软件架构与设计模式 案例分析
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。
、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、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、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、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、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。
软件架构设计模式与实践
• Ruby On Rails
• Rup
• BPEL
• Workflow Engine
• LBS
• Oracle
31
软件架构师在干什么？
• 思考、思考、再思考
– 深入理解、准确把握建设的业务需求 – 分析所有可见的问题、障碍、风险 – 充分参考已有的成功方案，降低风险
• 交流、讨论、博弈、质疑
– 胶着Viscosity——以与原有设计保持一致的方 式来对实施变更已经非常困难,诱使开发人员绕
• 什么是软件架构
– 软件架构的概念很混乱。如果你问五个不同的 人，可能会得到五种不同的答案。
– 软件架构概念主要分为两大流派：
• 组成派：软件架构 = 组件 + 交互。 • 决策派：软件架构 = 重要决策集。
– 组成派和决策派的概念相辅相成。
• 软件架构要层次化并隔离关注点
– 复杂性是层次化的。 --《人月神话》 – 好的架构设计必须把变化点错落有致地封装到
软件系统的不同部分(即关注点分离)。 – 通过关注点分离，达到“系统中的一部分发生
了变化，不会影响其他部分”的目标。
• 软件单元的粒度：
– 粒度最小的单元通常是“类”。 – 几个类紧密协作形成“模块”。 – 完成相对独立的功能的多个模块构成了“子系
• 开发架构 – 开发架构关注程序包。其设计着重考虑开发期质量属性，如可扩 展性、可重用性、可移植性、易理解性和易测试性等。
• 运行架构 – 运行架构关注进程、线程、对象等运行时概念，以及相关的并发 、同步、通信等问题。
– 其设计着重考虑运行期质量属性，例如性能、可伸缩性、持续可 用性和安全性等。
• 物理架构 – 物理架构关注软件系统最终如何安装或部署到物理机器。其设计 着重考虑“安装和部署需求”。以及如何部署机器和网络来配合 软件系统的可靠性、可伸缩性等要求。
架构模式的实践案例分析
架构模式的实践案例分析随着科技的不断进步和应用的广泛推广，软件架构设计变得愈发重要。
在众多架构模式中，每一种都有其独特的应用场景和优缺点。
本文将通过对一些常见的架构模式的实践案例进行分析，探讨它们在实际项目中的应用情况以及其效果。
一、客户端-服务器模式1. 简介客户端-服务器模式是最常见的架构模式之一，它将应用程序分为两个独立的部分：客户端和服务器。
客户端负责用户界面和用户交互，而服务器则负责处理和存储数据。
2. 实践案例假设我们要开发一个在线购物网站，客户端通过浏览器与服务器进行通信。
用户在浏览器中输入地址后，服务器接收到请求并将网页内容返回给客户端，然后客户端显示在用户的浏览器中。
当用户点击某个商品并下订单时，客户端将订单信息发送给服务器进行处理和存储。
3. 结果与评价客户端-服务器模式的好处在于明确的角色划分，使得开发人员可以分别关注客户端和服务器的开发。
客户端可以通过各种设备访问服务器，例如电脑、手机等。
而且服务器可以进行扩展和分布式部署，提高系统的性能和响应能力。
二、发布-订阅模式1. 简介发布-订阅模式是一种松散耦合的架构模式，其中发布者（或生产者）将消息发送到某个中心，而订阅者（或消费者）注册并接收感兴趣的消息。
2. 实践案例考虑一个新闻发布系统，新闻发布者将新闻发布到消息中心，而订阅者可以选择订阅自己感兴趣的新闻类别，只接收到相关的新闻。
同时，订阅者也可以取消订阅或更改订阅偏好。
3. 结果与评价发布-订阅模式实现了解耦合和灵活性，发布者和订阅者互不依赖，可以独立进行扩展和维护。
此外，可以根据需要动态添加或移除发布者和订阅者，提高了系统的可拓展性。
三、分层架构模式1. 简介分层架构模式将应用程序划分为多个层次，每个层次各司其职，有明确定义的接口进行通信。
常见的分层包括表示层、业务逻辑层和数据访问层。
2. 实践案例假设我们正在开发一个银行系统，表示层负责用户界面的展示和用户交互，业务逻辑层处理具体的业务逻辑，例如账户管理和转账操作，数据访问层则负责与数据库进行交互。
软件设计师中的软件架构与设计模式应用实例
软件设计师中的软件架构与设计模式应用实例软件设计师在开发软件过程中，架构设计和设计模式的应用起着至关重要的作用。
