同一种语言开发的,所有的模块在组装系统时都可用,模块的接口描述了与之进行交互的其它模块……进一步的研究逐步弱化了这些限制.例如Darwin允许模块在运行时动态的实例化并进行绑定;Polygen允许不同的模块用不同的编程语言进行开发.各种软件配置的表示法逐渐成熟,它们既能描述静态也能描述动态的结构化的分布式系统. MIL的关注点是模块及其之间的互连.随着系统复杂度的提高,人们发现模块之间的交互逐步变得复杂.研究人员对模块之间交互的重视导致了"连接子"(connector)这个概念的诞生,它主要用于描述软件系统的各个组成部分(component)即构件之间的交互关系.从而软件系统的结构可以自然的用构件,连接子及其之间的配置进行描述.将连接子作为与构件同等重要的一阶实体进行处理,是因为如果不将构件之间的交互显式的进行描述,将会带来一些问题,包括: 难以将构件之间的交互信息局部化,从而导致难以识别系统中的连接,并且难以复用连接机制构件之间的关系难以进行抽象,从而阻碍对整个系统结构的理解由于构件的实现和交互信息绑定在一起,对不同构件的使用往往会因为交互机制的不兼容而产生严重的集成问题.支持构件,连接子及其配置的描述语言就是如今所说的体系结构描述语言(Architecture Description Language,ADL).UniCon就是最早出现的一种体系结构描述语言.此外,典型的ADL还包括:Rapide:一种事件驱动的ADL,它以体系结构定义作为开发框架,支持基于构件的开发.该语言提供了建模,分析,仿真和代码生成的能力,但是没有将连接子显式地表示为一阶实体.Wright:其主要特点是将CSP 用于软件体系结构的描述,从而完成对体系结构描述的某些形式化推理(包括相容性检查和死锁检查等).但它仅仅是一个设计规约语言,只能用于描述,无法支持系统生成,同时CSP 的使用也是比较困难的事情. Acme:支持ADL之间的映射及工具集成的体系结构互交换语言.其目标是作为体系结构设计的一个共同的互交换格式,以便将现有的各种ADL在这个框架下统一起来;而它本身也可以看作是一种ADL.xArch:一种基于XML 的ADL.它使用XML 定义了描述体系结构的核心元素,可以用来简单的描述软件体系结构,也可以作为设计其它ADL的基础,或者用作体系结构描述描述语言的互交换机制.xADL2.0:以xArch 为基础的基于XML 的ADL.除了xArch 的核心元素,xADL2.0 还提供了对系统运行时刻和设计时刻的元素的建模支持,类似版本,选项和变量等更高级的配置管理观念,以及对产品家族的体系结构的建模支持.此外,xADL2.0还利用XML 的可扩展性简化了新的ADL的设计及其相应工具的开发过程.各种ADL的出现为描述软件系统的结构提供了一种形式化的描述方法,而不是容易引起歧异的线框图.这种精确的描述也使得设计人员能够在系统开发的早期阶段对系统结构进行高层的分析和验证,从而有助于提高软件开发质量,降低开发成本.以下我们将着重介绍五种ADL:UniCon,Darwin,C2 SADL,Acme和xADL.常见的体系结构描述语言UniCon (Universal Connector)UniCon简介UniCon是由CMU和SEI设计的一个体系结构描述语言.该语言关注软件体系结构的结构化特性,将系统(本身也是一个复合构件)描述为构件和连接子的配置,其中构件表示计算或者数据,而连接子表示构件之间的交互.每个构件的接口都对外提供一些演员(player).构件通过这些演员与外界发生交互.与构件类似,一个连接子的协议对外提供一些角色(role),连接子通过这些角色来调解构件之间的交互.图- 1是用UniCon的图形化编辑器生成的示意图.UniCon概念的示意图图- 1中有两个构件,构件A和构件B,它们都是Unix中的过滤器.这两个构件都有三个演员,用三角形表示.左边的演员表示输入流"standard in",右边的演员是输出流"standard our"和"standard error".两个构件之间是一个连接子,它是Unix下的管道.这个连接子有两个角色:悬垂在左边的表示管道的入口(source),右边的表示管道的出口(sink).在上图中,构件和连接子之间还没有交互.为了在构件之间建立连接,演员必须和某个角色关联起来.如图- 2所示.在UniCon建立连接通过演员与角色的关联,最终就可以建立整个系统各个部分之间的配置.最新版本的UniCon不仅支持类似于上例的管道-过滤器系统,还支持使用过程调用和共享数据的模块交互系统,基于RPC调用的分布式系统,根据各种实时要求共享处理器的进程以及基于SQL命令的数据库访问.UniCon的提出是为了达到如下目的:解决系统描述和组装的实际问题,为实际工具提供一个原型;为各种连接机制提供一个一致的访问方式帮助软件设计师区分不同的构件类型和连接子类型并验证构件和连接子配置的正确性支持图形化和文本化符号以及二者之间的互换兼容现存的用常见的编程语言编写的构件(这些构件并不需要特定于UniCon) 尽可能的将运行时开销降到最低以下将具体介绍UniCon中构件和连接子的定义.UniCon中的构件UniCon中的构件定义包括规约部分和实现部分.