系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)IBM-71軟件體系結(jié)構(gòu)概念課件

軟件體系結(jié)構(gòu)概念軟件體系結(jié)構(gòu)概念1軟件的復(fù)雜性問(wèn)題：當(dāng)系統(tǒng)的規(guī)模和復(fù)雜度不斷增大的時(shí)候，構(gòu)造整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵是什么？軟件的復(fù)雜性問(wèn)題：當(dāng)系統(tǒng)的規(guī)模和復(fù)雜度不斷增大的時(shí)候，構(gòu)造整2軟件的復(fù)雜性舉例：要求編寫(xiě)一個(gè)程序，該程序讀入一個(gè)文本文件，統(tǒng)計(jì)在該文本文件中每個(gè)英文單詞出現(xiàn)的頻率，并輸出單詞頻率最高的100個(gè)單詞。構(gòu)造上述軟件的重點(diǎn)是設(shè)計(jì)哪些部分軟件的復(fù)雜性舉例：要求編寫(xiě)一個(gè)程序，該程序讀入一個(gè)文本文件，3軟件的復(fù)雜性算法的選擇數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)造舉例：要求編寫(xiě)一個(gè)程序，該程序讀入一個(gè)文本文件，統(tǒng)計(jì)在該文本文件中每個(gè)英文單詞出現(xiàn)的頻率，并輸出單詞頻率最高的100個(gè)單詞。軟件的復(fù)雜性算法的選擇數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)造舉例：要求編4軟件的復(fù)雜性舉例：Web信息檢索是對(duì)發(fā)布在Web信息資源進(jìn)行搜集、整理和組織，形成一個(gè)信息資源索引庫(kù)，并通過(guò)檢索界面將最符合用戶(hù)要求的網(wǎng)站或網(wǎng)頁(yè)提供給用戶(hù)。軟件的復(fù)雜性舉例：Web信息檢索是對(duì)發(fā)布在Web信息資源進(jìn)行5軟件的復(fù)雜性舉例：Web信息檢索是對(duì)發(fā)布在Web信息資源進(jìn)行搜集、整理和組織，形成一個(gè)信息資源索引庫(kù)，并通過(guò)檢索界面將最符合用戶(hù)要求的網(wǎng)站或網(wǎng)頁(yè)提供給用戶(hù)。網(wǎng)頁(yè)搜集預(yù)處理檢索服務(wù)Web信息檢索的處理過(guò)程：軟件的復(fù)雜性舉例：Web信息檢索是對(duì)發(fā)布在Web信息資源進(jìn)行6軟件的復(fù)雜性互聯(lián)網(wǎng)采集器網(wǎng)頁(yè)文件其他文檔數(shù)據(jù)庫(kù)信息采集模塊索引器索引數(shù)據(jù)庫(kù)倒排文檔標(biāo)引處理模塊用戶(hù)接口檢索器檢索結(jié)果集相關(guān)處理信息檢索模塊用戶(hù)輸入軟件的復(fù)雜性互聯(lián)網(wǎng)采集器網(wǎng)頁(yè)文件其他文檔數(shù)據(jù)庫(kù)信息采集模塊索7處理復(fù)雜性隨著軟件系統(tǒng)的規(guī)模和復(fù)雜性不斷增加，對(duì)系統(tǒng)的全局結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和規(guī)劃變得比算法的選擇和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)明顯重要得多。處理復(fù)雜性隨著軟件系統(tǒng)的規(guī)模和復(fù)雜性不斷增加，對(duì)系統(tǒng)的全局結(jié)8系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)IBM——71軟件體系結(jié)構(gòu)概念課件9軟件體系結(jié)構(gòu)概念軟件體系結(jié)構(gòu)（Software

