大学计算机软件架构复习笔记 设计的审美标准,设计的层次性
系统架构设计师 笔记
系统架构设计师笔记一、系统架构基础。
1. 定义与概念。
- 系统架构的含义：从整体上描述系统的组成结构、各组件的功能与关系，以及系统运行的原理等。
- 与软件工程的关系：系统架构是软件工程中的高层次设计，为软件项目的开发提供蓝图。
2. 架构风格。
- 分层架构。
- 优点：各层职责明确，易于维护和扩展。
例如，常见的三层架构（表示层、业务逻辑层、数据访问层），表示层负责与用户交互，业务逻辑层处理业务规则，数据访问层操作数据库。
- 缺点：层与层之间可能存在过度耦合的情况，如果分层不合理会影响系统性能。
- 客户端 - 服务器架构（C/S）- 特点：客户端负责用户界面展示和部分业务逻辑处理，服务器端负责数据存储和核心业务逻辑处理。
如早期的邮件客户端软件，客户端软件负责邮件的收发界面操作，服务器端存储邮件数据并进行邮件的转发等操作。
- 适用场景：适用于对交互性要求较高、网络环境相对稳定的应用，如企业内部管理系统。
- 浏览器 - 服务器架构（B/S）- 特点：用户通过浏览器访问服务器上的应用，服务器端承担更多的业务逻辑和数据处理。
例如，Web邮件系统，用户只需在浏览器中输入网址即可使用邮件服务，服务器端负责邮件的存储、收发和用户管理等功能。
- 适用场景：便于部署和更新，适用于广泛的互联网应用，用户无需安装专门的客户端软件。
3. 架构视图。
- 逻辑视图：描述系统的功能组件及其关系，从功能角度展示系统的结构。
例如，在一个电商系统中，逻辑视图可能包括用户管理模块、商品管理模块、订单管理模块等，以及它们之间的交互关系，如用户管理模块为订单管理模块提供用户信息。
- 物理视图：关注系统的硬件部署和软件安装情况。
电商系统的物理视图可能包括服务器的分布（如应用服务器、数据库服务器的部署位置），网络设备（路由器、防火墙等）的连接情况，以及软件在不同服务器上的安装情况。
- 进程视图：着眼于系统运行时的进程和线程情况。
在多用户的电商系统中，进程视图会描述订单处理进程、用户登录验证进程等的并发执行情况，以及进程之间的同步和通信机制。
复习整理
名词解释软件体系结构软件体系结构设计决策a) 设计的5个准则1) 准则1：用“美”的方式实现功能，是设计的价值（而用软件功能解决用户的问题是需求分析的价值）坚固性（高质量）2) 准则2：设计复杂度= 事物复杂度+ 载体与事物的适配复杂度。
设计的难度包含设事物复杂度、载体复杂度3) 准则3：设计重在内部结构，不是外在表现。
外部表现是对外表现的能力，外部表现是为了满足职责；部表现的内部结构不是好的内部结构。
重在内部结构4) 准则4：只有高层设计良好，低层设计才可能良好。
需求分析->体系结构设计->详细设计->编码5) 准则5：只有写完并测试完代码之后，才能算是完成了设计（敏捷视点）b) 4+1 view，即逻辑视图、开发视图、进程视图、部署视图+ 用例视图，前四个为体系结构视图，后一个为需求视图1) 用例视图Use case view，结构设计的出发点，说明书中的概要功能需求和质量需求2) 逻辑视图Logical view，逻辑视图从总体功能组织的角度来描述软件系统的高层结构，项需求，尤其是功能需求、质量属性需求和约束。
以面向对象的方式对系统进行分解，分解为关键抽象，组织成对象和对象集，最终分解出component、connector、configuration等模块。
3) 开发视图Development view，开发视图描述了软件体系结构在开发中的实现与演化。
对子系统进行划分，说明了模块之间和子系统之间的导入导出关系。
主要考虑软件模块的组织和实现（分层、复用、变更、软件管理）4) 进程视图Process view，进程视图关注软件体系结构的运行时表现，考虑在静态结构中难以分析的性能、和容错性而需要的进程并发及其分布。
进程是一组任务组成的一个执行单元，程序需要被切分成不同的进程来支持并发，从而带来较高的性能和吞吐量5) 部署视图Deployment view，部署视图描述软件体系结构的基础设施和网络分布，靠性、吞吐量、容错性、容量）c) OO协作与协作设计1) 协作：1. 系统行为由对象间协作实现。
软件架构设计 知识点
软件架构设计知识点
软件架构设计的主要知识点包括：
软件架构的概念：软件架构为软件系统提供了一个结构、行为和属性的高级抽象，由构成系统的元素的描述、这些元素的相互作用、指导元素集成的模式以及这些模式的约束组成。
架构的作用：软件架构是项目干系人进行交流的手段，明确了对系统实现的约束条件，决定了开发和维护组织的组织结构，制约着系统的质量属性。
架构风格的定义：软件架构风格是描述某一特定应用领域中系统组织方式的惯用模式。
架构风格定义一个系统家族，即一个体系结构定义一个词汇表和一组约束。
