软件架构与设计模式ppt课件
Garlan & Shaw模型的基本思想是：软件体系结构={构件(component)、连 接件(connector)和约束(constrain)}：
构件可以是一组代码，如程序的模块；也可以是一个独立的程序； 连接件可以是过程调用、管道、远程过程调用(RPC)等，用于表示构件之 间的相互作用； 约束一般为对象连接时的规则，或指明构件连接的形式和条件，例如，上 层构件可要求下层构件的服务，反之不行；两对象不得递规地发送消息；
13
软件架构的目标
可延伸性（Extensible）。在新技术出现的时候，一个软件系统应当允许导入新技术， 从而对现有系统进行功能和性能的扩展； 可维护性（Maintainable）。软件系统的维护包括两方面：1。排除现有的错 误，2。将新的软件需求反映到现有系统中去。一个易于维护的系统可以有效 地降低技术支持的花费 客户体验（Customer Experience）。软件系统必须易于使用。 市场时机（Time to Market）。软件用户要面临同业竞争，软件提供商也要面 临同业竞争。以最快的速度争夺市场先机非常重要。
它是建造一个系统所作出的最高层次的、以后难以更改的，商业的和技术的决定。这 样的决定必定是有关系统设计成败的最重要决定，必须经过非常慎重的研究和考察。
在决定时，要考虑独特的架构风格和恰当的架构模式。
12
软件架构的目标
可靠性（Reliable）。软件系统对于用户的商业经营和管理来说极为重要，因此软件 系统必须非常可靠。 安全性（Secure）。软件系统所承担的交易的商业价值极高，系统的安全性非 常重要。 可扩展性（Scalable）。软件必须能够在用户的使用率、用户的数目增加很快的情况 下，保持合理的性能，才能适应用户的市场扩展得可能性。 可定制化（Customizable）。同样的一套软件，可以根据客户群的不同和市场需求的 变化进行调整。
向。盖茨给自己的Title是首席软件架构师，实际上就是EA角色; 基础结构架构师IA (Infrastructure Architect) 的工作是提炼和优化技术方面积累和沉淀
形成的基础性的、公共的、可复用的框架和组件，这些是技术型公司传承下来的最宝
贵的财富; 特定技术架构师TSA (Technology-Specific Architect)主要从事类似安全架构、存储架构 等专项技术的规划和设计工作; 解决方案架构师SA (Solution Architect)的工作则专于解决方案的规划和设计，所谓解决 方案，就是把产品、技术或理论，不断地进行组合，来创造出满足用户需求的选择。
14
软件架构的种类
逻辑架构： 软件系统中元 件之间的关系， 比如用户界面， 数据库，外部 系统接口，商 业逻辑元件， 等等
软件系统的逻辑架构图
15
软件架构的种类
软件系统的物理架构图 物理架构： 软件元件是怎 样放到硬件上 的
16
软件架构的种类
系统架构：系统的非功能性特征，如可扩展性、可靠性、强壮性、灵活性、 性能等。 系统架构的设计要求架构师具备软件和硬件的功能和性能的过硬知识，是架 构设计工作中最为困难的工作。架构的两要素：元件划分和设计决定。 元件划分 一个软件系统中的元件首先是逻辑元件。这些逻辑元件如何放到硬件上，以 及这些元件如何为整个系统的可扩展性、可靠性、强壮性、灵活性、性能等 做出贡献，是非常重要的信息。 设计决定 进行软件设计需要做出的决定中，必然会包括逻辑结构、物理结构，以及它 们如何影响到系统的所有非功能性特征。这些决定中会有很多是一旦作出， 就很难更改的。
代码复制迁移的一致性约束；什么条件下此种连接无效等。
4
架构定义
软件架构不仅仅注重软件本身的结构和行为, 还注
重其他特性:使用, 功能性, 性能, 弹性, 重用, 可理
解性, 经济和技术的限制及权衡。
5
例: ACE的分层架构
6
架构的范围
软件架构—本门课程的主关注点。
硬件架构—包括CPU, 内存，硬盘，周边设备例如
‹#›
目录
软件架构
软件架构定义 架构设计方法与过程 软件架构的设计要点
模式简介 常用模式
模式的定义 模式的分类
典型面向服务的架构SOA
2
从混沌到结构 分布式基础设施 事件多路分离和分派 接口分割 组件分割
1. 软件架构
1.1 架构定义
软件体系结构通常被称为架构，指可以预制和可重构的软件框架结构，
软件系统架构要素
它是一个软件系统从整体到部分的最高层次的划分。一个系统通常是由组件组成的， 而这些组件如何形成、相互之间如何发生作用，则是关于这个系统本身结构的重要信 息。系统包括架构组件、连接器、任务流。架构组件是组成系统的核心“砖瓦”，而 连接器则描述这些 组件之间通讯的路径、通讯的机制、通讯的预期结果，任务流则描 述系统如何使用这些组件和连接器完成某一项需求。
软件架构基本上是EA+TSA+IA,是程序员向上发展的道路,系统架构师实际
上是SA+TSA，更着力于综合运用已有的产品和技术，来实现客户期望的需求。
8
1.2 架构设计基本过程
概念化阶段
分析阶段 架构设计阶段
并行开发和测试阶段
愿景
需求 架构 可执行系统 交付的系统
9
验收与交互阶段
架构设计基本过程
打印机，与连接这些元素的部分。 组织架构—是一些关于商业进程，组织结构，规 则和职责，与组织核心能力的部分。 信息架构—包含组织好的信息结构。 软件架构、硬件架构、组织架构和信息架构是全 部系统架构的子结构。 企业架构与系统架构很相似，包括硬件，软件，
