软件体系结构5aATC案例分析
软件体系结构设计案例分析
ISSS系统所处的物理环境
外部系统接口 （ESI）
主计算机负责对监控数据 和飞行计划数据进行处理 4个并行令牌环 网 双LCN接口单元 与LCN相连
增强直接访问雷达 信道
测试培训子系统
本地通信网络（LCN）
BCN
监控控制台
监控控制台
通用控制台
通用控制台
通用控制台
通用控制台
空中交通管制人员的工作站；一个区 段组可以有1~4台通用控制台
各中心的信息存储结构
数据中心的分层体系结构
数据中心的分层体系结构
分层体系结构：某一层功能和实现的变化只是上下层有关 （低耦合，可扩展、组件复用） 安全管理：访问权限 日志管理：多种操作的记录 数据访问层：审查、发布数据的操作 应用服务层：多个共享服务组件 共享服务接口：访问接口、入口，重用部分应用服务组件
体系结构说明
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
主数据中心作为整个系统共享服务的一个入口，它提供了 查询主数据中心上元数据信息的服务；负责向分数据中心 转发用户访问科学数据的请求。 分数据中心也可以作为共享服务的入口。每个分数据中心 都具有各自的管理信息系统，收集和管理某个研究领域内 的科学数据，用户可以直接登录某个分数据中心上访问数 据。 加入了安全中心。用户的基本信息，如密码、住址、所属 单位等，都由安全中心保存和维护。安全中心为所有数据 中心提供了用户的身份验证、维护的安全服务。 但是用户访问数据的权限则由各个数据中心独立地设置和 管理。
Suite System，ISSS）
ISSS是针对22个中途中心的软硬 件升级系统
需求与质量分析
空中交通管制系统若运行不好，可能会造成生命财产损失 极高的可用性
软件体系结构设计案例分析
对原型系统的分析
请求都由“中心”服务器做出响应，一旦它出现了故障， 无法提供服务，则存储在系统中的科学数据就无法向外界 提供共享服务。
对有保密性要求的数据实施安全控制； 提供系统运行日志监控信息，供管理员了解系统的运行和 安全状态；
2005年中期完成系统，年底前投入正式使用； 能够利用现有系统的可利用资源； 初期总共投资2000万，分别用于系统的集成建设和开发、 共享数据标准的制定。
科学数据共享网的体系结构？
科学数据共享网的体系结构
提供的接口负责将收集的科学数据先暂存在平台数据库中；然后 供工作人员对数据进行有效性检查和加工，并将合法数据转移到 发布数据库中；最后管理发布数据库中数据的接口提供数据的访 问服务。 平台管理承担了管理用户信息、管理用户和数据的安全信息，以 及生成平台运行日志的任务。
是否合适？
对原型系统的分析
非功能性需求
质量属性
可用性/可靠性
可维护性 性能
安全性
商业属性
针对质量属性的需求
系统应能长期稳定地提供服务，近似7 × 24小时工作强度； 在负载过重或是系统崩溃的情况下，能保证用户的请求不 丢失； 当系统出现故障或崩溃时，恢复时间不超过两小时；
修改某个子系统或服务时，不影响其他子系统或服务；
高峰时系统的平均响应时间控制在20秒以内； 系统能够满足100个并发的用户查询请求； 系统至少能够支持2000个用户的在线服务；
遵循面向服务的体系结构思想，为了实现数据的共享服 务，各个中心将服务内容封装成Web Service，作为其他 中心访问本中心数据的入口，并通过Internet传输数据。
软件系统架构及原理动画演示方法
软件系统架构及原理动画演示方法（最新版4篇）篇1 目录一、引言二、软件系统架构的定义与重要性1.定义与组成2.软件系统架构的目的与挑战三、软件系统架构的设计方法1.模块化设计2.面向对象设计3.架构模式四、软件系统架构的动画演示方法1.动画演示的优点2.动画演示的流程3.动画演示的工具与技术五、案例分析1.系统架构动画演示的实际应用案例2.案例分析与总结六、结论篇1正文一、引言在当今信息技术高速发展的时代，软件系统架构已经成为了软件开发领域的重要研究课题。
软件系统架构是指软件系统的结构、行为、组成部分及其相互关系的抽象描述，其目的在于提高软件系统的可理解性、可维护性和可扩展性。
本文将从软件系统架构的定义与重要性、设计方法以及动画演示方法等方面进行探讨。
二、软件系统架构的定义与重要性1.定义与组成软件系统架构是指软件系统的结构、行为、组成部分及其相互关系的抽象描述。
它包括以下几个组成部分：（1）功能：软件系统的功能需求和功能模块。
（2）组件：实现功能的软件模块，可以是代码库、库或子系统。
（3）接口：组件之间的交互方式，包括输入、输出和数据交换等。
（4）约束：限制和影响软件系统行为的设计约束和性能约束。
（5）风格：软件系统的整体设计风格，如模块化、面向对象等。
2.软件系统架构的目的与挑战软件系统架构的目的是为了解决软件开发过程中的可理解性、可维护性和可扩展性问题。
在软件开发过程中，随着功能的不断增加和需求的不断变更，软件系统架构面临着诸多挑战，如：（1）复杂性：软件系统功能越来越复杂，需要更好地组织和管理。
