软件体系结构案例
(软件工程理论、方法与实践)第8章分布式系统体系结构
基于服务的架构设计方法
总结词
基于服务的架构设计方法是一种以服务为中心的设计方法，通过将系统功能封装为可复用的服务，实 现松耦合的分布式系统。
详细描述
01
02
分布式性
组件分布在不同的物理节点上，可以 位于不同的地理位置。
03
通信能力
组件之间通过通信进行协调和交互。
可靠性
分布式系统具有容错性和可恢复性， 能够保证系统的可靠运行。
05
04
并发性
多个组件可以并行执行，提高系统的 整体性能。
分布式系统的应用场景
云计算平台
如亚马逊AWS、谷歌云等，提供计算、存储、网络等 服务。
总结词
基于代理的分布式系统通过使用智能 代理来处理分布式任务，具有自治性、 智能性和协作性等特点。
详细描述
基于代理的分布式系统案例包括：1. 分布式 计算市场案例，如网格计算和云计算平台， 通过智能代理实现资源的共享和交易；2. 智 能家居案例，通过智能代理实现家庭设备的 互联和控制，提高生活便利性。
运维
分布式系统的运维需要关注系统的运行状态 和性能，以及服务的可用性和可靠性。这需
要使用一些监控工具和技术，如 Prometheus、Grafana等，以便及时发现 和处理系统中的问题。同时，还需要建立完 善的运维流程和规范，以确保系统的高可用
性和高可靠性。
05
分布式系统案例分析
基于代理的分布式系统案例
测试方法
对于分布式系统的测试，需要采用一些特定 的方法，如模拟测试、灰度测试、故障注入 测试等。这些方法可以帮助开发人员模拟各 种实际运行场景，以便更好地发现和修复系 统中的问题。
系统架构设计典型案例
系统架构典型案例共享平台逻辑架构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。
一般性技术架构设计案例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。
整体架构设计案例上述两节，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：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。
应用层级说明整体应用系统架构设计分为五个基础层级，通过有效的层级结构的划分可以全面展现整体应用系统的设计思路。
IT运维管理体系建设案例
某部IT运维管理体系建设案例摘要:某部委信息中心（以下简称中心）肩负着电子政务主干网建设、维护、运营的使命，致力于提供安全、高效、快捷的IT服务。
近年来，随着信息化建设的深入，网上运行的业务应用逐步增加，计算机机房设备、网络基础设施，大型主机、服务器、客户端等硬件平台，政务应用系统、数据库、应用服务器、中间件等软件平台日益复杂，服务的用户（包括应用使用单位、人民银行、税务、海关、各代理银行等）越来越多，如何维护好日益增多的网络和系统等各类设备，保证各个应用系统安全顺畅地运行，为用户提供良好的服务，及时解决出现的问题和故障，做到网络和用户之所及，管理和服务之所及，是政务业务能否可靠运行的关键所在。
1.案例背景某部委信息中心（以下简称中心）肩负着电子政务主干网建设、维护、运营的使命，致力于提供安全、高效、快捷的IT服务。
近年来，随着信息化建设的深入，网上运行的业务应用逐步增加，计算机机房设备、网络基础设施，大型主机、服务器、客户端等硬件平台，政务应用系统、数据库、应用服务器、中间件等软件平台日益复杂，服务的用户（包括应用使用单位、人民银行、税务、海关、各代理银行等）越来越多，如何维护好日益增多的网络和系统等各类设备，保证各个应用系统安全顺畅地运行，为用户提供良好的服务，及时解决出现的问题和故障，做到网络和用户之所及，管理和服务之所及，是政务业务能否可靠运行的关键所在。
中心目前还处于初级的IT服务管理状态，在组织结构、管理规、管理流程和技术支撑方面，还没有构建一个综合的IT服务管理体系。
对网络、设备、系统、用户等的管理和服务是分散的、不关联的，没有实现数据、信息和知识库的共享，没有实现规化和流程化，因此，管理和服务是粗粒度、低效率的，这种管理模式将越来越难以适应政务信息化的发展要求。
因此，需要梳理服务管理需求、规服务管理流程，开发和建设一套科学有效的，融合组织、制度、流程、技术的IT服务管理体系，从粗放和分散型管理，逐步过渡到规化、精细化和主动式IT 服务管理，使IT服务管理体系成为中心日常工作的重要组成部分，这不仅对政务核心应用系统顺利运行和应用有重要意义，也将为支持和推进政务改革提供管理和服务保障。
