软件系统设计
软件工程中的系统设计
软件工程中的系统设计软件工程是一门综合性的学科，其中系统设计是其中重要的一环。
在软件开发过程中，系统设计是一个关键步骤，它涉及到对软件系统进行整体架构的规划和设计。
一个好的系统设计能够保证软件系统具备良好的可扩展性、可维护性和可靠性。
本文将介绍软件工程中的系统设计的基本概念、原则和方法。
一、系统设计的基本概念系统设计是软件工程中的一个重要环节，其目的是根据需求分析的结果，将软件系统划分为不同的模块，并描述各个模块之间的关系和交互方式，最终形成一个完整的系统架构。
系统设计负责将问题领域的要求转化为计算机系统的结构和行为，使软件系统能够满足用户的需求。
系统设计的关键概念包括模块化、接口、抽象和层次化。
模块化是将软件系统划分为若干个相对独立的模块，每个模块负责特定的功能；接口定义了模块之间的交互方式和数据传递方式；抽象是将模块功能进行抽象化，隐藏内部实现细节，提供简化的接口；层次化是将系统划分为多个层次，每个层次负责不同的功能。
二、系统设计的原则在进行系统设计时，有一些原则需要遵循，以保证设计的质量和可靠性。
1. 单一职责原则：每个模块只负责一个明确的功能，避免耦合度过高。
2. 高内聚低耦合：模块内部的元素相互依存性高，模块之间的依赖性尽量低。
3. 开放封闭原则：模块应该对扩展开放，对修改封闭，以便于系统后续的升级和维护。
4. 可重用性：设计模块时应尽量使其具备可重用性，提高系统开发的效率。
5. 合适的抽象级别：合理的抽象可以提高系统的可读性和可维护性。
6. 合理分层：将系统划分为逻辑上独立的层次，便于管理和维护。
7. 模块化设计：将一个大的系统拆分为多个功能模块，有利于并行开发和提高软件的可扩展性。
三、系统设计的方法在进行系统设计时，有一些方法可以帮助工程师更好地完成设计任务。
1. 面向对象分析与设计(OOAD)：OOAD是一种常用的系统设计方法，通过对现实世界建模，将系统划分为对象和类，定义对象之间的关系和行为，来设计软件系统。
软件工程之系统设计概述
软件工程之系统设计概述1. 引言系统设计是软件工程的重要阶段之一，它是在需求分析的基础上，对软件系统进行总体架构设计和详细设计的过程。
系统设计的目标是定义系统的功能、性能、安全性、可靠性、可维护性等方面的要求，确定系统的组成部分和模块间的接口，为软件的实现和测试提供指导。
2. 系统设计流程系统设计通常包括以下几个阶段：2.1 需求分析和需求规格说明书在系统设计开始之前，需要进行详细的需求分析工作。
需求分析的目标是理解用户的需求，并将其转化为可操作的需求规格说明书。
需求规格说明书包括功能需求、性能需求、界面需求等方面的要求。
2.2 总体架构设计总体架构设计是系统设计的第一步，它确定系统的整体结构和模块间的关系。
在总体架构设计阶段，需要定义系统的各个子系统和模块，并确定它们之间的接口和通信方式。
2.3 详细设计详细设计是系统设计的核心部分，它针对总体架构设计给出的模块和接口进行详细的设计。
在详细设计阶段，需要定义每个模块的功能、数据结构、算法、接口等细节，以及模块间的通信和数据流程。
2.4 用户界面设计用户界面设计是系统设计的重要组成部分，它关注用户与系统之间的交互方式。
在用户界面设计阶段，需要考虑用户的使用习惯和心理需求，设计出符合用户期望的界面布局、操作流程和交互方式。
2.5 数据库设计如果系统需要使用数据库来存储和管理数据，那么在系统设计阶段还需要进行数据库设计。
数据库设计包括确定数据模型、数据表结构、数据关系等方面的内容。
3. 系统设计原则和方法在进行系统设计时，需要遵循一些原则和方法，以确保设计的质量和可行性。
3.1 模块化设计模块化设计是将系统划分为相互独立、具有明确功能的模块的过程。
模块化设计可以降低系统的复杂性，提高系统的可维护性和扩展性。
在模块化设计中，需要考虑模块的耦合度和内聚度，使得模块之间的耦合度尽量低，模块内部的内聚度尽量高。
3.2 面向对象设计面向对象设计是一种以对象为中心的设计方法。
软件系统设计方案
软件系统设计方案一、引言在当今信息技术高速发展的时代，软件系统已经成为各行各业中不可或缺的一部分。
软件系统的设计方案是确保软件项目成功实施的关键之一。
本文将从需求分析、系统架构设计、模块设计和测试策略等方面，提出一个完整的软件系统设计方案。
二、需求分析需求分析是软件系统设计的第一步，它是确定软件系统应具备的功能和性能要求的过程。