构件的规约称为构件的接口(interface).接口定义了构件所能进行的计算以及使用构件必须遵循的约束.构件的接口包含三类信息:构件类型:构件类型表示构件提供的功能的类型,它限制了该构件所能定义的演员的数量,类型和规约.特性:由属性和值组成的二元组,用于指定与构件整体相关的附加信息,例如断言,约束等.演员:从构件外部可见的语义单元,构件通过演员与其它构件发生交互.其语法如下:构件的实现有两种形式:原子(primitive)实现:原子实现是一个指向存在于UniCon语言外部的文档链接,该文档包含了相应的构件实现.它可能是某种编程语言的源代码(目前UniCon工具集仅仅支持C语言的源代码),也可以是目标码,或者是包含目标码的Unix档案库文件,或者是二进制可执行文件,shell脚本,数据文件,C语言的include文件等复合(composite)实现:某个UniCon构件的复合实现是对其它已定义的构件和连接子的配置的描述,该实现包含三类信息:片段(piece):用于构造某个配置的构件和连接子实例配置信息:描述构件和连接子的关联抽象信息:描述该构件的接口如何由其复合实现中的构件接口实现.构件实现的语法如下:UniCon中的连接子连接子的定义也包含规约和实现两个部分,其中规约部分通过协议(protocol)进行描述.连接子的协议定义了构件之间允许产生的交互,并确保这些交互能够顺利进行.连接子的协议包含三类信息:连接子类型:连接子类型表示连接子所能调解的构件之间的交互类型,它限制了连接子的角色的数量,类型和规约.特性:由属性和值组成的二元组,用于指定和连接子整体相关的附加信息,例如断言,约束等(例如和时间和顺序相关的规则)角色:从连接子外部可见的语义单元,通过角色连接子对构件的交互进行调解.角色通过与演员发生关联,从而形成系统的连接,它定义了参与连接的演员的需求与责任.连接子的实现是UniCon内置的,即UniCon只支持连接子的原子实现,它本身不提供用户自定义连接子实现的机制.连接子的定义的语法如下(从中也可以看出UniCon目前支持的连接子实现的类型):UniCon是最早的体系结构描述语言之一.从上述介绍可以看出,UniCon强调将系统划分为构件后,用适当的连接子将其组装起来构成一个完整的系统.构件和连接子之间是松耦合关系.UniCon备受诟病的一点是它只支持预定义的连接子,并且不支持复合连接子.为了解决这个问题,相关研究人员在UniCon的基础上对其进行了增强.增强后的UniCon称为UniCon-2.UniCon-2提供了一个比较灵活的类型系统,并且引入了责任(duty)这个概念用于描述演员,角色等与属性的关系.某个系统配置的责任还可以用于描述体系结构风格.由于UniCon-2允许用户引入新类型,为了便于对与新类型相关的约束进行检查,UniCon-2采用了一种开放的编译器结构以便于增加相应的检测方法.DarwinDarwin简介Darwin最初是一个分布式系统配置语言,引入软件体系结构研究后,Darwin成为一个体系结构描述语言.作为一个ADL,Darwin对软件系统的静态结构的描述和UniCon非常相似,不过Darwin中引入了一些特有的构造(construct)使之便于描述系统的动态特性.此外,Darwin使用π演算作为其形式化基础,因此使用Darwin描述的体系结构模型能够进行一些高层的模型检测,例如是否存在死锁等.Darwin的建模能力和特点使用Darwin描述的软件系统配置主要由构件及构件之间的绑定(binding)组成. Darwin中的构件是用服务(service)进行定义的,一个构件既能对外提供一些服务,也能请求外部的服务.所有的服务名的作用范围仅限于定义这些服务的构件,亦即构件的定义本身并不需要了解全局的服务名.因此Darwin中的构件是上下文独立的(context independent),这有助于构件的复用,并能简化维护阶段对构件的替换工作.构件的服务由服务类型进行区分,但是Darwin本身并不解释服务类型信息.服务类型信息要么由低层的形式化行为规约进行解释,要么用于表示底层分布式平台所支持的通信机制(例如在Regis系统中,类型信息就可以直接用于选择正确的通信代码).图- 3是一个过滤器构件的定义,其中服务的类型信息就是尖括号内的内容.Darwin中的构件Darwin中的绑定就是构件的provide服务和require服务之间的链接.只有provide服务类型和require服务类型相互匹配,相应的绑定才是合法的.由于Darwin本身只管理服务类型,并不对其进行解释,因此必须由提供服务类型的系统来判断服务是否匹配(不过在Darwin目前的工具集中,仅仅简单的通过名字是否相同来判断服务是否匹配).为了灵活的对构件进行绑定,Darwin中提供了一些特有的关键字,例如forall,when等.下述代码是图- 4例子的Darwin描述,其中流水线的长度是由其参数动态决定的,forall,when等也体现了Darwin这种ADL 对动态性的支持.Darwin对动态结构的支持主要来自于延迟实例化(lazy instantiation)和直接动态实例化(direct dynamic instantiation)这两种技术.