需求分配：架构设计就是需求分配，即将满足需求的职责分配到组件上。
软件架构的建模：包括结构模型、框架模型、动态模型、过程模型和功能模型等。
软件架构的可预测性：软件架构是可传递和可复用的模型，通过研究软件架构可能预测软件的质量。
软件架构与原型设计的关系：软件架构使推理和控制的更改更加简单，有助于循序渐进的原型设计，可以作为培训的基础。
评估软件架构的方法：包括基于质量属性的评估、基于场景的评估和基于度量的评估等。
软件架构的演化：随着需求和技术的变化，软件架构也需要不断地进行演化和调整。
分布式系统、并发性、安全性等特定领域的架构设计考虑因素。
以上是软件架构设计的主要知识点，掌握这些知识可以帮助软件工程师更好地进行软件系统的设计和开发。
架构设计师必考知识点
架构设计师必考知识点一、知识概述《软件架构设计原则》①基本定义：软件架构设计原则就像是盖房子时遵循的一些规则。
比如说，像高内聚低耦合原则，就是让软件内部各个模块自身功能紧紧凑在一起（高内聚），不同模块之间联系尽量少（低耦合），这样系统就好维护，就像一家人在自己家里各干各的事（高内聚），和邻居家往来不要太多太复杂（低耦合）。
②重要程度：在架构设计师领域，这就相当于基石，如果不遵循这些原则，软件系统后期肯定问题一堆，比如难以扩展、不好维护等。
③前置知识：得懂点基本的程序设计概念，像函数、变量是什么这些，如果这个都搞不懂，没法理解架构设计原则。
④应用价值：拿企业的ERP系统来说，如果遵循这些原则，随着企业规模扩大，员工、业务流程增加，系统就很容易扩容、修改某些功能。
要是不遵守，可能稍微加点功能，整个系统就崩溃了。
二、知识体系①知识图谱：在架构设计这里面，软件架构设计原则是核心内容。
就好比是人体的骨骼框架构建的规则。
②关联知识：和软件设计模式关系很紧密，原则是大方向，模式是实现这些原则的具体方式。
还有软件工程流程也有关联，不同的流程阶段都要考虑这些原则。
③重难点分析：掌握难度在于理解那些抽象的概念如何在实际中运用。
关键从大量的实践里体会原则的意义，不能光靠理论死记，就像学骑自行车，光看书上描述平衡感是没用的，得真骑上去。
④考点分析：在考试里非常重要，直接考查对这些原则的理解，比如给个系统案例问遵循了哪些原则，或者违背了哪些让改正。
三、详细讲解【理论概念类】①概念辨析：高内聚就是一个模块内元素关联性强，干的事紧凑。
低耦合就是模块和模块间联系松散。
像一个生产汽车的工厂，发动机车间就是高内聚的，发动机车间内部的各个工序和设备联系紧密合作来生产发动机，而发动机车间和车身车间就是低耦合，各自能完成自己主要任务，不过通过一定的方式又能组合成汽车。
②特征分析：可维护性高、扩展性好是遵循这些原则的系统的特性。
比如一个电商系统，要增加一种新的支付方式，如果设计遵循高内聚低耦合等原则，很容易就加上去了，不会影响其他功能。
软件的架构与设计模式之层次原则
计算机软件工业是一个年轻的工业，它诞生于1950年，至今不过五十几年的历史。
相比之下，建筑设计则可以追溯到几千年前埃及金字塔时代，甚至更早。
因此，计算机软件设计师可以从建筑设计师那里学习到非常之多的经验和教训。
计算机软件系统的设计和建筑设计有很明显的相似之处。
如果读者到过纽约华尔街附近的话，会发现那里大量的古老雄伟的地标性建筑群中散布着一些超豪华住宅建筑，十分不和谐。
其实这些建筑本是昂贵的办公大楼，建筑结构极为牢固，只是因为大楼的设计老旧，无法适应架设计算机通讯设备、以及电梯改造等等需求，而不得不改造为住宅。
这一波发生在八十年代的IT设备革新的浪潮导致了大量的建筑物被拆毁重建，这些被改造为住宅的仅仅是其中少数幸存下来的。
著名的建筑设计学家Steward Brand考察了上千所古今建筑物，特别是它们在落成和投入使用之后所发生的事情。
他发现在建筑物的设计中，层次的概念是基本的原则。
Steward Brand说，好的建筑都是为变化而设计的（Built for Change），从古至今，人类所建造的千千万万的建筑物，其成功与失败全在于是否能够适应需求的变化。
但是怎么做到这一点呢？Steward Brand说："一个好的架构应当将变化的与不变的层次分开" ，也就是按照可变性的不同，将建筑物划分成为不同的变化层。
图10、Steward Brand所提出的六个S原则，描述建筑物的设计。
六个S英国建筑学院院长Frank Duffy说，"我们的基本观点是根本就不存在’一栋建筑’这样的概念。
"为什么这样说呢？"一栋建筑"是一个固体的概念；而作为一个固体的建筑物并不存在，真正存在的是一个流体，它处在不断的流动和变化之中，本身可以按照流速划分成几个不同的层次。
在文献[BRAND94]中，Steward Brand进一步发展了这个概念。