人员等。
7
架构师分类
企业架构师EA (Enterprise Architect) 的职责是决定整个公司的技术路线和技术发展方
分析阶段 需求分析
领域建模
架构设计阶段
确定关键需求
概念性架构设计
细化架构 验证架构
10
软件需求
需求
系统必须满足的情况或提供的能力. 可以直接来自客户需要, 也可 以来自合同,标准,规范或其他有正规约束力的文档 功能需求 运行期质量属性
软件需求 非功能需求
质量属性 开发期质量属性 约束
11
1.3 软件架构的设计要素
构件可以是一组代码，如程序的模块；也可以是一个独立的程序； 连接件可以是过程调用、管道、远程过程调用(RPC)等，用于表示构件之 间的相互作用； 约束一般为对象连接时的规则，或指明构件连接的形式和条件，例如，上 层构件可要求下层构件的服务，反之不行；两对象不得递规地发送消息；
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软件架构的目标
可延伸性（Extensible）。在新技术出现的时候，一个软件系统应当允许导入新技术， 从而对现有系统进行功能和性能的扩展； 可维护性（Maintainable）。软件系统的维护包括两方面：1。排除现有的错 误，2。将新的软件需求反映到现有系统中去。一个易于维护的系统可以有效 地降低技术支持的花费 客户体验（Customer Experience）。软件系统必须易于使用。 市场时机（Time to Market）。软件用户要面临同业竞争，软件提供商也要面 临同业竞争。以最快的速度争夺市场先机非常重要。
它是建造一个系统所作出的最高层次的、以后难以更改的，商业的和技术的决定。这 样的决定必定是有关系统设计成败的最重要决定，必须经过非常慎重的研究和考察。
在决定时，要考虑独特的架构风格和恰当的架构模式。
12
软件架构的目标
可靠性（Reliable）。软件系统对于用户的商业经营和管理来说极为重要，因此软件 系统必须非常可靠。 安全性（Secure）。软件系统所承担的交易的商业价值极高，系统的安全性非 常重要。 可扩展性（Scalable）。软件必须能够在用户的使用率、用户的数目增加很快的情况 下，保持合理的性能，才能适应用户的市场扩展得可能性。 可定制化（Customizable）。同样的一套软件，可以根据客户群的不同和市场需求的 变化进行调整。
向。盖茨给自己的Title是首席软件架构师，实际上就是EA角色; 基础结构架构师IA (Infrastructure Architect) 的工作是提炼和优化技术方面积累和沉淀
形成的基础性的、公共的、可复用的框架和组件，这些是技术型公司传承下来的最宝
贵的财富; 特定技术架构师TSA (Technology-Specific Architect)主要从事类似安全架构、存储架构 等专项技术的规划和设计工作; 解决方案架构师SA (Solution Architect)的工作则专于解决方案的规划和设计，所谓解决 方案，就是把产品、技术或理论，不断地进行组合，来创造出满足用户需求的选择。
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软件架构的种类
逻辑架构： 软件系统中元 件之间的关系， 比如用户界面， 数据库，外部 系统接口，商 业逻辑元件， 等等
软件系统的逻辑架构图
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软件架构的种类
软件系统的物理架构图 物理架构： 软件元件是怎 样放到硬件上 的
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软件架构的种类
系统架构：系统的非功能性特征，如可扩展性、可靠性、强壮性、灵活性、 性能等。 系统架构的设计要求架构师具备软件和硬件的功能和性能的过硬知识，是架 构设计工作中最为困难的工作。架构的两要素：元件划分和设计决定。 元件划分 一个软件系统中的元件首先是逻辑元件。这些逻辑元件如何放到硬件上，以 及这些元件如何为整个系统的可扩展性、可靠性、强壮性、灵活性、性能等 做出贡献，是非常重要的信息。 设计决定 进行软件设计需要做出的决定中，必然会包括逻辑结构、物理结构，以及它 们如何影响到系统的所有非功能性特征。这些决定中会有很多是一旦作出， 就很难更改的。
代码复制迁移的一致性约束；什么条件下此种连接无效等。
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架构定义
软件架构不仅仅注重软件本身的结构和行为, 还注
重其他特性:使用, 功能性, 性能, 弹性, 重用, 可理
解性, 经济和技术的限制及权衡。
5
例: ACE的分层架构
6
架构的范围
软件架构—本门课程的主关注点。
硬件架构—包括CPU, 内存，硬盘，周边设备例如
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目录
软件架构
软件架构定义 架构设计方法与过程 软件架构的设计要点
模式简介 常用模式
模式的定义 模式的分类
典型面向服务的架构SOA
2
从混沌到结构 分布式基础设施 事件多路分离和分派 接口分割 组件分割
1. 软件架构
1.1 架构定义
软件体系结构通常被称为架构，指可以预制和可重构的软件框架结构，
