软件架构设计方法与思考
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相 互 协 作 中 明确 表 现 出 的 行 为 ; 这 些 结 构 元 素
・ 忽 略 了 纯 粹 属 于 局 部 的 信 息 , 元 素 的
细 节 不 属 于 架 构 ( 件 架 构 设 计 的 范 软 围参 见 图 1 ; ) ● 软 件 架 构 关 注 元 素 外 部 可 见 属 性 : 元 素 提 供 的 服 务 ; 元 素 需 要 的服 务 ;元
算 法 设 计 影 响 小 影 响 人
图 l 软 件 架 构 设 计 的 范 围
2 软 件架 构 设计 的工 程化 方 法
软件 架构设 计过程是 智力 思考 和决策 的过
程 ,其 过 程 也 有 方 法 可 循 。本 文 将 软 件 架 构 设 计 分 为 以下 三 个 工 程 化 阶段 : ・ Peac i cue阶 段 ( 求 分 析 阶 段 ) r—rht tr e 需 : 此 阶 段 主 要 工 作 是 对 已 经 明确 的 软 件
电 信 技 术 研 究
总 第 3 7期 6 R S AR O T L CoMM U I AT ON T C E E CH N E E N C I E HNOL Y OG 2 年第 3期 0】 l
软件 架构 设 计 方法 与思 考
徐责 勇
摘 要 : 介 绍软 件 架 构 的基 本 概 念 、软 件 架 构设 计 的三 个 阶段 , 即需 求 分析 、概 念 架 构 、 细 化 架 构 的基 础 上 ,提 出对 软 件 架 构 设 计 的 思 考 。
关 键 词 :软 件 架 构 ; 概 念 架 构
Fra Baidu bibliotek
1 软 件 架 构 的 概 念
软 件 架 构 是 一 系 列 重 要 决 策 的集 合 ,这 些 决 策 与 以 下 内容 有 关 : 软 件 系 统 的 组 织 ;构 成 系 统 的 结构 元 素 及 其 接 口的 选 择 ; 这 些 元 素 在
技 术 性 约 束 标 准 性 约 束 业务 法规性约束 目标 快好省 遗留系统集成 技 术 趋 势 分 批 实 施 竞 争 因 素 与 竞 争对 手 用 户 运 行 期 用 户 群 特 点 需 求 质 量 用 户 水 平 多 国语言
需 求 ,把 握 需求 特 点 ,进 而 确 定 架 构 设 计 驱 动
求 分 成 业 务 级 、 用 户 级 、 开 发 级 三 个 层 次 , 并
P e ac e t r : 不 仅 是 理 解 需 求 r- r h c u e i t
与 功 能 、质 量 、 约 束 三 类 需 求 进 行 对 应 ,根 据
影 响架 构 的 因素 多而 杂
项 目特 点 ,在 矩 阵 表 中对 不 同 层 次 、不 同类 型
中事 件 流 的 控 制 行 为 。 ● 实 体 对 象 对 信 息进 行 描 述 , 一 般 来 自
222 确 定 高 层 分 割 .. 综 合 初 步 设 计 确 定 高层 分 割 ,对 识 别 的
鲁 棒 图对 象 进 行 分 组 , 形成 顶 层 切 分 元 素 , 确 定各 组 成 元 素 的职 责 , 初 步 形 成 概 念架 构 。概 念 架 构 图示 例 如 图 7所 示 。
素 及 其 接 口 、它 们 的协 作 、它 们 的 组 合 ) 。 软 件 架 构 是 系 统 的抽 象 :
能 、伸 缩 性 、 重 用 性 、兼 容 性 、 町维 护 性 、 经
济 性 、技 术 限 制 等 。
._ .
