软件体系结构总结【强烈推荐】
软件体系结构与软件架构
软件体系结构与软件架构作为一名软件工程师，无论是在学术界还是工业界，软件体系结构和软件架构都是我们必须要熟悉并掌握的重要知识点。
不仅如此，软件体系结构和软件架构还被视为软件开发生命周期中最关键的决策点。
本文将从什么是软件体系结构和软件架构、软件体系结构和软件架构之间的关系、软件架构对软件开发生命周期的影响以及当前流行的软件架构模式等多方面对软件体系结构和软件架构进行详细探讨。
一、什么是软件体系结构和软件架构软件体系结构和软件架构是软件开发过程中最重要的两个概念，它们建立了软件设计的基础，可以理解为软件的设计蓝图。
软件体系结构是指软件系统中组件、模块、接口和它们之间的关系，而软件架构则是指软件系统的高层结构和组成方式，即系统在结构上的解决方案。
可以看出，软件体系结构和软件架构是密不可分的概念，一个好的软件架构必须基于一个合理的软件体系结构，二者相互影响、相互依存。
二、软件体系结构和软件架构之间的关系软件体系结构和软件架构之间的关系是紧密相连的。
软件架构是由软件体系结构派生而来的，软件架构决定了软件体系结构的多个方面，例如组件、模块、接口和应用程序的架构模式等。
在软件开发过程中，软件架构起到了至关重要的作用。
它决定了软件系统的性能、可维护性、可重用性、可扩展性等方面，因此，软件架构的设计应该尽早开始，这也是我们说软件架构是软件开发过程中的决策点的原因。
三、软件架构对软件开发生命周期的影响软件架构不仅仅是为软件系统提供了一个高层次的结构，它还影响到了整个软件开发生命周期，从需求分析和设计到实现和维护都有重要的作用。
首先，软件架构有助于对需求进行分析和界定。
在软件开发过程中，软件架构定义了软件系统的范围和需求。
因此，软件架构可以帮助我们定义功能需求，以及在交付的软件系统中哪些功能将被包括。
其次，软件架构为系统设计提供了一个框架。
设计应当被视为软件架构上的一个节点，它是在软件开发的初期阶段最重要的部分。
软件架构指定了系统的大部分建设策略和规则，因此，它对系统的设计产生了深远的影响。
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-完整张友生
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第1章 软件体系结构概论 ◇ 构件重用
1.2 构件与软件重用
◎ 检索与提取构件 ◎ 理解与评价构件 ◎ 修改构件 ◎ 构件组装
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第1章 软件体系结构概论 ◇ 构件重用
1.2 构件与软件重用
◎ 检索与提取构件
◇ 基于关键字的检索 ◇ 刻面检索法 ◇ 超文本检索法 ◇ 其他检索方法
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第1章 软件体系结构概论 ◇ 软件危机的表现
1.1 从软件危机谈起
◎ 软件质量差
软件项目即使能按预定日期完成，结果却不尽人意。 1965年至1970年，美国范登堡基地发射火箭多次失败，绝 大部分故障是由应用程序错误造成的。
在“软件作坊”里，由于缺乏工程化思想的指导，程 序员几乎总是习惯性地以自己的想法去代替用户对软件的 需求，软件设计带有随意性，很多功能只是程序员的“一 厢情愿”而已，这是造成软件不能令人满意的重要因素。
软件项目开发人员不能有效地、独立自主地处理大型 软件的全部关系和各个分支，因此容易产生疏漏和错误。
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第1章 软件体系结构概论 ◇ 软件危机的原因
1.1 从软件危机谈起
◎ 软件复杂度越来越高
软件不仅仅是在规模上快速地发展扩大，而且其复杂 性也急剧地增加。软件产品的特殊性和人类智力的局限性， 导致人们无力处理“复杂问题”。
在技术上，应该采用基于重用的软件生产技术； 在管理上，应该采用多维的工程管理模式。
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第1章 软件体系结构概论 ◇ 构件模型及实现
1.2 构件与软件重用
◎ 构件的定义
构件是指语义完整、语法正确和有可重用价值的单 位软件，是软件重用过程中可以明确辨识的系统；结构 上，它是语义描述、通讯接口和实现代码的复合体。
软件技术架构范文
软件技术架构范文
一、软件技术架构概述
软件技术架构是指用来构建、管理和维护软件系统的基础架构。
软件技术架构是一个软件系统的重要组成部分，与软件设计相辅相成，既有助于软件产品的可维护性、可扩展性和可重用性，又有助于降低系统的维护和更新成本，从而提高它的技术效率。
二、软件技术架构体系结构
1、基础架构：基础架构是软件技术架构的最基本部件，它们提供了一个共同的软件设计平台。
基础架构包括：应用程序开发框架、架构图、基础结构组件、业务模型和中间件。
2、技术组件：技术组件提供了软件系统的实现语言和开发环境，主要包括：内核语言语言、数据库技术语言、中间件组件和编程框架等。
3、安全交换机制：安全交换机制提供了系统与其他系统和外部信息拓扑的路由和控制，以确保系统的安全性。
它可以使用加密算法、访问控制策略和防火墙阻止未经授权的访问。
三、软件技术架构的优势
1、可维护性：软件技术架构的可维护性指的是软件能够更容易地进行修改和重构，从而更好地支持以后的功能开发和维护。
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.
