体系结构风格
软件体系结构_第二章软件体系结构的风格与模式
软件体系结构_第二章软件体系结构的风格与模式软件体系结构是指软件系统在运行时所表现出来的组成部分之间的关系。
在软件设计和开发过程中，选择适合的体系结构风格与模式对于实现系统的可扩展性、可维护性和可靠性等方面的要求非常重要。
本章将介绍一些常见的软件体系结构风格与模式。
1. 分层体系结构（Layered architecture）分层体系结构是一种自顶向下的体系结构风格，它将软件系统划分为多个分层，每个分层只与其相邻的分层进行通信，并且每个分层都具有一定的功能和责任。
分层体系结构能够有效地提高系统的模块化程度，降低系统的复杂性。
2. 客户/服务器体系结构（Client/Server architecture）客户/服务器体系结构是基于分布式计算的一种体系结构风格，其中客户端和服务器端是相对的角色。
客户端负责用户界面和用户交互，而服务器端负责数据存储和业务逻辑。
客户/服务器体系结构能够提高系统的可扩展性和性能。
3. 事件驱动体系结构（Event-Driven architecture）事件驱动体系结构是一种基于事件和消息的体系结构风格，其中组件之间通过事件和消息进行通信和协作。
事件驱动体系结构能够实现松耦合，提高系统的灵活性和可扩展性。
4. MVC模式（Model-View-Controller pattern）MVC模式是一种软件设计模式，用于将用户界面、数据处理和业务逻辑相分离，使每个部分可以独立变化。
模型（Model）表示应用程序的数据和业务逻辑，视图（View）表示用户界面，控制器（Controller）负责接收和处理用户的输入。
MVC模式能够提高系统的可维护性和可重用性。
5. 微服务架构（Microservices architecture）微服务架构是一种将系统划分为多个小型、自治的服务的体系结构风格。
每个服务都可以独立地开发、部署和扩展，并且通过轻量级的协议进行通信。
微服务架构能够提高系统的灵活性和可扩展性。
分析比较KWIC系统实现四种不同体系结构风格
分析比较KWIC系统实现四种不同体系结构风格KWIC系统（Keyword in Context）是一种文本处理系统，它通过对输入的文本进行预处理，将每个单词的关键字移到字母表序的最前面，从而方便用户查找和理解文本。
在实现KWIC系统的过程中，可以采用不同的体系结构风格。
本文将分析和比较KWIC系统实现的四种不同体系结构风格。
1.面向过程风格：面向过程风格是一种传统的体系结构风格，它以功能为中心，通过一系列的子程序来实现系统的功能。
在KWIC系统中，面向过程风格可以将各个功能模块划分为不同的子程序，如输入模块、处理模块和输出模块。
输入模块负责读取文本数据，处理模块负责对文本数据进行预处理，输出模块负责将处理后的文本数据进行显示或存储。
面向过程风格的优点是结构清晰，易于理解和维护。
然而，面向过程风格缺乏灵活性和可重用性，随着系统功能的扩展和变化，其复杂性和维护成本会增加。
2.面向对象风格：面向对象风格是一种基于对象和类的体系结构风格，它将系统划分为多个对象，每个对象都具有属性和方法。
在KWIC系统中，面向对象风格可以将输入、处理和输出等功能划分为不同的对象，对象之间通过消息传递来实现协作。
输入对象负责读取文本数据，处理对象负责对文本数据进行预处理，输出对象负责将处理后的文本数据进行显示或存储。
面向对象风格的优点是可重用性和灵活性强，易于扩展和维护。
然而，面向对象风格的缺点是易于产生过度设计和过度集成的问题，增加系统的复杂性和开发成本。
3.数据流风格：数据流风格是一种基于数据流和处理器之间的依赖关系的体系结构风格，它将系统看作一系列的数据流和处理器。
