軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格研討.ppt

1、本資料來(lái)源,第三章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格, 定義,第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.1 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格概述,軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格是描述某一特定應(yīng)用領(lǐng)域中系統(tǒng)組織方式的慣用模式。 體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格定義了一個(gè)系統(tǒng)家族，即一個(gè)體系結(jié)構(gòu)定義一個(gè)詞匯表和一組約束。詞匯表中包含一些構(gòu)件和連接件類型，而這組約束指出系統(tǒng)是如何將這些構(gòu)件和連接件組合起來(lái)的。 體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格反映了領(lǐng)域中眾多系統(tǒng)所共有的結(jié)構(gòu)和語(yǔ)義特性，并指導(dǎo)如何將各個(gè)模塊和子系統(tǒng)有效地組織成一個(gè)完整的系統(tǒng)。, 討論體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格時(shí)要回答的問(wèn)題,第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.1 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格概述, 構(gòu)件和連接件的類型是什么？ 可容許的結(jié)構(gòu)模式是什么？ 基本的計(jì)算

2、模型是什么？ 風(fēng)格的基本不變性是什么？ 其使用的常見(jiàn)例子是什么？ 使用此風(fēng)格的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？ 其常見(jiàn)的特例是什么？, 經(jīng)典的體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.1 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格概述, 數(shù)據(jù)流風(fēng)格：批處理序列；管道/過(guò)濾器。 調(diào)用/返回風(fēng)格：主程序/子程序；面向?qū)ο箫L(fēng)格；層次結(jié)構(gòu)。 獨(dú)立構(gòu)件風(fēng)格：進(jìn)程通訊；事件系統(tǒng)。 虛擬機(jī)風(fēng)格：解釋器；基于規(guī)則的系統(tǒng)。 倉(cāng)庫(kù)風(fēng)格：數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)；超文本系統(tǒng)；黑板系統(tǒng)。, 管道和過(guò)濾器,第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.2 經(jīng)典軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,每個(gè)構(gòu)件都有一組輸入和輸出，構(gòu)件讀輸入的數(shù)據(jù)流，經(jīng)過(guò)內(nèi)部處理，然后產(chǎn)生輸出數(shù)據(jù)流。這個(gè)過(guò)程通常通過(guò)對(duì)輸入流的變換及

3、增量計(jì)算來(lái)完成，所以在輸入被完全消費(fèi)之前，輸出便產(chǎn)生了。 這里的構(gòu)件被稱為過(guò)濾器，這種風(fēng)格的連接件就象是數(shù)據(jù)流傳輸?shù)墓艿?，將一個(gè)過(guò)濾器的輸出傳到另一過(guò)濾器的輸入。, 管道和過(guò)濾器,第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.2 經(jīng)典軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格, 管道和過(guò)濾器風(fēng)格的優(yōu)點(diǎn),第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.2 經(jīng)典軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格, 使得軟構(gòu)件具有良好的隱蔽性和高內(nèi)聚、低耦合的特點(diǎn)； 允許設(shè)計(jì)者將整個(gè)系統(tǒng)的輸入/輸出行為看成是多個(gè)過(guò)濾器的行為的簡(jiǎn)單合成； 支持軟件重用。只要提供適合在兩個(gè)過(guò)濾器之間傳送的數(shù)據(jù)，任何兩個(gè)過(guò)濾器都可被連接起來(lái)； 系統(tǒng)維護(hù)和增強(qiáng)系統(tǒng)性能簡(jiǎn)單。新的過(guò)濾器可以添加到現(xiàn)有系統(tǒng)中來(lái)；舊的可以