延迟实例化是指只有当用户试图访问某个服务时,提供该服务的构件才被实例化.将延迟实例化与递归结合起来就能描述几乎不受限制的结构,其局限性是不能描述循环绑定的结构.直接动态实例化则允许系统结构随意的发生演化,这需要底层π演算的相关支持.具体细节以及与π演算相关的内容请参看相关文献.可变长度的流水线(Pipeline)用Darwin 描述的客户服务期系统使用构件和绑定就能定义Darwin中的复合构件以及一个系统.事实上,Darwin描述的系统就是一个层次式结构化的复合构件.下述代码就是图- 5所示的客户服务器系统的Darwin描述.注意:其中的System构件就是最终的系统.Darwin的设计面向的是分布式软件,因此它对系统动态性的支持可以说是天生的.从抽象的角度来看,Darwin中的构件及其之间的绑定其实独立于具体的构件交互机制,因此理论上Darwin也能用于描述传统的程序结构.虽然Darwin能很好的描述系统的动态特性,但是Darwin中并没有显式的连接子概念,因此使用Darwin进行复杂系统设计时关注的主要还是构件;当然这似乎并不会削弱其表达能力.C2 SADLC2 SADL是UCI设计的一种基于消息传递的体系结构描述语言,主要用于描述符合C2风格的软件系统的体系结构.C2风格C2风格是一种基于构件和消息的体系结构风格,主要是应用于带有图形用户接口(GUI)的应用系统,但也能用于其它类型的应用.这种风格要求构件之间通过消息交换进行通信.因此每个C2构件和C2连接子都有一个top接口和一个bottom接口,其中top接口定义了该构件所能接收的应答消息和向上发出的请求消息,而bottom接口定义了该构件能够进行应答的请求消息及其向下发出的应答.所有消息都以连接子为桥梁在构件之间进行传递.这种风格的体系结构将系统中的构件用连接子划分为不同层次,如图- 4所示.C2风格的体系结构:可视化堆栈(Stack)C2概念的图例C2风格的核心在于构件之间的"有限可见性",即处于系统中某个层次的构件只能"看到"上层的构件,而不清楚下层到底是什么构件在与之进行通信.具体表现在如下所述的构件之间的通信规则(即系统的组装规则):构件的top接口只可能与某一个连接子的bottom接口相连构件的bottom接口只可能与某一个连接子的top接口相连与连接子相连的构件或者连接子没有数量限制两个连接子相连时,只能是其中一个的bottom接口与另一个的top接口相连C2 SADLC2 SADL目前还只是一个原型语言,其相应的支撑工具还在开发中.该语言包含三个部分:接口定义符号(IDN, interface definition notation):是C2中的构件接口的规约.如下所示是一个堆栈(Stack)构件的C2 IDN.体系结构描述符号(ADN,architecture description notation):是C2体系结构的声明性规约.例如图- 4所示例子的相应描述如下:体系结构构造符号(ACN,architecture construction notation):主要用于表达体系结构的动态变化,例如如果要在运行时删除堆栈的一种可视化表示方式,可以用ACN进行如下描述:C2 SADL中的连接子本质上是一种消息总线,复合这种结构的应用系统往往具有比较良好的灵活性和可扩展性.不过由于C2 SADL还没有针对大型实际系统进行建模和使用,因此对使用该结构所可能导致的性能问题还不是很明确.AcmeAcme简介Acme是CMU的Acme项目的产物.该项目始于1995年,目的是为了研究一个公共的语言,使之能在不同的体系结构设计工具之间作为体系结构描述信息互换的桥梁.目前Acme及其开发工具包AcmeLib提供了一个通用的,可扩展的基础框架用于描述,表示,生成以及分析系统的软件体系结构.而作为桥梁作用的Acme,由于必须具备大多数ADL共有的概念,因此它本身也是一个ADL,并且是一个相对而言比较简单的通用的ADL.Acme的建模元素和特点Acme的主要特点表现为:采用七个基本的体系结构设计元素作为体系结构的本体(architectural ontology),如图- 6,图- 7所示.采用灵活的标注机制支持使用外部语言定义的非结构化信息使用类型机制对常见的可复用的软件体系结构俗语和风格进行抽象描述使用开放的语义框架对体系结构描述进行推理Acme的设计元素Acme的设计元素以下对Acme所采用的设计元素进行简要介绍.这七个设计元素是:构件(components):系统中的计算元素和数据存储.直观的说,就是线框图中的框.典型的构件有:客户端,服务器,数据库,黑板,过滤器等.连接子(connectors):构件之间的交互.直观的说,就是线框图中的线.典型的连接子有:过程调用,事件广播,客户和服务器之间的协议等.系统(systems):构件和连接子的配置.端口(ports):构件通过端口与外界发生交互.一个构件可以有多个不同类型的端口,每个端口都是一个接口的集合,例如一系列需要以特定顺序调用的过程.