软件工程体系结构
软件体系结构知识总结
第一部分-------填空，选择，判断1．软件工程三个要素：方法、工具和过程2．软件元素：程序代码、测试用例、设计文档、设计过程、需求分析文档3．构件分类：关键字分类刻画分类法和超文本组织法4．软件体系结构技术反战经历四个阶段（1）无体系结构设计阶段----以汇编语言进行小规模应用程序开发（2）萌芽阶段-----以控制流图和数据流图构成软件结构为特征（3）初期阶段-----出现了从不同侧面描述系统的结构模型，UML（4）高级阶段-----描述系统的高层抽象结构，出现“4+1”模型5．软件体系结构模型：结构模型、框架模型、动态模型、过程模型和功能模型。
6．“4+1”视图模型从五个不同的视角，包括逻辑试图，进程试图，物理视图，开发视图和场景视图来描述软件体系结构。
逻辑视图主要支持系统的功能需求，是系统提供给最终用户的服务。
通过抽象，封装和继承，可以用对象模型来代表逻辑视图，用类图来描述逻辑视图；开发视图也称模块视图，主要侧重于软件模块的组织和管理，主要考虑软件内部的需求，如软件开发的容易性、软件的重用等，通过系统输入输出关系的模型图和子系统图来描述,提供给编程人员的；进程视图侧重于系统的运行特性，主要关注非功能性的需求，如系统的性能和可用性。
进程视图强调并发性、分布性、系统集成性和容错能力管道和过滤器风格、客户/服务器风格等适合进程视图，提供给系统集成人员的；物理视图主要考虑如何把软件映射到硬件上，它通常考虑系统性能、规模、可靠性等，解决系统拓扑结构、系统安装、通信问题,提供给系统工程人员的。
而场景是那些重要系统活动的抽象，它使四个视图有机联系起来，是最重要的需求抽象，它可以帮助设计者找到系统结构的构件和他们之间的作用关系。
总之，逻辑视图和开发视图描述系统的静态结构，而进程视图和物理视图描述系统的动态结构。
软件体系结构的核心模型由五中元素组成：构件、连接件、配置、端口和角色。
7. 软件体系结构的核心模型由五中元素组成：构件、连接件、配置、端口和角色。
软件体系结构
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践者提供设计体系结构更好的方法，以便设计人员相互交流，并可以使 用支持体系结构描述语言的工具来分析案例。 这些内容将在第5 章介绍。 第二类是体系结构领域知识的总结性研究。这一领域关心的是工程 师通过软件实践总结而来各种体系结构原则和模式的分类和阐释。 第三类是针对特定领域的框架 [SEI90,Tra94] 的研究。这类研究产生 了针对一类特殊软件的体系结构框架，比如，航空电子控制系统、移动 机器人、用户界面。这类研究一旦成功，这样的框架便可以被毫不费力 实例化来生产这一领域新的产品。这部分内容将在第 7 章介绍。 第四类是软件体系结构形式化支持的研究。随着新的符号的产生， 以及人们对体系结构设计实践的理解逐步深入，需要用一种严格的形式 化方法刻画软件体系结构及其相关性质。这些内容将在第 5 章介绍。
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设计或实现中一种特殊的重复出现的问题。例如，Bridge 模式，它为解 决抽象部分和实现部分独立变化的问题提供了一种通用结构。因此，设 计模式更强调直接复用的程序结构。 3. 应用框架（Application Framework） 应用框架是整个或部分系统的可重用设计，表现为一组抽象构件的 集合以及构件实例间交互的方法。可以说，一个框架是一个可复用的设 计构件，它规定了应用的体系结构，阐明了整个设计、协作构件之间的 依赖关系、责任分配和控制流程，表现为一组抽象类以及其实例之间协 作的方法，它为构件复用提供了上下文 (Context) 关系。在很多情况下， 框架通常以构件库的形式出现，但构件库只是框架的一个重要部分。框 架的关键还在于框架内对象间的交互模式和控制流模式 [2]。 设计模式是对在某种环境中反复出现的问题以及解决该问题的方 案的描述，它比框架更抽象；框架可以用代码表示，也能直接执行或复 用，而对模式而言只有实例才能用代码表示；设计模式是比框架更小的 元素，一个框架中往往含有一个或多个设计模式，框架总是针对某一特 定应用领域，但同一模式却可适用于各种不同的应用。体系结构风格描 述了软件系统的整体组织结构，它独立于实际问题。而设计模式和应用 框架更加面向具体问题。 体系结构风格、设计模式和应用框架的概念是从不同的目的和出发 点讨论软件体系结构，它们之间的概念经常互相借鉴和引用。
软件体系结构评估
计算机093 09416612 恽小燕软件体系结构评估近几年来,软件体系结构(Software Architecture ,SA) 成为软件工程发展的一个热门方向。