・ 定 义 了元 素 以及 它们 之 问 的关 系 与交 互 ;
阶段 ) 阶 段 的主 要 工 作 是针 对 重 要 :此
功 能 需 求 识 别 顶 层 软 件 架 构 的 组 成 元
技术交流:软件架构设计方法与思考
素 , 明确 各 个 元 素 的 职 责 ,并 使 用 性 能 、 质 量 需 求 等 对 顶 层 架 构 进 行 验 证
和 调整 。
・6 ・ 4
需 求 进 行 重 点 分 析 , 识 别 出 需 要 在 架
构 设 计 过 程 中 关 注 的 需 求 项 。本 阶 段
如 果 错 过 了某 些 重 大 需 求 , 将 造 成 架
构设计结 果不满足系统要求 。 ● C n e ta A c 段 ( 念 架 构 设 计 o cpu l rh阶 概
开发 团队技术水平 开 发 团队 磨 合程 度 开 发 团队 分 布情 况 行 为 开 发 期 开 发 团队 业 务 知 识 需 求 质 量 管 理 :保 密 要 求
管 理 :产 品 规 划 安 装 维 护
图 3 ADME S矩 阵 M
ADME MS 矩 阵 是 对 需 求 进 行 结 构 化 梳 理 的 ~ 个 重 要 思 维 工 具 , 称 为“ 求 层 次— — 需 一 又 需 求 方 面 矩 阵” ,如 图 3所 示 。在 矩 阵 表 中 ,将 需
一/
、 .. . 、.. .—,
、 — — — —— — 一 —- — — — —
下 面 对 三 个 阶段 进 行 简 要 介 绍 。
21Peac i cue阶 段 . r.rht tr e
P eac i cu e 阶 段 的 主 要 目的 是 在 已经 r.rht tr e 明确 了软 件 需求 规 格 说 明 的 基 础 上 , 全 面 理 解
概 念 架 构 界 定 系 统 的 高 层 组 件 以及 它 们 之 间的关系 , 念架构 意在对系统进行适 当分解 , 概 而 不 陷 入 细 节 。概 念 架 构 应 包 括 架 构 图 , 以及
每个 组件 的非 正式规 约等 ( 接 口细节 ) 可 以 无 , 使用 概念架构与管理 人员 、总体人 员、开发人
素 具 备 的 性 能 特 性 、 容 错 特 性 、 对 共 享 资 源 的使 用 等 。 软 件 架 构 不 仅 注 重 软 件 系 统 本 身 的 结 构 和
行 为 ,还 注 重 其 它 特 性 :使 用 性 、功 能 性 、性
和 行 为 元 素 进 一 步 组 合 所 构 成 的 更 大 规 模 的子 系 统 ;指 导 这 一 组 织 的 架 构 风 格 ( 括 这 些 元 包
领 域 概 念 , 一 与 领 域 模 型 中 的对 象 般
有对应 关系 。
O
边界对象 控 制 对象 实 体 对 象
图 4 鲁 棒 图 三种 元 素及 建模 语 法
图 7 压 缩 软 件 初 步 概 念 架 构 示 例
223 高 层 分 割 验 证 .. 使 用 关 键 需 求 对 高层 分 割 进 行 逻 辑 验 证 ,
注 >- 过 关 u 除 辅 或 证 I计 意 勿 分 注I 非 助 验 u , 设 / .棒 ≠ 例 约 可 化 鲁 图 用 规 的 视
图 6 鲁 棒 图建模 的 1 O条 经验
接收外 部输入 , 处理 内部 内容 的解释 ,
并表 达 或 传 递 相 应 结 果 。 ・ 控 制 对 象 对 行 为 进 行 封 装 , 描 述 用 例
22 1初 步 设 计 ..