（2）可扩展性：软件系统需要不断地扩展新功能，需要具有良好的可扩展性。
（3）可维护性：软件系统需要长期维护，需要降低维护难度和成本。
三、软件系统架构的设计方法1.模块化设计模块化设计是将软件系统划分为若干相对独立的模块，每个模块负责完成某一特定功能。
模块化设计可以提高软件系统的可理解性、可维护性和可扩展性。
软件体系结构的分析与评价
软件体系结构的分析与评价软件体系结构是一种高层抽象视角，用于描述系统的基本组成部分以及它们的相互作用。
它具有指导开发中正确把握系统需求、提高软件质量以及加速项目开发进程等许多优点。
然而，在这一领域，有很多方法来实现软件体系结构，因此，需要对这些方法进行分析和评价。
首先，可以从技术方法的角度来分析。
对于软件体系结构，一些重要的技术方法包括面向对象设计、面向服务架构、分层架构等等。
这些方法的选择应基于项目需求和开发者技能水平。
如果项目要求代码能够适应未来的变化，那么采用面向对象设计可能是最佳选择。
如果项目要求具备可重用性和松耦合的上下文，那么使用面向服务架构则可能更为合适。
分层架构则是其中一个通用的架构模式，可以轻松将系统划分成松散耦合的模块。
这些技术方法的选择应当基于具体的需求和项目特点。
其次，可以从软件质量的角度来评价。
软件质量通常包括功能性、可靠性、易用性、可维护性等方面。
软件体系结构在质量方面的影响主要与系统的系统属性有关，如可靠性、可扩展性和可维护性。
例如，如果系统使用分层架构，则将模块分到不同的层次中，可大大提高系统可维护性。
在这种架构中，即使要更改系统的一个模块也不可能将其他部分影响到，从而降低了系统的错误率，并增加了系统的可维护性。
软件体系结构的必要性在于通过对系统属性的优化来提高软件的质量。
此外，还应考虑软件开发的时间和资源管理方面，这个方面的考虑包括了如何缩短软件开发的周期、降低开发成本以及评估开发阶段的风险等方面。
软件体系结构可以帮助确保系统需求的完整性，从而降低开发阶段的风险。
此外，软件体系结构的规范化可以使团队成员更好地理解整个开发流程。
最后，可以从技术生命周期的角度来评估软件体系结构。
随着业务需求和技术的新变化，软件架构可能需要进行定期的更改。
随着时间的推移，软件发展的过程会对整体的体系结构产生重大的影响。
软件体系结构应该尽可能地灵活，对于这些变化要有很好的适应性。
此外，软件开发项目通常有不同的阶段，它的生命周期从需求分析经历到开发、测试和维护。
软件体系结构分析和评估综述
所有的风险承担 者
所有的风险承担 者和体系结构设 计师
可维护性
设计过程
场景（不同于用例场景，它描述 的是与系统相关的可能发生的活 动或活动的序列，而一个变化场 景描述了系统的某个维护任务）
仅仅设计师
三种典型的评估方法比较
上表显示了基于场景的体系结构分析方法（SAAM），体系结构权 衡分析方法（ATAM），体系结构级别上的软件维护预测（ALPSM）。
1 发展现状
人们逐步认识到软件体系结构的分析评估对保证软件质 量的重要性，在软件体系结构分析与评估这个新领域，许多 研究组织在各种杂志与会议上提出了许多新颖的结构化的评 估方法，并且对这些软件体系结构分析与评估的新方法的验 证与实现在不断的进行着。
2 概念描述
2 概念描述
在软件设计领域一般认为： 软件体系结构的分析评估，就是通过成本相对较低的活
软件体系结构分析与评估综述
Team#12 杨广 杨英达 曹海涛 李良 袁柱 王喆
研究背景
× 随着对软件体系结构的研究不断深化，诞生了软件体系结 构形式化描述、风格、规范、建模等一系列的概念，并且形 成了一个新的研究领域。 × 对于软件系统来说，软件质量变得更重要，大规模的复杂 软件系统更是如此。 × 高质量的软件在维护和测试阶段的开销较低，复用的潜力 大。
比较因素 评估方法
SAAM ATAM
ALPSM
4 关键方法的比较
考查的 质量属性
使用阶段
使用的 评估技术
风险承担 者的参与
可修改性
多个质量属性 （侧重可修改 性、安全性、 性能和可用性 ）
SA的最终版 本
SA的最终版 本或设计的 重复改进过 程
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
软件体系结构课件第4章软件体系结构描述
能上的多种推理分析。
第4章 软件体系结构描述 ADL与其他语言的比较
第4章 软件体系结构描述 ADL与其他语言的比较
➢ 每个接口包含一种可发送的消息和一组可接收的消息。构件之间的消息要么是请求 其它构件执行某个操作的请求消息，要么是通知其他构件自身执行了某个操作或状 态发生改变的通知消息。
➢ 构件之间的消息交换不能直接进行，而只能通过连接件来完成。每个构件接口最多 只能和一个连接件相连，而连接件可以和任意数目的构件或连接件相连。
第4章 软件体系结构描述
C2 – 概述
➢ C2和其提供的设计环境（Argo）支持采用基于时间的风格来描述用户界面系统，并 支持使用可替换、可重用的构件开发GUI的体系结构。
➢ 在C2中，连接件负责构件之间消息的传递，而构件维持状态、执行操作并通过两个 名字分别为“top”和“bottom”的端口和其它的构件交换信息。