随着对软件体系结构研究的深入开展,逐渐形成了以软件系统的体系结构形式化描述、风格、建模、评估、软件产品线以及基于软件体系结构的软件开发过程等为主要研究内容的一个新领域。
对一个系统的体系结构进行评估,是为了在系统被构建之前预测它的质量,并不需要精确的评估结果,通过分析SA体系结构对于系统质量的主要影响,进而提出改进。
因此,软件体系结构评估的目的是分析潜在的风险,并检验设计中提出的质量需求。
本文主要讨论三种有代表性的方法,它们可以指导评估人员成功地对系统的体系结构进行评估。
这三种方法是: 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.主要的术语(1)软件体系结构定义:软件体系结构定义很多,本文采用为大多数人所接受的一种定义:“软件系统或计算系统的软件体系结构就是系统的一个或多个结构,它包括软件组件,这些组件的外部可见属性以及组件之间的相互关系”。
这个定义仅仅关注系统内在的方面,而大多数的分析方法都是基于这个定义的。
这个定义具有如下的含义:①SA 是一个或多个系统的抽象。
SA 以抽象的组件(Com2ponent) 来表示系统,这些组件具有外部可见属性,并且相互之间是有联系的,这种联系有时被称为连接件(Connector) 。
②SA 是一种可重用、可传递的系统抽象,而组件的细节部分不属于体系结构的范畴。
③系统由多个结构组成,通常也称为视图(View) 。
任何一个视图只能表示SA 的部分内容,而不是全部。
(2)质量属性质量属性是一个组件或一个系统的非功能性特征。
软件质量在IEEE 1061中定义,它体现了软件拥有所期望的属性组合的程度。
另一个标准ISO/IEC Draft 91262 1定义了一个软件质量模型。
软件体系结构及一些基本的概念
/users/EWD/ /users/EWD/ewd01xx/EWD196.PDF
程序=？
程序 = 算法 + 数据结构（1960’s ）
程序 = 子程序 + 子程序（1970’s ） 对象 = 算法 + 数据结构 程序 = 对象 + 对象（1980’s） 程序 = 组件 + 连接件（1990’s）
SA之重要
好的软件体系结构，是好的软件的必要 条件。
“Good architectural design has always been a major factor in determining the success of a software system.”
第一章
软件体系结构概论
软件体系结构的兴起和发展
软件体系结构脱胎于软件工程，但是借鉴了 计算机体系结构和网络体系结构中的很多宝 贵的思想，成为计算机科学的一个最新的研 究方向。
解决好软件的重用、质量和维护问题 ——研究软件体系结构的根本目的
软件体系结构在国内未引起人们广泛注意的原因：
软件体系结构从表面上看起来是一个老话题，似乎没有 新东西。 与国外相比，国内对大型和超大型复杂软件系统开发的 经历相对较少，对软件危机的灾难性体会没有国外深刻， 因而对软件体系结构研究的重要性和必要性的认识还不很 充分。
二、连接的性质 限定了交互过程中的：交互特性——协议 交换的数据类型——数据模式 1 .协议 并发的处理方式：由一个回调函数来接收所有的消息，该回调 函数接收到消息以后再根据不同的消息类型来触发不同的 回调函数 事件的广播机制——在建立一个连接时，用广播的方式通 知所有的其他对象一些全局状态的改变。 简单应答，各个对象在复杂操作时提供协调和同步。这种 方式较主要。 传统的顺序处理方式 发出请求→等待响应→继续下一个消息。
软件体系结构概述
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。处理构件负责对数据进行加工，
数据构件是被加工的信息，连接构件把体系结构的不同部分组组合连接起来。这一定义注重区分处理构件、数据构件和连接构件，这
一方法在其他的定义和方法中基本上得到保持。
第6页，共41页。
软件体系结构概述
动态/静态处理联系
连接的实现形式影响组件的设计与实现
e.g. 同步调用/异步调用
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软件体系结构概述
组件的动态特性
运行调度
运行环境资源的分配和多任务的并行执行
生存期管理
组件运行实例的产生和撤销，包括由组件负责的其他类型组件的产生和撤销。
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软件体系结构概述
between processing elements, data elements, and connecting elements, and this taxonomy by and large persists
through most other definitions and approaches.