第25页，共41页。
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。
软件设计与体系结构知识点
软件设计与体系结构知识点1.引言1.1 概述在软件设计与体系结构的研究领域，了解相关知识点对于开发高质量、可维护和可扩展的软件至关重要。
软件设计是关于如何将需求转化为实际可行的软件系统的过程，而软件体系结构则是指软件系统的整体结构和组织方式。
本文将介绍一些重要的软件设计和体系结构的知识点。
在软件设计方面，我们将讨论一些常用的设计原则和设计模式。
设计原则是经验总结出的指导性原则，可以帮助开发人员在设计软件时做出合理的决策。
其中一些著名的设计原则包括开闭原则、单一职责原则和依赖倒置原则等。
设计模式则是在设计过程中反复出现的问题的解决方案，它们提供了可复用的设计思想和模板。
一些广为人知的设计模式有观察者模式、工厂模式和适配器模式等。
而在软件体系结构方面，我们将探讨一些常见的体系结构模式。
分层架构是一种常见的体系结构模式，它将系统划分为多个层次，每个层次负责不同的功能。
这种分层的结构可以提高系统的可复用性和可扩展性。
另外，客户-服务器架构也是一种常见的体系结构模式，它将软件系统划分为客户端和服务器端两个部分，客户端发送请求，服务器端处理请求并返回结果。
这种架构模式可以实现系统的分布式部署和协作处理。
通过本文的学习，读者将能够掌握一些重要的软件设计原则和设计模式，了解常见的软件体系结构模式，并能够在实际的软件开发过程中应用它们。
这些知识点对于开发高质量的软件系统以及应对未来软件发展的挑战都具有重要意义。
接下来的章节将详细介绍这些知识点，并总结归纳它们的应用场景和优缺点。
文章结构部分的内容可以写成以下方式：1.2 文章结构本文将围绕软件设计与体系结构的知识点展开详细介绍。
首先，在引言部分，我们将概述本文的主要内容并介绍文章的结构。
接着，我们将在正文部分分为两个主要部分，分别是软件设计知识点和软件体系结构知识点。
在软件设计知识点部分，我们将深入探讨设计原则和设计模式的概念与应用。
而在软件体系结构知识点部分，我们将介绍分层架构和客户-服务器架构的原理和特点。
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。
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。
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. . 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。
(2) 可靠性需求：用户在软件失效的频率、严重程度、易恢复性，以及故障可预测性等方面的要求。
(3) 易用性需求：用户在界面的易用性、美观性，以及对面向用户的文档和培训资料等方面的要求。
(4) 安全性需求：用户在身份认证、授权控制、私密性等方面的要求 (5) 外部接口：用户对待开发软件系统与其他软件系统或硬件设备之间的接口的要求。
(6) 可保障性（supportable）需求：用户在软件可配置性、可扩展性、可维护性、可移植性等方面的要求。 4. 可靠性可用性区别 可靠性通常低于可用性，因为可靠性要求系统在[0,t]的整个时间段内需正常（注. . 意是“连续”!）运行； 可用性大于或等于可靠性，对于可用性，要求就没有那么高，系统可以发生故障，然后在时间段[0,t]内修复。修复以后，只要系统能够正常运行，它仍然计入系统的可用性。 计算：
第三章 1、软件架构风格(是一个面向一类给定环境的架构设计决策的集合，这些通用的设计决策形成了一种特定的模式，为一族系统提供粗粒度的抽象框架。 每一个软件系统都有其占主导地位的软件架构风格。 “从软件中来，到软件中去” 架构风格通过为常见的问题提供解决方案，增强了对问题的分解能力、提升了设计重用的水平。 . . ) 1）独立构建风格：（ 这种风格的主要特点是：事件的触发者并不知道哪些构
件会被这些事件影响，相互保持独立。 这样不能假定构件的处理顺序，甚至不知道哪些过程会被调用； 各个构件之间彼此无直接的连接关系，各自独立存在，通过对事件的发布和注册实现关联。 ） 进程通信体系结构风格：构件是独立的进程，连接件是消息传递。消息传递通常用来实现进程之间的同步和对共享资源的互斥操作 典型例子：客户-服务器架构，其中服务器通常用来为一个或多个客户端提供数据服务，客户端则用来向服务器发出请求，针对这些请求服务器通过同步或异步方式进行请求响应。
基于事件的隐式调用风格 ： 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/发布，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。 .