他指出，建筑物可以划分成为六个层次：·Site（地点）、建筑物所在的地理位置，建筑用地的形状如何等。
软考系统架构设计师学习笔记
第一章架构师1.1.1系统架构的概念现代信息系统“架构”三要素：构件、模式、规划；规划是架构的基石，也是这三个贡献中最重要的。
架构本质上存在两个层次：概念层，物理层。
1.2.1系统架构师的定义负责理解、管理并最终确认和评估非功能性系统需求，给出开发规范，搭建系统实现的核心架构，对整个软件架构、关键构建、接口进行总体设计并澄清关键技术细节。
主要着眼于系统的“技术实现”，同时还要考虑系统的“组织协调”。
要对所属的开发团队有足够的了解，能够评估该开发团队实现特定的功能需求目标和资源代价。
1.2.2系统架构师技术素质对软件工程标准规范有良好的把握。
1.2.3系统架构师管理素质系统架构师是一个高效工作团队的创建者，必须尽可能使所有团队成员的想法一致，为一个项目订制清晰的、强制性的、有元件的目标作为整个团队的动力；必须提供特定的方法和模型作为理想的技术解决方案；必须避免犹豫，必须具备及时解决技术问题的紧迫感和自信心。
1.2.4系统架构师与其他团队角色的协调系统分析师，需求分析，技术实现系统架构师，系统设计，基于环境和资源的系统技术实现项目管理师，资源组织，资源实现由于职位角度出发产生冲突制约，不可能很好地给出开发规范，搭建系统实现的核心架构，并澄清技术细节，扫清主要难点。
所以把架构师定位在项目管理师与系统分析师之间，为团队规划清晰的目标。
对于大型企业或项目，如果一人承担多个角色，往往容易发生顾此失彼的现象。
1.3系统架构师知识结构需要从大量互相冲突的系统方法和工具中区分出哪些是有效的，那些是无效的。
1.4从开发人员到架构师总结自己的架构模式，深入行业总结规律。
几天的培训不太可能培养出合格的软件架构师，厂商的培训和认证，最终目的是培养自己的市场，培养一批忠诚的用户或产品代言人，而不是为中国培养软件架构师。
第二章计算机基础《计算机网络基础知识》计算机系统由硬件和软件组成，软件通常分为系统软件和应用软件。
系统软件支持应用软件的运行，为用户开发应用软件提供平台，用户可以使用它，但不能随意修改它。
架构设计师知识点笔记
软件架构风格描述某一特定领域中的系统组织方式和惯用模式，反映了领域中众多系统所共有的结构和语义特征。
用户界面设计的基本原则是从实践中总结出来的一些设计规则。
Theo Maiidel在他的界面设计著作中提出3条“黄金规则”：①让用户拥有控制权②减少用户的记忆负担③保持界面一致IETF集成服务（IntServ)工作组根据服务质量的不同，把Internet服务分成了三种类型：保证质量的服务（Guranteed Services)：对带宽、时延、抖动和丢包率提供定量的保证；负载受控的服务（Comrolled-load Services)：提供一种类似于网络欠载情况下的服务，这是一种定性的指标；尽力而为的服务（Best-Effort)：这是Internet提供的一般服务，基本上无任何质量保证。
在大多数情况下，为测试新系统的性能，用户必须依靠评价程序来评价机器的性能。
对于真实程序、核心程序、小型基准程序和合成基准程序来说，其评测程度依次递减。
把应用程序中用的最多、最频繁的那部分核心程序作为评价计算机性能的标准程序，称为基准测试程序（Benchmark)（1）数据流风格：批处理序列；管道/过滤器。
（2）调用/返回风格：主程序/子程序；面向对象风格；层次结构。
（3）独立构件风格：进程通信；事件系统。
（4）虚拟机风格：解释器；基于规则的系统。
（5）仓库风格：数据库系统；超文本系统；黑板系统。
二、设计模式的六大原则1.开闭原则（Open Close Principle）开闭原则就是说对扩展开放，对修改关闭。
在程序需要进行扩展的时候，不能去修改原有代码，实现一个热插拔的效果。
所以一句话概括就是：为了使程序的扩展性好，易于维护和升级。
想要达到这样的效果，我们需要使用接口和抽象类，后面的具体设计中我们会体会到这点2.里氏代换原则（Liskov Substitution Principle）LSP3.依赖倒转原则（Dependence Inversion Principle）4.接口隔离原则（Interface Segregation Principle）5.迪米特法则（最少知道原则）（Demeter Principle）6.合成复用原则（Composite Reuse Principle）原则是尽量使用合成、聚合的方式，而不是使用继承。
软件设计与体系结构知识点
软件设计与体系结构知识点软件设计与体系结构是软件开发过程中非常重要的两个环节。
设计是指通过分析需求，确定软件系统所需的各个组成部分及其相互关系，以及确定各个组成部分的详细设计方案的过程。
体系结构是指软件系统的整体架构，包括各个组件之间的关系，以及软件系统与外部环境的交互方式。