角色(roles):连接子通过角色与外界发生交互.角色定义了构件之间交互的参与者. 表示(representations):构件或者连接子内部结构的描述.通过"表示"这个概念,系统的体系结构就具有了层次结构.同时,"表示"这个概念可以用于描述体系结构实体的多个视图(但是Acme本身并不处理视图之间的对应关系),如图- 7所示. 表示的映射(rep-maps):将构件或者连接子的内部"表示"与外部接口进行映射. 简单的客户端-服务器系统以下是一个简单的客户端-服务器系统(图- 8)的Acme描述.Acme本质上是一些ADL的建模元素的"最大公约数",因此它能作为不同ADL 及其支撑工具之间用于信息交换的语言.这是Acme的最大作用,当然这也使得它只能成为一个建模能力一般的ADL,例如Acme中就没有相应的机制用于对构件或者系统行为进行描述或者规约.相关研究者正在考虑在Acme中引入类似于Wright中使用的CSP的形式化语言来解决这个问题.当然,作为一个通用的交换语言,Acme的能力及其可扩展性也不是无限的.例如Acme的扩展仅限于在七个基本设计元素的基础上进行,并且Acme中缺乏用于描述属性及其数据格式的元语言.无论如何,Acme是第一个ADL之间的互交换语言,它的出现使得不同的ADL支持工具之间有可能进行体系结构描述信息的交流.xADLxADL简介xADL是UCI设计的一个基于xml的ADL,最新版本是xADL2.0.其建模元素都是使用xml schema进行定义的.xADL除了提供ADL中常见的建模元素外,还对产品家族的描述提供了一些支持,例如体系结构版本等.这是xADL的一个独特之处.此外,xADL本身设计成一个模块化语言,因此具有良好的可扩展性.xADL建模元素和特点作为一个ADL,xADL也定义了常见ADL中的建模元素,包括构件,连接子,构件的接口,配置等,其中构件和连接子都具有内部结构.由于xADL的模块化特性,使得用xADL描述的体系结构看起来就像是一些相互独立的结构的集合.例如下述代码就是用xADL描述的一个客户-服务器结构(图- 11)(由于空间有限,下述简写代码没有遵循xml的格式!)用xADL 描述的客户-服务器系统除了上述常见的体系结构建模元素,xADL还提供了一些特有的建模元素用于支持产品家族的建模,这些元素包括:选项(Option):允许体系结构描述中的一些构件或者连接子在某些情况下是可选的,即不一定存在.变体(Variant):类似于编程语言中的联合(Union).将某些构件或者连接子指定为变体,意味着这些元素在某些情况下可以被实例化为不同类型的元素.版本(Version):用于描述构件,连接子和接口的版本树.这样就可以在同一个体系结构模型中使用同一类型元素的不同版本.结构差异(Structural Differing):用于描述两个xADL结构的差异.产品线体系结构差异(Product-Line Architecture Differing):用于描述产品线中两个体系结构的差异.上述建模元素在xADL中根据抽象层次分为两类,一类是运行时概念,包括构件实例,连接子实例,接口实例,链接实例等;还有一类是运行时概念,包括构件,连接子,接口,链接等(这些都是类型的概念)xADL的另一个特点在于其灵活的可扩展性.其可扩展性本质上来源于xml以及schema的可扩展性,例如可以通过schema的include机制来实现继承等.当然,从上述介绍中也可以看出,xADL也提供了体系结构建模的基本元素,并且用于定义xADL的xml schema是独立于其它ADL的,因此xADL也可以用于ADL 之间的转换.已有研究人员已经给出了从C2,Acme等ADL到xADL的映射规则. xADL相比UniCon等ADL来说属于第二代的ADL.其xml基础使其具有良好的可扩展性,并且由于xml格式文本的易交换性使得xADL能比较容易的集成不同的支持工具.但是由于xml格式的冗长,因此对xADL的使用需要有一定的工具支持.体系结构描述语言分类框架根据对ADL的研究,Medvidovic 和Taylor 于2000年提出了一个用于对ADL进行分类和比较的一般框架,如表1所示.该框架认为一个ADL必须明确的对构件,连接子和它们的配置进行建模;为了保证体系结构描述有明确的语义还必须对构件的接口进行建模.此外,为了保证可用性和有用性,它也必须为基于体系结构的开发和演化提供工具支持.除了上述必需的建模元素外,不同的方法由于关注点的不同,可能会关注不同的体系结构特性,比如系统组装的风格,某个应用领域的特征以及分布,并发,安全和吞吐量等属性.体系结构描述语言体系结构建模特性构件接口,类型,语义,约束,演化,非功能属性连接子接口,类型,语义,约束,演化,非功能属性体系结构配置易理解性,组装性,精化和追踪性,异构性,可量测性,演化,动态性,约束,非功能属性工具支持主动规约,多视图,分析,精化,实现生成,动态性ADL的分类与比较框架,黑体字表示必须建模的元素如上所述,构成体系结构描述的三要素是:构件,连接子和体系结构配置.因此,一个ADL应该提供至少这三种元素的显式描述.是否同时描述了这三种元素,也可以。