软件架构指的是软件系统的结构，而设计模式则是解决特定问题的经验总结。
本文将通过实际案例，介绍软件设计师在软件架构和设计模式方面的应用实例。
一、软件架构的应用实例1. 分层架构分层架构是一种常见且经典的软件架构设计模式。
通过将软件系统划分为不同的层次，每个层次都有特定的职责，使得软件系统更易于理解和维护。
例如，在一个电商网站的设计中，可以将系统分为表示层、业务逻辑层和数据访问层。
表示层负责与用户的交互，接收用户的请求，并展示相应的页面；业务逻辑层负责处理业务逻辑，调用相应的服务和数据访问层；数据访问层则负责与数据库进行交互，获取所需的数据。
这种分层的设计可以提高代码的可重用性和灵活性。
2. 微服务架构微服务架构是一种将软件系统拆分为一系列松耦合的小服务的架构设计模式。
每个服务都是独立的，可以独立部署和扩展。
例如，在一个电商平台的设计中，可以将用户管理、订单管理、支付管理等功能拆分为不同的微服务。
每个微服务都有自己的数据库和接口，它们可以通过RESTful API或消息队列进行通信。
微服务架构可以提高系统的可伸缩性和可维护性，降低系统的耦合度。
二、设计模式的应用实例1. 工厂方法模式工厂方法模式是一种创建型设计模式，用于创建对象的过程。
它将对象的创建延迟到子类中，以便根据不同的需求创建不同类型的对象。
例如，在一个图形绘制程序的设计中，可以使用工厂方法模式来创建不同类型的图形对象。
定义一个抽象的图形接口，然后创建不同的图形类实现该接口。
通过一个工厂类，根据传入的参数来判断创建哪种类型的图形对象。
工厂方法模式可以提高代码的可扩展性和可维护性，降低代码的耦合度。
2. 观察者模式观察者模式是一种行为型设计模式，用于解决对象之间的一对多依赖关系。
通过定义一对一的依赖关系，当一个对象的状态发生变化时，所有依赖它的对象都会收到通知并自动更新。
软件设计模式与软件架构
软件设计模式与软件架构一、软件设计模式的概念软件设计模式是指在软件开发过程中，经过总结、归纳和演化而形成的一些解决方案的集合。
这些解决方案已被证明是可重用的，并可在不同情形下应用于各种不同的问题。
软件设计模式是一种解决方案的抽象表述，可以用于指导系统的设计和演化。
二、软件设计模式的分类1. 创建型模式创建型模式是用来处理对象的创建过程的模式，试图根据对象的实际情况来选择最佳的创建方式。
创建型模式包括单例模式、工厂模式、抽象工厂模式、建造者模式和原型模式等。
2. 结构型模式结构型模式是关于类和对象组合的模式，通常用来设计对象之间的关联关系。
结构型模式包括适配器模式、装饰器模式、代理模式、组合模式、桥接模式、享元模式和外观模式等。
3. 行为型模式行为型模式是关于对象之间交互的模式，通常用来描述算法和对象之间的责任分配。
行为型模式包括模板方法模式、策略模式、命令模式、职责链模式、状态模式、观察者模式、中介者模式和访问者模式等。
三、软件架构的概念软件架构是指一个软件系统的结构和组成方式，主要描述了软件系统的各个部分之间的关系和通信方式。
软件架构主要分为两个层次，一是表示系统的静态结构，二是表示系统的动态行为。
静态结构包括模块化设计、数据架构、UI和系统规范等，动态行为包括用户需求、系统交互、数据流程和算法运算等。
四、软件架构的分类1. 分层式架构分层式架构主要是将软件系统分为若干个不同层次，并在每一层次上建立一组独立的模块。
每一层次的模块都具有相同的抽象级别，并能够互相通信和调用。
分层式架构通常用于大型系统的开发，可以有效的提高软件的可维护性和可扩展性。
2. 客户端-服务器架构客户端-服务器架构主要是将软件系统分为客户端和服务器两个部分，这两个部分分别负责不同的任务。
客户端负责向用户提供UI和交互功能，而服务器负责数据管理和处理。
客户端-服务器架构通常用于分布式系统的开发，并能够支持多种网络协议和数据传输方式。
软件工程实用案例 第5章 结构化软件设计
5.3 数据设计
5.3.2 数据库设计
5.3.2.1 概念结构设计
数据库的概念结构设计是设计数据库的概念模型， 普遍采用实体-关系图(ER图)的方法。
5.3 数据设计
5.3.2 数据库设计
5.3.2.2 逻辑结构设计
1.实体的映射
一个实体可以映射为一个表或多个表。当映射为多个表 时，可以采用横切和竖切的方法。
HIPO图由H图和IPO图两部分组成。 H图描述软件总的模块层次结构； IPO图描述每个模块输入/输出数据、处理功能及
模块调用的详细情况。
5.1 软件设计的相关概念
5.1.3 结构化设计图形工具
5.1.3.2 HIPO图1.H图（层次图）5.1 软件设计的相关概念
5.1.3 结构化设计图形工具
5.1.2.2 模块独立性
模块的独立性可以从两个方面来度量：
耦合：衡量不同模块彼此间互相依赖(连接)的紧密 程度。