软件设计的主要知识点包括：1.需求分析：分析用户需求，明确软件系统的功能、性能、可靠性等方面的要求。
2.设计原则：包括开放封闭原则、单一职责原则、里氏替换原则、接口分离原则等。
3.设计模式：是一套被反复使用的、经过验证的、用来解决在软件设计过程中常见问题的解决方案。
常见的设计模式有工厂模式、单例模式、观察者模式、策略模式等。
4.UML（统一建模语言）：是一种用于软件系统建模的标准化语言。
包括用例图、类图、时序图、状态图等。
5.架构模式：是一种包含一组满足特定需求的技术决策，指导解决软件系统中基本设计问题的模式。
常见的架构模式有分层架构、客户端-服务器架构、发布-订阅架构等。
软件体系结构的主要知识点包括：1.分层架构：将软件系统分为若干层，每一层负责处理特定的功能或任务，层与层之间通过接口进行通信。
2.客户端-服务器架构：将软件系统分为客户端和服务器两部分，客户端向用户提供界面和交互功能，服务器处理客户端发送的请求并返回相应结果。
3.分布式架构：将软件系统的各个组件分布在不同的物理节点上，通过网络进行通信。
4.微服务架构：将软件系统拆分为若干个小型服务，每个服务负责一个特定的功能，通过接口和消息进行通信。
5.事件驱动架构：系统中的各个组件通过发布-订阅模式进行通信，一个组件发生变化时通知其他相关组件。
在实际应用中，软件设计与体系结构的知识点通常会结合起来使用，以满足软件系统的需求。
同时，不同的项目可能有不同的设计与体系结构要求，开发人员需要根据具体项目的需求来选择适合的设计和架构模式。
软件设计师中的系统架构设计知识点
软件设计师中的系统架构设计知识点在现代信息技术迅速发展的背景下，软件设计师的工作变得越来越重要。
而在软件设计师的众多技能中，系统架构设计是至关重要的一项。
本文将介绍软件设计师中的系统架构设计知识点，帮助读者更好地理解和应用这一重要技能。
一、概述系统架构设计是指在软件开发过程中，根据系统需求和约束条件，确定系统的总体布局、组成部件及其相互关系的过程。
它在软件开发中具有决定性的作用，直接影响软件的质量、可维护性和可扩展性。
二、关键概念1. 分层架构：将系统划分为不同的层次（如用户界面层、业务逻辑层、数据访问层），每个层次都有特定的职责和功能，并通过明确定义的接口进行通信和交互。
2. 模块化设计：将系统划分为相互独立的模块，每个模块负责完成一个特定的功能。
模块之间通过接口进行通信和交互，提高了系统的可重用性和可维护性。
3. 容错和容灾设计：系统应该具备容错和容灾的能力，以应对可能出现的错误和故障。
通过合理的备份和冗余设计，提高了系统的可靠性和可用性。
4. 性能设计：系统应该能够满足预期的性能需求，包括响应时间、吞吐量和并发处理能力等。
通过合理的资源规划和优化算法，提高了系统的性能和效率。
5. 安全设计：系统应该具备一定的安全性，能够防范各种安全威胁和攻击。
通过身份验证、访问控制等安全机制，保护了系统中的敏感数据和资源。
三、设计原则1. 单一职责原则：每个模块或组件应该有一个清晰明确的职责，不承担过多的功能和责任。
2. 接口隔离原则：不同模块之间的接口应该足够简洁和独立，避免出现冗余和不必要的依赖。
3. 开闭原则：软件系统应该对扩展开放，对修改关闭。
通过抽象和接口设计，实现了系统的可扩展性和灵活性。
4. 替换原则：模块或组件之间的替换应该是透明和无缝的，不影响系统的整体功能和行为。
5. 最小知识原则：每个模块或组件应该尽量减少对其他模块的依赖和了解，减少耦合性，提高系统的可维护性和复用性。
四、工具和技术1. UML（统一建模语言）：通过用例图、类图、时序图等图形表示方法，帮助软件设计师可视化和理解系统的架构。
2024年学习笔记信息系统项目管理师(第四版)第五章-信息系统工程
第五章-信息系统⼯程1-软件⼯程1.1-架构设计1.软件架构为软件系统提供了一个结构、行为和属性的高级抽象，由构件的描述，构件的相互作用（连接体）、指导构件集成的模式以及这些模式的约束组成。
2.软件架构主要研究内容涉及软件架构描述、软件架构风格。
软件架构评估和软件架构的形式化方法等。
3.研究软件架构的根本目的是解决好软件的复用、质量和维护问题。
4.软件架构设计的一个核心问题是能否达到架构级的软件复用，也就是说，能否在不同的系统中使用同一个架构软件。
软件架构风格是描述某一个特定应用领域找那个系统组织方式的惯用模式。
5.通用软件架构：数据流风格、调用/返回风格、独立构件风格、虚拟机风格和仓库风格。
6.数据流风格：包括批处理序列和管道/过滤器两种风格。
7.调用/返回风格包括主程序/子程序、数据抽象和面向对象，以及层次结构。
8.独立构件风格包括进程通信和事件驱动的系统9.虚拟机⻛格包括解释器和基于规则的系统。