谈谈对软件体系结构的认识_范文模板及概述

谈谈对软件体系结构的认识_范文模板及概述

谈谈对软件体系结构的认识范文模板及概述1. 引言概述:在当今信息技术飞速发展的时代,软件已经成为我们生活和工作中不可或缺的一部分。

而软件体系结构作为软件开发过程中的一个重要概念,对于确保软件系统的稳定、高效运行起着至关重要的作用。

本文将对软件体系结构进行深入探讨,旨在帮助读者更好地理解和应用软件体系结构的相关概念。

文章结构:本文分为五个主要部分。

首先,引言部分将对文章内容进行简单介绍。

接下来,第二部分将介绍软件体系结构的基本概念,包括其定义、作用、组成要素以及设计原则和模式。

第三部分会详细探讨常见的软件体系结构类型,如分层架构、客户-服务器架构和面向服务架构(SOA)。

然后,在第四部分中,我们将强调软件体系结构的重要性和优势,包括提供可扩展性和灵活性、改善可维护性和可测试性以及促进团队合作和开发效率提高等方面。

最后,在总结与展望部分,我们将回顾软件体系结构的重要性,并展望未来的发展趋势。

目的:本文旨在深入探讨软件体系结构的相关概念和应用价值,帮助读者加深对软件体系结构的认识,并提供一些实践经验和指导原则供读者参考。

通过阅读本文,读者可以更好地理解软件体系结构,并在软件开发过程中应用合适的架构类型,从而提高软件系统的质量和性能。

注意事项:文章中将结合具体案例和实践经验,对每个部分进行更详细的说明和阐述。

为了使文章内容更加清晰易懂,将尽量避免使用过多技术术语或专业名词,并以通俗易懂的方式呈现给读者。

同时,在引言部分结束后,将逐步深入介绍软件体系结构的各个方面,使读者能够系统全面地了解和掌握该主题。

2. 软件体系结构的基本概念2.1 定义与作用软件体系结构指的是一个软件系统在高层次上的组织方式和结构布局。

它描述了软件系统中各个组成部分之间的关系,以及这些部分如何协同工作来实现系统的功能和属性。

软件体系结构主要通过定义元素、组件、连接和约束等来描述系统的架构。

软件体系结构有助于对复杂系统进行抽象和理解,并提供了一种高级别视角来管理软件开发过程。

软件体系结构

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。

软件体系结构描述语言 C2ppt课件

软件体系结构描述语言 C2ppt课件

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C2对于构件接口的描述
Component :: = Component component_name is Interface component_message_interface Parameters component_parameters Methods component_methods [behavior component_behavior] [context component_context] End component_name;
4
C2风格的中心原则
C2风格的中心原则是有限可视原则,或者说是下层 独立的原则: 在C2风格的体系结构中,某一构件只能感知层次高 于自己的构件所提供的服务,而不能感知到层次比 自己更低的构件的服务。 这种单向的传递性,有利于系统的维护和扩展。
5
C2风格的通信规则
C2中,所有构件间的通信必须通过消息来实现,这 也是构件之间的唯一通信途径。每个构件都有一个 顶端域、一个底端域。构件的顶端域定义了构件可 以对哪些通知做出响应,以及可以发出哪些请求; 构件的底端域定义了可以向下层发送哪些通知,以 及可以响应下层的哪些请求。
软件体系结构描述语言 C2
小组成员:
1
引言
软件体系结构是根植于软件工程发展起来的新兴学科,目前已经成为软件工 程研究和实践的一个重要领域。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,即能否达到体系结构级的软件重用。也就是说,能 否在不同的软件系统中,使用同一体系结构。
C2体系结构风格作为一种经典的体系结构风格,它就具有平衡开发费用与近 产品的共同性的特性。按照C2体系结构风格的规则,我们能够把各种粒度的 构件集成到一个系统结构中。可以说,C2体系结构风格对软件结构和软件构 件交互定义了一个良好的设计规范,同时还具有广泛的试验和工具。因而, 它就为软件设计开发者提供了一个有界面密集的系统的软件体系结构风格。 在C2风格的体系结构中,连接件在构件之间转发消息,构件

软件体系结构描述方法

软件体系结构描述方法
UML是一种建模语言,而不是一个开发过程 。 用途:
MIL是将一种或多种传统程序设计语 言模块连接起来 描述软件体系结构的方法。
特点:语义比较丰富,但局限于实现级别 ,层次较低、语 义精确、极少形式化基础。
优点:
具有严格的语义基础,能够支持对较大的软件单 元进行定义/使用、
接口定义和导入导出等操作,一般来讲,MIL与 实际的实现语言无
用由矩形框和有向线段组合而成的图形表达 工具。其中,矩形 框代表抽象构件,有向线段代表辅助各构件进行 通讯、控制或关联 的连接件。
优点:直观形象、简单易用。 缺点:由于其术语和表达语义上存在着一些不规 范和不精确,从而 使得以矩形为基础的传统图形表达方式在不同系
特点:
寓意丰富 语义极不精确 没有形式化基础
根据ADL和编程语言的关系分类:
标准语言:其优点是可扩展已有的工具以适 应新框架的特性,并且易于掌握;缺点是,不能 很好地支持建模语言结构,损失了语言描述效率 。
专用语言:与标准语言相反,它针对系统建 模与设计,保证了语言与模型能够很好地匹配; 不足之处是,需要学化为概念模型的标准语言,使用时要 考虑转换机制产生的中间制品。
功能模块:
(1)用户管理模块:包括注册登陆登出,身份认证, 管理员权限验证,个人信息管理模块; (2)店铺管理模块:包括店铺开通关闭,店铺信息修 改; (3)商品管理模块:商品的展示、搜索、以及增删改 查; (4)购物车模块:将选中商品加入购物车和从购物车 删除商品; (5)订单管理模块:包括增加、查询、删除订单; (6)支付模块:对已订单进行支付,包括收货人信息 的增删改查; (7)商品评价模块:对已收货商品进行评价打分; (8)活动管理模块:增加修改删除活动;
包图反映体系结构的静态特征、协作图序列图部署图 反映体系结构的动态