软件体系结构设计案例分析
ISSS系统所处的物理环境
外部系统接口 （ESI）
主计算机负责对监控数据 和飞行计划数据进行处理 4个并行令牌环 网 双LCN接口单元 与LCN相连
增强直接访问雷达 信道
测试培训子系统
本地通信网络（LCN）
BCN
监控控制台
监控控制台
通用控制台
通用控制台
通用控制台
通用控制台
空中交通管制人员的工作站；一个区 段组可以有1~4台通用控制台
各中心的信息存储结构
数据中心的分层体系结构
数据中心的分层体系结构
分层体系结构：某一层功能和实现的变化只是上下层有关 （低耦合，可扩展、组件复用） 安全管理：访问权限 日志管理：多种操作的记录 数据访问层：审查、发布数据的操作 应用服务层：多个共享服务组件 共享服务接口：访问接口、入口，重用部分应用服务组件
体系结构说明
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
主数据中心作为整个系统共享服务的一个入口，它提供了 查询主数据中心上元数据信息的服务；负责向分数据中心 转发用户访问科学数据的请求。 分数据中心也可以作为共享服务的入口。每个分数据中心 都具有各自的管理信息系统，收集和管理某个研究领域内 的科学数据，用户可以直接登录某个分数据中心上访问数 据。 加入了安全中心。用户的基本信息，如密码、住址、所属 单位等，都由安全中心保存和维护。安全中心为所有数据 中心提供了用户的身份验证、维护的安全服务。 但是用户访问数据的权限则由各个数据中心独立地设置和 管理。
Suite System，ISSS）
ISSS是针对22个中途中心的软硬 件升级系统
需求与质量分析
空中交通管制系统若运行不好，可能会造成生命财产损失 极高的可用性
《软件体系结构重构与微服务实现》范文
《软件体系结构重构与微服务实现》篇一一、引言随着信息技术的飞速发展，软件系统的复杂性和规模不断扩大，传统的软件体系结构已经难以满足现代软件系统的需求。
因此，软件体系结构重构和微服务实现成为了当前软件工程领域的重要研究方向。
本文旨在探讨软件体系结构重构的必要性、方法以及微服务的实现技术，以期为软件系统的设计和开发提供有益的参考。
二、软件体系结构重构的必要性1. 应对复杂性和规模挑战：随着业务需求的不断变化，软件系统面临着越来越复杂的业务逻辑和庞大的数据量。
传统的软件体系结构难以有效应对这些挑战，需要进行重构以适应新的需求。
2. 提高系统性能：随着系统规模的扩大，传统软件体系结构可能导致性能瓶颈。
通过重构，可以优化系统架构，提高系统的性能和响应速度。
3. 增强系统可维护性和扩展性：软件体系结构重构可以降低系统的复杂性，提高系统的可维护性。
同时，通过采用微服务等技术，可以增强系统的扩展性，以满足业务发展的需求。
三、软件体系结构重构的方法1. 模块化设计：将系统拆分成多个独立的模块，每个模块负责特定的功能。
这样可以降低系统的复杂性，提高系统的可维护性和可扩展性。
2. 引入中间件：中间件可以屏蔽底层平台的差异，提供统一的接口。
通过引入中间件，可以降低系统对特定平台的依赖性，提高系统的可移植性和可扩展性。
3. 采用微服务架构：微服务架构将系统拆分成一系列小型服务，每个服务都运行在其独立的进程中。
这样可以提高系统的并发性和灵活性，降低系统的复杂性。
四、微服务的实现技术1. 服务拆分与定义：根据业务需求和系统架构，将系统拆分成多个微服务。
每个微服务都负责特定的业务功能，并定义明确的接口。
2. 容器化技术：采用容器化技术（如Docker）对微服务进行封装和部署，可以实现服务的快速部署和扩展。
3. 服务注册与发现：通过服务注册与发现机制，使各个微服务能够相互发现并通信。
常用的服务注册与发现组件有ZooKeeper、Etcd和Consul等。
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。
软件体系结构案例
软件体系结构案例分析案例一：学生管理系统功能如下面业务分解图所示，将一个开发的软件——学生管理系统分成五个子系统，学生档案管理：学生的一般情况，及奖励，处分情况；学生成绩管理：学习成绩，补考成绩；学籍处理：学生留降级处理，休复学处理，退学处理；日常教务管理：日常报表，如通知书，补考通知书等，学生学成绩的各种分类统计；毕业生学籍处理：结业处理，毕业处理，授位处理，学籍卡片等。
3、信息采集与各部门的使用权限每学期考试完毕由各系录入成绩，然后由教务科收集。
