高级软件工程(第九章) 软件体系结构(2017课件)
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《高级软件架构设计》课件
风险评估
识别和分析软件架构中可能存在 的风险，包括技术风险、安全风 险、性能风险等，以确保软件开 发的顺利进行。
架构决策过程
架构决策过程
在软件架构设计过程中，根据需求和 约束条件进行决策的过程，包括选择 合适的架构风格、确定关键组件和接 口、确定数据存储方案等。
确定关键组件和接口
根据需求确定关键组件和接口，并定 义其功能和交互方式，以确保软件能 够实现所需的功能。
THANK YOU
详细描述
根据实际负载自动调整服务实例数量，实现快速部署和 升级，确保系统能够应对突发流量和负载。
安全性优化
总结词
数据加密与传输安全详细描述采用加密算法对敏感数据进行加 密存储和传输，保证数据在传输 过程中的安全。
总结词
访问控制与权限管理
安全性优化
• 详细描述：实施严格的访问控制 和权限管理策略，限制对敏感资 源的访问，防止未经授权的访问 和操作。
安全性优化
总结词
安全审计与监控
详细描述
建立安全审计机制，对系统中的操作进行记录和监控，及时发现和处理安全事件。
总结词
防范恶意攻击与漏洞修复
详细描述
定期进行安全漏洞扫描和风险评估，及时修复已知漏洞，防范各种恶意攻击。
可持续性发展
总结词
可维护性与可读性
详细描述
设计易于维护和可读的代码结构，降低维护成本，方 便后续开发和迭代。
软件架构的重要性
01
确定软件系统的整体结构，有助于系统开发过程中 的决策制定。
02
良好的软件架构可以提高软件系统的质量，包括可 靠性、可维护性、可扩展性等。
03
软件架构有助于降低开发成本，提高开发效率，减 少开发风险。
识别和分析软件架构中可能存在 的风险，包括技术风险、安全风 险、性能风险等，以确保软件开 发的顺利进行。
架构决策过程
架构决策过程
在软件架构设计过程中，根据需求和 约束条件进行决策的过程，包括选择 合适的架构风格、确定关键组件和接 口、确定数据存储方案等。
确定关键组件和接口
根据需求确定关键组件和接口，并定 义其功能和交互方式，以确保软件能 够实现所需的功能。
THANK YOU
详细描述
根据实际负载自动调整服务实例数量，实现快速部署和 升级，确保系统能够应对突发流量和负载。
安全性优化
总结词
数据加密与传输安全详细描述采用加密算法对敏感数据进行加 密存储和传输，保证数据在传输 过程中的安全。
总结词
访问控制与权限管理
安全性优化
• 详细描述：实施严格的访问控制 和权限管理策略，限制对敏感资 源的访问，防止未经授权的访问 和操作。
安全性优化
总结词
安全审计与监控
详细描述
建立安全审计机制，对系统中的操作进行记录和监控，及时发现和处理安全事件。
总结词
防范恶意攻击与漏洞修复
详细描述
定期进行安全漏洞扫描和风险评估，及时修复已知漏洞，防范各种恶意攻击。
可持续性发展
总结词
可维护性与可读性
详细描述
设计易于维护和可读的代码结构，降低维护成本，方 便后续开发和迭代。
软件架构的重要性
01
确定软件系统的整体结构，有助于系统开发过程中 的决策制定。
02
良好的软件架构可以提高软件系统的质量，包括可 靠性、可维护性、可扩展性等。
03
软件架构有助于降低开发成本，提高开发效率，减 少开发风险。
软件体系结构设计方法ppt课件
2.1.3 模式驱动的方法
模式驱动的体系结构设计方法从模式导出体系结构 抽象。软件设计模式的目的在于编制一套可重用的 基本原则，用于开发高质量的应用系统。体系结构 模式类似于设计模式，但它关心更粗粒度的系统结 构及其交互。
15
客户 需求规格说明书
通用知识 2：实现
体系结构模式 描述 意图
上下文
问题
解决方案
体系结构描述Biblioteka 4：组合3：应用 体系结构模式
图4 模式驱动的体系结构设计的概念模型
16
3. 系统的管理端业务处理模块
3.1 总的网络拓补结构
系统管理员
数据库 和
Web程序 都在这上
导师
导师
导师
17
3. 系统的管理端业务处理模块
在该系统中采用面向对
象分析作为主要的系统
建模方法，用不同的设
计角度描述角色（管理
有所不同。
3