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。

几种软件体系结构风格阐述

几种软件体系结构风格阐述

几种软件体系结构风格阐述软件体系结构是一种抽象的概念,它描述了计算机系统中元素、组件以及它们在系统中的交互方式。

软件体系结构是应用程序的基础,它决定了系统的性能、可靠性和可维护性。

不同的应用场景需要不同的软件体系结构,所以研究和选择适合的软件体系结构对于软件开发至关重要。

本文将介绍几种常见的软件体系结构风格。

1. 分层体系结构分层体系结构是一种将系统分解为逻辑层的体系结构风格。

每个层对系统的某个方面进行抽象和处理,并通过简单的界面与其它层交互。

分层体系结构使得整个系统能够更好地组织和管理,每个层都担负着不同的任务,有助于降低系统的复杂度。

不过,分层体系结构也存在着一些缺点,比如单个层出现问题时会影响整个系统,层与层之间的接口设计也需要考虑,这些都需要额外的编程。

2. 客户端-服务器体系结构客户端-服务器体系结构是一种将系统分为客户端和服务器两部分的体系结构风格。

客户端与用户交互,并向服务器发起请求,服务器在响应请求后返回数据给客户端。

这种风格的优点是可以平衡客户端和服务器的负载,并且客户端和服务器可以独立地发展和维护。

缺点是增加了通信和协调的开销,需要处理并发和同步问题。

3. MVC体系结构MVC体系结构是一种将系统分为模型、视图和控制器三部分的体系结构风格。

模型负责处理数据,视图负责显示信息并与用户交互,控制器则负责协调视图和模型之间的交互。

MVC体系结构的优点是可以提高代码的可维护性和可重用性,提升系统的交互性和可扩展性。

缺点是增加了系统的复杂性。

4. 事件驱动体系结构事件驱动体系结构是一种基于事件响应的体系结构风格。

它通过对事件的监听和相应来处理系统中发生的各种动作。

这种风格的优点是可以降低流程控制复杂度,提升系统的响应速度和实时性。

缺点是事件处理的规则较为复杂,需要考虑事件的顺序和关系。

5. 领域驱动体系结构领域驱动体系结构是一种将系统分为领域层、应用层和基础层三部分的体系结构风格。

每个层都在前一层的基础上进行业务逻辑的处理,基础层提供基础的组件和服务支持,应用层则是系统的业务逻辑实现,领域层则将业务对象进行抽象。

关于模块化软件体系结构描述语言的综合方法

关于模块化软件体系结构描述语言的综合方法

关于模块化软件体系结构描述语言的综合方法[摘要] 过去几十年的研究表明,在组件和连接器方面对软件进行模块化构建是用途广泛的,这导致了大量模块标记的产生。

每种标记专注于系统模块化的不同方面,一般来说这些标记致力于利用已有的标记来发展新的标记而忽略了重用和扩展。

为了解决这一问题,本文研究了一种新的办法——允许快速地构建新的描述性语言(ADLs),该语言利用XML和XML的扩展机制来完成。

本文定义了一组类别,重用ADL模块称作XADL 2.0,它可以作为ADL单独使用,也可以扩展支持新的应用和领域,实验验证了本文方法的有效性、可扩展性和灵活性。

[关键词]软件架构;模块化;ADL;XADL;XML1引言与对象或代码行相比,软件体系是对软件的更高层的抽象。

在最低限度上,软件体系处理包含组件(计算点)、连接器(交流点)和配置(组件和连接器安排,性能的安排)的软件系统。

在这个抽象层,可以对一个软件系统的许多方面进行建模,如拓扑、行为、使用情境、部署属性等。

这些方面中每一个也可能在不同细节层以不同的方法进行建模。

各个方式的建模都有其自身的优势,可能提供一个新方法去分析、模拟系统或向其他开发人员解释系统结构。

虽然有这些优点,但软件体系结构的研究仍没有在实践中对软件工程有重大影响。

要使软件架构性价比合理需要符号、工具和在适当的细节层模拟系统重要方面的技术。

十几年研究的结果已经形成许多标记软件体系的的符号,通常的形式是体系结构描述语言(ADLs)。

一般来说,那些相互标记的的符号支持单一的研究目标。

然而,要想在现实生活的语境中有效,软件架构的研究必须超出单个目标符号,架构必须同时获得软件系统的多个方面。

此外,对模块化足够重要的各个方面的范围相互区别。

例如,由于时耗和功耗需要,嵌入式系统项目可能需要更广泛更详细的建模能力,而分布式系统则可能在建模容错和带宽方面有所要求。

例如,嵌入式和分布式系统的建构师都会通过发布产品来跟踪和管理他们的体系结构的进展;同一个领域内的项目通常会有许多共同关心的方面。

软件体系结构描述

软件体系结构描述

第4章 软件体系结构描述 ◇ 描述方法的种类
4.1 软件体系结构描述方法
◎ 图形表达工具 ◎ 模块内连接语言 ◎ 基于软构件的系统描述语言 ◎ 软件体系结构描述语言
第4章 软件体系结构描述 ◇ 图形表达工具
4.1 软件体系结构描述方法
• 对于软件体系结构的描述和表达,一种简洁易懂 且使用广泛的方法是采用由矩形框和有向线段组 合而成的图形表达工具。在这种方法中,矩形框 代表抽象构件,框内标注的文字为抽象构件的名 称,有向线段代表辅助各构件进行通信、控制或 关联的连接件。