在需求分析阶段，我们将与客户深入沟通，明确软件系统的业务流程、用户需求和系统约束条件。
通过需求分析，我们可以确保软件系统的功能和性能与用户期望相一致。
三、系统架构设计系统架构设计是软件系统设计的核心环节，它决定了软件系统的整体结构和组织方式。
在系统架构设计中，我们将根据需求分析的结果，确定软件系统的模块划分和模块间的关系。
同时，我们还将选择合适的技术框架和平台，确保系统的可扩展性和可维护性。
四、模块设计模块设计是系统架构设计的具体实施过程，它将系统架构转化为具体的模块设计方案。
在模块设计中，我们将根据功能需求，将系统划分为若干个模块，并为每个模块定义清晰的接口和功能。
同时，我们还将考虑模块的内聚性和耦合性，以确保系统的可靠性和可维护性。
五、测试策略测试是软件开发过程中不可或缺的一环，它可以发现和修复软件系统中的缺陷和错误。
在测试策略中，我们将制定详细的测试计划，并选择合适的测试方法和工具。
我们将进行单元测试、集成测试和系统测试，以确保软件系统的质量和稳定性。
六、总结软件系统设计方案是软件项目成功实施的关键之一。
通过需求分析、系统架构设计、模块设计和测试策略等环节的合理规划和实施，我们可以确保软件系统的功能和性能与用户期望相一致。
同时，我们还可以提高软件系统的可扩展性、可维护性和可靠性。
希望本文提供的软件系统设计方案能够对您的软件项目有所帮助。
七、参考文献[1] Pressman, R. S. (2014). Software Engineering: A Practitioner's Approach. McGraw-Hill Education.[2] Sommerville, I. (2015). Software Engineering. Pearson Education Limited.。
软件开发的系统设计技术
软件开发的系统设计技术随着信息化时代的发展，各种软件产品已经成为了人们日常生活中的必需品。
而这其中，软件开发的系统设计技术也越来越受到了人们的重视。
软件系统设计是指在各种需求和约束条件下，将一系列软件模块有序地组合起来，形成一个相互协调、可维护、可伸缩、可扩展的软件系统。
以下是几种常用的软件开发系统设计技术。
一、模块化设计模块化软件设计是以模块化的思想为核心，将软件系统分解成若干模块，每个模块具备一定的独立性和自主性。
模块之间通过接口进行通信，实现软件系统各个部分的协同工作。
在模块化设计中，模块的划分需要符合一定的规则，如低耦合性、高内聚性等。
同时，在设计中需要考虑模块的复用性、易维护性等因素，从而提高软件质量和开发效率。
模块化设计可以大幅度降低软件开发难度，提高维护效率，保证软件系统的长期稳定运行。
二、异步编程技术异步编程技术允许软件系统中的代码可以在不同的时间同时运行。
这种技术可以让代码在进行耗时操作时不会阻塞线程，从而提高软件系统的并发性和响应速度。
在异步编程中，常用的方法有回调函数、Promise模式等。
异步编程技术能够提高软件系统的性能和响应能力，降低系统崩溃的概率，从而保证软件系统的稳定性和可靠性。
三、数据库设计技术数据库设计技术是指在软件系统中对数据库进行优化和构建。
在数据库设计过程中，需要考虑数据库的表结构、索引、存储过程等因素。
数据库设计的好坏直接影响到软件系统的稳定性和性能。
好的数据库设计可以极大地降低数据的冗余度，提高数据库的查询速度和并发处理能力，避免数据库死锁和数据丢失的问题。
四、服务端渲染技术服务端渲染技术是指在服务端上将页面的HTML代码生成后再返回给客户端浏览器，使得浏览器可以直接展示已经渲染好的静态HTML页面。
这种技术可以大大提高页面的性能、降低页面加载时间，从而提高用户体验。
服务端渲染技术也能很好地解决SPA应用的SEO问题，使得搜索引擎的爬虫能够抓取到页面内容。
软件系统设计方案
软件系统设计方案
软件系统设计方案包含以下内容：
1. 系统需求分析：对软件系统的需求进行分析，包括用户需求、功能需求、性能需求等。
收集、整理和分析需求，从而为软件系统
的设计提供依据。
2. 系统架构设计：根据需求分析的结果，设计软件系统的整体
结构，包括组件划分、功能模块拆分等。
系统架构设计是系统设计
的核心。
3. 数据库设计：对软件系统的数据进行分析和设计，选定合适
的数据库模型和存储策略，设计数据表和字段等，以满足软件系统
的需求。