客户
领域知识
捕捉需求 需求规格 说明书
提取解决方 案的结构
领域知识 工作
解决方案抽象
体系结构 规格说明
领域知识
体系结构
图1 体系结构设计方法的元模型 4
2.软件体系结构设计方法的分析
为了获取对体系结构设计的抽象，人们已经提出 了许多方法。
2.1 体系结构设计方法的分类
（1）工件驱动（Artifact-Driven）的方法 （2）用例驱动（Use-Case-Driven）的方法 （3）模式驱动（Pattern-Driven）的方法 （4）领域驱动（Domain-Driven）的方法
*
者）与系统的其它的 管理员
构件是如何联系的。管
管理端子系统 *
理端的主用例图如右图：
模式驱动的体系结构设计方法从模式导出体系结构 抽象。软件设计模式的目的在于编制一套可重用的 基本原则，用于开发高质量的应用系统。体系结构 模式类似于设计模式，但它关心更粗粒度的系统结 构及其交互。
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客户 需求规格说明书
通用知识 2：实现
体系结构模式 描述 意图
上下文
问题
解决方案
体系结构描述Biblioteka 4：组合3：应用 体系结构模式
图4 模式驱动的体系结构设计的概念模型
16
3. 系统的管理端业务处理模块
3.1 总的网络拓补结构
系统管理员
数据库 和
Web程序 都在这上
导师
导师
导师
17
3. 系统的管理端业务处理模块
在该系统中采用面向对
象分析作为主要的系统
建模方法，用不同的设
计角度描述角色（管理
有所不同。
3
客户
领域知识
捕捉需求 需求规格 说明书
提取解决方 案的结构
领域知识 工作
解决方案抽象
体系结构 规格说明
领域知识
体系结构
图1 体系结构设计方法的元模型 4
2.软件体系结构设计方法的分析
为了获取对体系结构设计的抽象，人们已经提出 了许多方法。
2.1 体系结构设计方法的分类
（1）工件驱动（Artifact-Driven）的方法 （2）用例驱动（Use-Case-Driven）的方法 （3）模式驱动（Pattern-Driven）的方法 （4）领域驱动（Domain-Driven）的方法
*
者）与系统的其它的 管理员
构件是如何联系的。管
管理端子系统 *
理端的主用例图如右图：
高级软件工程(第九章) 软件体系结构(2017课件)
11
管道/过滤器体系结构风格
管道/过滤器风格也存在着一定的问题： 系统处理过程是批处理方式，过滤器具有很强 的独立性，对于每一个过滤器，设计者必须考 虑从输入到输出的转换过程，这种方式会造成 过滤器对输入数据的批量转换处理； 不适合用来设计交互式应用系统； 由于没有通用的数据传输标准，因此每个过滤 器都需要解析输入数据和合成数据，添加和去 除标记需要花费一定的时间，从而导致了系统 性能下降，增加了过滤器设计的复杂性。
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；
12
分层体系结构风格
在分层风格中，系统将划分为一个层次结构； 每一层都具有高度的内聚性，包含抽象程度一 致的各种构件，支持信息隐藏； 分层有助于将复杂系统划分为独立的模块，从 而简化程序的设计和实现； 通过分解，可以将系统功能划分为一些具有明 确定义的层，较高层是面向特定应用问题的， 较低层更具有一般性。
数据共享体系结构风格
数据共享风格也称为仓库风格，有两种不同类 型的软件元素： 一种是中央数据单元，也称为资源库，用于 表示系统的当前状态，另一种是相互依赖的 构件组 中央数据单元和构件之间可以进行信息交换， 这是数据共享体系结构的技术实现基础； 根据所使用的控制策略不同，数据共享体系结 构可以分为两种类型： 一种是传统的数据库，另一种是黑板
13
分层体系结构风格
每层都为上层提供服务，同时又利用了下层的 逻辑功能； 每层只对相邻层可见，层次之间的连接件是协 议和过程调用，用以实现各层之间的交互； 上层通过下层提供的接口来使用下层的功能， 而下层却不能使用上层的功能； 良好的层次结构将有助于对逻辑功能实施灵活 的增加、删除和修改。
管道/过滤器体系结构风格
