软件架构设计(2)——子系统、框架与架构
软件架构模式：掌握常见的软件架构模式和设计原则
软件架构模式：掌握常见的软件架构模式和设计原则软件架构是软件系统整体结构的框架，负责定义软件系统的各个组成部分之间的关系和交互方式。
在软件开发过程中，选择合适的软件架构模式可以提高软件系统的可维护性、扩展性和性能。
下面我们将介绍一些常见的软件架构模式和设计原则。
1.分层架构模式分层架构模式是将系统分为若干层次，每一层次有各自的功能和责任，各层之间通过明确的接口进行通信。
常见的分层架构包括三层架构和N层架构。
三层架构包括表示层（Presentation Layer）、业务逻辑层（Business Logic Layer）和数据访问层（Data Access Layer），分别负责显示用户界面、处理业务逻辑和与数据存储进行交互。
2. MVC模式MVC（Model-View-Controller）模式是一种将应用程序分为数据模型（Model）、视图（View）和控制器（Controller）三个部分的软件架构模式。
Model负责数据的管理和处理，View负责界面的展示，Controller负责处理用户的输入和决定视图和模型之间的交互。
3.微服务架构微服务架构是一种将一个大型软件系统拆分成多个小型、可独立部署的服务的架构模式。
每个微服务都可以独立开发、部署和运行，各个微服务之间通过API进行通信。
微服务架构可以提高系统的灵活性和可扩展性，有利于团队间的协作和部署的快速迭代。
4.事件驱动架构事件驱动架构是一种基于事件和消息传递的软件架构模式，系统中的各个组件相互之间通过事件的方式进行通信。
当一个组件的状态发生变化时，它会发布一个事件，其他组件可以订阅这个事件并做出相应的响应。
事件驱动架构可以降低系统组件之间的耦合度，提高系统的可扩展性和灵活性。
5.领域驱动设计（DDD）领域驱动设计是一种将软件设计与业务领域相结合的设计方法。
DDD将系统分为领域层、应用层和基础设施层，通过模型驱动的方式建模业务领域，并将业务规则和逻辑体现在软件设计中。
软件系统架构图-参考案例
各种软件开发系统架构图案例介绍第一章【荐】共享平台架构图与详细说明1.1.【荐】共享平台逻辑架构设计(逻辑指的是业务逻辑)注:逻辑架构图--主要突出子系统/模块间的业务关系, 这里的逻辑指的是业务逻辑如上图所示为本次共享资源平台逻辑架构图，上图整体展现说明包括以下几个方面：1 应用系统建设本次项目的一项重点就是实现原有应用系统的全面升级以及新的应用系统的开发，从而建立行业的全面的应用系统架构群。
整体应用系统通过SOA面向服务管理架构模式实现应用组件的有效整合，完成应用系统的统一化管理与维护。
2 应用资源采集整体应用系统资源统一分为两类，具体包括结构化资源和非机构化资源。
本次项目就要实现对这两类资源的有效采集和管理。
对于非结构化资源，我们将通过相应的资源采集工具完成数据的统一管理与维护。
对于结构化资源，我们将通过全面的接口管理体系进行相应资源采集模板的搭建，采集后的数据经过有效的资源审核和分析处理后进入到数据交换平台进行有效管理。
3 数据分析与展现采集完成的数据将通过有效的资源分析管理机制实现资源的有效管理与展现，具体包括了对资源的查询、分析、统计、汇总、报表、预测、决策等功能模块的搭建。
4 数据的应用最终数据将通过内外网门户对外进行发布，相关人员包括局内各个部门人员、区各委办局、用人单位以及广大公众将可以通过不同的权限登录不同门户进行相关资源的查询，从而有效提升了我局整体应用服务质量。
综上，我们对本次项目整体逻辑架构进行了有效的构建，下面我们将从技术角度对相关架构进行描述。
1.2.【荐】技术架构设计注:技术架构图--主要突出子系统/模块自身使用的技术和模块接口关联方式如上图对本次项目整体技术架构进行了设计，从上图我们可以看出，本次项目整体建设内容应当包含了相关体系架构的搭建、应用功能完善可开发、应用资源全面共享与管理。
下面我们将分别进行说明。
1.3.【荐】系统整体架构设计(也称为系统总体架构)上述两节，我们对共享平台整体逻辑架构以及项目搭建整体技术架构进行了分别的设计说明，通过上述设计，我们对整体项目的架构图进行了归纳如下：注:系统整体/总体架构图--主要突出从物理硬件（物理层/基础层）、数据库（数据层）、后台底层（支撑层）、业务逻辑（业务层/应用层）、UI描述（展示层）、系统用户分类（用户层），项目实施与运维管理，标准与规范体系和安全保障体系（贯穿各层的保障系统）一般我们只画大虚框内的部分就行了，外面的是说明与其他系统的对接描述，可以省略综上，我们对整体应用系统架构图进行了设计，下面我们将分别进行说明。
软件架构设计说明书完整版
软件架构设计说明书 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】<XXX>架构设计说明书版本1.0.0目录1.引言[对于由多个进程构成的复杂系统，系统设计阶段可以分为：架构设计（构架设计）、组件高层设计、组件详细设计。
对于由单个进程构成的简单系统，系统设计阶段可以分为：系统概要设计、系统详细设计。
本文档适用于由多个进程构成的复杂系统的构架设计。
][架构设计说明书是软件产品设计中最高层次的文档，它描述了系统最高层次上的逻辑结构、物理结构以及各种指南，相关组件（粒度最粗的子系统）的内部设计由组件高层设计提供。
