软件体系结构Chap基本概念分析
软件体系结构概述
软件体系结构的定义
西门子的Soni、Nord和Hofmeister指出，软件体系结构 有四个角度，它们从不同方面对系统进行描述：概念角 度描述系统的主要构件及它们之间的关系；模块角度包 含功能分解与层次结构；运行角度描述了一个系统的动 态结构；代码角度描述了各种代码和库函数在开发环境 中的组织。
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组件
组件（component)
组件可以理解为软件系统的一个组成部分。 组件通过一定接口组成复杂的软件系统。 从系统构成角度：在系统运行中承担一定功能、发挥 一定作用的软件体 从程序设计角度：模块、类、对象、函数或者一个相 关功能集合
组件
组件分类（作用）
软件体系结构在软件开发过程中的位置：
软件体系结构的定义
许多专家学者从不同角度和不同侧面对软件体 系结构进行了刻画； 软件体系结构（Software Architecture）
对子系统、软件系统组件以及他们之间关系的描述。 子系统和组件一般定义在不同的视图内，以显示软 件系统的相关功能属性和非功能属性。
软件体系结构概述
提纲
背景与发展历史 软件体系结构 软件体系结构的作用 体系结构风格 体系结构模式 设计模式 体系结构设计方法 体系结构描述语言
背景
软件危机的表现
成本、进度、质量
需求、规模、复杂度 软件工程：过程、方法与工具
软件危机的原因
如何克服软件危机
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软件体系结构的定义
软件体系结构概念和几种不同的定义
软件体系结构概念和⼏种不同的定义
软件体系结构的概念：
（1）软件体系结构是具有⼀定形式的结构化元素，即构件的集合，包括处理构件，数据构件和连接构件。
（2）软件体系结构是软件设计过程中的⼀份层次，这⼀层次超越计算过程中的算法设计和数据结构设计。
（3）软件体系结构有四个⾓度，它们从不同⾓度对系统进⾏描述：
概念⾓度描述系统的主要构件及它们之间的关系
模块⾓度包含功能分解与层次结构
运⾏⾓度描述了⼀个系统的动态结构
代码⾓度描述了各种代码和库函数在开发环境中的组织
（4）软件体系结构是⼀个抽象的系统规范，主要包括⽤其⾏为来描述的功能构件和构件之间的相互连接，接⼝和关系。
（5）软件体系结构是⼀个程序/系统各构件的结构，它们之间的相互关系以及进⾏设计的原则和随时间演化的指导⽅针。
（6）⼀个软件体系结构包括⼀个软件和系统构件，互联及集合；⼀个系统说明的集合；⼀个基本原理⽤以说明这⼀构件，互联和约束能够满⾜系统需求。
（7）⼀个程序或计算机系统的软件体系结构包括⼀个或⼀组软件构件，软件构件外部的可见特性及其相互关系。
教材说的是：
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，有构成系统的元素描述，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。
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软件工程
分解：
代价合理的解决方案：工程问题不仅仅是要解决问题， 而且要经济的使用资源，自然，最重要的就是钱（自然 在严格规范的组织中，人力完全可以换算成钱），同样， 包括时间（换算成效益还是钱）。 针对实际问题：工程所面对的是在工程领域外的人们： 客户所面临的问题，即使是面对软件领域自身的问题， 如构造好的编译器，最终也是为了更好的解决客户的问 题，否则无法生存下去。【这提出作为大多数软件体工 程师必须面对问题：理解客户的行业。】
总体现状
没有完整的软件体系结构理论
现有软件体系结构的基本内容
一些体系结构描述的基本成分 一些体系结构模式、风格、习惯语等
什么是软件体系结构
定义 目前没有公认最好的定义
Architecture of a software system defines that system in terms of computational components and interactions among those components . [Mary 98]
软件设计的层次
结合软件工程角度 软件的需求分析、 系统分析、系统设计 均可视为设计层，编 码为实现层。体系结 构设计位于需求分析 与系统分析之间，但 同时也包含了一些相 当重要的设计问题。
体系结构设计
需求分析 系统分析 系统设计 系统实现
体系结构与软件工程
软件工程
软件工程 Software Engineering
代码级：包含算法与数据结构的设计。 部件是编程语言的原子如数、字符、指针、线程等，连接的操 作符是该语言的算术或数据操作符，组合机制包括记录、数组、 过程等。 执行级：解决内存映像、数据组织、栈的调用、寄存器分配等 问题。 部件为硬件所支持的位模式，用机器代码来表述操作符、组件 的组合。
软件体系结构综述
软件体系结构综述计算机应用专业赵诚 070321169随着计算机应用的日益普及，人们对软件的需求量急剧增加。