在KWIC系统中，数据流风格可以将输入、处理和输出等功能看作数据流，并将数据流之间的依赖关系表示为处理器的输入和输出。
处理器负责对输入的数据流进行处理，生成输出的数据流。
数据流风格的优点是模块化和并行化程度高，易于理解和调试。
然而，数据流风格的缺点是系统结构复杂，难以维护和扩展。
软件体系结构风格
软件体系结构风格软件体系结构设计的一个核心问题是能否使用重复的体系结构模式，即能否达到体系结构级的软件复用。
也就是说，能否在不同的软件系统中，使用同一体系结构。
基于这个目的，学者们开始研究和实践软件体系结构的风格和类型问题。
Garlan和Shaw根据此框架给出了通用体系结构风格的分类。
（1）数据流风格：批处理序列；管道／过滤器。
（2）调用／返回风格：主程序／子程序；面向对象风格；层次结构。
（3）独立构件风格：进程通信；事件系统。
（4）虚拟机风格：解释器；基于规则的系统。
（5）仓库风格：数据库系统；超文本系统；黑板系统。
下面，我们将介绍一些典型的软件体系结构风格。
1．分层系统层次系统组织成一个层次结构，每一层为上层服务，并作为下层客户。
例如，四层的分层式体系结构可以分为应用软件、业务软件、中间件和系统软件。
这种风格支持基于可增加抽象层的设计。
这样，允许将一个复杂问题分解成一个增量步骤序列的实现。
由于每一层最多只影响两层，同时只要给相邻层提供相同的接口，允许每层用不同的方法实现，同样为软件复用提供了强大的支持。
层次系统最广泛的应用是分层通信协议。
在这一应用领域中，每一层提供一个抽象的功能，作为上层通信的基础。
较低的层次定义低层的交互，最低层通常只定义硬件物理连接。
2．客户／服务器客户／服务器（Client/Server, C/S）软件体系结构是基于资源不对等，且为实现共享而提出来的，是20世纪90年代成熟起来的技术，C/S体系结构定义了工作站如何与服务器相连，以实现数据和应用分布到多个处理机上。
C/S体系结构有3个主要组成部分，即数据库服务器、客户应用程序和网络。
传统的C/S体系结构将应用一分为二，服务器（后台）负责数据管理，客户机（前台）完成与用户的交互任务。
服务器为多个客户应用程序管理数据，而客户程序发送、请求和分析从服务器接收的数据，这是一种“胖客户机”、“瘦服务器”的体系结构。
与二层C/S结构相比，在三层C/S体系结构中，增加了一个应用服务器。
软件体系结构风格
软件体系结构风格软件体系结构风格是指在软件系统的设计中，通过一系列的模式、原则和规范来组织和管理系统的各个组成部分之间的关系和交互方式。
不同的体系结构风格可以根据不同的需求和目标来选择和应用，从而达到更好的系统可扩展性、可重用性和可维护性。
下面将介绍几种常见的软件体系结构风格。
分层体系结构是将软件系统划分为几个相互独立的层次，每个层次都靠近系统的用户界面。
每个层次都依赖于较低层次，并提供给更高层次的功能。
这种风格可以实现系统的可复用性和可重用性，使得不同层次的变更不会影响到其他层次的结构和功能。
客户端-服务器体系结构是将软件系统划分为两个主要部分：客户端和服务器。
客户端负责与用户交互和显示信息，而服务器负责处理业务逻辑和数据存储。
这种风格可以实现系统的分布式处理，提高系统的性能和可伸缩性。
面向对象体系结构是将软件系统划分为一组相互协作的对象，并通过消息传递来进行通信和交互。
每个对象都具有自己的状态和行为，并通过继承和组合来扩展和重用现有的对象。
这种风格可以实现系统的可维护性和可拓展性，提高系统的复杂性和可重用性。
事件驱动体系结构是基于事件和事件处理的软件设计方法。
系统中的各个组成部分都可以作为事件的发布者或订阅者，通过触发事件和处理事件来实现系统的功能和交互。