为了信息的安全和数据的权威性，对于网上信息的使用权限和责任规定如下：性能1、网络环境下的多用户系统在上述已有的硬件环境下，信息由各用户在规定的权限下在各自的工作站上录入，信息上网后各用户可查询，调用，达到信息共享。
2、数据的完整性，准确性a、录入数据采用表格方式，限制录入数据类型及取值范围以保证数据的完整性及准确性。
b、系统具有部分反悔修改功能，系统备有的修改功能均可反悔3、数据完成的时间性，如成绩的录入，仅当师资科录入教学进程，教务科分发教师教学任务安排之后，各系方可录入成绩。
4、数据安全性本系统采用二级安全保障第一级：依赖于网络本身对用户使用权限的规定。
第二级：在程序模块中通过使用密码控制功能对用户使用权限加以限制。
如上表5、成绩自动统计分析及学籍的自动处理本系统按学籍管理条例设计了若干个软件处理模块：1、按某学生某学期，学年考试及补考成绩，自动生成该学生是否升留降级，退学。
2、可按某学生在校期间累计补考科目门数和成绩自动生成该学生是否结业，毕业，授位。
3、可按某学生因非成绩原因所引起的学籍变更作自动处理。
4、可按每学期各年级班学生考试成绩自动生成补考名单，科目。
5、可按每学期各年级学生考试成绩自动生成某课程统计分析表。
*案例二：网上招聘系统项目来源及背景本项目是为北京某公司开发的一个网上招聘系统，由于这个公司的规模比较大，需要招聘的员工也很多，每次招聘总能收到成千上万的简历，如何挑选合适的应聘者常常是公司比较棘手的事情，为人力资源部的工作人员带来很多的工作量。
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v1.0 可编辑可修改第一章【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。
软件概要设计说明书(案例)
软件概要设计说明书So ftw are Pr eli mi nar y De sig nDe scr卷号 卷内编号 密级分类:<类别>使用者:<使用者>©托普集团,2002<项目名称>项目编号:<项目编号>文档名称Version项 目 承 担 部 门： 撰 写 人（签名）： 完 成 日 期：本文档 使 用部门：■主管领导 ■项目组 □客户（市场） □维护人员 □用户评审负责人（签名）：评 审 日 期：iption1. 引言1.1 编写目的软件概要设计是从总体上把握系统设计框架，他包括模块划分、处理流程和接口设计，概要设计说明书对上述内容作了总体描述，体现了用户需求与应用系统实现之间的关系，在设计过程中起到了提纲挈领的作用。
待开发的软件系统的名称：多层体系政务框架平台之一行政服务中心政务平台项目名称：多层体系政务框架平台之一行政服务中心政务平台项目的任务提出者：集团公司中央研院应用产品开发中心项目的任务开发者：多层体系政务框架平台之一行政服务中心政务平台项目开发组项目的用户：行政服务中心本文档的阅读者：多层体系政务框架平台之一行政服务中心政务平台项目组1.2 定义1.3 参考资料2. 范围2.1 系统主要目标构建行政服务中心政务平台，实现办件处理网络化、无纸化、科学化，内部办公自动化与政务公开化的要求，并为领导提供办件相关的统计与决策分析数据。
2.2 主要软件需求网上审批，网上办件与流程监控。
2.3 设计约束、限制本节描述软件开发工作的某些限制，例如经费限制、开发期限、硬件限制、编程语言、通信协议、安全和保密要求、开发过程中须遵守的某些标准或规则。
本节内容不是陈述具体需求或设计约束，而是为具体需求以及设计约束的描述提供依据。
经费限制：41.07万；开发期限：2002年8月31日完成；硬件限制：硬设备有部分配置比较低，完成本需求说明中的功能和性能要求没有问题；编程语言：Notes Script ，HTML ，C++ BUILDER ，Visual C++ 通信协议：TCP/IP ，X.509安全和保密要求：Notes 提供的七级权限控制；CA 加密认证；开发过程中须遵守的某些标准或规则：编码规范采用Notes Script 、C++ BUILDER ，Visual C++的编码规范进行。
软件体系结构 4+1模型案例
案例教学1：4+1视图方法进行软件体系结构设计要开发出用户满意的软件并不是件容易的事，软件体系结构师必须全面把握各种各样的需求、权衡需求之间有可能的矛盾之处，分门别类地将不同需求一一满足。
本文从理解需求种类的复杂性谈起，通过具体案例的分析，展示了如何通过RUP的4+1视图方法，针对不同需求进行体系结构设计，从而确保重要的需求一一被满足。
1、呼唤体系结构设计的多重视图方法灵感一闪，就想出了把大象放进冰箱的办法，这自然好。