][系统：指待开发产品的软件与硬件整体，其软件部分由各个子系统嵌套组成，子系统之间具有明确的接口；组件：指粒度最粗的子系统；模块：指组成组件的各层子系统，模块由下一层模块或函数组成；][此文档的目的是：1）描述产品的逻辑结构，定义系统各组件（子系统）之间的接口以及每个组件（子系统）应该实现的功能；2）定义系统的各个进程以及进程之间的通信方式；3）描述系统部署，说明用来部署并运行该系统的一种或多种物理网络（硬件）配置。
对于每种配置，应该指出执行该系统的物理节点（计算机、网络设备）配置情况、节点之间的连接方式、采用何种通信协议、网络带宽。
另外还要包括各进程到物理节点的映射；4）系统的整体性能、安全性、可用性、可扩展性、异常与错误处理等非功能特性设计；5）定义该产品的各个设计人员应该遵循的设计原则以及设计指南，各个编程人员应该遵循的编码规范。
][建议架构设计工程师与组件设计工程师共同完成此文档。
][架构设计说明书的引言应提供整个文档的概述。
它应包括此文档的目的、范围、定义、首字母缩写词、缩略语、参考资料和概述。
]1.1目的[简要描述体系结构文档的目的。
]1.2范围[简要说明此文档的范围：它的相关项目以及受到此文档影响的任何其它事物]1.3预期的读者和阅读建议[说明此文档的阅读对象，简要说明此文档中其它章节包含的内容与文档组织方式，对于不同读者的阅读方式建议。
软件工程中的软件架构与系统设计
软件工程中的软件架构与系统设计在现代化的信息技术时代，软件工程扮演着重要的角色，它涵盖了软件开发的各个方面。
而软件架构和系统设计作为软件工程的核心部分，对于软件的质量、可靠性和可维护性起着至关重要的作用。
本文将深入探讨软件工程中的软件架构与系统设计的概念、原则、方法以及在实践中的应用。
一、软件架构的概念与原则1. 软件架构的定义软件架构是指软件系统中各个组件之间的组织方式，包括组件的结构、组件之间的关系以及组件的行为。
它为系统提供了整体的蓝图，指导系统的开发、演化与维护。
2. 软件架构的原则（1）模块化原则：将系统划分为多个相互独立的模块，实现高内聚、低耦合的架构设计。
（2）分层原则：按照功能将系统分为若干层次，实现高内聚、低耦合的系统结构。
（3）数据流原则：根据数据的流向和处理过程划分子系统，确保数据的正确流转。
（4）透明性原则：使系统的各个组成部分对用户和其他组件来说是透明的，降低了系统的复杂性。
二、软件架构的方法与模式1. 层次结构层次结构是软件架构中常用的一种方法，它将软件划分为若干个层次，每个层次都有特定的功能和责任。
通过层次结构，可以降低系统的复杂度，提高系统的可维护性和可扩展性。
2. 客户端-服务器模式客户端-服务器模式是分布式系统中常用的一种架构模式，将系统划分为客户端和服务器两部分。
客户端发送请求，服务器提供服务并返回结果。
这种模式可以提高系统的并发处理能力和可伸缩性。
3. MVC模式MVC（Model-View-Controller）模式是一种软件设计模式，用于实现用户界面和业务逻辑的分离。
其中，模型（Model）负责处理数据逻辑，视图（View）负责展示数据，控制器（Controller）负责协调模型和视图之间的交互。
MVC模式能够提高系统的可维护性和可测试性。
三、系统设计的过程与考虑因素1. 确定需求系统设计的第一步是对需求进行详细的分析和定义。
通过与用户的沟通，收集用户需求并进行整理，明确系统的功能、性能和可靠性等方面的要求。
软件工程 软件设计方法(二)2024
软件工程软件设计方法（二）引言概述：软件设计方法是软件工程领域中至关重要的一部分，它涉及到软件系统架构、模块设计、接口设计等多个方面。
本文将着重介绍软件设计方法的五个主要方面，包括需求分析、系统架构设计、模块划分、接口设计和可重用性。
正文：1. 需求分析- 确定用户需求：通过与用户沟通，明确软件系统的功能需求和性能需求。
- 业务流程分析：了解用户的业务流程，以便设计出符合实际业务需求的软件。
- 数据模型设计：根据需求对数据进行建模，定义数据实体、属性和关系。
2. 系统架构设计- 划分子系统：将整个软件系统分解为多个相对独立的子系统，每个子系统负责特定的功能。
- 确定系统层次：定义子系统之间的层次结构和依赖关系，保证系统的稳定性和可扩展性。
- 选择适当的架构风格：根据软件系统的特点和需求，选择适合的架构风格，如客户端-服务器、分层或微服务等。
3. 模块划分- 确定模块功能：根据系统需求和架构设计，将系统功能划分为不同的模块。
- 设计模块接口：定义模块之间的接口规范，确保模块之间的协同工作和信息交互。
- 模块详细设计：对每个模块进行详细设计，包括内部数据结构和算法的设计。
4. 接口设计- 定义接口规范：确定模块之间的接口规范，包括输入输出参数、数据格式等。
- 接口协议设计：设计合适的接口协议，包括数据传输格式、访问控制等。
- 接口测试和验证：进行接口测试，确保接口的正确性和稳定性。
5. 可重用性- 模块复用：设计和实现可重用的模块，以提高软件的开发效率和质量。
- 组件库开发：建立组件库，将常用的功能模块抽象为可重用的组件，方便后续开发过程中的重用。
- 框架设计：设计通用的框架，提供开发的基础设施和通用功能。
总结：通过本文对软件设计方法的介绍，我们可以看到，在软件工程中，软件设计方法的重要性不可忽视。
通过需求分析、系统架构设计、模块划分、接口设计和可重用性等方面的综合考虑，可以设计出高效、可靠、可维护的软件系统。
如何进行软件架构设计
如何进行软件架构设计软件架构设计是软件开发过程中至关重要的环节。
它决定了软件的整体结构和组织方式，能够有效地指导开发人员进行系统设计和开发工作。