软件系统架构要素
它是一个软件系统从整体到部分的最高层次的划分。一个系统通常是由组件组成的， 而这些组件如何形成、相互之间如何发生作用，则是关于这个系统本身结构的重要信 息。系统包括架构组件、连接器、任务流。架构组件是组成系统的核心“砖瓦”，而 连接器则描述这些 组件之间通讯的路径、通讯的机制、通讯的预期结果，任务流则描 述系统如何使用这些组件和连接器完成某一项需求。
软件架构基本上是EA+TSA+IA,是程序员向上发展的道路,系统架构师实际
上是SA+TSA，更着力于综合运用已有的产品和技术，来实现客户期望的需求。
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1.2 架构设计基本过程
概念化阶段
分析阶段 架构设计阶段
并行开发和测试阶段
愿景
需求 架构 可执行系统 交付的系统
9
验收与交互阶段
架构设计基本过程
打印机，与连接这些元素的部分。 组织架构—是一些关于商业进程，组织结构，规 则和职责，与组织核心能力的部分。 信息架构—包含组织好的信息结构。 软件架构、硬件架构、组织架构和信息架构是全 部系统架构的子结构。 企业架构与系统架构很相似，包括硬件，软件，
人员等。
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架构师分类
企业架构师EA (Enterprise Architect) 的职责是决定整个公司的技术路线和技术发展方
分析阶段 需求分析
领域建模
架构设计阶段
确定关键需求
概念性架构设计
细化架构 验证架构
10
软件需求
需求
系统必须满足的情况或提供的能力. 可以直接来自客户需要, 也可 以来自合同,标准,规范或其他有正规约束力的文档 功能需求 运行期质量属性
软件需求 非功能需求
质量属性 开发期质量属性 约束
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1.3 软件架构的设计要素
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第11讲软件架构及设计课件
实例—考试系统的设计决策(1)
v生成试卷存在的问题：当超过50生成试卷遇到性能瓶颈：等待时间长，甚至产生的试卷不完整。v原因：生成试卷是对母卷进行随机的大题 交换、小题交换、备选答案交换等一系列 复杂运算实现，运行时间长，并发操作不 能太多。v解决方案：将试卷生成功能独立，提前一 个时间量先生成考试试卷，考生登录后直
实例—考试系统的设计决策(1)
v可用性考虑：考生年龄差异大、工作岗位 特殊、有的考生计算机应用水平很低，可 能无法输汉字。v方案： ①考生登录只输数字型考号，登录 后显示考生信息进行核实； ②客观题机考， 主观题可机考，也可笔试(通过投影仪显 示主观题)
实例—考试系统的设计决策(1)
v系统性能不影响考试进度和考生情绪。v前面1、2条的方案属于软件架构的内容， 因为它是考试系统设计必须遵循的原则。v性能问题难以估计，将逐步解决。
常见的分层架构设计
常见的5层逻辑架构
一、界面层v界面层通过指的是用户层或表现层。v为什么把界面层和界面控制层分开来介绍 (一般把界面层和界面控制层综合在一起， 统称为“显示层”)
常见的分层架构设计
二、界面控制层v该层包含以下功能：决定用户应该看到 什么，对路径进行导航，以及解释用户 的输入。v在Windows窗体的应用程序中，这些逻 辑指窗体后台的代码； Web窗体的应用 程序中，这些逻辑不仅仅指窗体后台的 代码，也包含服务器端控件的代码。
正确理解设计的含义
v业务需求是系统架构的决定性因素v软件设计和开发在架构确定之后开始进 行v开发是在设计的基础上进行的设计
正确理解设计的含义
架构
业务需求
开发
正确理解设计的含义
正确理解设计的含义
v表示层(User Interface layer-UI)v业务逻辑层(Business Logic Layer-BLL)v数据访问层(Data Access Layer-DAL)
v生成试卷存在的问题：当超过50生成试卷遇到性能瓶颈：等待时间长，甚至产生的试卷不完整。v原因：生成试卷是对母卷进行随机的大题 交换、小题交换、备选答案交换等一系列 复杂运算实现，运行时间长，并发操作不 能太多。v解决方案：将试卷生成功能独立，提前一 个时间量先生成考试试卷，考生登录后直
实例—考试系统的设计决策(1)
v可用性考虑：考生年龄差异大、工作岗位 特殊、有的考生计算机应用水平很低，可 能无法输汉字。v方案： ①考生登录只输数字型考号，登录 后显示考生信息进行核实； ②客观题机考， 主观题可机考，也可笔试(通过投影仪显 示主观题)
实例—考试系统的设计决策(1)
v系统性能不影响考试进度和考生情绪。v前面1、2条的方案属于软件架构的内容， 因为它是考试系统设计必须遵循的原则。v性能问题难以估计，将逐步解决。
常见的分层架构设计
常见的5层逻辑架构
一、界面层v界面层通过指的是用户层或表现层。v为什么把界面层和界面控制层分开来介绍 (一般把界面层和界面控制层综合在一起， 统称为“显示层”)
常见的分层架构设计
二、界面控制层v该层包含以下功能：决定用户应该看到 什么，对路径进行导航，以及解释用户 的输入。v在Windows窗体的应用程序中，这些逻 辑指窗体后台的代码； Web窗体的应用 程序中，这些逻辑不仅仅指窗体后台的 代码，也包含服务器端控件的代码。