10.仓库⻛格包括数据库系统、⿊板系统和超⽂本系统。
11.在架构评估过程中，评估⼈员所关注的是系统的质量属性。
1.2-需求分析1.虚拟机⻛格包括解释器和基于规则的系统。
需求是多层次的，包括业务需求、⽤户需求和系统需求，这三个不同层次从⽬标到具体，从整体到局部，从概念到细节。
2.业务需求：指反映企业或客户对系统⾼层次的⼀个⽬标追求，通常来⾃项⽬投资⼈、购买产品的客户、客户单位的管理⼈员、市场营销部⻔或产品策划部⻔等。
3.⽤户需求：描述的是⽤户的具体⽬标，或者⽤户要求系统能完成的任务，⽤户需求描述了⽤户能让系统来做什么。
4.系统需求：是指从系统的⻆度来说明软件的需求，包括功能需求，⾮功能需求和设计约束。
5.质量功能部署QFD是⼀种将⽤户要求转化成软件需求的技术，其⽬的是最⼤限度地提升软件⼯程过程中⽤户的满意度。
为了达到这个⽬标，QFD将需求分为三类，分别是常规需求、期望需求和意外需求。
6.需求过程主要包括需求获取、需求分析、需求规格说明书编制、需求验证与确认等。
架构设计师知识点
架构设计师知识点作为一名架构设计师，深入理解和熟练应用各种架构设计知识点是至关重要的。
本文将从架构设计的定义、常用架构风格、架构设计原则和架构设计的流程等方面，逐一阐述架构设计师需要掌握的知识点。
一、架构设计的定义在软件开发领域，架构设计是指对软件系统的整体结构和组成进行设计的过程。
通过架构设计，能够满足系统需求，同时具备良好的可扩展性、可维护性、可靠性和性能等特性。
二、常用架构风格1. 分层架构：将软件系统划分为多个逻辑层，每一层负责不同的功能。
常见的分层架构包括三层架构（表示层、逻辑层和数据层）和四层架构（表示层、业务逻辑层、数据访问层和数据层）。
2. 客户端-服务器架构：将软件系统划分为客户端和服务器端两部分。
客户端负责用户界面和交互，服务器端负责数据管理和处理业务逻辑。
3. 微服务架构：将一个大型的软件系统拆分成多个小型的服务，每个服务关注特定的业务功能。
微服务架构具有独立部署、松耦合和易于扩展等优点。
4. 事件驱动架构：系统的各个组件通过事件进行通信和协作，当一个组件发生变化时，会触发相关的事件，使得其他组件做出相应的反应。
三、架构设计原则1. 单一职责原则：每个模块或组件只负责一项功能，保持高内聚性，降低耦合度。
2. 开闭原则：软件实体（类、模块、函数等）应对扩展开放，对修改关闭。
3. 依赖倒置原则：高层模块不应依赖于低层模块，应依赖于抽象。
抽象不应依赖于具体实现。
4. 接口隔离原则：客户端不应依赖它不需要的接口。
一个类对其他类的依赖应该建立在最小的接口上。
5. 迪米特法则：一个对象应该对其他对象有尽可能少的了解，只与最近的朋友通信。
四、架构设计的流程1. 理解需求：与业务部门充分沟通，明确需求，了解系统功能、性能和可靠性等方面的要求。
2. 制定架构方案：根据需求分析，选择合适的架构风格和设计模式，确定系统的总体结构和关键组件之间的交互方式。
3. 评估和优化：对架构方案进行评估，考虑可扩展性、可维护性和性能等因素，进行必要的优化和改进。
计算机系统架构与设计基础
计算机系统架构与设计基础计算机系统架构与设计基础是计算机科学与技术专业的基础课程之一，它是培养学生对计算机系统整体结构和设计原则的理解和掌握的重要课程。
本文将从计算机系统的层次结构、指令系统设计、处理器设计和存储系统设计四个方面进行论述，以全面介绍计算机系统架构与设计基础的相关内容。
一、计算机系统的层次结构计算机系统的层次结构是指计算机硬件和软件的层次结构。
通常，计算机系统的层次结构可以分为五个层次：应用层、操作系统层、系统软件层、指令系统层和微程序层。
每个层次都有自己的功能和作用，相互协调合作，实现计算机系统的全面运行。
1. 应用层：应用层是计算机系统最接近用户的层次，主要包括各种应用软件。
例如，文字处理软件、图像处理软件、数据库管理软件等等。
应用层的设计需要充分考虑用户需求和操作便捷性。
2. 操作系统层：操作系统层主要负责计算机硬件和软件资源的管理和调度。
它提供了一个友好的用户界面，使用户能够方便地使用计算机系统。
同时，操作系统层还负责管理计算机的硬件，如处理器、内存、存储器等。
3. 系统软件层：系统软件层是操作系统与硬件之间的中间层。
它包括编程语言、编译器、链接器等，为上层应用软件和底层硬件之间提供接口和支持。
4. 指令系统层：指令系统层是计算机系统的核心，它定义了计算机的指令集和指令格式。
指令系统层的设计需要兼顾指令的功能和性能，使得计算机能够高效地执行各种任务。
5. 微程序层：微程序层是指令系统层和硬件层之间的中间层。
它包括了一系列微指令，用于控制硬件执行指令。
微程序层的设计需要考虑指令的执行速度和控制的复杂性。
二、指令系统设计指令系统是计算机硬件和软件之间的接口，它定义了计算机所支持的指令集和指令格式。