合理的软件架构能够提高软件的可维护性、可扩展性和可重用性，从而使软件开发过程更加高效和可靠。
本文将介绍如何进行软件架构设计。
一、需求分析在进行软件架构设计之前，首先要进行充分的需求分析。
需求分析的目标是明确系统的功能需求和非功能需求，以及系统与外部系统的接口需求。
通过仔细分析需求，可以大致确定系统的范围和复杂度，为后续的设计工作打下基础。
二、确定关键问题在对需求进行分析的基础上，需要确定关键问题，即软件架构设计中需要重点解决的问题。
关键问题可能包括系统的性能需求、可扩展性和可重用性的要求、系统安全性等。
对关键问题的明确理解，有助于在设计过程中避免出现重要问题的遗漏。
三、选择合适的架构风格软件架构设计中需要选择合适的架构风格。
架构风格是对软件系统整体结构的一种抽象描述，它决定了系统的基本组织方式和各部件之间的相互关系。
常见的架构风格包括客户端-服务器模式、分层架构、面向服务的架构、微服务架构等。
在选择架构风格时，需要综合考虑系统的需求和项目的实际情况，选择最适合的风格。
四、定义模块和组件基于所选择的架构风格，需要定义系统的模块和组件。
模块是系统的基本单元，是一组相关功能的集合。
组件是可重用的软件单元，封装了特定功能并具有清晰的接口定义。
在定义模块和组件时，需要明确它们的职责和功能，确保模块和组件的内部结构清晰，并且彼此之间的依赖关系合理。
五、确定数据结构和接口在进行软件架构设计时，需要确定系统的数据结构和接口。
数据结构是系统中用于存储和组织数据的方式，接口是模块和组件之间进行通信和数据交换的约定和规范。
合理的数据结构和接口设计能够提高系统的可维护性和可扩展性，降低系统的耦合度。
六、进行系统分解和组装在完成模块和组件的定义之后，需要对系统进行分解和组装。
系统分解是将系统划分为多个子系统或模块的过程，每个子系统或模块负责不同的功能。
软件架构设计三篇
软件架构设计三篇篇一：软件架构设计之常用架构模式1.分层架构：分层架构是使用最多的架构模式，通过分层使各个层的职责更加明确，通过定义的接口使各层之间通讯,上层使用下层提供的服务。
分层分为：严格意义上的分层，一般意义的分层。
严格意义的分层是n+1层使用n层的服务。
而一般意义的分层是上层能够使用它下边所有层的服务。
领域驱动设计的分层定义：UI层，UI控制层，服务层，领域层，基础设施层。
2.MVC架构：MVC架构相信做软件的都听说，主要是为了让软件的各部分松耦合，现在好多根据MVC思想构建的框架如：Spring MVC,Structs2, MVC等。
MVC是Model View Control的简写，他的原理是什么那，比如拿web来举例吧。
当一个web请求来了以后View接收这个请求，随即把请求转发给Control进行处理，Control通过分析请求的类型等信息决定加载哪些Model，当Model加载完成以后Control通知Model已经加载完毕，这是View就去读取Model数据进行显示自己。
MVC还有一个衍生架构叫MVP,因为MVC的View跟Control和Model 都有耦合关系所以为了解除View和Model之间的关系，View不直接读取Model 而是通过Control来转发View需要的数据。
还有一个衍生架构叫MVVP,就是增加了一个View Control的层，用来辅助视图的生成，这样View的功能更加简单只是用来显示不包含其它的功能，而且有了View Control使多视图或替换视图很方便。
MVP微软的WPF就是使用这种架构。
3.微内核架构：微内核架构就是做一个稳定通用的内核，也就是给软件设计一个强劲的心脏。
如果需要更多功能通过在内核外部再封装一层对软件进行扩充，微内核提供基本的接口供外部调用，这些接口一定要通用，并且提供事件的机制告诉外部内部发生的事件，这样就是内核与外部完全隔离。
如何进行合理的软件架构设计
如何进行合理的软件架构设计软件架构设计是开发一个成功的软件系统所必不可少的一项重要工作。
一个合理的软件架构可以使软件系统具备良好的可维护性、可扩展性和可重用性，同时也能提高开发效率和降低开发成本。
下面将从需求分析、模块划分、技术选择和系统交互等方面讨论如何进行合理的软件架构设计。
1. 需求分析- 了解用户需求：与客户或最终用户充分沟通，理解用户需要什么功能和性能，明确软件系统的主要目标和业务流程。
- 制定系统需求规格说明书：明确系统的功能、性能、非功能需求和约束条件，为后续的架构设计提供依据。
- 划分关键需求和非关键需求：将需求进行优先级排序，确保关键需求在软件架构设计中得到合理的考虑。
2. 模块划分- 根据功能进行模块划分：将系统的功能模块分解成若干相对独立的模块，每个模块负责一个明确的功能，便于各个模块的开发和维护。
- 定义模块之间的接口：明确定义模块之间的接口，确保模块之间的交互符合系统需求，同时也方便模块的替换和升级。
- 考虑模块间的数据流和消息传递：合理规划模块间的数据流和消息传递，确保模块之间的通信高效可靠。
3. 技术选择- 根据系统需求选择适当的技术：根据系统的性能要求、数据处理需求等方面，选择适合的编程语言、数据库、网络通信和图形界面等技术。
- 考虑技术的成熟度和可持续性：选择成熟度高、稳定性好的技术，能够降低系统开发和维护的风险。
- 考虑技术的开放性和可扩展性：选择开放源代码、具有良好接口和可扩展性的技术，方便今后系统的升级和功能扩展。
4. 系统交互- 考虑系统的用户界面设计：根据用户需求和交互习惯，设计友好、易用的用户界面，提高用户的操作效率和满意度。