4. 系统接口设计：软件系统需要与外部系统或硬件设备进行交互，因此需要设计系统的接口，包括数据接口、功能接口等。
5. 技术选型与方案设计：根据系统的架构和功能需求，选择合
适的技术方案，包括开发语言、数据库、中间件等，确定技术实现
的方式和方案。
6. 系统部署与实施：根据设计方案，部署软件系统到生产环境，进行调试和测试，确保软件系统的稳定性和安全性，逐步提高系统
的性能和功能。
以上是软件系统设计方案的主要内容，对于大规模、复杂性高
的软件系统，还需要进行项目管理和验收等环节。
软件系统设计方案
软件系统设计方案
软件系统设计方案是指在需求分析的基础上，对系统的设计进行详细的规划和安排，以便实现系统的可靠性、可用性、可扩展性、可维护性和可升级性等特性。
以下是软件系统设计方案应包含的内容：
系统结构设计：设计系统的模块化和层次结构，并确定模块之间的接口和联系。
系统界面设计：设计系统的用户界面，包括界面布局、颜色、字体、图标等，以及与用户交互的方式。
数据库设计：设计系统的数据模型和数据库结构，包括数据表、字段、关系等。
系统算法设计：设计系统的算法和程序流程，包括数据输入、处理、输出等。
系统安全设计：设计系统的安全策略，包括用户验证、数据加密、防止攻击等。
系统效率设计：设计系统的优化策略，以提高系统的响应速度和处理速度。
系统测试方案设计：设计系统的测试策略和测试用例，以保证系统的质量和稳定性。
系统维护方案设计：设计系统的维护策略和维护计划，以保证系统的持续稳定运行。
总之，软件系统设计方案应该包括对系统的各个方面的全面规划，旨在使系统达到最优化的运作状态，以满足用户的需求。
软件系统设计方案模板
软件系统设计方案模板一、引言。
软件系统设计方案是软件开发过程中至关重要的一步，它为软件开发提供了详细的设计方案和指导。
本文档旨在为软件系统设计方案的编写提供一个模板，以便开发人员能够根据模板的格式和要求，完整地撰写软件系统设计方案。
二、背景。
在编写软件系统设计方案之前，首先需要明确软件系统的背景和需求。
背景部分应包括软件系统的目的、范围、目标用户群体等信息，以便为后续的设计工作提供清晰的指导。
三、系统架构。
系统架构是软件系统设计的基础，它包括系统的组成部分、各部分之间的关系、数据流程等内容。
在系统架构部分，需要详细描述软件系统的整体结构，包括前端界面、后端服务、数据库等方面的设计。
四、功能设计。
功能设计是软件系统设计的重点，它包括系统的功能模块、功能流程、功能实现方式等内容。
在功能设计部分，需要对系统的各项功能进行详细的分析和设计，确保系统能够满足用户的需求。
五、性能设计。
性能设计是软件系统设计的关键，它包括系统的性能需求、性能测试方案、性能优化策略等内容。
在性能设计部分，需要对系统的性能进行充分的评估和设计，确保系统能够稳定、高效地运行。
六、安全设计。
安全设计是软件系统设计的重要组成部分，它包括系统的安全需求、安全策略、安全防护措施等内容。
在安全设计部分，需要对系统的安全性进行全面的考虑和设计，确保系统能够抵御各种安全威胁。
七、界面设计。
界面设计是软件系统设计的外在表现，它包括系统的界面布局、交互方式、视觉风格等内容。
在界面设计部分，需要对系统的界面进行精心设计，确保用户能够方便、直观地使用系统。
八、数据设计。
数据设计是软件系统设计的重要组成部分，它包括系统的数据结构、数据存储方式、数据传输方式等内容。
在数据设计部分，需要对系统的数据进行合理的设计和规划，确保系统能够高效地管理和利用数据。
九、部署设计。
部署设计是软件系统设计的最后一步，它包括系统的部署方案、部署流程、部署环境等内容。
在部署设计部分，需要对系统的部署进行详细的规划和设计，确保系统能够顺利地投入使用。
软件系统设计方案分析
日期:•软件系统设计概述•软件系统架构设计•软件系统数据库设计目录•软件系统界面设计•软件系统安全设计•软件系统测试与评估软件系统设计概述软件系统可以是一个大型的复杂系统，也可以是一个简单的独立程序。
软件系统通常被划分为不同的模块或组件，以便更好地理解和开发。
软件系统是指由软件元素（如程序、数据、文档等）组成的，能够完成特定功能的有机整体。
软件系统定义软件系统设计的重要性软件系统设计是软件开发过程中的关键环节，它决定了软件系统的功能、性能、可维护性和可扩展性。
软件系统设计也是软件工程的一个重要领域，它涉及到软件开发的各个方面，如需求分析、系统设计、编码、测试和维护等。