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软件体系结构概述
软件体系结构是软件开发过程中的管理
明确了对系统实现的约束条件，能够支持系统的质量属性实现。
可行性分析时避免方向性错误
制定工程进度和投资计划的依据，决定了开发组织的组织结构，保障项目顺利进行的关键
软件开过程的关键里程碑
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软件体系结构概述
软件体系结构支持复用
产品线
构件（库）
软件框架
软件体系结构是需求和代码之间的桥梁，为开发提供了建设的蓝图，也是测试、维护和升级的依据。
有哪些软件体系结描述方法和描述标准
软件体系结构描述方法和描述标准是指在软件体系结构领域中，用于描述和标准化软件体系结构的一些方法和标准。
软件体系结构描述方法和描述标准的出现和应用，对于提高软件体系结构的设计质量、规划和管理质量具有重要作用。
近年来，随着软件技术的发展，对软件体系结构描述方法和描述标准的研究也变得日益重要。
1. 软件体系结构描述方法软件体系结构描述方法是指用于描述和分析软件体系结构的方法论和技术手段。
在实际的软件开发和设计中，软件体系结构描述方法起着至关重要的作用。
常见的软件体系结构描述方法包括但不限于：1）模块化设计方法模块化设计方法是一种将软件系统划分为若干相对独立的模块，并通过模块间的接口和协作来实现软件功能的方法。
模块化设计方法能够帮助软件工程师快速理解和维护软件系统，提高软件系统的可维护性和可扩展性。
2）面向对象设计方法面向对象设计方法是一种以对象为基本单位，通过对象之间的交互来完成软件系统功能的方法。
面向对象设计方法常用的建模语言包括UML（统一建模语言），面向对象设计方法能够帮助软件工程师更好地理解和描述软件系统的结构和行为。
3）架构描述语言和架构描述工具架构描述语言和架构描述工具是用于描述软件体系结构的专用语言和工具。
常见的架构描述语言包括ADL（架构描述语言），架构描述工具包括Rational Rose等。
架构描述语言和工具能够帮助软件工程师更加形象和清晰地描述和分析软件体系结构。
2. 软件体系结构描述标准软件体系结构描述标准是指用于规范和标准化软件体系结构描述的标准和规范。
在软件开发过程中，采用统一的软件体系结构描述标准能够提高软件系统的质量和可维护性。
常见的软件体系结构描述标准包括但不限于：1）ISO/IEC/IEEE 42010ISO/IEC/IEEE 42010是一套国际标准，用于建模和描述系统与软件体系结构的标准。
该标准规定了软件体系结构的描述内容、描述方法和描述格式，能够帮助软件工程师更好地描述和分析软件体系结构。
软件工程质量管理体系说明
THANKS
感谢观看
优化配置管理流程
实施版本控制
使用版本控制系统（如Git），确保代码的版 本控制和追踪。
定期进行代码备份
避免因版本冲突或错误修改导致的问题，确保 代码的安全性。
配置管理培训
对团队成员进行配置管理培训，提高他们对配置管理的理解和应用能力。
定期进行培训与技能提升
提供技术培训
定期组织技术培训和分享会，使团队成员不断掌握新技术和方法 。
领导力培训
为团队领导提供管理和领导力培训，提高团队整体执行力和创新 能力。
个人技能提升计划
为每个团队成员制定个人技能提升计划，鼓励他们不断学习和成 长。
06
软件工程质量管理体系的案例 分析
案例一：某互联网公司的质量管理体系建设
背景介绍
质量管理体系建设
实施效果
该互联网公司主要从事在线支付、社 交网络、电子商务等业务，质量管理 体系建设是公司战略发展的重要组成 部分。
集成测试
将各个模块集成测试，确保模 块之间的协调和整体功能的稳 定。
选择编程语言
根据项目需求和开发团队的技 术能力，选择合适的编程语言 进行开发。
单元测试
对编写的代码进行单元测试， 确保每个模块的功能正常。
验收测试
根据规格说明书，对软件进行 全面的验收测试，确保软件质 量达到预期。
发布与部署
打包发布
基于过程的管理：软件 工程质量管理体系应关 注软件开发和维护的全 过程，以及与软件相关 的各种活动。通过对过 程的持续改进和优化， 提高软件质量。