- 考虑系统的分布式部署：如果系统需要在多个节点上运行，需要考虑节点之间的数据同步、一致性和故障恢复等问题，确保系统的可靠性和性能。
- 考虑系统的安全性和权限控制：根据系统的保密性和合规性要求，合理设计系统的安全机制，确保用户数据和系统的安全。
软件体系结构架构设计文档
基于机器学习的分布式系统故障诊断系统架构设计⽂档本⽂档的⽬的是详细地介绍基于机器学习的分布式系统故障诊断系统所包含的需求。
基于机器学习的分布式系统故障诊断系统是⼀个利⽤机器学习和深度学习技术对分布式系统的故障数据进⾏分析的⼯具，旨在帮助⽤⼾准确地识别和分类分布式系统中的故障，并实现分布式系统故障运维的智能化。
为了确保客⼾能够明确了解产品的具体需求，并使开发⼈员能够根据这些需求进⾏设计和编码，我们将在以下部分描述基于机器学习的分布式系统故障诊断系统的功能、性能、⽤⼾界⾯、运⾏环境和外部接⼝。
此外，我们还将详细说明针对⽤⼾操作的各种系统响应。
2.1 需求介绍该项⽬是为满⾜分布式系统故障⾼效、准确诊断的需求⽽开发的。
基于机器学习的分布式系统故障诊断系统不仅可以对分布式系统的故障数据进⾏深⼊的分析，还可以设计出准确的故障诊断模型。
此外，它还为分布式系统故障的智能化运维提供了有效的技术⽀持。
通过本系统，⽤⼾可以实现对分布式系统故障的快速检测和恢复，从⽽降低运维难度，减少⼈⼒资源消耗。
2.2 需求分析2.2.1 ⼀般性需求操作系统适配性：系统应能够适配主流的操作系统，如W indows、L inux等。
性能和可靠性：系统需保证⾼性能运⾏，同时确保在各种故障情况下的可靠性。
可维护性：系统应当有良好的⽂档和代码结构，确保后期可以轻松地进⾏维护和升级。
可扩充性：随着业务的增⻓和技术的更新，系统应具有良好的可扩充性，以满⾜未来的需求。
适应性：系统需能够适应不同的技术和业务场景，以确保其在多种环境下都能够稳定运⾏。
2.2.2 功能性需求2.2.2.1 ⽤⼾需求1 基于机器学习的故障诊断功能故障诊断与分类：⽤⼾需要系统能够准确地诊断和分类分布式系统中的故障。
KPI指标监控：⽤⼾希望在所有节点正常运⾏时，所有KPI指标都在正常范围内。
故障检测：⽤⼾希望系统能够检测到节点的故障，并识别导致KPI指标异常的故障。
故障传播识别：⽤⼾希望系统能够识别故障在分布式系统中的传播情况。
软件架构设计
软件架构设计软件架构设计是指在开发软件系统时，根据系统所需功能和性能要求，合理地划分系统结构，确定各个组件之间的相互关系和交互方式的过程。
一个好的软件架构设计能够提高系统的可靠性、可维护性和可扩展性，并降低开发和维护成本。
一、分层架构分层架构是一种常用的软件架构设计模式，将系统划分为若干层次，每一层都有明确的职责和功能。
常见的分层架构包括三层架构和四层架构。
1. 三层架构三层架构将系统划分为表示层、业务逻辑层和数据访问层三个层次。
表示层负责用户界面的展示和与用户的交互，通常使用HTML、CSS和JavaScript来实现Web界面。
业务逻辑层处理业务逻辑，包括数据处理、业务规则以及与数据访问层的交互。
数据访问层负责与数据库进行数据的增删改查操作。
三层架构能够实现业务逻辑与用户界面的分离，提高系统的可维护性和可扩展性。
2. 四层架构四层架构在三层架构的基础上增加了一个服务层。
服务层负责处理系统中的具体业务逻辑，提供一系列可复用的服务接口供业务逻辑层调用。
四层架构将系统进一步解耦，降低了各个组件之间的耦合度，提高了系统的可测试性和可扩展性。
二、微服务架构微服务架构是一种将系统划分为一系列小型、独立部署的服务的架构模式。
每个微服务都有自己独立的数据库，并通过网络进行通信。
微服务之间通过API接口进行通信，每个微服务都可以独立开发、测试、部署和扩展。
微服务架构能够提高系统的灵活性和可伸缩性，使系统更加容易扩展和维护。
但是，微服务架构也增加了系统的复杂性，对系统设计和运维人员的要求更高。
三、事件驱动架构事件驱动架构将系统的各个组件解耦，通过事件的方式进行通信。
当某个组件发生某一事件时，其他组件可以订阅该事件并做出相应的处理。
事件可以异步处理，提高系统的响应速度和并发能力。
事件驱动架构能够降低系统的耦合度，提高系统的可扩展性和可维护性。
同时，事件驱动架构也增加了系统的复杂性，需要合理地设计和管理事件流。
四、容器化架构容器化架构是一种将系统划分为若干独立的容器的架构模式。
软件架构设计架构模式与分层架构
软件架构设计架构模式与分层架构软件架构设计是指在软件开发过程中，为了实现系统的高效运行和易于维护，采用一定的方法和原则对软件系统进行组织和设计的过程。
在软件架构设计中，不同的架构模式和分层架构被广泛应用。
本文将重点讨论软件架构设计中的架构模式和分层架构。
一、架构模式1. 客户端-服务器模式客户端-服务器模式是一种常见的架构模式，其中客户端和服务器之间进行网络通信。
客户端负责发送请求，并接收服务器的响应。
服务器负责处理请求，并提供相应的服务。
这种模式适用于多个客户端同时访问服务器的情况，能够实现系统的分布式处理和资源共享。
2. 分布式架构模式分布式架构模式是一种将系统拆分成多个独立的部分，并在不同的计算机或服务器上运行的架构。
分布式架构模式通过将任务分发到不同的节点来实现系统的并行处理和负载均衡。
这种模式能够提高系统的性能和可扩展性。
3. 微服务架构模式微服务架构模式是一种将系统拆分成多个小型的自治服务的架构。
每个服务都可以独立部署和扩展，并通过网络通信与其他服务进行交互。