指令系统设计的目标是提供一个功能强大、易于使用和高效执行的指令集。
1. 指令集：指令集是指令系统所支持的全部指令的集合。
指令集的设计需要兼顾功能和复杂度的平衡。
常见的指令集包括精简指令集（RISC）和复杂指令集（CISC）。
《架构之美：揭秘软件设计之美》笔记
《架构之美：揭秘软件设计之美》阅读随笔目录一、内容概括 (2)1.1 为什么读这本书 (3)1.2 架构的重要性 (4)二、软件架构的基本概念 (5)2.1 架构的定义 (7)2.2 软件架构的组成部分 (7)2.3 架构的类型 (9)三、软件架构的设计原则 (11)四、软件架构的风格与流派 (12)4.1 面向对象架构 (14)4.2 微服务架构 (15)4.3 事件驱动架构 (16)4.4 分布式架构 (18)4.5 其他架构风格 (19)五、软件架构的评估与优化 (21)5.1 架构评估的方法 (22)5.2 架构优化的策略 (23)5.3 性能、可扩展性与可用性的权衡 (25)六、软件架构师的角色与责任 (26)6.1 架构师的职业素养 (28)6.2 架构师的责任划分 (29)6.3 架构师的技能要求 (30)七、案例分析 (31)7.1 成功的软件架构案例 (33)7.2 挑战与失败的软件架构案例 (34)7.3 从案例中学习的经验与教训 (35)八、未来趋势与展望 (36)8.1 软件架构的未来发展趋势 (38)8.2 新技术对软件架构的影响 (39)8.3 架构师如何应对未来挑战 (40)九、结语 (41)9.1 对本书的总结 (42)9.2 对读者的寄语 (43)一、内容概括《架构之美：揭秘软件设计之美》犹如一把钥匙，为我们缓缓开启了软件设计的神秘大门。
本书不仅仅是对软件架构理论的简单介绍，更是一次深入软件设计核心的探索之旅。
书中首先通过生动有趣的实例，引导我们理解架构的本质。
这其中包括了诸如架构师的角色定位、如何看待软件的演化过程、模块化思维的重要性等关键概念。
这些实例不仅让我们对软件设计有了更为直观的认识，也激发了我们对于构建高效、灵活软件系统的热情。
在深入软件设计方法论的部分，作者详细阐述了如何根据不同的应用场景和需求，选择合适的架构风格。
从微服务架构到事件驱动架构，从领域驱动设计到模块化与组件化设计，每一种架构风格都有其独特的优势和适用场景。
学习要点软件架构设计
学习要点软件架构设计软件架构设计是计算机科学领域中非常重要的一个概念，它指导着软件系统的整体结构和组织。
在进行软件架构设计时，我们需要注意以下几个学习要点。
1. 理解业务需求：软件架构的设计应该始终以业务需求为导向。
在开始设计之前，我们需要充分理解所开发软件的具体业务需求，包括功能要求、性能需求等。
只有明确了业务需求，才能针对性地进行架构设计。
2. 分析系统模块：软件架构设计涉及到对系统的功能模块进行划分和组织。
在进行架构设计时，我们需要对系统进行合理的功能模块划分，并明确各个模块之间的关联关系。
这样可以使得整个系统的结构清晰，并方便后续的开发和维护工作。
3. 选择合适的架构风格：不同的软件系统可能适用于不同的架构风格。
例如，一些大型企业应用系统可能适合采用分层架构，而一些实时性要求较高的系统可能适合采用事件驱动架构。
在进行架构设计时，我们需要根据具体情况选择合适的架构风格。
4. 考虑系统性能：性能是软件系统设计中非常重要的一个方面。
在进行架构设计时，我们需要考虑系统的性能需求，包括响应时间、吞吐量等指标，并合理地分配系统资源。
同时，我们还需要通过一些设计技巧来提高系统的性能，例如采用缓存机制、分布式部署等。
5. 引入设计模式：设计模式是软件架构设计中非常重要的思想工具。
它提供了一些常用的架构设计方案，可以帮助我们解决一些常见的设计问题。
在进行架构设计时，我们可以借鉴一些经典的设计模式，并将其应用到具体的系统设计中。
6. 进行架构评审：架构设计是一个复杂的过程，可能会存在一些潜在的问题。
因此，在进行架构设计之后，我们需要进行架构评审，验证设计的合理性和可行性。
通过架构评审，可以及早发现并解决潜在的问题，确保系统设计的质量。
总结软件架构设计是软件开发过程中非常重要的一个环节，它直接影响着系统的质量和性能。
在进行软件架构设计时，我们需要明确业务需求，分析系统模块，选择合适的架构风格，并考虑系统的性能需求。
软件体系结构第3章软件体系结构的层次性
第3章软件体系结构的层次性3．1从建筑学看软件的构成1、体系结构需要基础：从建筑的基础性看软件构成就建筑而言，地基、材料、材料构成三个方面从根本上决定了建筑物的结构、性能、功用、建造方法，形成了建筑的基础。
同样，构造软件需要软件基础，它包括现今软件得以形成和运行的计算机硬件结构、软件的基本组成、构成软件的可用组块三个方面。