模块化抽象化将复杂的系统抽象为简单的模型或概念，以便标准化优化测试维护软件系统设计的原则和方法软件系统架构设计软件系统架构是软件系统的基石，它决定了系统的稳定性、可扩展性、可维护性和性能等关键特性，对于系统的成功至关重要。
软件系统架构的定义和重要性软件系统架构的重要性软件系统架构的定义软件系统架构的基本组件01020304中央处理器内存储器外存储器输入/输出设备面向过程设计方法面向对象设计方法设计模式架构模式01020304软件系统架构的设计方法和技巧软件系统数据库设计数据库是软件系统的核心组成部分，负责存储和管理软件系统所需的数据。
数据库的设计质量和数据质量直接影响到软件系统的性能、稳定性和可维护性。
数据库设计是软件系统设计中的重要环节，需要充分考虑数据的一致性、完整性和安全性。
数据库在软件系统中的地位和作用数据库设计的基本原则和步骤数据库设计的优化和技巧软件系统界面设计用户友好一致性可定制性性能优化软件系统界面设计的原则和目标拟物化风格扁平化风格极简风格暗黑风格软件系统界面设计的风格和类型色彩搭配字体选择图标和按钮设计布局设计软件系统界面设计的技巧和方法软件系统安全设计软件系统安全设计的概念软件系统安全设计的重要性软件系统安全设计的概念和重要性策略和机制采取适当的加密技术、访问控制、防火墙等安全机制来保护软件系统的安全。
软件系统详细-设计
② WHILE结构 WHILE 条件
循环体S ENDWHILE
③ UNTIL结构 REPEAT
循环体S UNTIL 条件 输入/输出语句
① 输入语句： GET(输入变量表)
② 输出语句：
PUT(输出变量表) 模块调用语句
CALL 模块名(参数)
5 判定表：当算法中包含多重嵌套的条件选择时使 用。表示复杂的条件组合与相应的动作适宜。
从输入文件中各读一条记录 处理居民记录 end 关闭全部文件 停止 产生新文件 end
从上面的例子中可以看出，对于一个输入、输出数据结构之间对应关系清 晰的小规模数据处理问题来说，采用Jackson方法可以很方便地得到系统的 处理过程描述。但当输入、输出数据出现错误或输入、输出数据间没有对 应关系(称为结构冲突)时，上面所介绍的映射规则就无法处理了。
详细设计说明书可以看作是在系统结构设计说明书所确定的系统总体结构的基础
上，对其中各个模块实现过程的进一步描述和细化。通常，详细设计说明书中应主 要包括以下几方面的内容：
(1) 引言：用于说明编写本说明书的目的、背景，定义所用到的术语和缩略语， 以及列出文档中所引用的参考资料等。
(2) 总体设计：用于给出软件系统的体系结构图。
(6)PDL描述与程序结构相似，故PDL语言便于将详细设计的结果转换为源程序。 PDL的缺点是不如图形描述形象直观，因此常常将PDL描述与一种图形描述结合起
来使用。
PDL语言的主要定义语句及基本控制结构的表达如下所示： 定义语句
(1) 数据定义： DECLARE 属性变量名，… 属性包括：整型、实型、双精度型、字符型、指针、数组及结构等类型。
《软件工程》
软件的系统设计—详细设计 陈巧丽
简述软件系统设计
软件系统设计是指针对特定需求或问题，在一定规范和约束条件下，通过一系列分析、设计和实现步骤，建立一套功能完备、高效稳定且易于维护的软件系统。
软件系统设计的主要过程包括：需求分析、概要设计、详细设计、编码和测试等。
在需求分析阶段，需要对用户的具体需求进行深入的调研和分析，以确定系统所需的功能和性能等要求。
在概要设计阶段，需要进行大体结构的规划和设计，确定系统的架构、模块划分、数据结构、算法策略等。
在详细设计阶段，需要根据概要设计的思路，对各个模块进行具体设计，包括接口设计、算法具体实现、数据流程设计、状态控制等。
在编码和测试阶段，需要将设计文档转化为实际可执行的代码，并进行测试、修正，直至达到系统要求和客户期望的水平。
软件系统设计需要遵循一定的设计原则和规范，以达到系统的可维护性、可扩展性、可重用性和可测试性，减少错误和提高效率，同时需要根据具体应用场景选择合适的技术和工具，以最大化提高系统的性能和稳定性。
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面向服务结构-软件部件的分类
把功能相同/或相似的组 件组织成了“层“(Layer) 如我们常见的三层结构:
表示层 业务逻辑层 数据层 系统服务层
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经典的三层结构