管道/过滤器风格也存在着一定的问题： 系统处理过程是批处理方式，过滤器具有很强 的独立性，对于每一个过滤器，设计者必须考 虑从输入到输出的转换过程，这种方式会造成 过滤器对输入数据的批量转换处理； 不适合用来设计交互式应用系统； 由于没有通用的数据传输标准，因此每个过滤 器都需要解析输入数据和合成数据，添加和去 除标记需要花费一定的时间，从而导致了系统 性能下降，增加了过滤器设计的复杂性。
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；
12
分层体系结构风格
在分层风格中，系统将划分为一个层次结构； 每一层都具有高度的内聚性，包含抽象程度一 致的各种构件，支持信息隐藏； 分层有助于将复杂系统划分为独立的模块，从 而简化程序的设计和实现； 通过分解，可以将系统功能划分为一些具有明 确定义的层，较高层是面向特定应用问题的， 较低层更具有一般性。
数据共享体系结构风格
数据共享风格也称为仓库风格，有两种不同类 型的软件元素： 一种是中央数据单元，也称为资源库，用于 表示系统的当前状态，另一种是相互依赖的 构件组 中央数据单元和构件之间可以进行信息交换， 这是数据共享体系结构的技术实现基础； 根据所使用的控制策略不同，数据共享体系结 构可以分为两种类型： 一种是传统的数据库，另一种是黑板
13
分层体系结构风格
每层都为上层提供服务，同时又利用了下层的 逻辑功能； 每层只对相邻层可见，层次之间的连接件是协 议和过程调用，用以实现各层之间的交互； 上层通过下层提供的接口来使用下层的功能， 而下层却不能使用上层的功能； 良好的层次结构将有助于对逻辑功能实施灵活 的增加、删除和修改。
软件工程第九章 软件过程.ppt
3. 组织过程
1) 管理过程 管理包括进度管理、成本管理、质 量管理、人员管理、资源管理、标准化管理。
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17
管理的对象是进度、系统规模及工作量估算、 经费、组织机构、人员、风险、质量、作业和 环境配置等。主要活动有：过程实施准备，制 定计划，监控计划的实施，评审和评价计划的 完成程度，涉及到有关过程的产品管理、项目 管理和任务管理。
公共过程框架 框架活动 任务集合 工作任务 里程碑、交付物 SQA点
保护伞活动
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6
9.1.3 软件过程的模型
软件工程过程模型的选择基于项目和应用的特点、 采用的方法和工具、要求的控制和需交付的产品。
所有的软件开发都可以看成是一个问题循环解决 过程，其中包括 4 个阶段： 1) 状态捕获: 描述事物的当前状态； 2) 问题定义: 标识需要解决的问题； 3) 技术开发: 利用某些技术来解决问题； 4) 方案综合: 导出最终结果(如文档、程序、数据、 新的事务功能、新的产品)。
3) 质量保证过程 这是一个为使软件过程和软件产 品符合规定需求，并按预定计划按时完成提供适 当保证的过程。主要活动有：过程实施准备，软 件产品的质量保证，软件过程的质量保证。
4) 验证过程 确定系统或软件的需求是否完备和正 确，以及每一阶段的软件产品是否达到前一阶段 对它的要求和条件。主要活动有：过程实施准备， 验证，合同验证，过程验证，需求验证，设计验 证，代码验证，集成验证，文档验证。
b) 工程 ENG (Engineering) 过程：这类过程包括 开发、系统与软件维护等 2 个过程。
c) 支持 SUP (Support) 过程：这类过程包括文档、 配置管理、质量保证、验证、确认、联合评审、 审计和问题解决等 8 个过程。
1) 管理过程 管理包括进度管理、成本管理、质 量管理、人员管理、资源管理、标准化管理。
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管理的对象是进度、系统规模及工作量估算、 经费、组织机构、人员、风险、质量、作业和 环境配置等。主要活动有：过程实施准备，制 定计划，监控计划的实施，评审和评价计划的 完成程度，涉及到有关过程的产品管理、项目 管理和任务管理。
公共过程框架 框架活动 任务集合 工作任务 里程碑、交付物 SQA点