（1）现今计算机硬件对软件的构成产生了决定性的影响，这表现在CPU的个数和关系、I/O端口设置、中断设置、存储器的结构、计算机间的连接等。
（2）软件的基本组成受到所采用的描述语言的影响。
使用机器语言、汇编语言、高级语言、模型语言，都直接改变着软件的构成描述，因为各种语言对构成的描述方法和细节存在很大差异。
但无论如何，形成计算机硬件上可运行软件的本质是相同的。
（3）构成软件的可用组块指软件的组合描述方法。
这如同在建筑学上使用预制件比使用原始材料购建房屋来的更容易一样，使用现成的软件组块比直接使用程序语言构造软件要容易得多。
通过以上讨论可以看出，讨论软件的体系结构必须首先建立一个基础；一旦确立了基础，各种观点的比较就有了共同的标准和语言。
为什么软件结构的表达有多种形式？除了软件自身的复杂性外，基本的原因就是结构表达的描述基础不同。
2、体系结构需要层次：从建筑的层次性看软件构成建筑结构在传统的基础上向框架型、组装型和整体型发展，由此我们看到了建筑由基本材料到基础构件再到整体框架逐层次发展和构成的历程。
软件的体系结构也是由使用最基本的“材料”开始，到认识常用基础“构件”再到组装和构造整体“框架”的发展过程。
这里，每一层使用了不同的概念和方法，低层是高层的构造基础，高层更方便与全面地把握系统的整体，为复杂系统的构造提供了基础。
3、体系结构需要模式：从建筑的组合性看软件构成软件设计技术一个成熟的表现是对软件设计模式认识的发展和完善。
有理由认为，这将使软件设计实现完全工程化一天的到来。
3．2软件的物质基础当前硬件变革表现在两个方面：一是非冯•诺伊曼运行机制的产生，如还处在实验室初期研究的生物、量子计算机，这不是本书关心的内容；一是以并行处理为特征的高性能计算机结构。
软件设计与体系结构知识点
软件设计与体系结构知识点1.软件设计的特征(1)软件设计的开端是出现某些新的问题需要软件来解决，这些需要促使设计工作的开始，并成为整个设计工作最初的基础(2)软件设计的结果是给出一个方案，它能够用来实现所需的、可以解决问题的软件，方案的描述可能是文字、图表，甚至数学符号、公式等组成的文档或模型(3)软件设计包含一系列的转换过程，即把一种描述或模型转换为另一种描述或模型，转换后的形态可能更加具体，或更接近于实现(4)产生新的想法或思路对软件设计非常重要，因为设计也是一个创造性的过程，不同的问题或需求总会存在各自的特点，即使同样的问题在不同时期和环境下也会存在区别，因此设计不会是一成不变的(5)软件设计的过程是不断解决问题和实施决策的过程，因为整个设计是解决一个大的问题，在设计过程中将会分解成众多小问题，涉及真需要一次解决这些小的问题，并在出现多种方案或策略时进行决策，选择其中最合适的(6)软件设计也是一个满足各种约束的过程，因为软件可能在性能、运行环境、开发时间、成本、人员技术水平等各个方面存在约束，设计必须在满足这些约束的情况下给出最佳的设计方案(7)大多数的软件实际是一个不断演化的过程，因为需求在一开始很可能是不完整或不精确的，在设计过程中还会不断发生变化并逐步稳定下来，因此设计需要根据需求的变化而不断演化。
2.软件设计的要素（1）目标描述（2）设计约束（3）产品描述（4）设计原理（5）开发规划（6）使用描述3.软件设计体系的定义（1）软件设计体系结构是软件系统的结构，包含软件元素、软件元素外部可见的属性以及这些软件元素之间的关系（2）软件体系结构是软件系统的基本组织，包含构建、构件之间、构件与环境之间的关系，以及相关的设计与演化原则4.软件设计的主要活动（1）软件设计计划（2）体系结构设计（3）界面设计（4）模块/子系统设计（5）过程/算法设计（6）数据模型设计5.体系结构“4+1”多视图建模（1）逻辑视图：该视图关注功能需求，即系统应该为最终用户提供什么服务，它与应用领域精密相关（2）进程视图：该视图捕获设计中关于并发和同步的内容，重视一些非功能需求，例如性能、可扩展性等，定义了运行实体和它们的属性。
软件设计师中的软件架构设计要点
软件设计师中的软件架构设计要点软件设计师在软件开发过程中起着至关重要的作用。
他们负责制定软件架构设计，这是一个决定软件系统性能和可靠性的关键因素。
本文将讨论软件设计师在软件架构设计中应关注的要点。
一、需求分析在进行软件架构设计之前，软件设计师要对需求进行全面的分析。
这包括与客户沟通需求，理解用户的实际需求以及对系统功能进行详细的调研。
通过充分了解需求，设计师可以确保软件架构满足用户的期望。
二、模块化设计模块化是软件架构设计的核心原则之一。
通过将软件系统划分为独立的模块，可以提高系统的可维护性和可扩展性。
每个模块应具有清晰的功能划分和独立的责任，便于团队成员进行并行开发。
三、松耦合和高内聚在软件架构设计中，松耦合和高内聚也是重要的要点。
松耦合指的是模块之间的依赖关系尽量减少，一个模块的修改不会对其他模块造成过大的影响。
