软件工程软件体系结构-讲义
软件工程中的软件体系结构
软件工程中的软件体系结构在数字化时代，软件应用的范围越来越广泛，软件开发的规模和复杂度也在不断增加。
为了应对这些挑战，软件工程师们不断探索各种技术，其中之一就是软件体系结构。
软件体系结构是一个抽象的框架，描述了一个软件系统的组成部分，它们之间的关系和通信方式，以及系统的行为。
在本文中，我们将深入探讨软件体系结构的概念、类型、优缺点和设计原则等重要内容。
软件体系结构的概念软件体系结构是软件系统的架构，它是一个抽象的、高级别的视角，描述了系统的组成部分、相互关系和行为模式。
一般来说，软件体系结构由以下元素组成：1. 模块：代码的意义单位，通常包含一组相关的操作和数据结构。
2. 组件：带有接口的模块，可以与其他组件进行交互和通讯。
3. 连接器：支持组件之间通讯和合作的构建块。
4. 数据：系统中的各种信息，包括文本、图像、声音等。
5. 环境：软件系统运行所依赖的硬件、操作系统和其他外部条件等。
软件体系结构需要注意的重点包括：1. 模块细分：将系统拆分成若干个小模块，每个模块都有自己的职责和功能。
2. 接口设计：设计良好的接口可以提供高效、可靠的组件通讯。
3. 模块复用：通过复用现有组件和模块，可以降低开发成本和时间。
软件体系结构的类型软件体系结构可以分为多种类型，下面将介绍几种常见的。
1. 分层式结构分层式结构是将系统分为若干层次的结构，每个层次都具有特定的功能和职责。
分层式结构最大的特点是分离了应用程序逻辑和界面，将系统的不同部分独立起来，使得开发更容易和灵活。
2. 客户端/服务器结构客户端/服务器结构是一种典型的分布式系统结构，它将应用逻辑和数据存储划分为服务器端和客户端两个部分。
客户端通过网络连接到服务器获取或存储数据，并在本地计算机上运行应用逻辑。
3. MVC结构MVC（模型-视图-控制器）是一种用于用户界面设计的软件体系结构。
在MVC结构中，模型是应用程序的核心组成部分，处理数据和业务逻辑，视图负责渲染用户界面，控制器负责协调视图和模型之间的通讯。
电子科技大学,软件工程第九章进行体系结构设计 PPT资料共15页
调用和返回体系结构 主程序/子程序体系结构 远程过程调用体系结构
面向对象体系结构
层次体系结构 各模块实现功能的层次不一样
• 9.3.2 体系结构模式
不同模式操作下的一些特征---并发性、持久性、分布性。
• 9.3 体系结构风格和模式
对完成同一种或同一类工作，不同的设计人员在体系结构 设计的方式各不一样，这种方式的一定程度上的抽象，就 是体系结构风格。
体系结构模式就是风格的具体体现，或者体系结构设计的 一个框架。
• 9.3.1 体系结构风格的分类
以数据为中心的体系结构 特点：客户构件基本独立
• 9.6 映射数据流到软件体系结构
变换流 事务流 变换映射 事务映射
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是一定程度上的抽象，非可运行的软件。
凭借体系结构图，软件开发人员可以： 分析设计能否完全满足需求 为设计中某些方面的变更提供指导 降低由于软件构造不合理带来的风险
• 9.2 数据设计
数据设计：把分析模型中定义的数据对象转化成软件构件级的 数据结构，或整个程序级的数据库结构。
体系结构级（系统结构级，或程序级）的数据设计：
• 9.5 评估可选的体系结构设计
实现一个具体的任务可以有多种不同的体系结构，哪一个 更好？
体系结构权衡分析方法（SEI）： 核心：通过孤立地考虑每个属性来评估质量属性
体系结构的复杂性
体系结构描述语言
UML 体系结构描述语言（architectural description language,ADL)
软件体系结构—概述
软件体系结构目录第一章软件体系结构概述 (3)1.软件体系结构定义 (3)2.软件体系结构内容 (3)3.UML (4)4.抽象、接口、高内聚、低耦合常用概念 (4)第一章软件体系结构概述1.软件体系结构定义Architecture Styles，定义为根据结构组织模式构成的软件系统族，表达了部件和他们之间的关系。
例如客户/服务器（Client /Server）结构、浏览器/服务器（Browser/Server）结构等。