Architecture）包括構(gòu)成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)元素的描述、設(shè)計(jì)元素之間的交互、設(shè)計(jì)元素的組合模式以及在這些模式中的約束。構(gòu)件連接件物理分布約束作用于這些要素或連接關(guān)系上的限制條件性能質(zhì)量一組基本的構(gòu)成要素這些要素之間的連接關(guān)系這些要素連接之后形成的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)軟件體系結(jié)構(gòu)概念軟件體系結(jié)構(gòu)（SoftwareArchit10軟件體系結(jié)構(gòu)概念軟件體系結(jié)構(gòu)

=

構(gòu)件+

連接件+

約束如何將復(fù)雜的軟件系統(tǒng)劃分成模塊如何規(guī)范模塊的構(gòu)成如何將這些模塊組織成為完整的系統(tǒng)如何保證系統(tǒng)的質(zhì)量要求軟件體系結(jié)構(gòu)概念軟件體系結(jié)構(gòu)=構(gòu)件+連接件+約束11軟件體系結(jié)構(gòu)概念Component構(gòu)件是具有某種功能的可復(fù)用的軟件結(jié)構(gòu)單元，表示系統(tǒng)中主要的計(jì)算元素和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。Interface程序函數(shù)、模塊對(duì)象、類(lèi)文件相關(guān)功能的集合……ServiceC軟件體系結(jié)構(gòu)概念Component構(gòu)件是具有某種功能的可復(fù)用12軟件體系結(jié)構(gòu)概念連接是構(gòu)件間建立和維護(hù)行為關(guān)聯(lián)與信息傳遞的途徑。過(guò)程調(diào)用、中斷、I/O、事件、進(jìn)程、線程、共享、同步、并發(fā)、消息、遠(yuǎn)程調(diào)用、動(dòng)態(tài)連接、API

等等機(jī)制協(xié)議對(duì)過(guò)程調(diào)用來(lái)說(shuō)：參數(shù)的個(gè)數(shù)和類(lèi)型、參數(shù)排列次序?qū)ο魉蛠?lái)說(shuō)：消息的格式軟件體系結(jié)構(gòu)概念連接是構(gòu)件間建立和維護(hù)行為關(guān)聯(lián)與信息傳遞的途13軟件體系結(jié)構(gòu)概念連接件表示構(gòu)件之間的交互并實(shí)現(xiàn)構(gòu)件之間的連接。C1C2管道（pipe）過(guò)程調(diào)用（procedure