但希望每个体系结构设计策略都依靠灵感是不现实的--我们需要系统方法的指导。
需要体系结构设计的多重视图方法，从根本上来说是因为需求种类的复杂性所致。
以工程领域的例子开道吧。
比如设计一座跨江大桥：我们会考虑"连接南北的公路交通"这个"功能需求"，从而初步设计出理想化的桥墩支撑的公路桥方案；然后还要考虑造桥要面临的"约束条件"，这个约束条件可能是"不能影响万吨轮从桥下通过"，于是细化设计方案，规定桥墩的高度和桥墩之间的间距；另外还要顾及"大桥的使用期质量属性"，比如为了"能在湍急的江流中保持稳固"，可以把大桥桥墩深深地建在岩石层之上，和大地浑然一体；其实，"建造期间的质量属性"也很值得考虑，比如在大桥的设计过程中考虑"施工方便性"的一些措施。
和工程领域的功能需求、约束条件、使用期质量属性、建造期间的质量属性等类似，软件系统的需求种类也相当复杂，具体分类如图1所示。
图1 软件需求分类的复杂性2、超市系统案例：理解需求种类的复杂性例子是最好的老师。
为了更好地理解软件需求种类的复杂性，我们来分析一个实际的例子。
在表1中，我们列举了一个典型的超市系统的需求子集，从这个例子中可以清晰地看到需求可以分为两大类：功能需求和非功能需求。
表1 超市系统案例：理解需求种类的复杂性简单而言，功能需求就是"软件有什么用，软件需要做什么"。
美团软件体系结构分析
架构重构案例
效果
重构后，美团外卖业务处理能力大幅提升，用户体验得到显著改善。
案例二
美团酒店架构重构
背景
美团酒店业务面临订单量大、并发访问高、数据一致性要求高等挑战。
架构重构案例
架构重构案例
采用分布式架构，将系统拆分为多个子系统，实现负载均衡和横向扩展。引入数据库分片技术，提高数据存储和查询效率。同时，加强系统监控和告警机制，确保系统稳定运行。
安全性高
美团软件体系结构采用了多种安全措施，包括数据加密、访问控制、安全审计等，确保用户数据的安全性。
优势分析
随着技术的不断发展，美团软件体系结构需要不断更新和升级，以适应新的业务需求和技术趋势。
技术更新快
不同用户的需求差异较大，美团软件体系结构需要不断优化和改进，以满足用户的个性化需求。
用户需求多样化
感谢您的观看
公司背景
01
02
业务范围
美团还通过与线下实体商家合作，提供线上预订、线下体验的服务模式，为消费者提供更加便捷的消费体验。
美团的业务覆盖了餐饮、酒店、旅游、零售等多个领域，通过提供在线点餐、外卖、团购等服务，满足消费者的日常需求。
技术团队
美团拥有一支强大的技术团队，涵盖了多个领域的技术专家和工程师。
架构优化案例
优化后，美团点评搜索性能大幅提升，用户满意度明显提高。
效果
美团买菜架构优化
案例二
美团买菜业务需要快速响应用户订单需求，对系统响应速度要求高。
背景
架构优化案例
VS
采用缓存技术，减少对数据库的直接访问，提高系统响应速度。引入分布式缓存系统，实现数据的高可用性和一致性。同时，优化数据库查询语句和索引，提高数据查询效率。
《软件体系结构》课程报告
案例描述：通过软件体系结构实现智能家居设备的互联互通，提高居住体验 案例分析：分析智能家居系统的软件体系结构，包括硬件设备、通信协议、软件平台等方 面
案例总结：总结智能家居系统的实践应用，探讨软件体系结构在智能家居领域的应用前景
实践案例分析
案例1：电子商务 平台架构
案例2：移动应用 开发框架
03
软件体系结构的设计与 开发
软件体系结构设计的基本原则
模块化原则：将软件系 统划分为一系列独立的 模块，每个模块具有特 定的功能和接口，便于
维护和扩展。
抽象化原则：通过抽象 化技术将现实世界中的 事物转化为软件系统中 的概念和实体，便于理
解和分析。
层次化原则：将软件系 统划分为多个层次，每 个层次具有特定的功能 和接口，便于实现和复
软件体系结构是软件系统的高级结 构
软件体系结构是软件系统的骨架
添加标题
添加标题
软件体系结构是软件系统的核心
添加标题
添加标题
软件体系结构是软件系统的框架
软件体系结构的重要性
定义和概念：软件体系结构是软件 系统的重要组成部分，它规定了系 统的各个组成部分之间的关系和交 互方式。
影响因素：软件体系结构受到多种 因素的影响，如系统规模、业务需 求、技术水平、开发团队等。
用。
标准化原则：采用标准 化的技术和方法进行软 件体系结构设计，便于 与其他系统集成和互操
作。
可扩展性原则：设计可 扩展的软件体系结构， 便于添加新的功能和模 块，提高系统的灵活性
和可维护性。
可重用性原则：设计可 重用的软件体系结构， 便于减少开发成本和提
高开发效率。
可维护性原则：设计易 于维护的软件体系结构， 便于进行修改、升级和