正确理解设计的含义
v业务需求是系统架构的决定性因素v软件设计和开发在架构确定之后开始进 行v开发是在设计的基础上进行的设计
正确理解设计的含义
架构
业务需求
开发
正确理解设计的含义
正确理解设计的含义
v表示层(User Interface layer-UI)v业务逻辑层(Business Logic Layer-BLL)v数据访问层(Data Access Layer-DAL)
第7章软件体系结构风格与设计模式ppt课件
软件体系结构风格
▪ 在构件和连接子的层次上描述的可重复使 用的软件设计问题解决方案。
➢ 管道/过滤器风格 ➢ 层次风格 ➢ 客户/服务器风格
核心特征、应用场景、注意的问题
“ 雪 亮 工 程 "是以区 （县） 、乡（ 镇）、 村（社 区）三 级综治 中心为 指挥平 台、以 综治信 息化为 支撑、 以网格 化管理 为基础 、以公 共安全 视频监 控联网 应用为 重点的 “群众 性治安 防控工 程”。
3、软件体系结构已经成为一个重要的研究方向和独立的 学科分支。
4、软件体系结构对软件的总体结构进行清晰的描述和分 析、并用它指导软件的后续开发。
5、模式的本质：可解决一类问题并能重复使用的解决方 案
“ 雪 亮 工 程 "是以区 （县） 、乡（ 镇）、 村（社 区）三 级综治 中心为 指挥平 台、以 综治信 息化为 支撑、 以网格 化管理 为基础 、以公 共安全 视频监 控联网 应用为 重点的 “群众 性治安 防控工 程”。
（1）管道/过滤器风格
▪ 实例剖析： shell命令：“cat a.txt | wc -w | lpr”
<<protocol>> WriteData
port require:
write() role
provided: write()
/port:WriteData
/role:WriteData
write()
c 调用 d
“ 雪 亮 工 程 "是以区 （县） 、乡（ 镇）、 村（社 区）三 级综治 中心为 指挥平 台、以 综治信 息化为 支撑、 以网格 化管理 为基础 、以公 共安全 视频监 控联网 应用为 重点的 “群众 性治安 防控工 程”。
《高级软件架构设计》课件
风险评估
识别和分析软件架构中可能存在 的风险，包括技术风险、安全风 险、性能风险等，以确保软件开 发的顺利进行。
架构决策过程
架构决策过程
在软件架构设计过程中，根据需求和 约束条件进行决策的过程，包括选择 合适的架构风格、确定关键组件和接 口、确定数据存储方案等。
确定关键组件和接口
根据需求确定关键组件和接口，并定 义其功能和交互方式，以确保软件能 够实现所需的功能。
THANK YOU
详细描述
根据实际负载自动调整服务实例数量，实现快速部署和 升级，确保系统能够应对突发流量和负载。
安全性优化
总结词
数据加密与传输安全详细描述采用加密算法对敏感数据进行加 密存储和传输，保证数据在传输 过程中的安全。
总结词
访问控制与权限管理
安全性优化
• 详细描述：实施严格的访问控制 和权限管理策略，限制对敏感资 源的访问，防止未经授权的访问 和操作。
安全性优化
总结词
安全审计与监控
详细描述
建立安全审计机制，对系统中的操作进行记录和监控，及时发现和处理安全事件。
总结词
防范恶意攻击与漏洞修复
详细描述
定期进行安全漏洞扫描和风险评估，及时修复已知漏洞，防范各种恶意攻击。
可持续性发展
总结词
可维护性与可读性
详细描述
设计易于维护和可读的代码结构，降低维护成本，方 便后续开发和迭代。
软件架构的重要性
01
确定软件系统的整体结构，有助于系统开发过程中 的决策制定。
02
良好的软件架构可以提高软件系统的质量，包括可 靠性、可维护性、可扩展性等。
03
软件架构有助于降低开发成本，提高开发效率，减 少开发风险。
识别和分析软件架构中可能存在 的风险，包括技术风险、安全风 险、性能风险等，以确保软件开 发的顺利进行。
架构决策过程
架构决策过程
在软件架构设计过程中，根据需求和 约束条件进行决策的过程，包括选择 合适的架构风格、确定关键组件和接 口、确定数据存储方案等。
确定关键组件和接口
根据需求确定关键组件和接口，并定 义其功能和交互方式，以确保软件能 够实现所需的功能。
THANK YOU
详细描述
根据实际负载自动调整服务实例数量，实现快速部署和 升级，确保系统能够应对突发流量和负载。
安全性优化
总结词
数据加密与传输安全详细描述采用加密算法对敏感数据进行加 密存储和传输，保证数据在传输 过程中的安全。
总结词
访问控制与权限管理
安全性优化
• 详细描述：实施严格的访问控制 和权限管理策略，限制对敏感资 源的访问，防止未经授权的访问 和操作。
安全性优化
总结词
安全审计与监控
详细描述
建立安全审计机制，对系统中的操作进行记录和监控，及时发现和处理安全事件。
总结词
防范恶意攻击与漏洞修复
详细描述
定期进行安全漏洞扫描和风险评估，及时修复已知漏洞，防范各种恶意攻击。
可持续性发展
总结词
可维护性与可读性
详细描述
设计易于维护和可读的代码结构，降低维护成本，方 便后续开发和迭代。
软件架构的重要性
01
确定软件系统的整体结构，有助于系统开发过程中 的决策制定。
02
良好的软件架构可以提高软件系统的质量，包括可 靠性、可维护性、可扩展性等。
03
软件架构有助于降低开发成本，提高开发效率，减 少开发风险。