保护伞活动
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6
9.1.3 软件过程的模型
软件工程过程模型的选择基于项目和应用的特点、 采用的方法和工具、要求的控制和需交付的产品。
所有的软件开发都可以看成是一个问题循环解决 过程，其中包括 4 个阶段： 1) 状态捕获: 描述事物的当前状态； 2) 问题定义: 标识需要解决的问题； 3) 技术开发: 利用某些技术来解决问题； 4) 方案综合: 导出最终结果(如文档、程序、数据、 新的事务功能、新的产品)。
3) 质量保证过程 这是一个为使软件过程和软件产 品符合规定需求，并按预定计划按时完成提供适 当保证的过程。主要活动有：过程实施准备，软 件产品的质量保证，软件过程的质量保证。
4) 验证过程 确定系统或软件的需求是否完备和正 确，以及每一阶段的软件产品是否达到前一阶段 对它的要求和条件。主要活动有：过程实施准备， 验证，合同验证，过程验证，需求验证，设计验 证，代码验证，集成验证，文档验证。
b) 工程 ENG (Engineering) 过程：这类过程包括 开发、系统与软件维护等 2 个过程。
c) 支持 SUP (Support) 过程：这类过程包括文档、 配置管理、质量保证、验证、确认、联合评审、 审计和问题解决等 8 个过程。
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
数据流体系结构 数据服从输入—变换---输出的简单流程 以机载二次雷达的译码模式为例
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
更多精品资源请访问
docin/sanshengshiyuan doc88/sanshenglu
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)
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)
软件体系结构的层次性ppt课件
软件设计的物质根底是当前的计算机硬件， 它决议了软件设计和实现的出发点。
当前硬件的变革表如今两个方面 非冯.诺依曼运转机制的产生 并行处置为特征的高性能计算机构造
§9.2 软件的物质根底
计算机硬件体系构造
软件是对一组数据进展处置的一串指令。 根据处置指令流和数据流的数量，计算机分为： SISD SIMD MISD MIMD
任何具有固定组成方式的数据、代码、数据集合、代 码序列、数据和代码的结合体都可以称作构造。
无论多么高层的构造，都是建立在根底构造之上的， 作为软件构造根底的思想和概念，包括四个方面： 构造化控制流 构造化衔接方式 数据构造 笼统数据类型 面向对象 进程及其运转环境 分时并发计算 资源共享/并行同步 实时系统
§9.2 软件的物质根底
多处置机系统
属于MIMD系统 多处置机系统分为 共享存储器 分布存储器
任务在一致的操作系统下进展资源管理 挑战：并行算法和软件的设计
§9.2 软件的物质根底
分布计算系统
多台计算机经过网络衔接起来的大系统 分布存储的多处置机系统 但各自运转独立的操作系统
§9.2 软件的物质根底
§9.3 软件的构造根底
资源共享/并行同步 并行执行的义务同时需求同一个硬件和软件资源资源共 享、竞争的问题 并行执行的义务之间能够存在某种受限的逻辑或时序关系 进程同步问题 处理方法：信号量 互斥信号：用于资源共享 同步信号：用于义务同步
§9.3 软件的构造根底
任何具有固定组成方式的数据、代码、数据集合、代码序列、 数据和代码的结合体都可以称作构造。
§9.3 软件的构造根底
任何具有固定组成方式的数据、代码、数据集合、 代码序列、数据和代码的结合体都可以称作构造。
当前硬件的变革表如今两个方面 非冯.诺依曼运转机制的产生 并行处置为特征的高性能计算机构造
§9.2 软件的物质根底
计算机硬件体系构造
软件是对一组数据进展处置的一串指令。 根据处置指令流和数据流的数量，计算机分为： SISD SIMD MISD MIMD
任何具有固定组成方式的数据、代码、数据集合、代 码序列、数据和代码的结合体都可以称作构造。