起初，人们把软件设计的重点放在数据结构和算法的选择上。
随着软件系统规模越来越大，越来越复杂，新的问题也随之而来, 大量实践统计表明:系统软件开发中，70%的错误是由软件设计阶段引入的; 而且错误在系统中存在的时间越长则越难发现, 解决这些错误的代价也越高，于是整个系统的结构和规格说明逐渐占有了重要的位置，软件体系结构这一概念也应运而生。
它成为了沟通软件需求和软件设计的一座桥梁。
1、软件体系结构的定义对于软件体系结构的定义，至今还没有一个统一的、得到广泛认可的解释，很多软件体系结构学者都提出了各自对体系结构的概念与定义。
软件体系结构的最核心概念有构件、连接件、配置、端口和角色。
构件是具有某种功能可重用的软件基本单元，表示软件系统中主要的计算元素和数据存储单元。
连接件表示了构件之间的交互，是构件与构件之间建立和维持行为关联和消息传递的途径。
包括实现构件之间的交互机制和管理这些交互的原则（协议）。
配置表示了构件和连接件之间的拓扑结构和逻辑约束，它是构件和连接件的集合。
总之，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。
软件体系结构不仅定义了系统的组织结构和拓扑结构，而且表示了系统的需求和构成系统的元素之间的对应关系提供了设计决策的基本原理和约束条件。
2、软件体系结构的风格软件体系结构风格是描述某一特定应用领域中系统组织方式的惯用模式。
它反映了领域中众多系统所共有的结构和语义特性，并指导如何将各个模块和子系统有效地组织成一个完整的系统，按这种方式理解，软件体系结构风格定义了用于描述系统的术语表和一组指导构件系统的规则。
2.1数据流系统数据流是一种将数据从输入端显式的输送到输出端的体系结构风格。
数据流风格的构件是数据的处理单元，连接件是连接处理单元的通道。
软件架构知识点总结
软件架构知识点总结一、软件架构的概念与重要性1. 软件架构的概念软件架构是指软件系统的设计和结构，它包括系统的组织结构、组件的相互关系、数据流程等方面。
软件架构不仅仅是对软件系统结构的描述，还包括对系统功能和性能的要求以及设计原则和技术方案的选择。
软件架构是软件系统的基础，对系统的整体性能、可维护性、可扩展性等都有着至关重要的影响。
2. 软件架构的重要性软件架构对于软件系统的成功与否有着重要的影响，它决定了系统的灵活性、可维护性、可扩展性，以及系统的可靠性、安全性等方面。
一个好的软件架构可以使系统易于维护和扩展，能够满足未来的需求变化，提高软件系统的稳定性和效率，降低系统开发和维护的成本。
二、常见的软件架构模式1. 分层架构分层架构是将软件系统划分为若干个层次，在每个层次中实现特定的功能。
典型的分层架构包括三层架构（Presentation Layer、Business Layer、Data Access Layer）和四层架构（Presentation Layer、Application Layer、Business Layer、Data Access Layer）。
分层架构将系统的功能模块化，提供了良好的可扩展性和可维护性。
2. 客户端-服务器架构客户端-服务器架构是将软件系统划分为客户端和服务器两部分，客户端负责用户界面显示和用户输入，服务器负责业务逻辑处理和数据存储。
客户端和服务器之间通过网络通信进行数据交互。
客户端-服务器架构适用于需要远程访问和数据共享的系统。
3. MVC架构MVC是Model-View-Controller的缩写，它将软件系统划分为数据层（Model）、用户界面层（View）和控制层（Controller）。
Model负责数据的处理和存储，View负责用户界面的显示，Controller负责应用逻辑的处理。
MVC架构将数据、用户界面和应用逻辑分离，提高了系统的可维护性和可扩展性。
软件体系结构基本概念汇总
软件体系结构基本概念汇总这门课与UML建模，程序设计⽅法学⼀样。
都是站在⽐較⾼的⾓度来看整个软件结构。
并⾮对算法，或者语⾔的关注。
假设以后有志于成为软件架构师，就应该好好学这门课。
如今我把⾃⼰整理的这门课的资料与⼤家分享。
⼆、名词解释（每题2分，共20分）1、B/S（期中）答：浏览器/server风格,是三层应⽤结构的⼀种实现⽅式。
详细结构：浏览器/Webserver/数据库server。
2、C/S（期中）答：客户/server风格,是基于资源不正确等，且为共享⽽提出来的，定义了⼯作站怎样与server相连，以实现数据和应⽤分布到多个处理机上。
C/S体系结构有三个主要组成部分：数据库server、客户应⽤程序和⽹络。
3、HMB答：层次消息总线的软件体系结构风格（Hierarchical Message Bus—based Style）。
HMB风格基于层次消息总线。
⽀持构件的分布和并发，构件之间通过消息进⾏通信。
4、DSSA答：特定领域的软件体系结构（Domain Specific Software Architecture）就是在⼀个特定的领域中为⼀组应⽤提供组织结构參考的标准软件体系结构。