从需求定义到软件体系结构
需求分析、设计、编码、测试和部署。
案例二：移动应用的架构设计
需求定义
移动应用的需求主要包括用户注册登 录、商品浏览、下单支付、消息推送 等。
技术选型
客户端可以使用Swift、Java或React Native等技术，服务端可以使用 Spring Cloud、Dubbo等框架。
架构设计
针对这些需求，可以采用客户端和服务端的 架构设计，客户端可以采用原生应用或跨平 台应用，服务端可以采用微服务架构。
。
观察与日志
观察用户在软件使用过程中的 行为和问题，记录下来作为需
求依据。
原型评估
制作软件原型并让用户试用， 收集用户反馈和改进意见。
需求分析
需求分类
将收集到的需求按照功能、性能、安全等维 度进行分类。
需求验证
确保收集到的需求是准确、完整、无歧义的， 并与用户达成共识。
需求优先级排序
根据需求的重要性和紧急程度，对需求进行 优先级排序。
需求变更管理
在软件开发过程中，需求可能会发生变化。需要对变更进行评估，并相应地调整软件架 构。
架构调整
根据需求变更，对软件架构进行修改、优化或重构，以确保软件系统能够满足新的需求。
04
软件开发生命周期与架构的 关系
架构在开发过程中的作用
01
架构是软件开发的 骨架
软件架构为软件开发提供了整体 结构，为开发人员提供了明确的 方向和指导。
02
架构有助于降低开 发风险
合理的软件架构可以降低开发过 程中的风险，避免出现重大问题。
03
架构提高软件质量
良好的软件架构有助于提高软件 的质量，包括稳定性、可维护性 和可扩展性。
架构与开发阶段的对应关系
软件体系结构设计案例分析共57页
软件体系结构设计案例分析
6
、
露
凝
无
游
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
1
0
、
倚
南
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
。
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
12_Introduction_to_Software_Architecture
12 软件体系结构概述
12.1.1 什么是“体系结构”
词典的定义：
The art and science of designing and erecting buildings (建 筑学：设计和建造建筑物的艺术与科学)； A style and method of design and construction (设计及构造 的方式和方法)； Orderly arrangement of parts; structure (部件的有序安排；结 构)； The overall design or structure of a computer system, including the hardware and the software required to run it, especially the internal structure of the microprocessor (计算 机系统的总体设计或结构，包括其硬件和支持硬件运行的软 件，尤其是微处理器内部的结构)。
12 软件体系结构概述
起源于建筑学的“体系结构”
“体系结构(Architecture)”一词起源于建筑学
如何使用基本的建筑模块构造一座完整的建筑？
包含两个因素：
基本的建筑模块：砖、瓦、灰、沙、石、预制梁、柱、屋面 板… 建筑模块之间的粘接关系：如何把这些“砖、瓦、灰、沙、石、 预制梁、柱、屋面板”有机的组合起来形成整体建筑？
连接发生和维持的机制——实现连接的物质基础(连接的机 制)； 连接能够正确、无二义、无冲突进行的保证——连接正确有 效的进行信息交换的规则(连接的协议)。 简称“机制”(mechanism)和“协议”(protocol)。
12 软件体系结构概述
连接的机制(Mechanism)
ABC基于体系结构、面向构件的软件开发方法
2、公共服务层（Service Layer）：提供可被多个业务领域复用的公共服务， 如日志管理、权限认证和消息传递等。
3、业务逻辑层（Business Logic Layer）：实现具体的业务逻辑和功能， 由一系列业务领域构件组成。
在基础设施层，我们采用了分布式架构和微服务技术，实现了高可用性和可 扩展性。在公共服务层，我们提供了一些可复用的服务，如认证授权、日志管理 和消息队列等。在业务逻辑层，我们将各个业务领域的功能通过构件的方式进行 实现，并且保证了每个构件的功能单一且接口清晰。在表现层，我们采用了响应 式设计，实现了Web、移动端和客服中心等多种渠道的统一界面和交互。