无论多么高层的构造，都是建立在根底构造之上的， 作为软件构造根底的思想和概念，包括四个方面： 构造化控制流 构造化衔接方式 数据构造 笼统数据类型 面向对象 进程及其运转环境 分时并发计算 资源共享/并行同步 实时系统
§9.2 软件的物质根底
多处置机系统
属于MIMD系统 多处置机系统分为 共享存储器 分布存储器
任务在一致的操作系统下进展资源管理 挑战：并行算法和软件的设计
§9.2 软件的物质根底
分布计算系统
多台计算机经过网络衔接起来的大系统 分布存储的多处置机系统 但各自运转独立的操作系统
§9.2 软件的物质根底
§9.3 软件的构造根底
资源共享/并行同步 并行执行的义务同时需求同一个硬件和软件资源资源共 享、竞争的问题 并行执行的义务之间能够存在某种受限的逻辑或时序关系 进程同步问题 处理方法：信号量 互斥信号：用于资源共享 同步信号：用于义务同步
§9.3 软件的构造根底
任何具有固定组成方式的数据、代码、数据集合、代码序列、 数据和代码的结合体都可以称作构造。
§9.3 软件的构造根底
任何具有固定组成方式的数据、代码、数据集合、 代码序列、数据和代码的结合体都可以称作构造。
《高级体系结构》课件
S er v erles s
将应用的部分或全部逻辑实现为 无服务器的 Function，提高了可 伸缩性和可靠性。
微服务
将应用拆分为多个小型、独立的 服务，每个服务都可以独立开发 和部署。
案例分析
亚马逊
通过分布式架构和无服务器 技术，提高了可伸缩性和性 能。
N etflix
通过微服务架构和容错设计， 保证了系统的高可用性和故 障恢复能力。
层次结构
将系统划分为多个无耦合的层，每层提供一组相 关的服务。
微服务
将复杂的单体应用拆分为多个独立的服务，每个 服务都可以独立进行开发、部署和扩展。
模块化
通过封装来隐藏模块内部的实现细节，使得模块 能够独立开发、测试和维护。
事件驱动
通过事件和消息传递来进行多个服务之间的协作 和解耦。
体系结构设计原则
1
单一职责原则
每个组件或服务都应该只有一个单一的职责。
2
开放封闭原则
对扩展开放，对修改封闭，通过扩展来实现新的需求。
3
依赖倒置原则
Hale Waihona Puke 高层模块不应该依赖低层模块，而应该依赖于模块的抽象接口。
4
接口隔离原则
使用多个专门的接口，而不是一个通用的接口来实现松耦合。
常见体系结构模式
MVC
将应用划分为模型、视图和控制 器三层，实现 UI 逻辑和业务逻辑 的分离。
面临的挑战
技术的飞速发展，使得现 代软件架构需要解决更加 复杂的问题，比如可伸缩 性、容错性、安全性等等。
课程目标
团队合作
学会和团队成员合作，通过集思 广益产生最好的设计方案。
创新思维
培养创新思维，发现新的设计思 路和解决问题的方法。
《高级软件工程》课件
鼓励学生之间的互动和合作，促进知识
提问与解答
2
共享。
学生可随时提问问题，由老师和同学提 供解答和讨论。
问题与答疑
1 常见问题解答
解答常见问题，帮助学生克服学习中的困惑和难题。
2答
提供详细的答疑解释，确保学生对课程内容的理解和应用。
课程评估
1 课程作业
完成一定数量的课程作业，考察对课程内容 的掌握和理解。
2 期末考试
参加期末考试，考察对整个课程的掌握和应 用能力。
学习资源
参考书目
提供相关领域的优秀教材和 参考资料。
学术论文
掌握最新的研究成果和学术 论文。
在线资源
提供在线教程、视频课程和 技术博客等学习资源。
交流与讨论
1
学生互动
3 了解软件测试与质量
保证
学习如何进行全面的软件 测试以及如何确保软件的 质量和稳定性。
4 掌握软件项目管理技巧
5 了解软件工程的创新与发展
学习如何管理软件开发项目，包括需求分析、 进度管理、团队协作等。
了解当前软件工程领域的最新发展趋势和前 沿技术。
课程内容
基础知识回顾
复习软件工程的基础知识，包括需求分析、系统 设计等。
《高级软件工程》PPT课 件
本课程将带领您深入了解高级软件工程的概念和实践，以及如何应用这些知 识来提高软件开发的效率和质量。
课程目标
通过本课程，您将学习：
1 深入了解软件开发流
程
学习各种软件开发方法和 流程，并了解其优势和局 限性。