系 统 划 分 成 很 多 不 同 的职 责 , 是 系 统 的初 步 设
计 。 基 于 鲁 棒 图 进 行 初 步 设 计 可 参 考 以下 l 0
条 经 验 ,参 见 图 6 。
\ -守 模 则 遵建 规
/ ・化 模 法 简建 语
\ -循 元 发 路 遵 j种 素的 现思 思 >- 量 维 增 建模
先 级 ; 确 定 关 键 功 能 需 求 ,便 于有 针 对 性 地 进
行 设 计 。确 定 关 键 功 能 主 要 从 核 心 功 能 、必 做 功 能 、 高 风 险功 能 、 独 特 功 能 四个 方 面 进 行 考
虑。
● R f e c 阶 段 ( 化 架 构 设 计 阶 e n d Arh i 细
的 需 求 进 行 梳 理 、归 类 ,达 到 将 需 求 结 构 化 ,
以使 软 件 架 构 设 计 人 员 能全 方 位 、多 角 度 把 握
第 一 步 :需 求 结 构 化 第二步 :分析约束影响 第三步 :确定关键质量 第四步 :确定关键功能
目 _ 目
需 求 的 目的 。
编 码 规 范
—
系统 影 响
— — —
不 属 于 架 构 设 计
. 一 0 架 构 设 计 1 | 、
一
二 ( 心陷阱) : 小 :
( 重点关心)
-
择
工 具 选 择
实 现 细 节
—
数据结构
—
不 属 架 构 设 计
不 属 于 架 构 ( 时关心 ) 有
・65 。
电 信 技 术 研 究
总 第 3 7期 6 R S AR O T L CO M U I AT ON T C E E CH N E E M N C I E HNOL Y OG 2 年第 3期 01 l
员 、用 户 等 技 术 、 非技 术 人 员 交 流 系 统 架 构 。 概 念 架 构 设 计 分 为 初 步 设 计 、确 定 高 层 分 割 、 层 分 割 验 证 、 功 能 需 求 设 计 4个 步 骤 。 高 非
鲁 棒 图 包 含 三 种 元 素 , 分 别 是 边 界 对 象 、控 制
一
/ - 体 象 持 化 象 实对≠久对 \ 一 对 键 能(例 画 棒 只关功 用)鲁图
\ 一关 节 勿 注细
仅 / -个 棒 2个 制 象 每 鲁 图— 控 对 5
对象 、实体对象 。 ・ 边 界 对 象 对 模 拟 外 部 环 境 和 未 来 系 统 之 间 的 交 互 进 行 建 模 , 边 界对 象 负 责
段 ) 此 阶 段 主 要 工 作 是 根 据 对 架 构 各 : 个 元 素 及 关 系进 行 细 化 , 设 计 出逻 辑
A M M 矩 阵 :思维 工具 DES
、
. . . . . . . .
架 构 、 数 据 架 构 、运 行 架 构 、 物 理 架
构 、开发架构 五个视 图 。
22 C n e ta Arh阶 段 . o cpu l c
C n e t a Arh阶 段 的 目的就 是 针 对 重 大 o c pu l c
图 2 P eac i cue阶 段 的 四个 工 作步 骤 r.rht tr e
需 求 、特 色 需 求 、高 风 险 需 求 ,需 求 冲 突 等给 出 系 统 高层 次 的 解 决 方 案 。
基 于 关 键 功 能进 行 初 步 设 计 ,使 用 鲁 棒 图 对 关 键 需 求 ( 例 )进 行 分 析 建 模 。通 过 分 析 用
用 例 规 约 中 的事 件 流 ,识 别 出 实 现 用 例 规 定 的
功 能所 需 的 主 要 对 象 及 职 责 , 参 见 图 4 图 5 、 。
首 先 ,借 助 ADME MS 矩 阵 思 维 工 具 ,对 多 而 复 杂 的架 构 影 响 凶 素 进 行 梳 理 ,对 需 求 建 立 全 面 有 序 的理 解 。然 后 ,分 别 针 对 约 束 、 质 量 、功 能 三 类 需求 ,分 析 约 束 影 响 , 识 别 隐 含 需 求 ;确 定 关 键 质 量 , 明确 关 键 质 量 之 间 的优