2.软件体系结构内容1.体系结构风格（Architecture Styles）体系结构风格是描述特定系统组织方式的惯用范例，强调组织模式和惯用范例。
组织模式即静态表述的样例，惯用范例则是反映众多系统共有的结构和语义。
通常，体系结构风格独立于实际问题，强调了软件系统中通用的组织结构，比如管道线，分层系统，客户机-服务器等等。
体系结构风格以这些组织结构定义了一类系统族。
2. 设计模式（Design Pattern）设计模式是软件问题高效和成熟的设计模板，模板包含了固有问题的解决方案。
设计模式可以看成规范了的小粒度的结构成分，并且独立于编程语言或编程范例。
设计模式的应用对软件系统的基础结构没有什么影响，但可能对子系统的组织结构有较大影响。
每个模式处理系统设计或实现中一种特殊的重复出现的问题。
例如，工厂模式，它为解决抽象部分和实现部分独立变化的问题提供了一种通用结构。
因此，设计模式更强调直接复用的程序结构。
3. 应用框架（Application Framework）应用框架是整个或部分系统的可重用设计，表现为一组抽象构件的集合以及构件实例间交互的方法。
可以说，一个框架是一个可复用的设计构件，它规定了应用的体系结构，阐明了整个设计、协作构件之间的依赖关系、责任分配和控制流程，表现为一组抽象类以及其实例之间协作的方法，它为构件复用提供了上下文(Context)关系。
在很多情况下，框架通常以构件库的形式出现，但构件库只是框架的一个重要部分。
《软件体系结构实用教程》课件第1章
·可修改的构件。可修改的构件可以进行版本替换。如果 对原构件修改错误、增加新功能，可以利用重新“包装”或 写接口来实现构件的替换。这种构件在应用系统开发中使用 的比较多。
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第1章 软件重用与构件技术
图1-1 重用驱动的软件开发过程
14
第1章 软件重用与构件技术
应用者重用关心利用可重用构件来建立新系统，它包括 以下几个步骤：
(1) 寻找候选的可重用的构件，由它们来产生软件生命周 期每一阶段的交付。
(2) 对候选构件进行评价，选择那些适合于在本系统内重 用的构件。
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第1章 软件重用与构件技术
1.1.3 重用驱动的软件过程 1．软件重用失败的原因 尽管软件产业从本质上是支持重用的，但到目前为止，
很少有成功实施重用的公司。主要原因有以下几点： (1) 缺乏对为什么要实施重用的了解。 (2) 认为重用没有创造性。 (3) 管理者没有对重用承担长期的责任和提供相应的支持。 (4) 没有支持重用的方法学。
(4) 根据构件重用时的形态，分为动态构件和静态构件。 动态构件是运行时可动态嵌入、链接的构件，如对象链接和 嵌入、动态链接库等；静态构件如源代码构件、系统分析构 件、设计构件和文档构件等。
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第1章 软件重用与构件技术
(5) 根据构件的外部形态，将构成一个系统的构件分为以 下5类：
·独立而成熟的构件。独立而成熟的构件得到了实际运行 环境的多次检验，该类构件隐藏了所有接口，用户只需用规 定好的命令使用即可，例如数据库管理系统和操作系统等。
软件工程师软件体系结构与架构设计
软件工程师软件体系结构与架构设计软件工程师：软件体系结构与架构设计软件工程师是现代社会中不可或缺的职业之一。
在软件开发的过程中，体系结构与架构设计是一个至关重要的环节。
本文将针对软件工程师在软件体系结构与架构设计方面的任务和技能进行探讨，以及如何有效地应对挑战。
一、什么是软件体系结构与架构设计软件体系结构是软件系统的基础框架，它决定了软件系统的组织结构、关键组件之间的关系以及系统的行为特征。
架构设计则是指在软件体系结构中确定具体组件和模块的设计方案和结构。
软件体系结构与架构设计是软件工程师在软件开发过程中的重要任务。
二、软件体系结构与架构设计的任务1. 定义系统需求：软件工程师在软件体系结构与架构设计的初期，需要明确系统的需求，包括功能需求、性能需求、可靠性需求等。