软件设计模式与体系结构课程设计PPT课件
软件设计模式与体系结构课程设计
4、这样，一个简单的maven项目就已经构建好了
软件设计模式与体系结构课程设计
4、打开pom.xml文件并在其中添加servlet依赖项和Tomcat maven插件，如下 代码所示，pom.xml
<properties> <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding> <failOnMissingWebXml>false</failOnMissingWebXml>
软件设计模式与体系结构课程设计
localRepository节点默认是被注释掉的，需要把它移到注释之外，然后将localRepository 节点的值改为我们在3.1中创建的目录D:\Program Files\Apache\maven-repository。 3. localRepository节点用于配置本地仓库，本地仓库其实起到了一个缓存的作用，它的 默认地址是 C:\Users\用户名.m2。 当我们从maven中获取jar包的时候，maven首先会在本地仓库中查找，如果本地仓库有 则返回；如果没有则从远程仓库中获取包，并在本地库中保存。 此外，我们在maven项目中运行mvn install，项目将会自动打包并安装到本地仓库中。
7、右键-run->Maven build,并输入tomcat：run运行嵌入式tomcat服务器
软件设计模式与体系结构课程设计
8、现在运行配置启动tomcat服务器。 控制台输出如下图所示
软件设计模式与体系结构课程设计
9、打开浏览器并在地址栏中输入URL: ，得到以下结 果：
软件体系结构风格与模式ppt课件
▪ 作为现实世界的一个成分，每个模式表达了下列三者之间的一 种关系：特定环境，在该环境中反复出现的力(forces)的系统， 以及协调这些力的某种空间排列。
▪ 作为语言的一个成分，每个模式是一条指令，展示了这种空间 排列如何被一再重复使用，目的是协调同特定环境相关的力的 系统。
▪ 简单地说，模式既是存在于现实世界中的事物，又是告诉我们 如何以及何时创造该事物的规则。模式既是过程，又是事物； 既是活生生的事物的描述，又是创造该事物的过程的描述。
管道-过滤器风格优点
❖ 设计者可以将整个系统的输入、输出特性简单的理解为 各个过滤器功能的合成。
▪ 设计人员将整个系统的输入输出行为理解为单个过滤器行为的 叠加与组合。这样可以将问题分解，化繁为简。将系统抽象成 一个“黑箱”，其输入是系统中第一个过滤器的输入管道，输 出是系统中最后一个过滤器的输出管道，而其内部各功能模块 的具体实现对用户完全透明。
认 识 到 了 贫 困户贫 困的根 本原因 ，才能 开始对 症下药 ，然后 药到病 除。近 年来国 家对扶 贫工作 高度重 视，已 经展开 了“精 准扶贫 ”项目
管道-过滤器风格不足
❖ 交互式处理能力弱
▪ 管道-过滤器模型适于数据流的处理和变换，不适合为与用户交 互频繁的系统建模。在这种模型中，每个过滤器都有自己的数 据，这些数据或者是从磁盘存储器中读取来，或者是由另一个 过滤器的输出导入进来，整个系统没有一个共享的数据区。这 样，当用户要操作某一项数据时，要涉及到多个过滤器对相应 数据的操作，其实现较为复杂。由以上的缺点，可以对每个过 滤器增加相应的用户控制接口，使得外部可以对过滤器的执行 进行控制。
认 识 到 了 贫 困户贫 困的根 本原因 ，才能 开始对 症下药 ，然后 药到病 除。近 年来国 家对扶 贫工作 高度重 视，已 经展开 了“精 准扶贫 ”项目
▪ 作为语言的一个成分，每个模式是一条指令，展示了这种空间 排列如何被一再重复使用，目的是协调同特定环境相关的力的 系统。
▪ 简单地说，模式既是存在于现实世界中的事物，又是告诉我们 如何以及何时创造该事物的规则。模式既是过程，又是事物； 既是活生生的事物的描述，又是创造该事物的过程的描述。
管道-过滤器风格优点
❖ 设计者可以将整个系统的输入、输出特性简单的理解为 各个过滤器功能的合成。
▪ 设计人员将整个系统的输入输出行为理解为单个过滤器行为的 叠加与组合。这样可以将问题分解，化繁为简。将系统抽象成 一个“黑箱”，其输入是系统中第一个过滤器的输入管道，输 出是系统中最后一个过滤器的输出管道，而其内部各功能模块 的具体实现对用户完全透明。
认 识 到 了 贫 困户贫 困的根 本原因 ，才能 开始对 症下药 ，然后 药到病 除。近 年来国 家对扶 贫工作 高度重 视，已 经展开 了“精 准扶贫 ”项目
管道-过滤器风格不足
❖ 交互式处理能力弱
▪ 管道-过滤器模型适于数据流的处理和变换，不适合为与用户交 互频繁的系统建模。在这种模型中，每个过滤器都有自己的数 据，这些数据或者是从磁盘存储器中读取来，或者是由另一个 过滤器的输出导入进来，整个系统没有一个共享的数据区。这 样，当用户要操作某一项数据时，要涉及到多个过滤器对相应 数据的操作，其实现较为复杂。由以上的缺点，可以对每个过 滤器增加相应的用户控制接口，使得外部可以对过滤器的执行 进行控制。
认 识 到 了 贫 困户贫 困的根 本原因 ，才能 开始对 症下药 ，然后 药到病 除。近 年来国 家对扶 贫工作 高度重 视，已 经展开 了“精 准扶贫 ”项目
软件体系结构设计方法ppt课件
2.1.3 模式驱动的方法