力 。 功 能 需 求 、 质 量 需 求 和 设 计 约 束 共 同确 定 了 架 构 ,这 三 类 需 求 的把 握 是 否 到位 、 设 计 决
策 是否对路 ,是架构设 计成败 的关键所在 。
P eac i cu e 段 可 以 分 为 需 求 结 构 化 、 r.rht tr 阶 e 分 析 约 束 影 响 、 确 定 关 键 质 量 、确 定 关 键 功 能 四个 步 骤 ( 见 图 2 ,其 成 果 是 为 后 续 软 件 概 参 ) 念 架构阶段做准 备 。
・ 忽 略 了 纯 粹 属 于 局 部 的 信 息 , 元 素 的
细 节 不 属 于 架 构 ( 件 架 构 设 计 的 范 软 围参 见 图 1 ; ) ● 软 件 架 构 关 注 元 素 外 部 可 见 属 性 : 元 素 提 供 的 服 务 ; 元 素 需 要 的服 务 ;元
算 法 设 计 影 响 小 影 响 人
图 l 软 件 架 构 设 计 的 范 围
2 软 件架 构 设计 的工 程化 方 法
软件 架构设 计过程是 智力 思考 和决策 的过
程 ,其 过 程 也 有 方 法 可 循 。本 文 将 软 件 架 构 设 计 分 为 以下 三 个 工 程 化 阶段 : ・ Peac i cue阶 段 ( 求 分 析 阶 段 ) r—rht tr e 需 : 此 阶 段 主 要 工 作 是 对 已 经 明确 的 软 件
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软件 架构 设 计 方法 与思 考
徐责 勇
摘 要 : 介 绍软 件 架 构 的基 本 概 念 、软 件 架 构设 计 的三 个 阶段 , 即需 求 分析 、概 念 架 构 、 细 化 架 构 的基 础 上 ,提 出对 软 件 架 构 设 计 的 思 考 。
关 键 词 :软 件 架 构 ; 概 念 架 构
Fra Baidu bibliotek
1 软 件 架 构 的 概 念
软 件 架 构 是 一 系 列 重 要 决 策 的集 合 ,这 些 决 策 与 以 下 内容 有 关 : 软 件 系 统 的 组 织 ;构 成 系 统 的 结构 元 素 及 其 接 口的 选 择 ; 这 些 元 素 在
技 术 性 约 束 标 准 性 约 束 业务 法规性约束 目标 快好省 遗留系统集成 技 术 趋 势 分 批 实 施 竞 争 因 素 与 竞 争对 手 用 户 运 行 期 用 户 群 特 点 需 求 质 量 用 户 水 平 多 国语言
需 求 ,把 握 需求 特 点 ,进 而 确 定 架 构 设 计 驱 动
求 分 成 业 务 级 、 用 户 级 、 开 发 级 三 个 层 次 , 并
P e ac e t r : 不 仅 是 理 解 需 求 r- r h c u e i t
与 功 能 、质 量 、 约 束 三 类 需 求 进 行 对 应 ,根 据
影 响架 构 的 因素 多而 杂
项 目特 点 ,在 矩 阵 表 中对 不 同 层 次 、不 同类 型
中事 件 流 的 控 制 行 为 。 ● 实 体 对 象 对 信 息进 行 描 述 , 一 般 来 自
222 确 定 高 层 分 割 .. 综 合 初 步 设 计 确 定 高层 分 割 ,对 识 别 的
鲁 棒 图对 象 进 行 分 组 , 形成 顶 层 切 分 元 素 , 确 定各 组 成 元 素 的职 责 , 初 步 形 成 概 念架 构 。概 念 架 构 图示 例 如 图 7所 示 。
素 及 其 接 口 、它 们 的协 作 、它 们 的 组 合 ) 。 软 件 架 构 是 系 统 的抽 象 :
能 、伸 缩 性 、 重 用 性 、兼 容 性 、 町维 护 性 、 经
济 性 、技 术 限 制 等 。
._ .