5、数据库设计
根据业务需求和服务划分，设计数据库表结构和服务之间的数据交互方式。 例如，可以设计用户表、商品表、订单表等，并定义它们之间的关系和约束。
6、服务组合与调用
最后，将各个服务组合起来，形成一个完整的Web应用。在服务组合和调用 过程中，可以采用ESB（企业服务总线）等SOA相关技术来实现服务的注册、发现、 调用等功能，以方便服务之间的交互和管理。
三、案例分析
下面以一个简单的Web应用为例，来说明SOA体系结构在软件开发中的应用：
1、确定业务需求
首先需要明确该Web应用的功能需求，包括用户管理、商品管理、订单管理 等。
2、服务划分
根据功能需求，将Web应用划分为不同的服务，如用户服务、商品服务、订 单服务等。每个服务都独立完成自己的功能，并提供了相应的接口供其他服务调 用。
ABC面向构件的方法具有以下优势： 1、提高开发效率：可以重复使用已有的构件，减少开发成本和时间。
软件系统架构图-参考案例
软件系统架构图-参考案例本文介绍了共享平台的逻辑架构设计、技术架构设计和系统整体架构设计。
逻辑架构图突出了子系统/模块间的业务关系，重点包括应用系统建设、应用资源采集、数据分析与展现以及数据的应用。
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，包括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。
系统整体架构设计则对整个项目的架构图进行了归纳。
通过这些设计，共享平台能够实现资源的有效管理与展现，提升整体应用服务质量。
应用管理层是整体应用系统的管理保障，包括系统的运维管理、安全保障、标准与规范体系等方面。
在本次项目中，我们将建立完善的运维管理体系，包括系统监控、故障排除、性能优化等方面，确保系统的稳定运行。
同时，我们将建立完善的安全保障体系，包括数据安全、网络安全、应用安全等方面，保障系统的安全性。
此外，我们还将建立完善的标准与规范体系，确保系统的开发、维护、升级等方面符合相关规范和标准，提高系统的可维护性和可扩展性。
应用展示层应用展示层是整体应用系统的用户界面，包括PC端、移动端等多种形式。
在本次项目中，我们将采用响应式设计的方式，确保系统在不同设备上的良好展示效果。
同时，我们将注重用户体验的设计，提高系统的易用性和用户满意度。
综上所述，整体应用系统架构图主要包括物理硬件、数据库、后台底层、业务逻辑、UI描述、系统用户分类、项目实施与运维管理、标准与规范体系和安全保障体系等方面。
通过有效的层级结构划分和详细的设计规划，我们将为本次项目的顺利实施和今后区劳动局信息化的发展提供有力支撑。
在设计3.3.3图时，应用管理层有效地继承了我局原有的应用系统分类标准，将实际应用系统分成了八个应用体系。
在实际应用系统的建设中，我们将在全面传承原有应用分类标准规范的基础上，实现有效的多维应用资源分类方法。
整体应用系统也可以通过多维的管理模式进行相关操作管理。
例如，可以按照业务将应用系统进行划分，包括劳动管理和保险管理等。
pkpm系列软件在结构设计中的应用与探讨
案例一：高层住宅结构设计
精细化分析
软件提供了丰富的分析工具，可以对高层住宅结构进行风载、地震等复杂工况下的精细化分析。通过模拟实际工况，可以提 前发现潜在的结构问题，提高设计质量。
案例二：大型商业综合体结构设计
复杂结构处理能力 协同设计
在大型商业综合体结构设计中，pkpm系列软件 展现出强大的复杂结构处理能力。软件支持多塔 、大跨度、异形结构等多种复杂形式，能够满足 大型商业综合体的多样化设计需求。
软件支持多专业协同设计，能够将建筑、结构、 机电等专业紧密结合，提高设计效率。同时，通 过数据共享和实时同步，可以避免设计过程中的 冲突和重复工作。
案例三：复杂桥梁结构设计
参数化设计与优化
在复杂桥梁结构设计中， pkpm系列软件提供了参数 化设计工具，可以通过调整 关键参数实现结构的优化设 计。软件还支持多种桥型和 跨度，能够满足不同规模和 类型桥梁的设计需求。
该软件拥有完整的建筑设计流程，包 括方案设计、初步设计、施工图设计 等阶段，为用户提供全面的解决方案。
主要功能模块
建筑设计模块
提供建筑方案设计和施工图绘制功能，支持建筑 平面、立面、剖面的设计。
结构设计模块
进行结构分析和设计，包括框架、剪力墙、梁板 柱等结构形式。
水暖电设计模块
进行给排水、暖通空调、电气等专业设计，提供 相应的设备和管道布置功能。