bottom_domain_interface ::= bottom_domain is out interface_notifications in interface_requests
interface_requests ::= {request；} | null；
interface_notifications ::= {notification；} | null；
➢ MIL方式对模块化的程序设计和分段编译等程序设计与开发技术确实发挥了 很大的作用。但是由于这些语言处理和描述的软件设计开发层次过于依赖程 序设计语言，因此限制了它们处理和描述比程序设计语言元素更为抽象的高 层次软件体系结构元素的能力。
软件系统分析与设计5结构分析设计
提高组件的可重用性，减少重复开发。
基于框架的分析设计方法
01
框架选择
根据项目需求选择合适的开发框架。
框架特性利用
利用框架提供的特性来简化开发过 程。
03
02
架构设计
基于框架进行系统的架构设计，包 括模块划分、模块间通信等。
性能优化
基于框架进行性能优化，提高系统 运行效率。
04
04 结构分析设计实践
界面设计
根据用户需求和用户体验，设计系统的用户界面和交 互流程。
系统实现与测试
编码实现
根据系统设计文档，编写代码实现各个功能模块。
单元测试
对每个模块进行单元测试，确保模块功能的正确 性。
系统集成测试
将各个模块集成在一起进行测试，确保系统整体 功能的稳定性和可靠性。
05 结构分析设计案例
CHAPTER
案例一：电子商务网站的结需要满足用户浏览商品、下订单、支付等需求，同时需要
保证商品信息的实时更新和维护。
02 03
系统结构
电子商务网站通常采用三层架构，包括表示层、业务逻辑层和数据访问 层。表示层负责用户交互，业务逻辑层处理业务逻辑和数据验证，数据 访问层负责数据库操作。
软件系统分析与设计5：结构分 析设计
目录
CONTENTS
• 软件系统概述 • 结构分析设计基础 • 结构分析设计方法 • 结构分析设计实践 • 结构分析设计案例
01 软件系统概述
CHAPTER
软件系统的定义与分类
软件系统是指由计算机程序、数据、相关文档以 及支持软件运行的硬件组成的集合体。
根据用途，软件系统可分为系统软件、应用软件 和中间件。
类与类关系
软件体系结构案例分析重点总结
软件体系结构案例分析重点总结1.软件体系结构的概念和研究内容？软件体系结构的概念·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。
·软件体系结构不仅指定了系统的组织（organ i zation）结构和拓扑（topology)结构，并且显示了系统需求和构成系统的元素之间的对应关系，提供了一些设计决策。
软件体系结构的研究内容：·软件体系结构理论模型的研究:如何表示体系结构的问题软件体系结构描述的研究:规范化的体系结构描述语言（ADL)体系结构设计研究:体系结构设计方法、体系结构风格以及计算机辅助实现等方面的研究体系结构分析与验证基于体系结构的软件开发过程的研究研究特定领域的体系结构框架.2.软件体系结构的发展历程？基础研究阶段:1985-1994年，一些重要的基本思想和基础概念开始浮出水面概念确立阶段:1992-1996年，软件体系结构基本概念和模型确立，架构视图探索发展阶段:1995-2000年，ACME体系结构交互语言,为不同体系结构描述语言之间的交互提供一个统一平台，体系结构评估方法SAAM->ATAM普及应用阶段:2000年至今，出现新架构风格，web service，进入本科教育3.组成派和决策派各自的思路？组成派角度体系结构=构件（组件）+连接件+约束强调软件架构是“组件及组件之间的交互”。
“组件”体现在:1)“业务层”和“展现层”就是组件,粒度很粗,完全是黑盒:2)设计中PrgMgtModel,GanttChart和GanttChartImpl等关键类。
“业务层”和“展现层”两个组件在某种程度上从黑盒变成了灰盒,提供更具体的开发指导。
“交互”体现在:1)“业务层”和“展现层”两个粗粒度的组件之间的交互：展现层从业务层“读取数据”2)“读取数据”这一交互已经“具体落实”成了“CanttChartImpl从PrgMgtModel读取数据”。
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So ISSS was influenced by requirements for all of AAS
History
ISSS real system, designed, most of code developed
软件体系结构5aATC案例分析
Flight Monitoring
Flight from Key West to DC