交流及其共享来形成群体效应,提升整个企业的知识资源。

面 ➢ 注重软件工程项目团队建设,加强团队合作精神,提高团队
沟通能力。
第4章 软件体系结构描述 ◇ 图形表达工具
项目管理
静态分析器
4.1 软件体系结构果库
最优/最劣时间 计算
带时间特性的 流程图
布图算法
函数调用关系 图
通常在规模较小时,增加投入可以促进规模报酬递增,而当规 模达到一定程度时,则会出现规模报酬递减的情况。
5.1.1 生产函数
3. 规模报酬
5.1.1 生产函数
3. 规模报酬
分别对公示5.3中的L与K求偏导数则有:
式5.4中, 表示劳动力对产出的弹性系数,表示在其他条件不变的情况下, 劳动力增加1%会使产出发生变化的百分比; 表示资本对产出的弹性系数, 表示在其他条件不变的情况下,资本增加1%会使产出发生变化的百分比。
第4章 软件体系结构描述 ◇ 模块内连接语言
4.1 软件体系结构描述方法
◎ 采用将一种或几种传统程序设计语言的模块连 接起来的模块内连接语言(MIL)。由于程序设计 语言和模块内连接语言具有严格的语义基础,因此 它们能支持对较大的软件单元进行描述。

第4章作业答案

第4章作业答案

第四章软件体系结构描述1、体系结构描述有哪些方法?有哪些标准和规范?体系结构描述方法:(1) 图形表达工具:由矩形框和有向线段组合而成。

(2) 模块内连接语言:将一种或几种传统程序设计语言的模块连接起来的语言。

(3) 基于软构件的系统描述语言:将软件系统描述成一种是由许多以特定形式相互作用的特殊软件实体构造组成的组织或系统。

(4) 软件体系结构描述语言:是参照传统程序设计语言的设计和开发经验,针对软件体系结构特点重新设计、开发和使用的专门的软件体系结构描述语言。

体系结构描述的标准和规范:IEEE P1471 :于2000年9月21日通过IEEE-SA标准委员会评审。

2、体系结构描述语言与程序设计语言有什么区别?体系结构描述语言(ADL)在充分继承和吸收传统程序设计语言的精确性和严格性特点的同时,还应该具有构造、抽象、重用、组合、异构、分析和推理等能力和特性。

◎构造能力:ADL能够使用较小的独立体系结构元素来建造大型软件系统;◎抽象能力:ADL使得软件体系结构中的构件和连接件描述可以只关注它们的抽象特性,而不管其具体的实现细节;◎重用能力:ADL使得组成软件系统的构件、连接件甚至是软件体系结构都成为软件系统开发和设计的可重用部件;◎组合能力:ADL使得其描述的每一系统元素都有其自己的局部结构,这种描述局部结构的特点使得ADL支持软件系统的动态变化组合;◎异构能力:ADL允许多个不同的体系结构描述关联存在;◎分析和推理能力:ADL允许对其描述的体系结构进行多种不同的性能和功能上的多种推理分析。