标注与注释
软件提供了丰富的标注和注释工具，可以对施工图进 行详细的标注和说明。
输出与打印
生成的施工图可以输出为多种格式，方便打印和存档。
03
PKPM系列软件在结构设计 中的优势与局限性
优势
高效建模与计算
PKPM系列软件提供了快速、准确的建模工具，能够快速建立结构模 型并进行计算分析，大大提高了设计效率。
体系结构案例研究优秀课件
上下文关键字
➢ 解决方案3：隐式调用
➢这种解决方案很容易支持系统功能的扩展： 通过注册，添加的模块很容易和系统整合， 当发生数据交换事件时，这些添加的模块就 会被调用。
➢因为数据被抽象地访问，所以这种解决方案 也将计算和数据表示分开。
➢由于被隐式调用的模块仅仅依赖于某些外部 的触发事件，所以这种方案也支持重用。
X-Y波形 叠加波形
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仪器软件
➢ 面向对象模型
➢ 虽然是一个有益的实践，但是由于没有产生出期 望的结果而失败了。
➢ 尽管很多对象类型被确定，但是没有一个整体模 型解释怎样结合这些对象类型，这将会导致功能 划分的混乱。比如，量度是否应该与被测量的或 者被外部表示的数据类型相关联？用户界面应该 和哪些对象交互？
示波器是一个仪器系统，能对电信号取样，并在 屏幕上显示电信号的图像（即踪迹）。 ➢ 示波器通常对信号进行测量，并将它们显示在屏 幕上。
第22页/共100页
仪器软件
➢Tektronix公司的一个软件体系结构的工业发展 ➢ 现代示波器主要依靠数字技术并使用非常复杂的
软件。 ➢ 现代示波器能够完成大量的测量，提供兆字节的
第5页/共100页
上下文关键字
➢ 解决方案1：使用共享数据的主程序/子程序
直接内存存取 子程序调用 系统输入/输出
输入
主控制
循环移动
按字母表排序
输出
字符
索引
按字母表索引
输入媒介
KWIC:共享数据解决方案
第6页/共100页
输出媒介
上下文关键字
➢ 解决方案1：使用共享数据的主程序/子程序
➢这种方案具有很高的数据访问效率，因为 计算共享同一个存储区。
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软件体系结构案例分析
案例一：学生管理系统
功能
如下面业务分解图所示，将一个开发的软件——学生管理系统分成五个子系统，
学生档案管理：学生的一般情况，及奖励，处分情况；
学生成绩管理：学习成绩，补考成绩；
学籍处理：学生留降级处理，休复学处理，退学处理；
日常教务管理：日常报表，如通知书，补考通知书等，学生学
成绩的各种分类统计；
毕业生学籍处理：结业处理，毕业处理，授位处理，学籍卡片
等。
3、信息采集与各部门的使用权限
每学期考试完毕由各系录入成绩，然后由教务科收集。
为了信息的安全和数据的权威性，对于网上信息的使用权限和责任规定如下：
性能
1、网络环境下的多用户系统
在上述已有的硬件环境下，信息由各用户在规定的权限下在各自的工作站上录入，信息上网后各用户可查询，调用，达到信息共享。
2、数据的完整性，准确性
a、录入数据采用表格方式，限制录入数据类型及取值范围以保证数据
的完整性及准确性。
b、系统具有部分反悔修改功能，系统备有的修改功能均可反悔
3、数据完成的时间性，
如成绩的录入，仅当师资科录入教学进程，教务科分发教师教学任务安排之后，各系方可录入成绩。
4、数据安全性
本系统采用二级安全保障
第一级：依赖于网络本身对用户使用权限的规定。
第二级：在程序模块中通过使用密码控制功能对用户使用权限加以限制。
如上表
5、成绩自动统计分析及学籍的自动处理
本系统按学籍管理条例设计了若干个软件处理模块：
1、按某学生某学期，学年考试及补考成绩，自动生成该学生是否升
留降级，退学。
2、可按某学生在校期间累计补考科目门数和成绩自动生成该学生
是否结业，毕业，授位。
3、可按某学生因非成绩原因所引起的学籍变更作自动处理。
4、可按每学期各年级班学生考试成绩自动生成补考名单，科目。
5、可按每学期各年级学生考试成绩自动生成某课程统计分析表。
*
案例二：网上招聘系统
项目来源及背景
本项目是为北京某公司开发的一个网上招聘系统，由于这个公司的规模比较大，需要招聘的员工也很多，每次招聘总能收到成千上万的简历，如何挑选合适的应聘者常常是公司比较棘手的事情，为人力资源部的工作人员带来很多的工作量。
为此公司希望有一个自动化的招聘系统能够给他们带来工作的便利，提高工作效率，同时及时招聘到满意的人才。
为现实企业与人才牵线搭桥的作用，来弥补招聘中存在的种种不足。