2 掌握软件工程的实践
技巧
学习与软件工程相关的最 佳实践，包括代码管理、 测试、文档编写等。
软件开发流程
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
16
分层体系结构风格
分层体系结构风格也存在着一些问题：
并非所有系统都能够按照层次来进行划分，即使一 个系统的逻辑结构是层次化的，但是出于对系统性 能的考虑，需要把不同抽象程度的功能合并到一层 ，破坏了逻辑独立性； 很难找到一种合适和正确的层次划分方法，其应用 范围受到限制； 在传输数据时，需要经过多个层次，导致了系统性 能下降； 多层结构难以调试，往往需要通过一系列的跨层次 调用来实现。 17
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
14
分层体系结构风格
利用接口，可以将下层实现细节隐藏起来，从 而有助于抽象设计，形成松散耦合的结构模型
15
分层体系结构风格
分层体系结构风格具有以下优点： 设计者可以将系统分解为一个增量的步骤序列， 从而完成复杂的业务逻辑； 每一层至多和相邻的上下两层进行交互，每一层 的功能变化最多只影响相邻两层，便于实现系统 功能的扩展； 只要给相邻层提供相同的接口，就可以使用不同 的方法来实现每一层，支持软件资源的复用。
10
管道/过滤器体系结构风格
支持复用，如果一个过滤器的输出数据格式与 另一个过滤器的输入数据格式是一致的，就可 以将这两个过滤器连接在一起； 系统并发性，各个过滤器能够独立运行，因此 ，不同子任务可以并行执行，提高了系统运行 效率； 便于系统分析，由于系统是独立构件的组合， 具有清晰的拓扑结构，因而有利于对数据吞吐 量、死锁和计算准确性进行分析。
6
管道/过滤器体系结构风格
管道/过滤器结构主要包括过滤器和管道两种元 素； 构件被称为过滤器，负责对数据进行加工处理； 每个过滤器都有一组输入端口和输出端口，从输 入端口接收数据，经过内部加工处理之后，传送 到输出端口上； 数据通过相邻过滤器之间的连接件进行传输，连 接件可以看作输入数据流和输出数据流之间的通 路，这就是所谓的管道。
8
管道/过滤器体系结构风格
当输入数据经过一系列的计算和操作构件的变 换形成输出数据时，可以应用这种体系结构。管 道/过滤器、批处理序列都属于数据流风格。管 道/过滤器结构如下图所示。
管道/过滤器结构
• 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 • 运行结果的正确性与各个过滤器运行的先后顺序无关。
7
管道/过滤器体系结构风格
管道/过滤器结构将数据流处理分为几个顺序 的步骤来进行，一个步骤的输出是下一个步骤 的输入，每个处理步骤由一个过滤器来实现； 每个过滤器独立完成自己的任务，不同过滤器 之间不需要进行交互； 在管道/过滤器结构中，数据输出的最终结果 与各个过滤器执行的顺序无关。
软件体系结构描述语言（Architectural Description Language，简称ADL）是用来描述 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 ABC/ADL XYZ/ADL XADL
Rapide
Darwin Unicon
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。
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；
11
管道/过滤器体系结构风格
管道/过滤器风格也存在着一定的问题： 系统处理过程是批处理方式，过滤器具有很强 的独立性，对于每一个过滤器，设计者必须考 虑从输入到输出的转换过程，这种方式会造成 过滤器对输入数据的批量转换处理； 不适合用来设计交互式应用系统； 由于没有通用的数据传输标准，因此每个过滤 器都需要解析输入数据和合成数据，添加和去 除标记需要花费一定的时间，从而导致了系统 性能下降，增加了过滤器设计的复杂性。
第九章 软件体系结构
什么是软件体系结构？