这对于后续的设计和实施工作非常重要，也是确保软件系统能够满足用户需求的关键。
2. 选择适当的架构风格：根据系统需求和特点，软件工程师需要选择合适的架构风格。
常见的架构风格包括分层架构、客户端-服务器架构、面向服务的架构等。
选择合适的架构风格能够提高系统的可维护性、可重用性和可扩展性。
3. 划分模块和组件：软件工程师需要将系统划分为模块和组件，并定义它们之间的接口和交互方式。
模块和组件的划分应该考虑到功能的独立性和耦合性，以及实现的可行性和效率。
4. 确定关键技术选型：在软件体系结构与架构设计过程中，软件工程师需要评估和选择关键技术和工具。
例如，选择合适的数据库管理系统、开发框架和编程语言等，以支持系统的实现和运行。
5. 进行系统性能分析：软件工程师需要对系统进行性能分析，评估系统的性能瓶颈和瓶颈原因，并提出优化方案。
这将直接影响系统的性能和用户体验。
三、软件体系结构与架构设计的技能要求1. 系统思维能力：软件工程师需要具备良好的系统思维能力，能够从宏观角度看待系统，理解系统的整体结构和各个组件之间的关系。
2. 抽象与建模能力：软件工程师需要有抽象和建模的能力，能够将系统需求和架构设计抽象成合适的模型，以便于理解和沟通。
软件工程中的软件体系结构与设计模式
软件工程中的软件体系结构与设计模式软件工程是一门涉及软件开发、维护、测试和管理的学科。
在软件工程的实践中，软件体系结构和设计模式是两个重要的概念。
本文将探讨软件体系结构与设计模式在软件工程中的应用和重要性。
一、软件体系结构软件体系结构是指软件系统的整体结构和组成部分之间的关系。
它描述了软件系统的组织方式、模块划分和模块之间的通信方式。
软件体系结构的设计对于软件系统的可维护性、可扩展性和可重用性具有重要影响。
在软件体系结构的设计中，常用的模式包括层次结构、客户端-服务器模式和发布-订阅模式等。
层次结构将软件系统划分为多个层次，每个层次都有特定的功能。
客户端-服务器模式将软件系统划分为客户端和服务器两个部分，客户端发送请求，服务器处理请求并返回结果。
发布-订阅模式中，发布者发布消息，订阅者接收消息。
软件体系结构的设计需要考虑多个因素，如系统的可靠性、性能、安全性和可维护性等。
一个好的软件体系结构应该能够满足系统的需求，并且易于理解和维护。
二、设计模式设计模式是在软件设计中常见问题的解决方案。
它们是经过验证的、可重用的设计思想，可以提高软件的可维护性和可扩展性。
设计模式可以分为三类：创建型模式、结构型模式和行为型模式。
创建型模式用于对象的创建，包括工厂模式、单例模式和原型模式等。
结构型模式用于对象之间的组合，包括适配器模式、装饰器模式和代理模式等。
行为型模式用于对象之间的通信，包括观察者模式、策略模式和命令模式等。
设计模式的应用可以提高软件系统的灵活性和可维护性。
通过使用设计模式，开发人员可以将系统的不同部分解耦，使其更易于修改和扩展。
此外，设计模式还可以提高代码的可读性，减少重复代码的编写。
三、软件体系结构与设计模式的关系软件体系结构和设计模式是紧密相关的概念。
软件体系结构提供了软件系统的整体框架，而设计模式提供了解决具体问题的方法。
在软件体系结构的设计中，设计模式可以用于解决不同层次和模块之间的通信问题。
高级软件工程(第九章)-软件体系结构()PPT课件
管道/过滤器结构
Ø 每个过滤器都是一个独立的个体元素，各个过滤器的状态互不 相关，非邻近过滤器不共享任何信息；
9 Ø 运行结果的正确性与各个过滤器运行的先后顺序无关。
管道/过滤器体系结构风格
➢管道/过滤器风格具有以下优点： ✓ 简单性，允许将系统的输入和输出看作是各个
过滤器行为的简单组合，独立的过滤器能够减 小构件之间的耦合程度； ✓ 系统具有可扩展性和可进化性，各个过滤器是 相互独立的，因此可以很容易地将新过滤器添 加到现有的系统之中，以扩展系统的业务处理 能力，原有过滤器可以很方便地被改进的过滤 器所替代；
➢软件体系结构表示系统的框架结构，用于从较高 的层次上来描述各部分之间的关系和接口，主要 包括：构件、构件性质和构件之间的关系。
➢不同系统的设计方案存在着许多共性问题，把这 些共性部分抽取出来，就形成了具有代表性的和 可广泛接受的体系结构风格。
4
几种典型的软件体系结构风格