模式驱动的体系结构设计方法从模式导出体系结构 抽象。软件设计模式的目的在于编制一套可重用的 基本原则，用于开发高质量的应用系统。体系结构 模式类似于设计模式，但它关心更粗粒度的系统结 构及其交互。
15
客户 需求规格说明书
通用知识 2：实现
体系结构模式 描述 意图
上下文
问题
解决方案
体系结构描述Biblioteka 4：组合3：应用 体系结构模式
图4 模式驱动的体系结构设计的概念模型
16
3. 系统的管理端业务处理模块
3.1 总的网络拓补结构
系统管理员
数据库 和
Web程序 都在这上
导师
导师
导师
17
3. 系统的管理端业务处理模块
在该系统中采用面向对
象分析作为主要的系统
建模方法，用不同的设
计角度描述角色（管理
有所不同。
3
客户
领域知识
捕捉需求 需求规格 说明书
提取解决方 案的结构
领域知识 工作
解决方案抽象
体系结构 规格说明
领域知识
体系结构
图1 体系结构设计方法的元模型 4
2.软件体系结构设计方法的分析
为了获取对体系结构设计的抽象，人们已经提出 了许多方法。
2.1 体系结构设计方法的分类
（1）工件驱动（Artifact-Driven）的方法 （2）用例驱动（Use-Case-Driven）的方法 （3）模式驱动（Pattern-Driven）的方法 （4）领域驱动（Domain-Driven）的方法
*
者）与系统的其它的 管理员
构件是如何联系的。管
管理端子系统 *
理端的主用例图如右图：
模式驱动的体系结构设计方法从模式导出体系结构 抽象。软件设计模式的目的在于编制一套可重用的 基本原则，用于开发高质量的应用系统。体系结构 模式类似于设计模式，但它关心更粗粒度的系统结 构及其交互。
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客户 需求规格说明书
通用知识 2：实现
体系结构模式 描述 意图
上下文
问题
解决方案
体系结构描述Biblioteka 4：组合3：应用 体系结构模式
图4 模式驱动的体系结构设计的概念模型
16
3. 系统的管理端业务处理模块
3.1 总的网络拓补结构
系统管理员
数据库 和
Web程序 都在这上
导师
导师
导师
17
3. 系统的管理端业务处理模块
在该系统中采用面向对
象分析作为主要的系统
建模方法，用不同的设
计角度描述角色（管理
有所不同。
3
客户
领域知识
捕捉需求 需求规格 说明书
提取解决方 案的结构
领域知识 工作
解决方案抽象
体系结构 规格说明
领域知识
体系结构
图1 体系结构设计方法的元模型 4
2.软件体系结构设计方法的分析
为了获取对体系结构设计的抽象，人们已经提出 了许多方法。
2.1 体系结构设计方法的分类
（1）工件驱动（Artifact-Driven）的方法 （2）用例驱动（Use-Case-Driven）的方法 （3）模式驱动（Pattern-Driven）的方法 （4）领域驱动（Domain-Driven）的方法
*
者）与系统的其它的 管理员
构件是如何联系的。管
管理端子系统 *
理端的主用例图如右图：
精品PPT课件--第9章软件体系结构与设计模式
在组织形式上，框架是一个待实例化的完整系统，定义 了软件系统的元素和关系，创建了基本的模块，定义了涉 及功能更改和扩充的插件位置。典型的框架例子有MFC框 架和Struts框架。
9.1 软件体系结构的基本概念
• 体系结构的重要作用
体系结构的重要作用体现在以下三个方面 ： （1）体系结构的表示有助于风险承担者（项目干系
层次结构具有以下优点: （1）支持基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。 （2）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内外层。
9.2 典型的体系结构风格
（3）支持复用。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，从而允许各种不同的实现方法。
9.1 软件体系结构的基本概念
2．风格
风格是带有一种倾向性的模式。同一个问题可以有不同 的解决问题的方案或模式，但我们根据经验，通常会强烈 倾向于采用特定的模式，这就是风格。
每种风格描述一种系统范畴，该范畴包括： （1）一组构件（如数据库、计算模块）完成系统需要的某
种功能； （2）一组连接件，它们能使构件间实现“通信”、“合作”
个对象的表示，而不影响其他对象。 （2）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。
9.2 典型的体系结构风格
其缺点如下: （1）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。 （2）必须修改所有显式调用它的其他对象，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。
9.1 软件体系结构的基本概念
• 体系结构的重要作用
体系结构的重要作用体现在以下三个方面 ： （1）体系结构的表示有助于风险承担者（项目干系
层次结构具有以下优点: （1）支持基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。 （2）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内外层。