这种风格可以实现系统的松散耦合和可扩展性，提高系统的灵活性和响应性。
数据驱动体系结构是基于数据流和数据处理的软件设计方法。
系统中的各个组成部分都可以作为数据的生产者或消费者，通过传递数据和处理数据来实现系统的功能和交互。
这种风格可以实现系统的高效率和低耦合，提高系统的可重用性和可维护性。
总结起来，软件体系结构风格是指在软件系统的设计中，根据不同的需求和目标选择和应用一系列的模式、原则和规范来组织和管理系统的各个组成部分之间的关系和交互方式。
通过选择适合的风格，可以提高系统的可扩展性、可重用性和可维护性，从而更好地满足用户的需求。
第三章_软件体系结构风格
第三章_软件体系结构风格软件体系结构风格是指软件系统中各个组件之间的关系和交互方式的一种抽象描述，它能够帮助软件开发者更好地组织系统的结构，提高系统的可扩展性、可维护性和可重用性。
本文将介绍几种常见的软件体系结构风格。
分层体系结构风格是将软件系统划分为多个层次，在每个层次上定义不同的职责和功能。
上层的模块可以调用下层的模块提供的服务，但是下层的模块不能调用上层的模块。
这种层次划分可以提高系统的模块性，使得不同层次的模块之间能够独立开发和测试。
同时，这种体系结构风格还可以提高系统的可扩展性，当需求变化时，可以通过增加或修改适当的层来满足新的需求。
客户-服务器体系结构风格是将软件系统分为两个部分：客户端和服务器端。
客户端负责接收用户的请求并向服务器发送请求，而服务器端负责处理请求并向客户端发送响应。
这种体系结构风格可以提高系统的可扩展性和可重用性，因为可以通过增加或修改服务器来满足不同的用户请求。
同时，这种体系结构风格还可以提高系统的可维护性，因为客户端和服务器端的责任分离，可以独立地开发和测试。
面向对象体系结构风格是将软件系统划分为多个对象，每个对象封装了数据和行为，并通过消息传递来实现对象之间的通信。
这种体系结构风格可以提高系统的可重用性和可维护性，因为对象的封装性使得对象可以独立地开发和测试，并且可以在不同的系统中重用。
同时，这种体系结构风格还可以提高系统的模块性，因为对象之间的关系是明确的，并且可以通过继承和多态性来实现代码的复用。
事件驱动体系结构风格是将软件系统划分为多个组件，这些组件之间通过事件进行通信。
当一个事件发生时，相应的组件会接收到事件并做出相应的响应。
这种体系结构风格可以提高系统的灵活性和可扩展性，因为不同的组件可以独立地开发和测试，并且可以根据需要进行添加和移除。
同时，这种体系结构风格还可以提高系统的响应速度，因为事件的处理是异步的，在事件到达前可以继续处理其他任务。
总之，软件体系结构风格是软件系统中组件之间的关系和交互方式的一种抽象描述。
[软件体系结构]第3章_软件体系结构风格解析
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第3章 软件体系结构风格 ◇ 分层系统的优点
3.2 经典软件体系结构风格
◎ 利于问题的分解
•支持逐级抽象的方式进行系统设计，使设计者可 以把一个复杂系统按递增的步骤进行分解。
◎ 可修改性强
•每一层至多和相邻的上下层交互，因此功能的改 变最多影响相邻的上下层；
第3章 软件体系结构风格 ◇ 经典的体系结构风格
3.1 软件体系结构风格概述
◎ 数据流风格：批处理序列；管道/过滤器。 ◎ 调用/返回风格：主程序/子程序；面向对象风格；层
次结构。
◎ 独立构件风格：进程通讯；事件系统。 ◎ 虚拟机风格：解释器；基于规则的系统。 ◎ 仓库风格：数据库系统；超文本系统；黑板系统。
这种风格建立在数据抽象和面向对象的基础上， 数据的表示方法和它们的相应操作封装在一个 抽象数据类型或对象中。 构件就是对象，或者说是抽象数据类型的实例 连接件就是过程(方法)调用