➢软件体系结构风格也称为软件体系结构惯用模 式，是指不同系统所拥有的共同组织结构和语 义特征。
软件密集型系统的总体结构的语言，说明系统众
多构件之间的结构关系。
➢代表性的体系结构描述语言包括：
➢ Wright
➢ ACME
➢ Rapide
➢ ABC/ADL
➢ Darwin
➢ XYZ/ADL
➢ Unicon
➢ XADL
➢ 大部分结构描述语言都有构件、连接子、配置
等概念。
3
几种典型的软件体系结构风格
➢软件体系结构风格定义了用于系统描述的术语 表和一组用于指导系统构建的规则。
5
几种典型的软件体系结构风格
➢管道/过滤器风格 ➢数据共享风格 ➢客户机/服务器风格 ➢浏览器/服务器风格 ➢MVC体系结构风格
软件工程6 软件体系结构
软件工程6 软件体系结构在当今数字化的时代，软件已经成为我们生活和工作中不可或缺的一部分。
从智能手机上的各种应用程序，到企业内部复杂的业务系统，软件的质量和性能直接影响着用户的体验和业务的效率。
而软件体系结构作为软件工程中的一个重要领域，对于软件的成功开发和维护起着至关重要的作用。
那么，什么是软件体系结构呢？简单来说，软件体系结构就是软件系统的高层结构和组织方式。
它描述了软件系统中的组件、组件之间的关系以及它们如何协同工作来实现系统的功能。
就好比盖房子，软件体系结构就是房子的设计蓝图，决定了房子的布局、结构和各个部分的连接方式。
一个好的软件体系结构具有许多重要的特性。
首先，它应该具有可扩展性。
随着业务的发展和用户需求的变化，软件系统需要能够方便地进行功能的增加和修改。
如果体系结构设计得不合理，可能会导致在添加新功能时牵一发而动全身，需要对整个系统进行大规模的重构，这不仅费时费力，还可能引入新的错误。
其次，软件体系结构应该具有高可靠性和容错性。
软件系统在运行过程中难免会遇到各种故障和错误，一个良好的体系结构能够确保系统在出现部分故障时仍能继续运行，或者能够快速地从错误中恢复，从而保证系统的稳定性和可用性。
再者，性能也是软件体系结构需要考虑的重要因素。
这包括系统的响应时间、吞吐量、资源利用率等方面。
通过合理的体系结构设计，可以优化系统的性能，提高系统的运行效率，满足用户对于系统速度和效率的要求。
软件体系结构的设计过程并不是一蹴而就的，它需要综合考虑多种因素。
首先，要对系统的需求进行深入的分析和理解。
这包括了解系统的功能需求、性能需求、安全需求等。
只有清楚地知道系统需要做什么，才能设计出合适的体系结构。
在需求分析的基础上，选择合适的体系结构风格也是非常关键的一步。
常见的体系结构风格有分层架构、客户端服务器架构、微服务架构等。
每种风格都有其特点和适用场景，例如分层架构将系统分为不同的层次，每层完成特定的功能，具有结构清晰、易于维护的优点；客户端服务器架构则适用于分布式环境下的系统，能够有效地实现资源共享和负载均衡；微服务架构则将系统拆分成多个独立的服务，每个服务可以独立开发、部署和扩展，提高了系统的灵活性和可扩展性。
软件体系结构 ppt课件
图A 播放AVI文件的Graph Filter图
上图中每个模块分别代表了不同的Filter，媒体文件Filter从硬盘读取AVI文件，AVI分离 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 2019 10 出。。
6
•
2019
1概述－软件危机的原因
• 软件复杂度越来越高 • 软件不仅仅是在规模上快速地发展扩大，而且其复 杂性也急剧地增加。软件产品的特殊性和人类智力的 局限性，导致人们无力处理“复杂问题”。 所谓“复杂问题”的概念是相对的，一旦人们采用 先进的组织形式、开发方法和工具提高了软件开发效 率和能力，新的、更大的、更复杂的问题又摆在人们 的面前。
2019
-
3
1概述
• 它是一种简单的、清楚的、完善的方式 形成的
• 软件工程师需要一种更好的视角来理解 软件，并试图找到一种新的方法来构建 更复杂的大型软件系统 • SA (software architecture)
• 一个简单程序到复杂系统软件的距离是 十年
2019 4
1概述－需求开发的主要困难
软件体系结构
刘兴
2019
计算机学院软件工程系
1
软件体系结构内容