在这种条件下，我们开发了网上招聘系统。
人力资源部的工作人员通过这个招聘系统维护知识库，编制试题，发布职位和与这个职位相应的试题；应聘者可以通过网上提交自己的简历并同时回答相应的试题。
人力资源部的工作人员通过这个招聘系统可以统计整理这些简历，并根据应聘者的简
历和试题分数提取出需要面试的人员，然后按照一定的方式通知面试人员参加面试，在面试过程中，记录相应的面试结果。
人力资源部的工作人员可以随时浏览人员简历和面试的相关信息。
项目要达到的目标
本项目设定的目标如下：
1. 系统能够提供友好的用户界面，使操作人员的工作量最大限度的减少
2. 系统具有良好的运行效率，能够得到提高生产率的目的
3. 系统应有良好的可扩充性，可以容易的加入其它系统的应用。
4. 平台的设计具有一定的超前性，灵活性，能够适应企业生产配置的变化。
5. 通过这个项目可以锻炼队伍，提高团队的开发能力和项目管理能力系统整体结构
根据用户的需求陈述，可以确定本项目分为客户端和管理端，客户端主要功能是提供应聘者的查询职位、简历录入、回答试题，提交简历等。
管理端的功能提供公司人力资源管理人员进行的知识库管理、试卷管理、职位管理、简历管理、用户管理等。
他们的关系如图A-1。
应用环
境
HR HR HR HR HR 图A-1：网上招聘系统流程图
本项目的应用环境可以分硬件环境、软件环境和网络环境来描述。
系统运行网络环境
本系统的网络运行图如图A-2，无论是客户端的应聘者还是管理端的HR等都可以通过网络登录到本系统中。
应聘者通过网络提交简历等相关信息，HR通过网络发布职位信息，获得应聘者提供的简历信息，进行面试管理。
图A-2：网络拓扑图
管理端子系统
管理端主要是指提供公司内部人力资源管理人员使用的功能部分，它的功能分为知识库、试卷管理、职位发布、简历整理、面试管理等部分，每个登录者首先经过认真安全认证然后缺陷权限，根据相应的权限现实相应的功能。
案例三：校园一卡通
系统总体概述
系统总体分为校园卡中心、银行转帐系统、应用子系统（收费子系统和身份识别子系统两类）及第三方系统并接四大部分：
一卡通中心
“一卡通”系统校园卡中心建立在校园专用网上，主要实现数据的中央存储和卡综合业务。
●数据中心服务器：负责校园“一卡通”数据的存储、更新、备份、维护；
●中间层服务器：负责所有业务逻辑处理；
●校园前置机：唯一负责与银行前置机的连接，同时管理、监控各个自助
转帐终端，代理自助、自动两种方式的实时转帐业务；
●查询服务器：负责网上查询、语音查询、领导查询等服务；
银行转帐系统
●自助圈存缴费机：24小时自助为学生提供圈存，缴费服务；
●对帐系统：实时或定时下载银行圈存或缴费流水与一卡通中心数据库对
帐；
●触摸式查询机：24小时自助为学生提供校园一卡通各种数据查询；
各应用子系统
●业务应用系统：负责本子系统和业务事务处理，如消费系统和机房收费
系统。
● 与中心数据信息共享：能够在“一卡通”中心数据库和本子应用系统之
间实现资源和信息共享，实现全校师生“一卡在手，走遍全校”
第三方系统的并接
系统提供多种方式的并接技术，可以把已有的或将要应用的第三方系统与“一卡通”系统并接。
第三方并入的系统大致也可分为两大类，即收费类和身份识别类系统。
● 收费类的系统并入“一卡通”系统后，要将收费和扣款的记录回送到中
心服务器，以维护系统帐目的一致性和完整性，而对于小钱包方式的系统只要子系统自己维护小钱包的帐目一致性即可。
● 身份识别类的系统如门禁控制系统、上机认证等，只要将从卡上读取的
识别码在系统中进行有效性确认即可。
我们为第三方系统接入开发了硬件操作接口及身份识别接口，由系统提供的服务，可实现第三方系统无缝并接,达到校园卡走遍全校的目的。
系统总体架构
校园一卡通系统软件的技术架构采用成熟的三层结构，即分为数据服务层、业务逻辑层和用户表现层设计并实现。
采用三层结构的应用程序最大的好处是把业务逻辑独立出来，封装为中间层，这样就在业务逻辑需要改变时不影响客户端的表现层和后端数据库服务器层，因此，它能够满足应用程序可伸缩性（或可扩展性）应用需求。
同时，一卡通软件系统为综合教务系统、门禁系统、IBMS等其他系统提供相应的系统对外接口,实时处理来自其他系统的业务请求，实现与其他系统所需的信息共享,从而实现一卡通系统对其它系统的扩展处理功能。
IC卡用户通过应用子系统使用一卡通提供的各项服务，学院的管理用户通过中心管理系统和帐务管理系统实现对一卡通系统IC卡用户的管理和帐务处理工作。
分析比较
以上是三个在网上找的案例，下面从直观性、易描述性、4+1视图等方面进行比较：。