9.2 典型的体系结构风格
（3）支持复用。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，从而允许各种不同的实现方法。
9.1 软件体系结构的基本概念
2．风格
风格是带有一种倾向性的模式。同一个问题可以有不同 的解决问题的方案或模式，但我们根据经验，通常会强烈 倾向于采用特定的模式，这就是风格。
每种风格描述一种系统范畴，该范畴包括： （1）一组构件（如数据库、计算模块）完成系统需要的某
种功能； （2）一组连接件，它们能使构件间实现“通信”、“合作”
个对象的表示，而不影响其他对象。 （2）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。
9.2 典型的体系结构风格
其缺点如下: （1）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。 （2）必须修改所有显式调用它的其他对象，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。
软件工程结构化软件设计(共98张PPT)
➢ 传出模块 ：从上级模块获得数据，进行某些处理，再将 其传送给下属模块。
➢ 变换模块 ：即加工模块。它从上级模块取得数据，进 行处理，转换成其它形式，再传送回上级模块。
➢ 协调模块 ：对所有下属模块进行协调和管理的模块。
第五页，共98页。
7.1.1 系统结构图中的模块
在系统结构图中不能再分解的底层模块为原 子模块。
模块 软件包应满足设计约束和可移植性
第二十六页，共98页。
7.5.1 模块功能的完善化
一个完整的功能模块，不仅应能完成指定的 功能，而且还应当能够告诉使用者完成任务 的状态，以及不能完成的原因。
➢ 规定的功能部分。 ➢ 出错处理部分。当模块不能完成规定的功能时
，必须返回出错信息和标志，向它的调用者报 告出现这种例外情况的原因。 ➢ 给调用者返回一个该模块执行是否正确结束的 “标志”。
第十页，共98页。
7.2 变换映射
变换映射是一组设计步骤，将具有变换流特征的数据流图 映射为一个预定义的程序结构模版。
运用变换映射方法建立初始的系统结构图，然后进行多 次改进，得到系统的最终结构图。
➢ （1）复审并评估分析模型； ➢ （2）复审并重画数据流图； ➢ （3）确定数据流图中的变换和事务特征； ➢ （4）区分输入流、输出流和中心变换部分，即标明数据
在具体的应用中一般以变换型为主，事务型 为辅的方式进行软件结构设计。
第二十三页，共98页。
7.4 变换-事务混合型的系统结构图
第二十四页，共98页。
课堂作业
在医院就诊系统中，挂号子系统的数据流图 如下图所示：
挂号请求
科室信息
查询科室 排队信息
科室排队 信息
确 科定 室挂 医号 生挂医号生的信科息室确费定用挂号
➢ 变换模块 ：即加工模块。它从上级模块取得数据，进 行处理，转换成其它形式，再传送回上级模块。
➢ 协调模块 ：对所有下属模块进行协调和管理的模块。
第五页，共98页。
7.1.1 系统结构图中的模块
在系统结构图中不能再分解的底层模块为原 子模块。
模块 软件包应满足设计约束和可移植性
第二十六页，共98页。
7.5.1 模块功能的完善化
一个完整的功能模块，不仅应能完成指定的 功能，而且还应当能够告诉使用者完成任务 的状态，以及不能完成的原因。
➢ 规定的功能部分。 ➢ 出错处理部分。当模块不能完成规定的功能时
，必须返回出错信息和标志，向它的调用者报 告出现这种例外情况的原因。 ➢ 给调用者返回一个该模块执行是否正确结束的 “标志”。
第十页，共98页。
7.2 变换映射
变换映射是一组设计步骤，将具有变换流特征的数据流图 映射为一个预定义的程序结构模版。
运用变换映射方法建立初始的系统结构图，然后进行多 次改进，得到系统的最终结构图。
➢ （1）复审并评估分析模型； ➢ （2）复审并重画数据流图； ➢ （3）确定数据流图中的变换和事务特征； ➢ （4）区分输入流、输出流和中心变换部分，即标明数据
在具体的应用中一般以变换型为主，事务型 为辅的方式进行软件结构设计。
第二十三页，共98页。
7.4 变换-事务混合型的系统结构图
第二十四页，共98页。
课堂作业
在医院就诊系统中，挂号子系统的数据流图 如下图所示：
挂号请求
科室信息
查询科室 排队信息
科室排队 信息
确 科定 室挂 医号 生挂医号生的信科息室确费定用挂号
软件架构设计原则与模式ppt课件
5
里氏替换原则
定义： 所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象 益处： 1.提升结构稳定性 2.提高代码可读性、可维护性
6
接口隔离原则
定义： 客户端不应该依赖它不需要的接口 益处： 1.提升结构稳定性 2.提高代码可读性、可维护性
7
开闭原则
定义： 当软件需要变化时，尽量通过扩展软件实体的行为来实现变化，而不是通过 修改已有的代码来实现变化 益处： 1.提升系统运行稳定性 2.减少测试、修改等工作量
}
14
使用简单工厂后
15
使用简单工厂后
16
简单工厂（Simple Factory）