• • • • • • • 1概述 2软件体系结构风格 3案例研究 4软件体系结构的分析与评估（略） 5流行的软件体系结构 6设计模式与软件架构 7企业架构师和设计师、企业软件架构简介
2
2019
1概述
• • • • 我们要学的这个是什么玩意？ 我们为什么要学这个玩意？ 我们将来会怎么干？ 其他人是怎么玩的？
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。
软件工程讲义_第二章
演化过程模型评述[NOG00]
首先，原型开发（和其他更加复杂的演化过程） 由于构建产品需要的周期数目不确定，给项目策 划带来了困难。 其次，演化软件过程没有确定演进的最快速度。 如果演进的速度太快，完全没有间歇时间，项目 肯定会陷入混乱；反之，如果演进速度太慢，则 会影响生产率…… 再次，软件过程应该侧重于灵活性和可扩展性， 而不是高质量。为了追求高质量而延长开发时间 势必造成产品推迟交付，从而失去进入市场的良 机。
过程模式
过程模式提供了一种有效的机制来描述各 种软件过程。模式使得软件工程组织能够 从高层抽象开始，开发层次化的过程描述。 高层抽象描述又进一步细化为一系列步骤 模式以描述框架活动，然后每一个步骤模 式又进一步逐层细化为更详细的任务模式。 过程模式一旦建立起来，就可以在过程变 体的定义中复用——即软件开发队伍可以 将模式作为过程模式的构建模块，定制特 定的过程模型。
演化过程模型评述
演化模型的初衷是采用迭代或者增量的方式开 发高质量软件。可是，用演化模型也可以做到强 调灵活性、可扩展性和开发速度。软件开发团队 及其经理所面临的挑战就是在这些严格的项目和 产品参数与客户（软件质量的最终仲裁者）满意 度之间找到一个合理的平衡点。
专用过程模型
专用过程模型具有传统过程模型的一些特 点，但是，专用过程模型往往应用面较窄， 只适用于某些特定的软件工程方法。 在某些情况下，这些专用过程也许更确切 地应该称为技术的集合或方法论，是为了 实现某一特定的软件开发目标而制定的。 但它们确实也提出了一种过程。
模式名称：应能清楚地表述该模式在软件过程中的功能。 驱动力：模式使用环境及主要问题， 以明确主要难点 并可能影响解决方案。 类型：定义模式类型。 启动条件：描述模式应用的前提条件。 问题：描述模式将要解决的问题。 解决办法：描述模式的实现。 结束条件：描述模式成功执行之后的结果。 相关模式：以层次或其他图的方式列举与该模式相关的 其他模式。 已知应用实例：介绍该模式的具体实例。
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普通部件及其支持的相互作用
序
部件类型
部件支持的相互作用类型
号
1 模块(Module)
过程调用、数据共享
2 对象(Object)
方法调用
3 过滤器(Filter)
数据流
4 过程(Process)
消息传递、远程调用、 通讯协议、同步
5 数据文件(Data file) 读写
6 数据库(Database) 模式、查询语言
软件的结构基础
• 结构控制流 • 部件连接方式 • 结构化连接模式 • 基本数据类型 • 抽象数据类型 • 进程及运行环境 • 分时并发计算 • 资源共享/并行同步 • 实时系统 • 软件结构的四视图观
软件体系结构的四视图
部件
概念视图
连接器
配置
运
硬
部件 连接器 配置
模块限制
行 运行限制 视
件 和 操
软件体系结构的层次结构 •软件的构成 • 软件的物质基础 • 软件的结构基础 • 软件的层次结构模型 • 软件体系结构的层次结构模型 • 软件体系结构的体系
软件的构成
• 软件体系结构需要基础 • 软件体系结构需要层次 • 软件体系结构需要模式
软件的物质基础
软件设计的物质基础是计算 机硬件，当前的计算机硬件决定 了软件设计和实现的出发点，计 算机硬件的发展影响着软件体系 结构。
•软件的组成部分 •软件的层次关系 •模块的内部处理逻辑 •模块之间的界面
软件体系结构
软件体系结构包括两部分: (1)过程构件(模块)的层次结构 (2)数据构件
§4.1 软件体系结构
• 软件体系结构的有关概念 • 软件体系结构的层次性 • 软件体系结构的设计原理
软件体系结构的有关概念
• 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