Key west ground control (to taxi to runway) Key West Tower (take off till leaving airport airspace ZMA enroute zone center ZJX enroute zone center ZTL enroute zone center ZDC enroute zone center DC Tower (arrival airport) ground-control (to taxi again)
Not deployed, scaled back to more economical, more staged solution (budget cuts)
Outside Audit – the architecture and design were analyzed by an independent audit team that judged “satisfies requirements.”
Could be done physically Could be done to balance the load
Great potential for loss of life and costly property.
Thus the two most important quality attributes were:
Ultrahigh availability
Essential that “unavailability” limited to very short periods
to handle upgrades in hardware and software Interoperability – the ability to operate with and
interface a wide range of external systems
Stakeholders
ISSS Influences
ISSS was only one part of AAS
Notes on Design of ISSS
Many components in common
Interfaces to: radio systems, flight-plan DB, each other
The system deployed borrowed heavily from ISSS
ABC of the Air Traffic Control System
Requirements and Quality Attributes
ATC system is highly visible with enormous commercial, governmental and public interest
Advanced Automation System (AAS) Components
Ground Control Airport Tower En Route Centers – Initial Sector Suite System (ISSS)
This study will focus on ISSS only.
FAA Controllers (end users) – could reject this
system if it was not to their liking even if it met all functional requirements Usability attribute? Actually handled by taking great care with requirements and design (thus slowing the process)
Availability requirement .99999: unavailable less than 5 minutes in a year;
however short recover periods (< 10 sec) did not count
High performance
Handle up to 2440 aircrafts effectively and efficiently
Other Requirements and Quality Attributes
Openness- meaning the system needs to be able to incorporate commercially developed components
Ability to field subsets of the systeions to functionality and
Sector Suites
Sector Suites – a suite of air-traffic controllers each with their own console that collectively handle all the aircraft in the sector
Sectors could be defined differently at each center