典型元素含义的比较:3、对一个你曾经开发过的软件系统进行考虑,如果要使用ADL对其体系结构进行描述,你会选择哪一种?为什么?答案略。

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特点:语义比较丰富,但局限于实现级别, 层次较低、语 义精确、极少形式化基础。
优点:
具有严格的语义基础,能够支持对较大的软件单 元进行定义/使用、 接口定义和导入导出等操作,一般来讲,MIL与实 际的实现语言无
关,只关注构件的对外表现协议以及构件之间的 通讯关系。
缺点:
这些语言处理和描述的软件开发层次过于依赖程 序设计语言,限制
专用语言:与标准语言相反,它针对系统建模 与设计,保证了语言与模型能够很好地匹配;不 足之处是,需要学习新的语法及其工具。
前端语言:通过选择与模型匹配的语言描述, 它可以转化为概念模型的标准语言,使用时要考 虑转换机制产生的中间制品。
IEEE P1471 Rational
1、构造能力:ADL能够使用较小的独立体系 结构元素来建造大型
特点:
寓意丰富 语义极不精确 没有形式化基础
用途: 商业展示 设计草图
它是一个支持模型化和软件系统开发的图形化语 言,为软件开发的所
有阶段提供模型化和可视化支持,包括由需求分析到 规格,到构造和配置。
侧重于面向对象。
优点:采用面向对象方法,更能反应软件体系结构的 本质特征。提供多个
视图直观形象地反映体系结构元素所具有的功能和特 征、可以通过类图、
B/S架构
Browser/Server结构主要是利用了不断成熟的 Web浏览器技术:结合浏览器的多种脚本语言 和ActiveX技术,用通用浏览器实现原来需要复 杂专用软件才能实现的强大功能,同时节约了 开发成本。 优点:
可以在任何地方进行操作而不用安装任 何专门的软件,只要有一台能上网的电脑就能 使用,客户端零安装、零维护。系统的扩展非 常容易。
了他们处理和描述比程序语言元素更为抽象的高 层次软件架构元素
的能力。
借助抽象的方法将软件系统转化为数 学模型。如何抽象取决于关注点。
优点: 严格精确无歧义、可以计算出系统质
量 缺点:
不能直接支持软件的各种概念,因此 难以在实践中 应用。
ADL一种能够建立软件系统概念化体系结构的 语言,能够刻画 体系结构的具体语法和概念框架。
用由矩形框和有向线段组合而成的图形表达工 具。其中,矩形 框代表抽象构件,有向线段代表辅助各构件进行通 讯、控制或关联 的连接件。
优点:直观形象、简单易用。 缺点:由于其术语和表达语义上存在着一些不规范 和不精确,从而 使得以矩形为基础的传统图形表达方式在不同系统 和不同文档之间 存在许多不一致。
软件系统。
2、抽象特性,而不管其具体的实 现细节。
3、重用能力:ADL使得组成软件系统的构件, 连接件甚至是软件
体系结构都成为软件系统开发和设计的可重
4、组合能力:ADL使得其描述的每一系统元 素都有其自己的布局
结构,这种描述布局结构的特点使得ADL支 持软件系统的动态变
化组合。
5、异构能力:ADL允许多个不同的体系结构 描述关联存在。
6、分析和推理能力:ADL允许对其描述的体 系结构进行多种不同
的性能和功能上的多种推理分析。
B/S架构
B/S结构(Browser/Server,浏览器/服务器模 式),是WEB兴起后的一种网络结构模式, WEB浏览器是客户端最主要的应用软件。这种 模式统一了客户端,将系统功能实现的核心部 分集中到服务器上,简化了系统的开发、维护 和使用。客户机上只要安装一个浏览器,服务 器安装SQL Server、Oracle、MYSQL等数据 库。浏览器通过Web Server 同数据库进行数据 交互。
功能模块:
(1)用户管理模块:包括注册登陆登出,身份认证, 管理员权限验证,个人信息管理模块; (2)店铺管理模块:包括店铺开通关闭,店铺信息修 改; (3)商品管理模块:商品的展示、搜索、以及增删改 查; (4)购物车模块:将选中商品加入购物车和从购物车 删除商品; (5)订单管理模块:包括增加、查询、删除订单; (6)支付模块:对已订单进行支付,包括收货人信息 的增删改查; (7)商品评价模块:对已收货商品进行评价打分; (8)活动管理模块:增加修改删除活动;
UML建模能力比其它面向对象建模方法更 强。它不仅适合于 一般系统的开发,而且对并行、分布式系统的建 模尤为适宜。
UML是一种建模语言,而不是一个开发过 程。 用途:
需求分析、面向对象类设计、行为设计和 分析、代码自动生成。
MIL是将一种或多种传统程序设计语言 模块连接起来 描述软件体系结构的方法。
它的程序也能在客户端电脑上进行部分 处理,从而大大的减轻了服务器的负担;并增
B/S架构特点
维护和升级方式简单。 成本降低,选择更多。 应用服务器运行数据负荷较重。
系统简介:
运用spring MVC框架,利用MyBatis进行定制化 SQL、存储过程以及高级映射,使用Redis Key-Value 存储系统进行数据缓存处理,利用Security进行密码 加密以及用户安全访问控制,运用maven进行依赖管 理。使用MQ进行站内通信。service处理模型有关操 作,controller负责视图的填充,而jsp页面负责页面 的展示。前端使用bootstrap框架进行jsp页面的编写。 使用github进行版本控制。
根据描述属性分类:
结构ADL:针对处理器及其互联的硬件单元。 行为ADL:主要关注处理器指令集语义功能。 混合ADL:兼有上述两者属性,提供他们之间 的交互描述。
根据ADL和编程语言的关系分类:
标准语言:其优点是可扩展已有的工具以适应 新框架的特性,并且易于掌握;缺点是,不能很 好地支持建模语言结构,损失了语言描述效率。
包图反映体系结构的静态特征、协作图序列图部署图 反映体系结构的动态
特征
缺点:缺少形式化的描述方法,造成设计人员由于对 软件认识的角度方法
不同,生成的体系结构描述也不同,理解上讯在二义 性
特点: UML统一了各种方法对不同类型的系统、
不同开发阶段以及 不同内部概念的不同观点,从而有效的消除了各 种建模语言之间不 必要的差异。
作用:基于底层语义的工具为体系结构的表示、 分析、进化、细化、 设计过程等提供支持。 优点:提供了强有力的分析能力、抽象和与实现 的细节无关性。 为体系结构元素定义了一系列符号,可以应用于 实际的复杂系统的 描述。
基本组成构件:
组件:计算或数据存储单元。 连接件:用于组件间交互建模的体系结构构造块 及其支配这些交互 的规则。 体系结构配置:描述体系结构的组件与连接件的 连接图。
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