技术
•应用专门的机制可靠地处理并发控制和分
布系统问题
•提出基于模型的系统结构和设计方法
•明确提出软件体系结构的设计思想
什么是软件体系结构
• 软件体系结构定义了软件局部和
总体计算部件的构成,以及这些部件之 间的相互作用关系。
• 从整体看，软件体系结构是由结构和
功能各异、相互作用的部件集合，按照层 次构成的。它包括了系统基础构成单元、 它们之间的作用关系、在构成系统时它们 的合成方法以及对合成约束的描述。
……
……
指令n 控制n 指令n 处理n 数据
存储1 存储2 …… 存储n
MISD多指令流单数据流计算机
计算机硬件体系结构分类
指令1 控制1 指令1 处理1 数据1
指令2 控制2 指令2 处理2 数据2
……
……
指令n 控制n 指令n 处理n 数据n
存储1 存储2 …… 存储n
MIMD多指令流多数据流计算机
客户机/服务器体系结构
应用系统的组成：
•显示逻辑部分(表示层):实现与用户交互 •应用处理部分(功能层):进行具体运算和数据处理 •数据管理部分(数据层):对数据库中数据进行查询、
修改、更新等任务
表示层
功能层
三层明确分割, 逻辑上独立
数据层
应用分层
“胖” 客户机
瘦客户机和胖客户机
客户机
服务器
显 示 逻 辑
模块视图
模块
模块
图
作
系
子系统 层
新模块分割 新模块分割
统 体
代码视图
运行实体
系 结
构
变化成运行实体
源代码
软件的层次结构模型
• 计算机网络的体系结构 • 计算机操作系统的体系结构
软件体系结构的层次结构模型
第6层：应用层 第5层：系统结构模式层层 第4层：资源和管理调度层 第3层：基础控制描述层 第2层：软化的硬件层 第1层：计算机硬件层
多处理机系统
控制 …… 控制
处理 …… 处理
MAP …… MAP
互连网络
存储 …… 存储
通道
……
通道
I/O
……
I/O
具有共享存储结构的多处理机
多处理机系统
控制 处理
…… 控制 …… 处理
存储
…… 存储
I/O
MAP
MAP
互连网络
具有分布存储结构的多处理机
分布计算系统
电信网络
交换机
网络
交换机
分布计算网络
不同服务器上
(3)将功能层放 在客户机上
将三层功能装载到硬件的三种基本方法
层次模型的结构关系
客户 使用
层N 抽象的最高层
层N-1
层1 抽象的最低层
2. 软件设计的问题
应用 处理 逻辑
表示
数据 管理 逻辑
数据库
客户机
“瘦”
表示 显 示 应用处理
客户机 逻
辑
应用 处理 逻辑
服务器
数据 管理 逻辑
数据库
三层C/S的基本硬件结构
客 表示层 户
表示层
表示层
机
功能层
服 功能层 务 器 数据层
功能层
数据层
服 务 器 (1)将数据层和
功能层放在 一台服务器上
数据层
(2)将数据层和 功能层放在
计算机硬件体系结构分类
指令 控制 指令 处理 数据 存储
SISD单指令流单数据流计算机
计算机硬件体系结构分类
控制 指令Leabharlann 处理1 数据1 处理2 数据2
…… 处理n 数据n
存储1 存储2 …… 存储n
SIMD单指令流多数据流计算机
计算机硬件体系结构分类
指令1 控制1 指令1 处理1 数据
指令2 控制2 指令2 处理2
此处加标题
软件工程软件体系结 构
眼镜小生制作
讨论要点
(1)什么是软件结构？ (2)如何建立设计模型？
软件设计的目标和目的
软件需求：解决“做什么”
软件设计：解决“怎么做” 软件设计的任务 问题结构(软件需求) 映射 软件结构 从软件需求规格说明书出发，形成软 件的具体设计方案。
软件的总体结构主要回答的问题
7 文档(Document) 共享表示假设
软件体系结构可分为四种不同的体系：
• 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
与软件体系结构有关的研究：
• 体系结构风格(Architecture Styles)
表示软件系统的一种特别的基本结构，以及相 关的构造方法
• 设计模式(Design Patterns)
构造型模式、结构型模式、行为型模式
• 框架(Framework)
另一种研究和构造软件体系结构的方法，更多 的是关于应用领域问题的已建立的系统结构。