预防胜于治疗：在构建 软件工程质量管理体系 时，应注重预防潜在的 问题和风险，而不是仅 仅依靠检测和修复。通 过提前识别潜在问题并 采取措施来避免它们的 发生。
软件体系结构基本概念
软件体系结构基本概念展开全文声明：本文总结于软件体系结构课程第1章软件体系结构基本概念1.1软件体系结构基本概念1.2软件体系结构风格、模式和框架1.3软件结构的基本元素和连接1.4软件体系结构设计的基本原则1.1 软件体系结构的基本概念软件体系结构是软件工程的重要研究领域，软件体系结构并没有统一的定义。
90年代开始，很多专家学者对软件体系结构引起广泛关注，综合软件体系结构的定义，比较权威性的论述是:总体组织全局控制通讯、同步、协议设计元素的功能物理分布和集成软件体系结构要点：软件体系结构是软件设计过程的一个层面，是相对独立的、有价值的软件设计方法的总结，可作为软件开发指导性的策略和途径。
强调设计过程，而非分析的过程。
分析的目标是理解和表示，设计的目标是实现。
非用户的观点及非功能的观点。
对于用户，结构是软件系统功能的组合。
对于设计者，结构是为特定目标而设立的软件成分以及成分之间的关系。
1.2 软件体系结构风格、模式和框架软件体系结构风格(Architecture Styles)风格是表达特定系统元素和组织方式的通用范例（idiomaticparadigm）。
软件体系结构风格，反映众多系统共有结构的习惯用法和语义，表述系统的静态结构方式，强调软件元素的组织形式和通常用法。
软件设计模式（DesignPattern)设计模式是软件问题高效和成熟的设计模板（pattern)，模板包含了固有的问题的处理逻辑，强调处理逻辑采用方式的直接复用。
软件应用框架(Application Framework)框架是待实例化的、可复用的大粒度部件结构。
框架面向不同规模的应用问题，是通用的结构。
强调针对实际问题和通用结构。
1.3软件结构的基本元素和连接软件结构的表示从低层到高层，高层软件结构是建立在基础结构之上的。
软件构成的基础结构包括：①数据类型结构②控制流连接结构③中断触发连接结构④层次结构①数据类型结构数据类型是最基本的软件结构元素，是描述复杂算法和软件结构的基础，即数据结构。
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软件工程体系结构
软件工程体系结构（Software Engineering Architecture）是一种将软件系统划分为不同组件并描述其关系以及如何实现各个组件的方法。
体系结构是软件中运行时、开发和
维护的基础，它定义了系统的组成和规模。
软件体系结构通常包括架构风格、设计模式、
编码约定和组件的通信协议等方面。
软件体系结构设计是一项复杂的任务，需要考虑多个方面的需求，如性能、安全性、
可维护性、可扩展性、可重用性以及可移植性。
软件体系结构需要满足现有或未来的需求，而这些需求可能会随着时间和技术的变化而发生变化。
因此，软件体系结构的设计需要能
够适应变化并具有可扩展性。
架构风格是软件体系结构设计的核心概念之一。
不同的架构风格可以提供不同的组件
关系和通信协议。
常见的架构风格包括分层架构、客户端-服务器架构、发布-订阅架构、
事件驱动架构、面向服务架构（SOA）等等。
这些架构风格有不同的优缺点，应根据具体的应用场景进行选择。
设计模式是另一种常用的软件工程体系结构。
设计模式是解决常见问题的可重用解决
方案。
例如，MVC模式可以将模型、视图和控制器分离，使代码更易于维护和扩展。
设计
模式提供了一种可以重复使用的解决方案，在不同的应用程序中可用于多种情况。
编码约定是一种定义软件组件访问规则的方法。
编码约定可以提高软件的可读性和可
维护性。
例如，使用命名约定和代码格式可以使代码更易于理解和修改。
编码约定还可以
帮助保持代码的标准化，使不同团队中的开发人员之间的代码更加一致。
组件通信协议规定了软件中组件之间如何交换信息。
组件之间的通信可以通过各种方
式进行，包括进程间通信、消息传递或使用共享内存。
通信协议还可以定义如何处理错误、如何处理并发访问等其他相关方面。
软件工程体系结构设计是一项重要的任务，需要综合考虑多个因素。
好的软件体系结
构设计可以使软件更易于维护和扩展，并提高系统可靠性、性能和安全性。
还需要深入了
解业务需求，以确保软件体系结构与业务需求相符合。