call）事件廣播（event

broadcast）客戶(hù)機(jī)-服務(wù)器（client-server）數(shù)據(jù)庫(kù)連接（SQL）一般構(gòu)件是軟件功能設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的承載體連接件是負(fù)責(zé)完成構(gòu)件之間信息交換和行為聯(lián)系的專(zhuān)用構(gòu)件軟件體系結(jié)構(gòu)概念連接件表示構(gòu)件之間的交互并實(shí)現(xiàn)構(gòu)件之間的連接14軟件體系結(jié)構(gòu)的目標(biāo)軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目標(biāo)可重用性：復(fù)用已實(shí)現(xiàn)證明的體系結(jié)構(gòu)，或提供可重用資產(chǎn)可擴(kuò)展性：易于增加新的功能可改變性：易于適應(yīng)需求變更簡(jiǎn)單性：將復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化，使系統(tǒng)更加易于理解和實(shí)現(xiàn)有效性：體現(xiàn)早期設(shè)計(jì)決策，展現(xiàn)系統(tǒng)滿(mǎn)足需求的能力軟件體系結(jié)構(gòu)的目標(biāo)軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目標(biāo)可重用性：復(fù)用已實(shí)現(xiàn)15軟件體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展功能函數(shù)對(duì)象構(gòu)件設(shè)計(jì)模式服務(wù)體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格面向模式的體系結(jié)構(gòu)框架面向過(guò)程的分析與設(shè)計(jì)面向?qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計(jì)基于構(gòu)件的軟件開(kāi)發(fā)面向服務(wù)的計(jì)算面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)IT技術(shù)封閉商務(wù)過(guò)程開(kāi)放細(xì)粒度粗粒度軟件體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展功能函數(shù)對(duì)象構(gòu)件設(shè)計(jì)模式服務(wù)體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格16風(fēng)格、模式和框架體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格：用于描述某一特定應(yīng)用領(lǐng)域中系統(tǒng)組織的慣用模式，反映了領(lǐng)域中眾多系統(tǒng)所共有的結(jié)構(gòu)和語(yǔ)義特性。設(shè)計(jì)模式：描述了軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中常見(jiàn)問(wèn)題的一些解決方案，通常是從大量的成功實(shí)踐中總結(jié)出來(lái)的且被廣泛公認(rèn)的實(shí)踐和知識(shí)。軟件框架：軟件框架是由開(kāi)發(fā)人員定制的應(yīng)用系統(tǒng)的骨架，是整個(gè)或部分系統(tǒng)的可重用設(shè)計(jì)，由一組抽象構(gòu)件和構(gòu)件實(shí)例間的交互方式組成。風(fēng)格、模式和框架體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格：用于描述某一特定應(yīng)用領(lǐng)域中系統(tǒng)17風(fēng)格、模式和框架框架和體系結(jié)構(gòu)的關(guān)系：體系結(jié)構(gòu)的呈現(xiàn)形式是一個(gè)設(shè)計(jì)規(guī)約，而框架則是“半成品”的軟件；體系結(jié)構(gòu)的目的是指導(dǎo)軟件系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，而框架的目的是設(shè)計(jì)復(fù)用。ControllerViewModel風(fēng)格、模式和框架框架和體系結(jié)構(gòu)的關(guān)系：ControllerV18風(fēng)格、模式和框架框架和設(shè)計(jì)模式的關(guān)系：框架給出的是整個(gè)應(yīng)用的體系結(jié)構(gòu)；而設(shè)計(jì)模式則給出了單一設(shè)計(jì)問(wèn)題的解決方案，且可以在不同的應(yīng)用程序或者框架中進(jìn)行應(yīng)用。舉例：一個(gè)網(wǎng)絡(luò)游戲可以基于網(wǎng)易的Pomelo框架開(kāi)發(fā)，這是一個(gè)基于Node.js的高性能、分布式游戲服務(wù)器框架；在實(shí)現(xiàn)某個(gè)動(dòng)畫(huà)功能時(shí)，可能會(huì)使用觀察者模式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的通知更新。設(shè)計(jì)模式的目標(biāo)是改善代碼結(jié)構(gòu)，提高程序的結(jié)構(gòu)質(zhì)量；框架強(qiáng)調(diào)的是設(shè)計(jì)的重用性和系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，以縮短開(kāi)發(fā)周期，提高開(kāi)發(fā)質(zhì)量。風(fēng)格、模式和框架框架和設(shè)計(jì)模式的關(guān)系：19軟件體系結(jié)構(gòu)概念軟件體系結(jié)構(gòu)概念20軟件的復(fù)雜性問(wèn)題：當(dāng)系統(tǒng)的規(guī)模和復(fù)雜度不斷增大的時(shí)候，構(gòu)造整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵是什么？軟件的復(fù)雜性問(wèn)題：當(dāng)系統(tǒng)的規(guī)模和復(fù)雜度不斷增大的時(shí)候，構(gòu)造整21軟件的復(fù)雜性舉例：要求編寫(xiě)一個(gè)程序，該程序讀入一個(gè)文本文件，統(tǒng)計(jì)在該文本文件中每個(gè)英文單詞出現(xiàn)的頻率，并輸出單詞頻率最高的100個(gè)單詞。構(gòu)造上述軟件的重點(diǎn)是設(shè)計(jì)哪些部分軟件的復(fù)雜性舉例：要求編寫(xiě)一個(gè)程序，該程序讀入一個(gè)文本文件，22軟件的復(fù)雜性算法的選擇數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)造舉例：要求編寫(xiě)一個(gè)程序，該程序讀入一個(gè)文本文件，統(tǒng)計(jì)在該文本文件中每個(gè)英文單詞出現(xiàn)的頻率，并輸出單詞頻率最高的100個(gè)單詞。軟件的復(fù)雜性算法的選擇數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)造舉例：要求編23軟件的復(fù)雜性舉例：Web信息檢索是對(duì)發(fā)布在Web信息資源進(jìn)行搜集、整理和組織，形成一個(gè)信息資源索引庫(kù)，并通過(guò)檢索界面將最符合用戶(hù)要求的網(wǎng)站或網(wǎng)頁(yè)提供給用戶(hù)。軟件的復(fù)雜性舉例：Web信息檢索是對(duì)發(fā)布在Web信息資源進(jìn)行24軟件的復(fù)雜性舉例：Web信息檢索是對(duì)發(fā)布在Web信息資源進(jìn)行搜集、整理和組織，形成一個(gè)信息資源索引庫(kù)，并通過(guò)檢索界面將最符合用戶(hù)要求的網(wǎng)站或網(wǎng)頁(yè)提供給用戶(hù)。網(wǎng)頁(yè)搜集預(yù)處理檢索服務(wù)Web信息檢索的處理過(guò)程：軟件的復(fù)雜性舉例：Web信息檢索是對(duì)發(fā)布在Web信息資源進(jìn)行25軟件的復(fù)雜性互聯(lián)網(wǎng)采集器網(wǎng)頁(yè)文件其他文檔數(shù)據(jù)庫(kù)信息采集模塊索引器索引數(shù)據(jù)庫(kù)倒排文檔標(biāo)引處理模塊用戶(hù)接口檢索器檢索結(jié)果集相關(guān)處理信息檢索模塊用戶(hù)輸入軟件的復(fù)雜性互聯(lián)網(wǎng)采集器網(wǎng)頁(yè)文件其他文檔數(shù)據(jù)庫(kù)信息采集模塊索26處理復(fù)雜性隨著軟件系統(tǒng)的規(guī)模和復(fù)雜性不斷增加，對(duì)系統(tǒng)的全局結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和規(guī)劃變得比算法的選擇和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)明顯重要得多。處理復(fù)雜性隨著軟件系統(tǒng)的規(guī)模和復(fù)雜性不斷增加，對(duì)系統(tǒng)的全局結(jié)27系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)IBM——71軟件體系結(jié)構(gòu)概念課件28軟件體系結(jié)構(gòu)概念軟件體系結(jié)構(gòu)（Software