软件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。 软件体系结构是构件和连接件之间相互作用的形 式化说明，用以指导将多个模块组织成一个完整 的应用程序。
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软件体系结构描述语言
数据共享体系结构风格
数据共享风格也称为仓库风格，有两种不同类 型的软件元素： 一种是中央数据单元，也称为资源库，用于 表示系统的当前状态，另一种是相互依赖的 构件组 中央数据单元和构件之间可以进行信息交换， 这是数据共享体系结构的技术实现基础； 根据所使用的控制策略不同，数据共享体系结 构可以分为两种类型： 一种是传统的数据库，另一种是黑板
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分层体系结构风格
每层都为上层提供服务，同时又利用了下层的 逻辑功能； 每层只对相邻层可见，层次之间的连接件是协 议和过程调用，用以实现各层之间的交互； 上层通过下层提供的接口来使用下层的功能， 而下层却不能使用上层的功能； 良好的层次结构将有助于对逻辑功能实施灵活 的增加、删除和修改。
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分层体系结构风格
在分层风格中，系统将划分为一个层次结构； 每一层都具有高度的内聚性，包含抽象程度一 致的各种构件，支持信息隐藏； 分层有助于将复杂系统划分为独立的模块，从 而简化程序的设计和实现； 通过分解，可以将系统功能划分为一些具有明 确定义的层，较高层是面向特定应用问题的， 较低层更具有一般性。
分层体系结构风格
分层体系结构风格也存在着一些问题：
并非所有系统都能够按照层次来进行划分，即使一 个系统的逻辑结构是层次化的，但是出于对系统性 能的考虑，需要把不同抽象程度的功能合并到一层 ，破坏了逻辑独立性； 很难找到一种合适和正确的层次划分方法，其应用 范围受到限制； 在传输数据时，需要经过多个层次，导致了系统性 能下降； 多层结构难以调试，往往需要通过一系列的跨层次 调用来实现。 17
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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。
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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
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分层体系结构风格
利用接口，可以将下层实现细节隐藏起来，从 而有助于抽象设计，形成松散耦合的结构模型
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分层体系结构风格
分层体系结构风格具有以下优点： 设计者可以将系统分解为一个增量的步骤序列， 从而完成复杂的业务逻辑； 每一层至多和相邻的上下两层进行交互，每一层 的功能变化最多只影响相邻两层，便于实现系统 功能的扩展； 只要给相邻层提供相同的接口，就可以使用不同 的方法来实现每一层，支持软件资源的复用。
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管道/过滤器体系结构风格
支持复用，如果一个过滤器的输出数据格式与 另一个过滤器的输入数据格式是一致的，就可 以将这两个过滤器连接在一起； 系统并发性，各个过滤器能够独立运行，因此 ，不同子任务可以并行执行，提高了系统运行 效率； 便于系统分析，由于系统是独立构件的组合， 具有清晰的拓扑结构，因而有利于对数据吞吐 量、死锁和计算准确性进行分析。
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管道/过滤器体系结构风格
管道/过滤器结构主要包括过滤器和管道两种元 素； 构件被称为过滤器，负责对数据进行加工处理； 每个过滤器都有一组输入端口和输出端口，从输 入端口接收数据，经过内部加工处理之后，传送 到输出端口上； 数据通过相邻过滤器之间的连接件进行传输，连 接件可以看作输入数据流和输出数据流之间的通 路，这就是所谓的管道。