第3章 软件体系结构风格 3.2 经典软件体系结构风格
◇ 数据抽象和面向对象组织
面向对象典型特性：
封装
私有 — 实现信息隐藏 公有 — 对外接口，易于维护和修改
第3章 软件体系结构风格 3.2 经典软件体系结构风格
◇ 数据共享风格（仓库与黑板）
黑板系统风格的系统由3部分组成：
知识源：与特定应用相关的独立的知识包(parcel)，是 中央数据单元的信息来源。它们不直接交互，是通过中 央数据单元的协调来完成相互之间的交互。
中央数据单元（黑板）：系统的核心组成部分，包含系 统要处理的数据以及求解问题的状态数据。按照某些数 据结构方式来组织，可以根据知识源信息的变化被修改。
◎ 整体效率降低
第7章软件体系结构风格与设计模式
第7章软件体系结构风格与设计模式软件体系结构风格和设计模式是软件开发中非常重要的概念。
软件体系结构风格是指一种通用的架构模式，它定义了软件系统中各个组件之间的关系和交互方式，从而使系统更具有可伸缩性、可维护性和可重用性。
而设计模式则是针对特定问题的解决方案，它提供了一套经过验证的重复使用的设计解决方案。
常见的软件体系结构风格包括客户-服务器架构、分层架构、面向服务架构和事件驱动架构等。
每种架构风格都有其特定的优势和适用场景。
客户-服务器架构是最常见的架构风格之一，它将一个软件系统划分为客户端和服务器端两个部分。
客户端负责与用户进行交互，而服务器端负责处理客户端的请求并提供相应的服务。
这种架构风格适用于用户和服务器之间需要传输大量数据的系统，例如网页应用程序和数据库系统。
分层架构是将一个软件系统划分为多个层次的架构风格。
每个层次都有特定的功能，通过定义明确的接口进行通信。
这种架构风格使得系统各个层次的组件可以独立地进行修改和扩展，提高了系统的可维护性和可扩展性。
常见的分层架构包括三层架构和MVC架构。
面向服务架构（SOA）是一种基于服务的架构风格，它将一个软件系统划分为多个独立的服务，并通过定义明确的接口和协议进行通信。
这种架构风格使得系统可以通过组合现有的服务来构建更复杂的功能，提高了系统的可重用性和灵活性。
常见的面向服务架构包括微服务架构和企业服务总线（ESB）。
事件驱动架构是一种基于事件和消息传递的架构风格，它将一个软件系统划分为多个组件，这些组件通过事件和消息进行交互。
这种架构风格使得系统可以响应各种事件和消息的变化，提高了系统的灵活性和可扩展性。
常见的事件驱动架构包括消息队列和发布-订阅模式。
设计模式是针对特定问题的解决方案，它提供了一套经过验证的重复使用的设计解决方案。
常见的设计模式包括单例模式、工厂模式、观察者模式和装饰者模式等。
每个设计模式都有其特定的应用场景和解决方案，可以帮助开发人员更好地设计和实现软件系统。
数据流体系结构风格完整版PPT
数据流体系结构风格完整版PPT 在当今数字化的时代，软件系统的架构设计对于系统的性能、可扩展性和可靠性起着至关重要的作用。
数据流体系结构风格作为一种常见的架构风格，在许多领域得到了广泛的应用。
接下来，让我们深入了解一下数据流体系结构风格。
一、数据流体系结构风格的概念数据流体系结构风格强调数据在系统中的流动和处理。
在这种风格中，数据如同河流中的水一样，从一个处理节点流向另一个处理节点，每个处理节点对数据进行相应的操作和转换。
与其他体系结构风格相比，数据流体系结构风格具有明显的特点。
它更注重数据的流动和处理顺序，而不是控制流的复杂逻辑。
这使得系统在处理大量数据时能够更加高效和稳定。
二、数据流体系结构风格的组成元素（一）数据源数据源是数据的产生者，它为系统提供了原始的数据输入。