Architecture）包括構(gòu)成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)元素的描述、設(shè)計(jì)元素之間的交互、設(shè)計(jì)元素的組合模式以及在這些模式中的約束。構(gòu)件連接件物理分布約束作用于這些要素或連接關(guān)系上的限制條件性能質(zhì)量一組基本的構(gòu)成要素這些要素之間的連接關(guān)系這些要素連接之后形成的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)軟件體系結(jié)構(gòu)概念軟件體系結(jié)構(gòu)（SoftwareArchit29軟件體系結(jié)構(gòu)概念軟件體系結(jié)構(gòu)

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構(gòu)件+

連接件+

約束如何將復(fù)雜的軟件系統(tǒng)劃分成模塊如何規(guī)范模塊的構(gòu)成如何將這些模塊組織成為完整的系統(tǒng)如何保證系統(tǒng)的質(zhì)量要求軟件體系結(jié)構(gòu)概念軟件體系結(jié)構(gòu)=構(gòu)件+連接件+約束30軟件體系結(jié)構(gòu)概念Component構(gòu)件是具有某種功能的可復(fù)用的軟件結(jié)構(gòu)單元，表示系統(tǒng)中主要的計(jì)算元素和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。Interface程序函數(shù)、模塊對(duì)象、類(lèi)文件相關(guān)功能的集合……ServiceC軟件體系結(jié)構(gòu)概念Component構(gòu)件是具有某種功能的可復(fù)用31軟件體系結(jié)構(gòu)概念連接是構(gòu)件間建立和維護(hù)行為關(guān)聯(lián)與信息傳遞的途徑。過(guò)程調(diào)用、中斷、I/O、事件、進(jìn)程、線程、共享、同步、并發(fā)、消息、遠(yuǎn)程調(diào)用、動(dòng)態(tài)連接、API