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管道/过滤器体系结构风格
当输入数据经过一系列的计算和操作构件的变 换形成输出数据时，可以应用这种体系结构。管 道/过滤器、批处理序列都属于数据流风格。管 道/过滤器结构如下图所示。
管道/过滤器结构
• 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 • 运行结果的正确性与各个过滤器运行的先后顺序无关。
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管道/过滤器体系结构风格
管道/过滤器结构将数据流处理分为几个顺序 的步骤来进行，一个步骤的输出是下一个步骤 的输入，每个处理步骤由一个过滤器来实现； 每个过滤器独立完成自己的任务，不同过滤器 之间不需要进行交互； 在管道/过滤器结构中，数据输出的最终结果 与各个过滤器执行的顺序无关。
软件体系结构描述语言（Architectural Description Language，简称ADL）是用来描述 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 ABC/ADL XYZ/ADL XADL
Rapide
Darwin Unicon
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。
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；
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管道/过滤器体系结构风格
管道/过滤器风格也存在着一定的问题： 系统处理过程是批处理方式，过滤器具有很强 的独立性，对于每一个过滤器，设计者必须考 虑从输入到输出的转换过程，这种方式会造成 过滤器对输入数据的批量转换处理； 不适合用来设计交互式应用系统； 由于没有通用的数据传输标准，因此每个过滤 器都需要解析输入数据和合成数据，添加和去 除标记需要花费一定的时间，从而导致了系统 性能下降，增加了过滤器设计的复杂性。
第九章 软件体系结构
什么是软件体系结构？
软件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。 软件体系结构是构件和连接件之间相互作用的形 式化说明，用以指导将多个模块组织成一个完整 的应用程序。
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软件体系结构描述语言
数据共享体系结构风格
数据共享风格也称为仓库风格，有两种不同类 型的软件元素： 一种是中央数据单元，也称为资源库，用于 表示系统的当前状态，另一种是相互依赖的 构件组 中央数据单元和构件之间可以进行信息交换， 这是数据共享体系结构的技术实现基础； 根据所使用的控制策略不同，数据共享体系结 构可以分为两种类型： 一种是传统的数据库，另一种是黑板
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分层体系结构风格
每层都为上层提供服务，同时又利用了下层的 逻辑功能； 每层只对相邻层可见，层次之间的连接件是协 议和过程调用，用以实现各层之间的交互； 上层通过下层提供的接口来使用下层的功能， 而下层却不能使用上层的功能； 良好的层次结构将有助于对逻辑功能实施灵活 的增加、删除和修改。
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分层体系结构风格
在分层风格中，系统将划分为一个层次结构； 每一层都具有高度的内聚性，包含抽象程度一 致的各种构件，支持信息隐藏； 分层有助于将复杂系统划分为独立的模块，从 而简化程序的设计和实现； 通过分解，可以将系统功能划分为一些具有明 确定义的层，较高层是面向特定应用问题的， 较低层更具有一般性。