表示层
用户界面和界面处理 数据验证，输入,数据显示 Windows Form(或智能客户)、Web Form
数据表示/输入/验证 业务逻辑
服务器
数据存储 业务逻辑 丰富的用户交互界面 部署困难(目前向智能客户端方面发展) 两种实现:胖客户端、痩客户端
特点:
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5
客户端/服务器的实现
痩客户端
业务逻辑在服务端实现
存储过程、触发器
数据库移可植性好 客户端配置要求一般
8
软件系统逻辑结构
解决问题:
软件系统由哪件些部件组成? 各个部件成什么样的功能? 各个部件如何协作、通信？
系统逻辑分层原理 软件系统逻辑分层
软件系统的部件
经典的三层结构
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系统逻辑分层(Layered)原理
问题”分而治之”的处理方式 职责分配原理 相互协作,向上服务的原理 示例:
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用户接口调用示例
1. 2. 3. 4. 5. 6.
private void addItem_Click(object sender, System.EventArgs e) { AddItemToBasket(selectedProduct, selectedQuantity) } public void AddItemToBasket(int ProductID, int Quantity) { // code to add the item to the basket }
购买流程中包含了多个步骤 使用用户处理部件完成这个购买流程
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设计用户处理部件
用户处理组件用类来实现 UI可以调用用户处理组件类 UPC类中方法封装了:
完成一个流程所需的动作
示例:
结帐处理 PurchaseUserProcess.cs
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表示层设计
将用户交互分成用户界面和用户界面处理 特点:
更好的管理用户交互-如可以撤消操作 多个用户界面可以重用相同的处理 处理并发用户的活动
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设计UIC和UPC
标识出用户交互要处理的业务处理 标识出业务处理所需要的数据 标识出用记交互过程中状态的变化 设计出用户交互流程 的实现
用户处理部件(UPC)
分隔用户界面和业务逻辑 下一步，执行什么? Front Controller, Application Controller模式参考
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业务逻辑层
业务组件
处理特定的业务问题-封装了业务逻辑/规则
协调多个业务组件，共同完成某个业务处理过程 是数据容器 表示业务逻辑里的一个对象 业务工作流和业务组件过业务实体交互 DTO的一个用法 业务外观层 外部调用接口
服务接口 用户处理部件 业务工作流 其它业务部件
40
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典型的业务部件
业务组件可以被表示 层调用 可以被服务接口调用 可以调用DALC 可以服务代理层
外部服务
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数据传输方式
XML DataReader DataSet Typed DataSet Custom object(业务实体)
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业务实体设计
能过属性来访问(Get和Set) 集合数据使用索引
也可用系统内置的DataTable Validate, Save, HasCheckedOut, IsLogged 提高可维护性、扩展性 Order Customer
43
业务实体成员的命名
通过方法使用的业务实体
什么时候不需要业务工作流?