微服务架构模式具有松耦合、可独立部署和可伸缩性等优势，适用于复杂的大规模系统。
二、分层架构分层架构是一种将系统划分为多个逻辑层的架构。
每个层都有特定的职责和功能，并且彼此之间通过定义好的接口进行通信。
常见的分层架构包括三层架构和多层架构。
1. 三层架构三层架构由表示层（Presentation Layer）、业务逻辑层（Business Logic Layer）和数据访问层（Data Access Layer）组成。
表示层负责与用户进行交互，接收用户的请求并将结果展示给用户。
业务逻辑层负责处理系统的业务逻辑，包括数据处理、业务规则和流程控制等。
数据访问层负责与数据库进行交互，对数据进行读写操作。
三层架构将系统的不同功能和职责进行了明确的划分，提高了代码的可维护性和可复用性。
2. 多层架构多层架构相比于三层架构，更加细分了系统的层级。
软件架构设计PPT课件
• 架构师应当为项目相关的不同角色而设计： – 架构师要为客户负责，满足他们的业务目标和约束条件。 – 架构师要为用户负责，满足他们关心的功能需求和运行期质 量属性。 – 架构师必须顾及处于协作分工“下游”的开发人员。 – 架构师必须考虑“周边”的管理人员，为他们进行分工管理 、协调控制和评估监控等工作提供清晰的基础。
• 三、写作、沟通表达、培训。
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• 角色 • 软件架构师Software Architect • 定义 • 主导系统全局分析设计和实施、负责软件构架和关键技术决策
的角色
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• 职责 – 领导与协调整个项目中的技术活动（分析、设计和实施等） – 推动主要的技术决策，并最终表达为软件构架 – 确定和文档化系统的相对构架而言意义重大的方面，包括系统的 需求、设计、实施和部署等“视图” – 确定设计元素的分组以及这些主要分组之间的接口 – 为技术决策提供规则，平衡各类涉众的不同关注点，化解技术风 险，并保证相关决定被有效的传达和贯彻 – 理解、评价并接收系统需求 – 评价和确认软件架构的实现
框架和业务框架） • 二、对系统框架相关技术和业务进行培训，指导开发人员开发。
并解决系统开发、运行中出现的各种问题。
• 系统架构师的目的： • 对系统的重用、扩展、安全、性能、伸缩性、简洁等做系统级
的把握。
• 系统架构师能力要求：
• 一、系统架构相关的知识和经验。
• 二、很强的自学能力、分析能力、解决问题的能力。
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• 软件架构要层次化并隔离关注点 – 复杂性是层次化的。 --《人月神话》 – 好的架构设计必须把变化点错落有致地封装到软件系统的 不同部分(即关注点分离)。 – 通过关注点分离，达到“系统中的一部分发生了变化，不 会影响其他部分”的目标。
系统与子系统、模块与组件、框架与架构
系统与⼦系统、模块与组件、框架与架构系统与⼦系统、模块与组件、框架与架构的关系极客时间：《从 0 开始学架构》系统与⼦系统维基百科定义的“系统”。
系统泛指由⼀群有关联的个体组成，根据某种规则运作，能完成个别元件不能单独完成的⼯作的群体。
它的意思是“总体”“整体”或“联盟”。
⼦系统也是由⼀群有关联的个体所组成的系统，多半会是更⼤系统中的⼀部分。
模块与组件软件模块（Module）是⼀套⼀致⽽互相有紧密关连的软件组织。
它分别包含了程序和数据结构两部分。
现代软件开发往往利⽤模块作为合成的单位。
模块的接⼝表达了由该模块提供的功能和调⽤它时所需的元素。
模块是可能分开被编写的单位。
这使它们可再⽤和允许⼈员同时协作、编写及研究不同的模块。
软件组件定义为⾃包含的、可编程的、可重⽤的、与语⾔⽆关的软件单元，软件组件可以很容易被⽤于组装应⽤程序中。
模块和组件都是系统的组成部分，只是从不同的⾓度拆分系统⽽已从逻辑的⾓度来拆分系统后，得到的单元就是“模块”；从物理的⾓度来拆分系统后，得到的单元就是“组件”。
划分模块的主要⽬的是职责分离；划分组件的主要⽬的是单元复⽤。
其实，“组件”的英⽂ component 也可翻译成中⽂的“零件”⼀词，“零件”更容易理解⼀些，“零件”是⼀个物理的概念，并且具备“独⽴且可替换”的特点。
以⼀个最简单的⽹站系统来为例。
假设我们要做⼀个学⽣信息管理系统，这个系统从逻辑的⾓度来拆分，可以分为“登录注册模块”“个⼈信息模块”“个⼈成绩模块”；从物理的⾓度来拆分，可以拆分为 Nginx、Web 服务器、MySQL。
框架与架构软件框架（Software framework）通常指的是为了实现某个业界标准或完成特定基本任务的软件组件规范，也指为了实现某个软件组件规范时，提供规范所要求之基础功能的软件产品。
软件架构指软件系统的“基础结构”，创造这些基础结构的准则，以及对这些结构的描述。
框架关注的是“规范”，架构关注的是“结构”架构是顶层设计；框架是⾯向编程或配置的半成品；组件是从技术维度上的复⽤；模块是从业务维度上职责的划分；系统是相互协同可运⾏的实体。
软件安全-软件安全的架构和设计2PPT优秀课件
2 概要设计的内容：