・ 定 义 了元 素 以及 它们 之 问 的关 系 与交 互 ;
阶段 ) 阶 段 的主 要 工 作 是针 对 重 要 :此
功 能 需 求 识 别 顶 层 软 件 架 构 的 组 成 元
技术交流:软件架构设计方法与思考
素 , 明确 各 个 元 素 的 职 责 ,并 使 用 性 能 、 质 量 需 求 等 对 顶 层 架 构 进 行 验 证
和 调整 。
・6 ・ 4
需 求 进 行 重 点 分 析 , 识 别 出 需 要 在 架
构 设 计 过 程 中 关 注 的 需 求 项 。本 阶 段
如 果 错 过 了某 些 重 大 需 求 , 将 造 成 架
构设计结 果不满足系统要求 。 ● C n e ta A c 段 ( 念 架 构 设 计 o cpu l rh阶 概
开发 团队技术水平 开 发 团队 磨 合程 度 开 发 团队 分 布情 况 行 为 开 发 期 开 发 团队 业 务 知 识 需 求 质 量 管 理 :保 密 要 求
管 理 :产 品 规 划 安 装 维 护
图 3 ADME S矩 阵 M
ADME MS 矩 阵 是 对 需 求 进 行 结 构 化 梳 理 的 ~ 个 重 要 思 维 工 具 , 称 为“ 求 层 次— — 需 一 又 需 求 方 面 矩 阵” ,如 图 3所 示 。在 矩 阵 表 中 ,将 需
一/
、 .. . 、.. .—,
、 — — — —— — 一 —- — — — —
下 面 对 三 个 阶段 进 行 简 要 介 绍 。
21Peac i cue阶 段 . r.rht tr e
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概 念 架 构 界 定 系 统 的 高 层 组 件 以及 它 们 之 间的关系 , 念架构 意在对系统进行适 当分解 , 概 而 不 陷 入 细 节 。概 念 架 构 应 包 括 架 构 图 , 以及
每个 组件 的非 正式规 约等 ( 接 口细节 ) 可 以 无 , 使用 概念架构与管理 人员 、总体人 员、开发人
素 具 备 的 性 能 特 性 、 容 错 特 性 、 对 共 享 资 源 的使 用 等 。 软 件 架 构 不 仅 注 重 软 件 系 统 本 身 的 结 构 和
行 为 ,还 注 重 其 它 特 性 :使 用 性 、功 能 性 、性
和 行 为 元 素 进 一 步 组 合 所 构 成 的 更 大 规 模 的子 系 统 ;指 导 这 一 组 织 的 架 构 风 格 ( 括 这 些 元 包
领 域 概 念 , 一 与 领 域 模 型 中 的对 象 般
有对应 关系 。
O
边界对象 控 制 对象 实 体 对 象
图 4 鲁 棒 图 三种 元 素及 建模 语 法
图 7 压 缩 软 件 初 步 概 念 架 构 示 例
223 高 层 分 割 验 证 .. 使 用 关 键 需 求 对 高层 分 割 进 行 逻 辑 验 证 ,
注 >- 过 关 u 除 辅 或 证 I计 意 勿 分 注I 非 助 验 u , 设 / .棒 ≠ 例 约 可 化 鲁 图 用 规 的 视
图 6 鲁 棒 图建模 的 1 O条 经验
接收外 部输入 , 处理 内部 内容 的解释 ,
并表 达 或 传 递 相 应 结 果 。 ・ 控 制 对 象 对 行 为 进 行 封 装 , 描 述 用 例
22 1初 步 设 计 ..