LNPizzaFactory lnFactory = new LNPizzaFactory(); PizzaStore lnStore = new PizzaStore(lnFactory); lnStore.orderPizza(‘cheese’); SXPizzaFactory lnFactory = new SXPizzaFactory(); PizzaStore sxStore = new PizzaStore(sxFactory); sxStore.orderPizza(‘cheese’); …
11
new xxx()
最简单做法
看到了new，就会想到“具体”。
当有一群相关的具体类时，通常会写出以下的代码：
Pizza oderPizza(String type){ Pizza pizza; if(type.equals(“cheese”)){ pizza = new CheesePizza(); } else if(type.equals(“greek”)){ pizza = new GreekPizza(); } pizza.prepare(); pizza.bake(); pizza.cut(); …
里氏替换原则
定义： 所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象 益处： 1.提升结构稳定性 2.提高代码可读性、可维护性
6
接口隔离原则
定义： 客户端不应该依赖它不需要的接口 益处： 1.提升结构稳定性 2.提高代码可读性、可维护性
7
开闭原则
定义： 当软件需要变化时，尽量通过扩展软件实体的行为来实现变化，而不是通过 修改已有的代码来实现变化 益处： 1.提升系统运行稳定性 2.减少测试、修改等工作量
}
14
使用简单工厂后
15
使用简单工厂后
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简单工厂（Simple Factory）
LNPizzaFactory lnFactory = new LNPizzaFactory(); PizzaStore lnStore = new PizzaStore(lnFactory); lnStore.orderPizza(‘cheese’); SXPizzaFactory lnFactory = new SXPizzaFactory(); PizzaStore sxStore = new PizzaStore(sxFactory); sxStore.orderPizza(‘cheese’); …
11
new xxx()
最简单做法
看到了new，就会想到“具体”。
当有一群相关的具体类时，通常会写出以下的代码：
Pizza oderPizza(String type){ Pizza pizza; if(type.equals(“cheese”)){ pizza = new CheesePizza(); } else if(type.equals(“greek”)){ pizza = new GreekPizza(); } pizza.prepare(); pizza.bake(); pizza.cut(); …
软件架构设计ppt课件
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10
P19 图2-4
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11
P20 图2-5
.
12
P20 图2-6
对于面向对象的软件开发而言，经常有下列软件单元：
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“子系统” 多个子系统相互配合才能满足一个完整应用的需求，从而构成了软
件“系统” 一个大型企业往往使用多套系统，多套系统通过互操作形成“集成
组件
.
交互
8
MVC架构作为”组件+交互“的例 子
View
创建
Controller
读取 通知
Model
调用服务
.
9
关注点分离之道
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，为此，必须进行关注点分离
好的架构必须使每个关注点相互分离，也就是说系统 中的一部分发生了改变，不会影响其他部分。即使需 要改变，也能够清晰地识别出哪些部分需要改变。如 果需要扩展架构，影响将会最小化。已经可以工作的 每个部分都将继续工作。
第十讲 软件架构设计
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1
目标
管窥架构设计现状 架构设计方法 如何确定架构驱动因素 非功能需求设计方法论
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2
通用过程太笼统
.
3
架构分析
架构分析可以被视为需求分析的规格化，其关注强烈 影响”架构“的需求。例如，为系统识别高度安全方 面的需求。
架构分析的本质是要识别影响架构的因素，理解这些 因素的可变性和优先级，并且解决这些问题
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。运行架构和开发架构的关系：开发架构一般偏重程序包在编译使其的静态依赖关系， 而这些程序运行起来之后会表现为对象、线程、进程，运行架构比较关注的是这些运行时单 元的交互问题