（2）软件结构的总体设计：从系统开发的角度看 ，需求分析已经完成了部分功能设计，即将系统按 功能进行了逐层分解，使每一部分完成简单的功能 ，且各个部分又保持一定的联系，还要把该层次结 构的各个部分组合起来形成统一的系统。包括：采 用某种设计方法，将一个复杂的系统按功能划分为 模块的层次结构；确定各个模块的功能，建立模块 与功能的对应关系；确定模块间的调用关系和接口 （模块间传递的信息）关系；设计接口的信息结构 ；评估模块的划分质量，导出模块结构规则；
第四章 安全 软件的架构与设计 12
第四章 安全 软件的架构与设计 2
4.1.1 软件设计概念
人们经过多年的实践，总结和发展了许多软件的设 计概念和经验，成为软件设计人员设计复杂应用问 题时应该遵循的基础。
我们前面已经学习了需求分析，明确了用户的需求 ，但那都是软件的需求，而不是软件（也可以说是 从用户角度描述，而不是从软件开发人员角度描述 问题），这一节就是要将计算机软件需求变为软件 表示，那么什么是软件表示？如何实现这一变换？ 这是这一节要解决的主要问题。
（2）从软件工程管理的观点上看可分为概要设计 和详细设计两个部分：概要设计是将软件的需求转 化为数据结构和软件的系统结构；详细设计是软件 结构表示的细化，得到软件的详细数据结构表达和 具体算法描述。
第四章 安全 软件的架构与设计 5
1 软件设计划分的形式：
（3）从设计的技术内容上看可分为数据设计、结 构设计和过程设计：从信息流技术包含的设计内容 上看，软件设计是根据软件的功能、性能需求和用 户其它要求，采用某种设计方法进行数据设计、系 统结构设计和过程设计。数据设计侧重于数据结构 的定义，系统结构设计侧重于定义软件系统各主要 成分之间的关系，过程设计则是把软件结构成分转 换成过程性描述。
软件系统概要设计及总体架构设计
目录1.1软件系统概要设计及总体架构设计 (2)1.1.1系统设计概述 (2)1.1.2系统概要设计（结构设计） (3)1.1.3系统概要设计中的架构设计 (5)1.1.4层架构技术在系统设计中的典型应用 (11)1.1软件系统概要设计及总体架构设计1.1.1系统设计概述1、系统设计（1）什么是系统设计所谓系统设计就是通过某种特定的平台，而达到完成整体软件的功能。
主要涉及包括概要设计（静态结构）和详细设计（动态结构）。
（2）主要任务系统设计阶段的主要任务是在需求分析和建模的基础上，更加深入、综合地考虑辅助决策系统的目标、技术要求和约束，扩展和细化需求分析阶段的模型（3）设计的目标是精化方案并开发一个明确描述方案的可视化模型，保障设计模型最终能平滑地过渡到程序代码，即“怎么做”的问题。
2、系统设计的目的1)是指明一种易转化成代码的工作方案,是对分析工作的细化2)即进一步细化分析阶段所提取的类(包括其操作和属性),并且增加新类以处理诸如数据库、用户接口、通信、设备等技术领域的问题。
3)因为，设计是对问题域外部可见行为的规格说明、并增添实际的计算机系统实现所需的细节，包括人机交互、任务管理和数据管理的细节。
3、分析和设计的合作1)分析面向问题，是明确动力的过程，重在理解和翻译，灵活性高2)设计面向方案，是排除阻力的过程，重在精化和适应，受约束大从整体上看，分析和设计的对立是保障问题和方案趋于一致的基本动力。
就像两个相反方向的张力，使软件朝着正确的方向前进。
1.1.2系统概要设计（结构设计）1、在什么时期进行系统概要设计在需求明确、准备开始编码之前，要做概要设计，概要设计对后面的开发、测试、实施、维护工作起到关键性的影响。
2、系统概要设计工作的主要重点是适应特定的实施环境和部属环境。
工作的核心是规划方案的构造，在揭示实施细节的基础上得到方案的详细对象模型。
3、系统概要设计的重要性1)分析和设计模型是交错并且迭代的2)概要设计的重要性主要体现在它是把需求转化为软件系统的最重要的环节，并且系统设计的优劣在根本上决定了软件系统的质量。
软件架构设计ppt课件
界面设计
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时间 29
需求分析
提供探索问题领域的语境 为交流提供公共的领域词汇
领域建模
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30
项目启动
领域建模
需求分析
架构设计 详细设计 详细设计 详细设计
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31
需求捕获
重新认识
引起变更
需求详述
促成设计决策
变更冲击设计
设计
需求捕获
重新认识
变更性小 变更性大
关键需求
其余需求
决定架构
设计
验证架构
对于这些在架构方面具有重要影响的因素，需求分析 可供选择的办法并创建解决这些影响的解决方案。这 就是架构决策。
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6
架构分析
软件系统的架构将系统描述为计算组件及组件之间的 交互
”组件“可以指子系统、框架（Framework）、模块、 类等不同程度的软件单元，它们可以担负不同的计算 职责。
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7
软件架构的要素：组件及组件之 间的交互
设计模型
《描述》
《描述》
系统设计师
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方法缺少针对性
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37