内聚：衡量一个模块内部各个元素彼此结合的紧密 程度。
良好的模块设计追求低耦合和高内聚。
5.1 软件设计的相关概念
5.1.2 软件设计的原则
5.1.2.2 模块独立性
1.耦合
(1) 非直接耦合
图5-38 事务型DFD的一级分解结构图
图5-39 银行储蓄系统一级分解结构图
5.2 体系结构的设计
5.2.3 事务流的映射方法
3.进行二级分解
5.2 体系结构的设计
5.2.3 事务流的映射方法
4.初始结构图的改进
图5-41 银行储蓄系统结构图的第一次改进
图5-42 银行储蓄系统结构图的第二次改进
如果两个模块之间没有直接关 系，即它们之间的联系完全是 通过主模块的控制和调用来实 现的，就是非直接耦合。这种 耦合的模块独立性最强。
软件架构模式与设计模式
软件架构模式与设计模式软件架构模式和设计模式是软件开发中两个重要的概念。
它们分别关注于软件系统的整体结构和单个组件的设计。
本文将介绍软件架构模式与设计模式的含义、区别以及在实际开发中的应用。
一、软件架构模式的概念软件架构模式是指用于解决软件系统整体设计结构的一种模式。
它关注软件系统的分层、组件之间的通信、并发处理等方面的问题。
软件架构模式提供了一种系统的模板，可以应用于不同的应用领域和系统规模。
常见的软件架构模式有MVC(Model-View-Controller)模式、客户端-服务器模式、分布式系统模式等。
其中，MVC模式将软件系统分为模型、视图和控制器三个部分，用于解决用户界面和业务逻辑的分离问题；客户端-服务器模式将软件系统划分为客户端和服务器两个独立的部分，用于解决多用户访问和资源共享的问题；分布式系统模式将软件系统分布到不同的计算机节点上，用于解决系统扩展性和容错性的问题。
二、设计模式的概念设计模式是指在软件组件的设计过程中，针对特定问题的解决方案。
它关注组件之间的交互、对象的创建和管理、算法和数据结构的优化等方面的问题。
设计模式提供了一种通用的设计思路和模板，可以应用于不同的应用场景和复杂度要求。
常见的设计模式有单例模式、工厂模式、观察者模式等。
其中，单例模式用于确保一个类只有一个实例，常用于线程池、日志系统等场景；工厂模式用于创建对象，将对象的创建和使用解耦，常用于库函数和框架的设计；观察者模式用于定义一种一对多的依赖关系，当一个对象状态发生改变时，所有依赖的对象都会收到通知，常用于事件处理和GUI编程。
三、软件架构模式与设计模式的区别软件架构模式和设计模式都是解决软件开发中的问题的方法论，但它们各自关注的层面和问题域不同。
软件架构模式关注的是系统整体结构和组件之间的关系，它负责定义软件系统的静态和动态特性，而不涉及具体组件的实现细节。
软件架构模式通常以模式化的形式存在，是对软件系统整体设计的抽象和总结。
软件开发中优秀的设计与实现案例分析
软件开发中优秀的设计与实现案例分析软件开发是一项复杂而又困难的工作，软件的设计与实现关系着软件产品的最终质量。
一个优秀的软件设计与实现方案，除了能够满足用户需求之外，还可以提高软件的可维护性、可扩展性和可重用性。
在这篇文章中，我将从实际案例中分析几个优秀的软件设计与实现方案。
（一）图像处理软件设计与实现图像处理是计算机视觉领域的一个重要组成部分，给许多行业带来了极大的便利和效益，如医疗、军事、生产等行业。
在图像处理软件的开发过程中，一个优秀的设计与实现方案能够使软件的处理速度更快、效果更好、操作更方便。
我们以Adobe公司的图像处理软件Photoshop为例。
对于图像处理软件而言，图像的加载和处理是一个重要的部分。
在Photoshop的设计中，使用了延迟加载技术。
延迟加载可以在软件启动时只加载必要的资源，其他资源则在需要时才加载，减少了软件的启动时间和内存占用。
在程序运行时，Photoshop运用了多线程技术，将图像的读取、处理、显示分配给不同的线程，加快了处理速度。
此外，Photoshop的界面设计也是其成功的关键。
Photoshop的界面设计非常简洁、易于使用、可定制。
其使用了分层次结构的设计方法，用户可以方便地访问到所需的功能和工具，而且可以根据个人需求对界面进行定制。
这种用户导向的设计方案为Photoshop带来了大量的用户和市场份额。
（二）嵌入式软件设计与实现随着物联网技术的发展，嵌入式软件已成为众多智能设备的重要组成部分。
嵌入式软件的设计与实现需要充分考虑资源受限、实时性要求高等特点。
以INTEL公司的嵌入式软件产品Intel Galileo为例。
在设计与实现方面，Intel Galileo采取了面向对象的编程模式，使用了C++语言，通过面向对象的设计，实现了可重用性和可扩展性。
同时，由于嵌入式设备的资源受限，Galileo的设计遵循了轻量级原则，尽可能地减少了代码量和内存占用。
在实现方面，Galileo使用了中断机制来实现实时性需求。