. • 这种系统，称为基于事件的系统(Event-based system)， 采用隐式调用(Implicit invocation)的方式。
2）层次风格优点： 通过把逻辑层分布到多个物理层中，可以提高可伸缩性、容错性（fault tolerance）和性能。 可重用性。每一层提供的功能都是独立的和定义良好的。不同层之间有明确的接口，在解决一个新的问题时，使开发人员更容易地重用一个已有的层。 可测试性。由于有了明确定义的接口，以及可以在层接口的不同实现之间实现按需切换，可测试性明显增强了。 标准化。清晰定义并且广泛接受的抽象层次能够促进实现标准化的任务和接口开发，同样接口的不同实现能够互换使用。
缺点： 1)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； 2)效率的降低： 由分层风格构成的系统，运行效率往往低于整体结构。 在上层中的服务如果有很多依赖于最底层，则相关的数据必须通过一些中间层的若干次转化，才能传到； 3)很难找到合适的、正确的层次抽象方法： 层数太少，分层不能完全发挥这种风格的可复用性、可修改性和可移植性上的. . 潜力。 层数过多，则引入不必要的复杂性和层间隔离冗余以及层间传输开销。
3) 虚拟机风格： 不管何种类别的虚拟机，本质上都是在高层次抽象的 用户与低层次抽象的OS/硬件之间建立一道屏障。
但是，如何把上层应用的请求映射到下层OS/硬件系 统的执行？ • 解释器(Interpreter) • 基于规则的系统(Rule-based System) 解释器：是一个用来执行其他程序的程序. 基本构件： • 解释器引擎 • 存储区 连接器： • 对存储区的数据访问 基于规则的系统：核心思想： 将业务逻辑中可能频繁发生变化的代码从源代码中分离出来； 基本过程： 使用规则定义语言（IF…THEN…的形式，通常基于XML或自然语言，但绝不是程序设计语言），将这些变化部分定义为“规则”； 4)客户机/服务器：一个应用系统被分为两个逻辑上分离的部分，每一部分充当. . 不同的角色、完成不同的功能，多台计算机共同完成统一的任务。 1）客户机(前端，front-end)：接受用户的输入，并把输入进行适当组织，转换成服务器接受的形式，通过网络传递给服务器，同时，负责接收服务器的回送消息，并表back-end) 2）服务器：提供各种服务，通常在高档计算机（服务器）上运行。服务器软件根据客户机的请求提供相应的服务，如数据库服务、邮件服务、Web服务等。 3）连接件：建立在网络协议上，驻留在服务器和客户机两端，提供透明的网络连接和服务。 5）基于B/S体系结构的软件
优点 •系统维护成本低： •客户端无任何业务逻辑
•良好的灵活性和可扩展性 •较好的安全性 •良好的容错能力和负载平衡能力。 缺点 •客户端浏览器一般情况下以同步的请求/响应模式交换数据，每请求一次服务器就要刷新一次页面； •受HTTP协议“基于文本的数据交换”的限制，在数据查询等响应速度上，要远远低于C/S体系结构； . . •提交一般以页面为单位，数据的动态交互性不强，不利于在线事务处理(OLTP)应用； •受限于HTML的表达能力，难以支持复杂GUI (如报表等)。
6）SOA风格 定义:面向服务的体系结构（Service-Oriented Architecture，SOA）是一个构件模型，它将应用程序的不同功能单元通过定义良好的接口和契约联系起来 接口是采用中立的方式进行定义的，它应该独立于实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言。这使得构建在各种这样的系统中的服务可以以一种统一和通用的方式进行交互。 服务（service）是封装成用于业务流程的可复用构件的应用程序函数。它提供信息或简化业务数据从一个有效的、一致的状态向另一个状态的转变 用于实现特定服务的流程并不重要，只要它响应命令并为请求提供高质量的服务就可以了 服务特征:
可在网际间请求调用 具有良好的兼容性 粗粒度的操作 松散耦合的关联 基于接口的设计 具有透明的搜索和查询