5、ADL（期中）答：软件体系结构描写叙述语⾔(Architecture Description Language)是⼀种形式化语⾔。
它在底层语义模型的⽀持下,为软件的概念体系结构建模提供了详细语法和框架。
6、XML答：可扩展标记语⾔（Extensible Markup Language），XML是W3C制定的作为Internet上数据交换和表⽰的标准语⾔，是⼀种同意⽤户定义⾃⼰的标记的元语⾔（Meta）。
7、ATAM答：体系结构权衡分析⽅法（Architecture Tradeoff Analysis Method），它是针对系统所使⽤或改动活动的⽀持程度，来推断该体系结构针对这⼀场景所代表的质量需求的满⾜程度的体系结构评估⽅法。
4 软件体系结构概念解析
SA={ elements, form, rational}
[4] Vestal：软件体系结构（SA）是一个三元组： SA={components, idioms/styles, common patterns of interaction} 、定义[3]和定义[4] 出于可用性的 考虑，通过强调体系结构风格和规则 等，精化了定义[1]和定义[2]。
、定义 [1] 和定义 [2] 都强调了体系结构是 由构件、连接件及其约束（或连接语义）组成 的。即从构造的角度，审视软件体系结构。
2018年10月12日4时31分
Mail:wyh_925@
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根据上述各种体系结构的定义，可以发现：
[3] Perry & Wolf：软件体系结构（SA）是一个三元组：
机器语言 汇编语言 过程式高级语言 OO语言 SA描述语言
新一代计算语言的出现，均蕴涵着软件体系结构的研究！
体系结构技术的研究，使软件复用从代 码复用发展到设计复用和过程复用。
2018年10月12日4时31分
Mail:wyh_925@
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纵观SA技术发展过程，大体上经历了四个阶段：
①无体系结构设计阶段：研究主题集中于计算模型与高 级语言的开发。其中遵循了冯诺依曼体系结构
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P1-2、若干研究内容
目前，软件体系结构研究主要集中在如下几个领域展开：
1）软件体系结构描述语言ADL
2）体系结构构造 3）软件体系结构分析、设计、验证 4）软件体系结构发现、演化与复用 5）基于体系结构的软件开发方法研究 6）特定领域的体系结构DSSA 7）软件体系结构支持工具
2018年10月12日4时31分 Mail:wyh_925@ 20
限制(constrain)：用于对构件和连接件的语义说明
软件体系结构总结【强烈推荐】
第一章：1、软件体系结构的定义国内普遍看法：体系结构=构件+连接件+约束2、软件体系结构涉及哪几种结构：1、模块结构（Module）系统如何被构造为一组代码或数据单元的决策2、构件和连接件结构（Component-And-Connector，C&C）系统如何被设计为一组具有运行时行为（构件）和交互（连接件）的元素3、分配结构（Allocation）展示如何将来自于模块结构或C&C结构的单元映射到非软件结构（硬件、开发组和文件系统）3、视图视点模型视点（View point）ISO/IEC 42010:2007 (IEEE-Std-1471-2000)中规定：视点是一个有关单个视图的规格说明。
视图是基于某一视点对整个系统的一种表达。
一个视图可由一个或多个架构模型组成架构模型架构意义上的图及其文字描述（如软件架构结构图）视图模型一个视图是关于整个系统某一方面的表达，一个视图模型则是指一组用来构建4、软件体系结构核心原模型1、构件是具有某种功能的可复用的软件结构单元，表示了系统中主要的计算元素和数据存储。
2.连接件(Connector)：表示构件之间的交互并实现构件之间的连接特性：1)方向性2)角色3)激发性4)响应特征第二章1、软件功能需求、质量属性需求、约束分别对软件架构产生的影响功能性需求：系统必须实现的功能，以及系统在运行时接收外部激励时所做出的行为或响应。
质量属性需求：这些需求对功能或整个产品的质量描述。
约束：一种零度自由的设计决策，如使用特定的编程语言。
质量原意是指好的程度，与目标吻合的程度，在软件工程领域，目标自然就是需求。
对任何系统而言，能按照功能需求正确执行应是对其最基本的要求。
正确性是指软件按照需求正确执行任务的能力，这无疑是第一重要的软件质量属性。
质量属性的优劣程度反映了设计是否成功以及软件系统的整体质量。
系统或软件架构的相关视图的集合，这样一组从不同视角表达系统的视图组合在一起构成对系统比较完整的表达2、质量属性3、系统非功能性需求？包括哪些质量属性非功能性需求：用户对软件质量属性、运行环境、资源约束、外部接口等方面的要求或期望，包括：(1) 性能需求：用户在软件响应速度、结果精度、运行时资源消耗量等方面的要求。