数据源可以是各种各样的，比如传感器、文件、数据库等。
（二）数据处理节点数据处理节点是系统的核心部分，它们负责对输入的数据进行处理和转换。
每个处理节点都有明确的输入和输出，并且其处理逻辑是相对独立的。
（三）数据存储数据存储用于暂时或长期保存数据，以便在需要时进行访问和处理。
常见的数据存储包括内存缓冲区、磁盘文件、数据库等。
（四）数据通道数据通道用于连接数据源、处理节点和数据存储，确保数据能够在系统中顺畅地流动。
三、数据流体系结构风格的优点（一）高并发处理能力由于数据的流动和处理是独立的，系统可以同时处理多个数据流，从而提高了系统的并发处理能力。
（二）易于理解和维护数据流体系结构风格的逻辑相对简单，数据的流动和处理过程清晰可见，这使得系统的理解和维护变得更加容易。
（三）可扩展性强当需要增加新的处理功能时，只需要添加新的处理节点，并将其连接到合适的数据通道上，系统的扩展性得到了很好的保障。
（四）高效的数据处理数据按照预定的路径流动和处理，避免了不必要的控制逻辑和复杂的交互，提高了数据处理的效率。
四、数据流体系结构风格的应用场景（一）数据处理系统在大数据处理、数据仓库等系统中，数据流体系结构风格能够有效地处理海量的数据，并从中提取有价值的信息。
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体系结构风格
通用体系结构风格表
数据流系统 调用和返回系统 独立构件
虚拟机
批处理序列 主子程序
通信进程
解释器
数据中心系统 数据库
管道过滤器 面向对象系统 时间系统
基于规则系统 超文本系统
多级分层
黑板
体系结构风格
? 管道过滤器（PIPES AND FILTERS）
? 构件：管道，过滤器 ? 管道过滤器通用的结构
? 管线（Pipelines）：限制系统的拓扑结构只能是过滤器的线 性序列
? 有界管道（ Bounded Pipes）：限制了在管道中能容纳的数据 量
? 类型定义管道（ Typed Pipes）：明确定义了在两个过滤器间 传输的数据类型
? Examples：编译器/信号处理/分布式系统
体系结构风格
? 必须修改所有显式调用它的其它对象，并消除由此带来的一些副作 用。例如，如果 A使用了对象B，C也使用了对象 B，那么，C对B的 使用所造成的对 A的影响可能是料想不到的
体系结构风格
? 事件驱动，隐式调用（EVENT-BASED， IMPLICITINVOCATION）
? 基于事件的隐式调用风格的思想是构件不直接调用一个过程， 而是触发或广播一个或多个事件。系统中的其它构件中的过 程在一个或多个事件中注册，当一个事件被触发，系统自动 调用在这个事件中注册的所有过程，这样，一个事件的触发 就导致了另一模块中的过程的调用。
? 优点：
? 因为对象对其它对象隐藏它的表示，所以可以改变一个对象的表示， 而不影响其它的对象
? 设计者可将一些数据存取操作的问题分解成一些交互的代理程序的 集合
? 缺点：
? 为了使一个对象和另一个对象通过过程调用等进行交互，必须知道 对象的标识。只要一个对象的标识改变了，就必须修改所有其他明 确调用它的对象。
器并发执行
体系结构风格
? 管道过滤器（PIPES AND FILTERS）
? 缺点
? 导致系统处理过程的成批操作转换，不适合交互性很强的应 用
? 维持两个相对独立但又存在某种关系的数据流之间的通信可 能很困难
? 低效率与编写过滤器本身的复杂性 ? 实际的应用中被迫使用底层 公共命名，导致解析与反解析 的额外工作
? 缺点：
? 并不是每个系统都可以很容易地划分为分层的模式，甚至即使一个 系统的逻辑结构是层次化的，出于对系统性能的考虑，系统设计师 不得不把一些低级或高级的功能综合起来;