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设计层次论
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架构设计方法
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在OO过程中的位置
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什么是对架构关键的需求
包括功能需求、质量（属性）需求、商业需求三类
任何功能需求，都是由一条特定的“模块协作链”完成的。对 软件架构关键的功能需求，就是它涉及（或串起）的模块最多 、最典型的功能需求。
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48
案例：银行系统（第二步）
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49
第三步：确定关键功能需求
核心功能
–标志：业务层的接口要反映这些功能
软件工程中的软件架构与系统设计
软件工程中的软件架构与系统设计在软件工程领域，软件架构和系统设计是非常重要的概念。
软件架构指的是软件系统的组织结构和组成部分之间的关系，而系统设计则是在软件架构的基础上进行详细的设计规划和实现过程。
本文将深入探讨软件架构和系统设计的概念、原则以及在软件开发过程中的重要性。
概述软件架构是一个系统的总体设计，它定义了系统的组织结构、各组件之间的相互作用和通信方式。
它帮助开发人员对软件系统的整体结构有清晰的认识，并且能够指导开发过程中的细节设计和实现。
软件架构可以看作是系统的骨架，它决定了系统的可扩展性、灵活性和可维护性。
系统设计是在软件架构确定之后的进一步设计过程，它将软件系统分解为更小的模块，并定义了这些模块之间的接口，以及模块内部的实现细节。
系统设计需要考虑到系统的需求、功能和性能等方面，以确保最终的软件系统能够满足用户的需求。
软件架构的原则在进行软件架构设计时，有一些重要的原则需要遵循。
1. 模块化：将系统分解为多个独立的模块，每个模块负责完成特定的功能。
这样可以提高系统的可维护性和可重用性。
2. 松耦合：模块之间的依赖应尽量减少，以保证系统的灵活性和可扩展性。
模块之间的通信应通过明确定义的接口进行。
3. 高内聚：每个模块内部的元素应紧密相关，模块内部的耦合度要高于模块之间的耦合度。
这样可以提高模块的内聚性，降低模块的复杂度。
4. 适应性：软件架构应该具有一定的适应性，能够应对未来可能的变化和需求。
架构应该是可扩展的，可以方便地增加新的功能。
系统设计的步骤系统设计是一个较为详细的设计过程，可以按照以下步骤进行：1. 确定需求：根据用户需求和功能要求，明确系统的目标和范围。
了解系统的用途、要求和限制条件。
2. 制定架构：选择合适的软件架构，根据需求进行系统的总体设计。
定义系统的主要模块和它们之间的关系。
3. 定义接口：明确各个模块之间的接口和通信方式。
定义模块的输入和输出，以及它们之间的依赖关系。
《软件设计与体系结构》教学大纲
《软件设计与体系结构》教学大纲01.课程的性质、目的与任务《软件设计与体系结构》课程是为软件工程专业开设的必修课，也是计算机科学与技术软件开发方向课程。
本课程运用工程的思想、原理、技术、工具，来对软件设计以及软件体系结构的相关思想、理论与方法进行系统介绍，包括软件模型和描述、软件体系结构建模和UML、软件设计过程、软件体系结构风格、面向对象的软件设计方法、面向数据流的软件设计方法、用户界面设计、设计模式、Web服务体系结构、基于分布构件的体系结构、软件体系结构评估、软件设计的进化、云计算的体系结构等内容。
本课程的具体任务包括：1．让学生建立构建软件系统架构一般方法的感性认识，理解并掌握软件系统架构分析、体系结构建模与架构设计的相关理论知识，培养学生软件架构设计的基本能力，能从内部模块规划设计、系统层次结构的构建开始，了解构建系统结构的一般技术和方法。
2．在构建软件系统的过程中，理解软件系统构建的一些关键问题，学习应对不同需求的系统对策和设计实现技术，使学生初步具备一定的系统架构分析与设计能力，同时，深入理解各种典型框架技术及原理，并初步具备运用模式设计思想开展软件详细设计的能力。
3．一方面，让学生理解并掌握软件体系结构的重要概念、术语和系统化方法，建立软件架构设计的理念，了解当前流行的框架技术，并理解其原理。
另一方面，以加深知识理解和培养初步架构设计能力为目的，并在项目开发中加以实践；在实践环节中重点培养运用典型框架进行项目构建的能力和使用设计模式进行细化设计的能力。
02.课程教学基本要求及基本内容第1章引言（一）基本教学内容1.1 软件1.2 软件工程1.3 软件设计1.4 软件体系结构（二）基本要求教学目的：理解软件的本质、软件神话、软件工程，了解软件过程和软件工程实践的相关内容，了解网络环境带来的各类问题。
教学重点：软件工程中的设计、设计过程和设计质量、软件设计原则。
教学难点：什么是软件体系结构、软件体系结构的内容、设计阶段的软件体系结构。
软件架构设计重点总结
