软件体系结构-知识点概要

第一章软件体系结构概论

1 什么是软件危机？主要特点、表现形式、策略

软件危机：是指在计算机软件的开发和维护过程中所遇到的一系列严重问题

软件危机的表现形式：

1）软件成本的日益增长：相反，计算机硬件随着技术的进步、生产规模的扩大，价格却在不断的下降，这样一来，软件成本在计算机中占有的比例越来越大2）开发进度难以控制：用户需求变化等各种意想不到的情况层出不穷，常常令软件开发过程很难保证按预定的计划实现，给项目计划和论证工作带来很大的困难3）软件质量差

4）软件维护困难

软件危机的成因：

1 用户需求不明确

2 缺乏正确的理论指导

3 软件规模越来越大4软件复杂度越来越高

如何克服软件危机（策略）：用工程的方法进行软件生产的可能性，即应用现代工程的概念、

原理、技术和方法进行计算机软件的开发、管理和维护

软件工程是用工程、科学和数学的原则与方法研制、维护计算机软件的有关技术及管理方法。软件工程包括三要素：方法、工具和过程

2软件构件的概念

构件是指语义完整、语法正确和有可重用价值的单位软件，是软件重用过程中可以明确辨识的系统；结构上，它是语义描述、通讯接口和实现代码的复合体。

简单地说，构件是具有一定功能，能够独立工作或能同其他构件装配起来协调工作的程序体，构件的使用同它的开发、生产无关。

构件模型是对构件本质特征的抽象描述

3构件重用的概念

构件开发的目的是重用，为了让构件在新的软件项目中发挥作用，库的使用者必须完成以下工作：检索与提取构件，理解与评价构件，修改构件，最后将构件组装到新的软件产品中

4软件重用的定义

软件重用是指在两次或多次不同的软件开发过程中，重复使用相同或相近软件元素的过程。软件元素（即软构件）包括：程序代码、测试用例、设计文档、设计过程、需求分析文档、领域知识等。

5 管理重用的方法（列举，不用扩展）

有效进行软件重用的业界经验总结

（1）关注特定领域的软件资源

（2）正确命名软件资源

（3）慎重考虑是否具备重用的必要

（4）迭代演进可重用的资源

（5）保持一致性要比遵循行业标准更重要

（6）进行代码审查

（7）没有自动化的回归测试套件，就不要发布可重用的软件资源

（8）理解业务需求之后再去说服别人

（9）尽可能与开发团队一起创建可重用的软件资产

（10）从生产支持人员那里获取可重用资源的需求

6软件体系结构的概念

概念：软件体系结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。软件体系结构不仅定义了系统的组织结构和拓扑结构，并且显示系统需求和构成系统元素之间的对应关系，提供了一些涉及决策的基本原理。

7 软件体系结构核心研究内容，包含的含义，具体构架，模式和框架

软件体系结构的意义：1 体系结构是风险承担者进行交流的手段

2 体系结构是早期设计决策的体现

3 软件体系结构是可传递和可重用的模型

软件体系结构研究的内容：1结构性问题2系统的组织，由哪些组件构成3全局性的控制结构4通讯、同步或访问的协议5将功能分配到不同的系统组成部分6设计元素的组成7系统的物理分布8可扩展性、性能

软件体系结构的主要内容：

1）对系统组成元素的描述

2）这些元素相互之间的交互

3）系统组成的模式

4）模式的约束

软件体系结构的研究领域

1 通过提供一种新的体系结构描述语言解决体系结构描述问题。

2 体系结构领域知识的总结性研究。

3 针对特定领域的框架的研究。

4 软件体系结构形式化支持的研究。

软件体系结构的核心研究内容：1体系结构风格

2 设计模式

3 应用框架

体系结构风格：

1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。

2组织模式即静态表述的样例，惯用范例是反映众多系统共有的结构和语义。

3体系结构风格独立于实际问题，强调软件系统中通用的组织结构。

设计模式：

1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。

2设计模式可以看成规范了的小粒度的结构成分，独立于编程语言或编程范例。

3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。

应用框架：

1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。

2一个框架是一个可重用的设计构件，它规定了应用的体系结构，协作构件之间的关系，为构件复用提供上下文关系

第二章软件体系结构建模

1体系结构进行模型构建的五大类：

1结构模型

这是一个最直观、最普遍的建模方法。这种方法以体系结构的构件、连接件和其他概念来刻画结构，并力图通过结构来反映系统的重要语义内容，包括系统的配置、约束、隐含的假设条件、风格、性质等。研究结构模型的核心是体系结构描述语言

2框架模型

框架模型与结构模型类似，但它不太侧重描述结构的细节而更侧重于整体的结构。

框架模型主要以一些特殊的问题为目标建立只针对和适应该问题的结构。

3动态模型

动态模型是对结构或框架模型的补充，研究系统的“大颗粒”的行为。例如，描述系统的重新配置或演化。动态可以指系统总体结构的配置、建立或拆除通信通道或计算的过程。

4过程模型

过程模型研究构造系统的步骤和过程。

结构是遵循某些过程脚本的结果

5功能模型

功能模型认为体系结构是由一组功能构件按层次组成，下层向上层提供服务。

功能模型可以看作是一种特殊的框架模型。

2 4+1视图

“4+1”视图模型从5个不同的视角包括逻辑视图、进程视图、物理视图、开发视图和场景视图来描述软件体系结构。

每一个视图只关心系统的一个侧面，5个视图结合在一起才能反映系统的软件体系结构的全部内容。

3 软件体系结构核心模型

（1）构件:计算或存储数据单元，包含多种属性，如接口、类型、语义、约束、演化和非功能属性等。

（2）连接件：建立构件间的交互以及支配这些交互规则的体系结构构造模块。

（3）体系结构配置：描述体系结构的构件和连接件的连接图。用于确定构件是否正确连接、接口是否匹配、连接件构成的通信是否正确，并说明实现要求行为的组合语义。

第三章软件体系结构的风格

1 什么是软件体系结构的风格：软件体系结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。

核心要素：软件体系结构风格定义的主要内涵：

定义了一个系统家族，即一个体系结构定义一个词汇表和一组约束。

词汇表中包含一些构件和连接件类型。

约束指出系统是如何将这些构件和连接件组合起来的。