? 很难找到一个合适的、正确的层次抽象方法。
体系结构风格
? 仓库风格（知识库 REPOSITORIES）
? 在仓库风格中，有两种不同的构件：中央数据结构说明 当前状态，独立构件在中央数据存贮上执行，仓库与外 构件间的相互作用在系统中会有大的变化。
? 管道过滤器（PIPES AND FILTERS）
? 优点：
? 设计者可以将整个系统的输入输出特性理解为各过滤器功能 的简单合成
? 支持功能模块的重用：任意两个过滤器只要相互间所传输的 数据格式上达成一致，就可连接在一起
? 系统容易维护和扩展，新的易加，旧的易被替换 ? 支持某些特定的分析，例如吞吐量和死锁检测 ? 天然的并发特性，每过滤器既可独立运行，也可与其他过滤
? 从体系结构上说，这种风格的构件是一些模块，这些模块既 可以是一些过程，又可以是一些事件的集合。过程可以用通 用的方式调用，也可以在系统事件中注册一些过程，当发生 这些事件时，过程被调用。
? Examples ：编辑器 /数据库数据的一致性 /键盘鼠标点击
体系结构风格
? 事件驱动，隐式调用（EVENT-BASED， IMPLICITINVOCATION）
体系结构风格
? Architectural Styles
? 在很多工程领域中，一个设计良好的通用模式是一个工 程领域的技术成熟标志之一
? 技术手册和专业课程
? 软件同样有组织风格
? 系统族，定义了构件和连接件类型的符号表以及组合的约束
? SA设计的特点之一是系统组织惯用模式的使用
? 展示软件体系结构丰富的选择空间 ? 风格选择的权衡
体系结构风格
? 分层系统 （LAYEREDSYSTEMS）
? 层次系统最广泛的应用是分层通信协议。 在这一应用领域中，每一层提供一个抽象 的功能，作为上层通信的基础。较低的层 次定义低层的交互，最低层通常只定义硬 件物理连接。
? Examples：ISO之OSI/DBS/OS
体系结构风格
? 分层系统（ LAYEREDSYSTEMS ）
? 控制方式的选择将仓库风格分成了两种主要的子类。如 果由输入流中事务触发系统中相应进程的执行，则仓库 是一传统型数据库;另一方面，若中央数据结构的当前状 态触发进程执行的选择，则仓库是一黑板系统。
? EXAMPLES：信号处理/编译器
体系结构风格
? 解释器（INTERPRETERS）
? 解释器模式通常用来构建虚拟机，以弥合程序语义所期 望的与硬件提供的计于抽象程度递增的系统设计，使设计者可以把一个复杂系统 按递增的步骤进行分解;
? 支持功能增强，因为每一层至多和相邻的上下层交互，因此功能的 改变最多影响相邻的上下层;
? 支持重用。只要提供的服务接口定义不变，同一层的不同实现可以 交换使用。这样，就可以定义一组标准的接口，而允许各种不同的 实现方法。
? 优点
? 为软件重用提供了强大的支持。当需要将一个构件加入现存 系统中时，只需将它注册到系统的事件中。
? 为改进系统带来了方便。当用一个构件代替另一个构件时， 不会影响到其它构件的接口。
? 缺点
? 构件放弃了对系统计算的控制。一个构件触发一个事件时， 不能确定其它构件是否会响应它。
? 既然过程的语义必须依赖于被触发事件的上下文约束，关于 正确性的推理存在问题。
体系结构风格
? 数据抽象和面向对象组织结构（DATA ABSTRACTION AND OBJECT-ORIENTED ORGANIZATION）
? 数据与操作的封装 ? 构件：对象 ? 对象是通过函数和过程的调用来交互的
体系结构风格
? 数据抽象和面向对象组织结构（DATA ABSTRACTION AND OBJECT-ORIENTED ORGANIZATION）