不需要维护业务处理中间状态 业务组件可以被多个业务处理重用
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零售系统-订单生成
多个步骤
信用卡验证 付款 安排交货 交货确认
按照一定的秩序完成的 每一个步骤是由单独的业务组件完成的
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38
设计业务部件
1
剖析软件系统的结构
软件系统由什么组成:
程序代码、控件、数据库、文档 服务器、客户机
我们关注软件系统内部结构
物理结构
有多少类台机器?它们的职责的是什么?如何分布？ 部署的问题 系统架构 软件系统内部如何组织？ 软件(应用)架构的
逻辑结构
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2
软件系统物理结构发展史
业务工作流
业务实体
服务接口
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数据层
数据访问逻辑组件
隔离数据源和业务逻辑层 业务层不在依赖于数据库 配置性和维护性
服务代理
调用外部服务接口
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18
回顾
把功能相同/或相似的组 件组织成了“层“(Layer) 如我们常见的三层结构:
单主机方式
单机-IBM AS400 PB, Delphi, VB6.0,FoxPro应用程序 客户机-服务器 WEB-BASE应用程序 客户机-WEB/应用服务器-数据库服务器 目前最为常用的部署结构 客户机-WEB服务器-应用服务器-数据库服务器
3
客户机-服务器(C/S)方式
客户机-服务器(B/S)方式
业务部件具有最基本的事务性 封装使用业务规则/业务逻辑 被表现层/业务工作流调用/服务接口 调用数据层/数据访问逻辑 COM/COM+ 部署在应用服务器上
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.NET业务部件设计
由类的方法实现 业务组件处理事务 数据输入/输出的验证 调用数据访问数据层/服务代理 起动业务工作流 异常处理 业务部件可以被以下:
ISO/OSI模型 Windows系统
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系统分层的分类
分类
Strictly layered
只能调用下层提供的服务
Relaxed layered
可以跨层调用
Layer Super type(超层)
每一层的公用行为,可以由所有层调用 每一层的部件对外的名称 上一层通过这个名称调用请求服务
胖客户端
业务逻辑有客户端实现 程序可植性好 客户端配置要求高
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物理结构- B/S结构(三节点)
1. 2.
客户机
数据表示/输入/验证
业务逻辑 系统服务 数据存储 业务逻辑
WEB/应用服务器
3.
数据服务器
特点:
简化部署问题 好的响应能力 服务器成为系统瓶颈 伸缩性不太好 用户界面交互能力差(AJAX方向发展)
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设计用户界面部件
数据输入
数据输入提示 数据输入限制 数据输入验证 捕获用户动作事件 数据显示／数据值的对照 可以使用单独部件进行数据缓存 可以使用单独部件进行分页处理
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25
设计用户界面部件
数据显示
调用业务层／数据层获取数据 数据格式化 数据本地化 获取的数据通常是业务实体，需要一些额外的 代码（UPC)去解析 自定义数据展示爱好 可以使用单独部件进行数据缓存 可以使用单独部件进行分页处理
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物理结构- B/S结构(四节点)
1.
客户机
数据表示/输入/验证
2.
WEB服务器
系统服务
3.
应用服务器
业务逻辑
4.
数据服务器
数据存储 业务逻辑
特点:
简化部署问题 更好的响应能力 伸缩性好 交互能力取决于客户端 是目前最为经典的结构
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Session 表示用户交互流程的变化-购物车
成员变量
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Windows Form的实现
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用户处理组件设计
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UPC设计建议
确定是否需要用户处理组件 如果用户处理过程长
中间状态需要应该保存数据库中 中间状态需要应该保存在内存/会话中
如果用户处理过程短
数据层
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表示层
用户界面部件(UIC)