等等機(jī)制協(xié)議對(duì)過(guò)程調(diào)用來(lái)說(shuō)：參數(shù)的個(gè)數(shù)和類(lèi)型、參數(shù)排列次序?qū)ο魉蛠?lái)說(shuō)：消息的格式軟件體系結(jié)構(gòu)概念連接是構(gòu)件間建立和維護(hù)行為關(guān)聯(lián)與信息傳遞的途32軟件體系結(jié)構(gòu)概念連接件表示構(gòu)件之間的交互并實(shí)現(xiàn)構(gòu)件之間的連接。C1C2管道（pipe）過(guò)程調(diào)用（procedure

call）事件廣播（event

broadcast）客戶(hù)機(jī)-服務(wù)器（client-server）數(shù)據(jù)庫(kù)連接（SQL）一般構(gòu)件是軟件功能設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的承載體連接件是負(fù)責(zé)完成構(gòu)件之間信息交換和行為聯(lián)系的專(zhuān)用構(gòu)件軟件體系結(jié)構(gòu)概念連接件表示構(gòu)件之間的交互并實(shí)現(xiàn)構(gòu)件之間的連接33軟件體系結(jié)構(gòu)的目標(biāo)軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目標(biāo)可重用性：復(fù)用已實(shí)現(xiàn)證明的體系結(jié)構(gòu)，或提供可重用資產(chǎn)可擴(kuò)展性：易于增加新的功能可改變性：易于適應(yīng)需求變更簡(jiǎn)單性：將復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化，使系統(tǒng)更加易于理解和實(shí)現(xiàn)有效性：體現(xiàn)早期設(shè)計(jì)決策，展現(xiàn)系統(tǒng)滿(mǎn)足需求的能力軟件體系結(jié)構(gòu)的目標(biāo)軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目標(biāo)可重用性：復(fù)用已實(shí)現(xiàn)34軟件體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展功能函數(shù)對(duì)象構(gòu)件設(shè)計(jì)模式服務(wù)體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格面向模式的體系結(jié)構(gòu)框架面向過(guò)程的分析與設(shè)計(jì)面向?qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計(jì)基于構(gòu)件的軟件開(kāi)發(fā)面向服務(wù)的計(jì)算面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)IT技術(shù)封閉商務(wù)過(guò)程開(kāi)放細(xì)粒度粗粒度軟件體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展功能函數(shù)對(duì)象構(gòu)件設(shè)計(jì)模式服務(wù)體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格35風(fēng)格、模式和框架體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格：用于描述某一特定應(yīng)用領(lǐng)域中系統(tǒng)組織的慣用模式，反映了領(lǐng)域中眾多系統(tǒng)所共有的結(jié)構(gòu)和語(yǔ)義特性。設(shè)計(jì)模式：描述了軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中常見(jiàn)問(wèn)題的一些解決方案，通常是從大量的成功實(shí)踐中總結(jié)出來(lái)的且被廣泛公認(rèn)的實(shí)踐和知識(shí)。軟件框架：軟件框架是由開(kāi)發(fā)人員定制的應(yīng)用系統(tǒng)的骨架，是整個(gè)或部分系統(tǒng)的可重用設(shè)計(jì)，由一組抽象構(gòu)件和構(gòu)件實(shí)例間的交互方式組成。風(fēng)格、模式和框架體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格：用于描述某一特定應(yīng)用領(lǐng)域中系統(tǒng)36風(fēng)格、模式和框架框架和體系結(jié)構(gòu)的關(guān)系：體系結(jié)構(gòu)的呈現(xiàn)形式是一個(gè)設(shè)計(jì)規(guī)約，而框架則是“半成品”的軟件；體系結(jié)構(gòu)的目的是指導(dǎo)軟件系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，而框架的目的是設(shè)計(jì)復(fù)用。ControllerViewModel風(fēng)格、模式和框架框架和體系結(jié)構(gòu)的關(guān)系：Controll