高内聚指的是模块内部的功能高度相关，并且模块内的组件紧密结合。
通过松耦合和高内聚，可以降低系统的复杂度，提高系统的可维护性和可测试性。
四、选择合适的架构模式在软件架构设计中，选择合适的架构模式对系统的成功开发和部署至关重要。
常见的架构模式包括分层架构、面向服务架构（SOA）、事件驱动架构等。
软件设计师需要根据具体的需求和系统特点选择适合的架构模式，并确保能够满足系统的可扩展性和性能要求。
五、考虑系统的安全性和可靠性在软件架构设计中，安全性和可靠性是不可忽视的要点。
软件设计师应该设计防范措施，包括身份认证、访问控制、加密等，保护系统免受恶意攻击。
同时，还应考虑系统的容错和恢复能力，以应对可能的故障和错误。
六、性能和扩展性考虑软件架构设计要考虑系统的性能和扩展性。
设计师需要根据系统的预期负载和性能要求，选择合适的技术和架构模式。
同时，还要考虑日后系统的扩展性，以便在需要时能够方便地添加新功能或支持更多用户。
七、文档化和沟通在软件架构设计中，良好的文档化和沟通是非常重要的。
设计师应及时记录设计决策、系统接口和模块之间的关系等信息，以便团队成员共享和理解。
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软件架构复习笔记(2) --设计的审美标准，设计
的层次性
19 Jun 2012At NJU
软件设计的审美标准
审美标准是什么
•简洁性：模块化
•一致性（概念完整性）：体系结构的风格，模块化
•坚固性（高质量）：最重要的是体现在体系结构上，设计模式所要解决的问题，模块化
o易复用
o易修改
o易读
o易理解
o易维护
o可靠性 (availability 可以正常工作, reliability 故障和故障修复)
o性能，质量相关
o易开发
列举已知的设计方法与技术（至少5中），他们促进了那些审美标准的达成
模块化：促进了结构一致性，坚固性（易维护，易复用等），促进了简洁性
信息隐藏：促进了一致性，坚固性（易维护，易复用），破坏了简洁性？？模块化+ 可修改性= 信息隐藏，模块化促进简洁性，信息隐藏破坏简洁性？也有可能是对于使用模块的人促进了简洁性，但是对于尝试理解的人破坏了简洁性？
设计模式：促进了坚固性（易复用，易维护等等），一致性？
体系结构风格：促进了一致性，坚固性
职责分配（GRASP）：促进了坚固性，一致性
协作设计：促进了坚固性，一致性？
设计的层次性
问题：高层设计、中层设计和低层设计各自的出发点、主要关注因素（即那些审美要素）、主要方法与技术和最终制品
低层设计（代码设计）
出发点：
•程序语言所提供的数据结构等东西太少了
•为了解决类型的适配的问题
•底层设计将基本的语言单位（类型与语句），组织起来，建立高质量的数据结构+ 算法
关注点：
•简洁性
•部分坚固性，包括坚固性的，易读，易维护，数据结构易用，算法可靠、易读•屏蔽程序中复杂数据结构与算法的实现细节
主要技术：
•Defensive Programming
•Assertive Programming (Design-by-Contract)
•Test-Driven Programming
•Error handling, exception handling
•Configuring Programming
•Table-driven Protramming
•State-mathine based Programming
前面四个是关于可靠性的，后面三个是关于数据结构带来易读性
内部结构是算法和数据类型，外在表现是抽象数据类型
最终制品：源程序，中层，底层共享了详细设计文档
中层设计（模块与类结构设计）
出发点：
•想要使复杂的东西变简单
•把复杂的东西分解成尽可能独立的片段
关注点：
•简洁性（易开发，易修改，易复用？）
•可观察性（易开发，易调试，易复用）
•一致性（一些要求，如高内聚，低耦合等）•坚固性（易开发，易修改，易复用，易开发等）
问题困难：程序片段不可能完全独立
方法：实现尽可能的独立（低耦合，高内聚）
主要的方法：
•高内聚
•低耦合
•模块化
•信息隐藏
最终制品：类和模块
高层设计
出发点：
•主要为了解决整体功能组织的问题
•组织的时候设计和功能
•总体结构和质量属性
关注点:
•简洁性
•一致性
•坚固性
方法：
•场景驱动
•体系结构风格
为什么要高层设计:
•名称匹配, 导入导出（问题）
•Inside 接口（独立，区别对待）
•详细设计的不足
o载体适配（无法描述可靠性，性能）
o无法实现交互信息本地化（信息隐藏的局限性），Inside 无法有效抽象部件的整体特性
o接口定义缺乏结构性（交互的规则，如果A调用是B必须调用）o不能有效适应大型软件的特殊开发方法
最终制品：体系结构的设计。