复习知识点重点：整理了大部分，先发给大家，如果继续整理的或者把不恰当的地方给改正了会重新上传的整理人员：灿哥 (6-10)、小黄 (11-13、15)、小綦 (21-25)、老卢 (19、26-29)、乔哥 (14、18)水平有限，有不确切地方还请指正1.组成派和决策派两种流派的软件架构概念的相同和区别相同： 1)组成派和决策派是站在不同角度的软件架构概念2)在具体的软件架构实践中，总是同时体现两派的架构概念区别：组成派的观点更关注软件，倾向于“组件 +交互”的思想；决策派的观点更关注人，倾向于重大决策集合的思想，除了结构和行为，还关注一些非功能的因素。
2.分离关注点的三种方法1) 通过职责划分来分离关注点2) 利用软件系统各部分的通用性不同进行关注点的分离3) 通过不同粒度级别分离关注点3.框架和架构的联系和区别联系： 1)框架和架构的出现，都是为了解决软件系统日益复杂所带来的困难而采取“分而治之”思维的结果。
先大局后局部，就出现了架构；先通用后专用，就出现了框架。
2)为了尽早验证架构设计，可以将关键的通用机制甚至整个架构以框架的方式进行实现。
3)软件架构可以借助框架来构造。
区别： 1)框架是软件，架构不是软件。
2)引入软件框架之后，整个开发过程变成了“分两步走” ，而架构决策往往会体现在框架之中3)架构是问题的抽象解决方案，他关注大局而忽略细节；而框架是通用半成品，必须根据具体需求进一步定制开发才能变成应用系统4.简述软件架构的作用软件架构的作用包括以下几个方面：1) 对新产品开发的作用：完成从面向业务到面向技术的转换，在鸿沟上架起一座桥梁，具体包括：上承业务目标，下接技术决策，控制复杂性，组织开发，利用迭代开发和增量交付，提高质量。
2) 对产品线开发的作用：固化核心知识，提供可重用资源，缩短推出产品的周期，降低开发和维护总成本，提高产品质量，支持批量定制。
3) 对软件维护的作用：软件架构是软件维护的基础。
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结论：
框架和架构的区别
框架是软件，架构不是软件！
框架和架构的联系
先规划抽象解决方案 起点 架构
框架 再实现特定部分
最终完整 解决方案
结论
先大局后局部，就出现了架构
结论
框架的智慧在于：为了追求重用所带来的价值量最大化，
将容易变化的部分封装成扩展点，并辅以回调机制将它 们纳入框架的控制范围之内，从而在兼顾定制开销的同 时，使被重用的设计成果最多。
软件架构设计是跨越现实世界与计算机世界之间鸿沟
的桥梁。
软件架构设计完成了面向业务到面向技术的转换。 软件架构设计是针对需求所做的包含结构、协作、技
MOM ORB类 应用框架 白盒框架
扩展点
中间件框架
框架
黑盒框架
接口
ACE
基础设施框架 技术框架 （水平框架） Hibernate (ORM) 业务框架 （垂直框架） Willow SugarCRM
灰盒框架
白+黑
如何实现框架中的扩展点
技术分类
面向过程编程语言 面向对象编程语言 其他技术（与语言无关）
struct employee { int employee_num; char employee_name[100]; …… } empoyees[100];
int cmp (const void *a, const void *b) { struct empoyee *c = (empoyee *)a; struct empoyee *d = (empoyee *)b; return (c->employee_num) – (d->employee_num); } qsort (empoyees, 100, sizeof(empoyees[0]), cmp);
扩展点实现机制
函数指针 抽象方法/虚函数 约定数据格式
开发手段
函数指针作参数 接口/抽象基类 提供特定格式的数据
扩展点实现举例
函数原型
void qsort ( void *base, size_t num, size_t width, int (*compare)(const void *elem1, const void *elem2) );
术等方面的重要决策，为系统化的开发活动建立了基 本，
提供了便利。
技 术 通 用 部 分
软件架构设计就是将系统按照“系统—子系统—模
块—类”层层分解的过程。 子系统如果足够复杂，也需要有架构设计。 子系统不同，架构也不同。 子系统划分的粒度具有相对性。
“框架是一个可实例化的、部分完成的软件系统或 子系统，它为一组系统或子系统定义了架构，并提供 了构造系统的基本构造块，还未实现特定功能定义了 可调整点。” ——《面向模式的软件体系结构（第一卷）》
“好的架构必须使每个关注点相互分离，也就是说 系统中的一部分发生了改变，不会影响其他部分。即 使需要改变，也能够清晰地识别出哪些部分需要改变。 如果需要扩展架构，影响将会最小化。” ——Ivar Jacobson《AOSD》
职责
子系统 粒 度 模块
类
特 定 应 用 部 分
领 域 通 用 部 分
先通用后专用，就出现了框架
框架vs.类库
应用
框架
类库
框架是一种介于类库和应用系统之间的概念
框架vs.类库
应用 应用
E A
C D
B A D
类库
组件A 组件B 组件C 组件D 组件E 组件F 组件A 组件B 组件C
应用框架
组件D 组件E 组件F
框架的分类
Struts Eclipse MFC
扩展一：对int型数据排序
int num[100]; int cmp (const void *i, const void *j) { return *(int *)i - *(int *)j; } qsort (num, 100, sizeof(num[0]), cmp);
扩展二：对结构体数据排序