系 统 划 分 成 很 多 不 同 的职 责 , 是 系 统 的初 步 设
计 。 基 于 鲁 棒 图 进 行 初 步 设 计 可 参 考 以下 l 0
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\ -守 模 则 遵建 规
/ ・化 模 法 简建 语
\ -循 元 发 路 遵 j种 素的 现思 思 >- 量 维 增 建模
先 级 ; 确 定 关 键 功 能 需 求 ,便 于有 针 对 性 地 进
行 设 计 。确 定 关 键 功 能 主 要 从 核 心 功 能 、必 做 功 能 、 高 风 险功 能 、 独 特 功 能 四个 方 面 进 行 考
虑。
● R f e c 阶 段 ( 化 架 构 设 计 阶 e n d Arh i 细
的 需 求 进 行 梳 理 、归 类 ,达 到 将 需 求 结 构 化 ,
以使 软 件 架 构 设 计 人 员 能全 方 位 、多 角 度 把 握
第 一 步 :需 求 结 构 化 第二步 :分析约束影响 第三步 :确定关键质量 第四步 :确定关键功能
目 _ 目
需 求 的 目的 。
编 码 规 范
—
系统 影 响
— — —
不 属 于 架 构 设 计
. 一 0 架 构 设 计 1 | 、
一
二 ( 心陷阱) : 小 :
( 重点关心)
-
择
工 具 选 择
实 现 细 节
—
数据结构
—
不 属 架 构 设 计
不 属 于 架 构 ( 时关心 ) 有
・65 。
电 信 技 术 研 究
总 第 3 7期 6 R S AR O T L CO M U I AT ON T C E E CH N E E M N C I E HNOL Y OG 2 年第 3期 01 l
员 、用 户 等 技 术 、 非技 术 人 员 交 流 系 统 架 构 。 概 念 架 构 设 计 分 为 初 步 设 计 、确 定 高 层 分 割 、 层 分 割 验 证 、 功 能 需 求 设 计 4个 步 骤 。 高 非
鲁 棒 图 包 含 三 种 元 素 , 分 别 是 边 界 对 象 、控 制
一
/ - 体 象 持 化 象 实对≠久对 \ 一 对 键 能(例 画 棒 只关功 用)鲁图
\ 一关 节 勿 注细
仅 / -个 棒 2个 制 象 每 鲁 图— 控 对 5
对象 、实体对象 。 ・ 边 界 对 象 对 模 拟 外 部 环 境 和 未 来 系 统 之 间 的 交 互 进 行 建 模 , 边 界对 象 负 责
段 ) 此 阶 段 主 要 工 作 是 根 据 对 架 构 各 : 个 元 素 及 关 系进 行 细 化 , 设 计 出逻 辑
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、
. . . . . . . .
架 构 、 数 据 架 构 、运 行 架 构 、 物 理 架
构 、开发架构 五个视 图 。
22 C n e ta Arh阶 段 . o cpu l c
C n e t a Arh阶 段 的 目的就 是 针 对 重 大 o c pu l c
图 2 P eac i cue阶 段 的 四个 工 作步 骤 r.rht tr e
需 求 、特 色 需 求 、高 风 险 需 求 ,需 求 冲 突 等给 出 系 统 高层 次 的 解 决 方 案 。
基 于 关 键 功 能进 行 初 步 设 计 ,使 用 鲁 棒 图 对 关 键 需 求 ( 例 )进 行 分 析 建 模 。通 过 分 析 用
用 例 规 约 中 的事 件 流 ,识 别 出 实 现 用 例 规 定 的
功 能所 需 的 主 要 对 象 及 职 责 , 参 见 图 4 图 5 、 。
首 先 ,借 助 ADME MS 矩 阵 思 维 工 具 ,对 多 而 复 杂 的架 构 影 响 凶 素 进 行 梳 理 ,对 需 求 建 立 全 面 有 序 的理 解 。然 后 ,分 别 针 对 约 束 、 质 量 、功 能 三 类 需求 ,分 析 约 束 影 响 , 识 别 隐 含 需 求 ;确 定 关 键 质 量 , 明确 关 键 质 量 之 间 的优
力 。 功 能 需 求 、 质 量 需 求 和 设 计 约 束 共 同确 定 了 架 构 ,这 三 类 需 求 的把 握 是 否 到位 、 设 计 决
策 是否对路 ,是架构设 计成败 的关键所在 。
P eac i cu e 段 可 以 分 为 需 求 结 构 化 、 r.rht tr 阶 e 分 析 约 束 影 响 、 确 定 关 键 质 量 、确 定 关 键 功 能 四个 步 骤 ( 见 图 2 ,其 成 果 是 为 后 续 软 件 概 参 ) 念 架构阶段做准 备 。