4、被改進(jìn)的過(guò)濾器替換掉； 允許對(duì)一些如吞吐量、死鎖等屬性的分析； 支持并行執(zhí)行。每個(gè)過(guò)濾器是作為一個(gè)單獨(dú)的任務(wù)完成，因此可與其它任務(wù)并行執(zhí)行。, 管道和過(guò)濾器的缺點(diǎn),第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.2 經(jīng)典軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格, 通常導(dǎo)致進(jìn)程成為批處理的結(jié)構(gòu)。這是因?yàn)殡m然過(guò)濾器可增量式地處理數(shù)據(jù)，但它們是獨(dú)立的，所以設(shè)計(jì)者必須將每個(gè)過(guò)濾器看成一個(gè)完整的從輸入到輸出的轉(zhuǎn)換； 不適合處理交互的應(yīng)用。當(dāng)需要增量地顯示改變時(shí)，這個(gè)問(wèn)題尤為嚴(yán)重； 因?yàn)樵跀?shù)據(jù)傳輸上沒(méi)有通用的標(biāo)準(zhǔn)，每個(gè)過(guò)濾器都增加了解析和合成數(shù)據(jù)的工作，這樣就導(dǎo)致了系統(tǒng)性能下降，并增加了編寫(xiě)過(guò)濾器的復(fù)雜性。, 數(shù)據(jù)抽象和面向?qū)ο蠼M織,第3章 軟件

5、體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.2 經(jīng)典軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,這種風(fēng)格建立在數(shù)據(jù)抽象和面向?qū)ο蟮幕A(chǔ)上，數(shù)據(jù)的表示方法和它們的相應(yīng)操作封裝在一個(gè)抽象數(shù)據(jù)類型或?qū)ο笾小?這種風(fēng)格的構(gòu)件是對(duì)象，或者說(shuō)是抽象數(shù)據(jù)類型的實(shí)例。對(duì)象是一種被稱作管理者的構(gòu)件，因?yàn)樗?fù)責(zé)保持資源的完整性。對(duì)象是通過(guò)函數(shù)和過(guò)程的調(diào)用來(lái)交互的。, 數(shù)據(jù)抽象和面向?qū)ο蠼M織,第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.2 經(jīng)典軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格, 面向?qū)ο笙到y(tǒng)的優(yōu)點(diǎn),第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.2 經(jīng)典軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格, 因?yàn)閷?duì)象對(duì)其它對(duì)象隱藏它的表示，所以可以改變一個(gè)對(duì)象的表示，而不影響其它的對(duì)象； 設(shè)計(jì)者可將一些數(shù)據(jù)存取操作的問(wèn)題分解成一些交互的代理程序的集

6、合。, 面向?qū)ο笙到y(tǒng)的缺點(diǎn),第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.2 經(jīng)典軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格, 為了使一個(gè)對(duì)象和另一個(gè)對(duì)象通過(guò)過(guò)程調(diào)用等進(jìn)行交互，必須知道對(duì)象的標(biāo)識(shí)。只要一個(gè)對(duì)象的標(biāo)識(shí)改變了，就必須修改所有其他明確調(diào)用它的對(duì)象； 必須修改所有顯式調(diào)用它的其它對(duì)象，并消除由此帶來(lái)的一些副作用。例如，如果A使用了對(duì)象B，C也使用了對(duì)象B，那么，C對(duì)B的使用所造成的對(duì)A的影響可能是料想不到的。, 基于事件的隱式調(diào)用,第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.2 經(jīng)典軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,構(gòu)件不直接調(diào)用一個(gè)過(guò)程，而是觸發(fā)或廣播一個(gè)或多個(gè)事件。系統(tǒng)中的其它構(gòu)件中的過(guò)程在一個(gè)或多個(gè)事件中注冊(cè)，當(dāng)一個(gè)事件被觸發(fā)，系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)用在這個(gè)事

7、件中注冊(cè)的所有過(guò)程，這樣，一個(gè)事件的觸發(fā)就導(dǎo)致了另一模塊中的過(guò)程的調(diào)用。 這種風(fēng)格的構(gòu)件是一些模塊，模塊既可以是一些過(guò)程，又可以是一些事件的集合。過(guò)程可以用通用的方式調(diào)用，也可以在系統(tǒng)事件中注冊(cè)一些過(guò)程，當(dāng)發(fā)生這些事件時(shí)，過(guò)程被調(diào)用。 這種風(fēng)格的主要特點(diǎn)是事件的觸發(fā)者并不知道哪些構(gòu)件會(huì)被這些事件影響。這樣不能假定構(gòu)件的處理順序，甚至不知道哪些過(guò)程會(huì)被調(diào)用，因此，許多隱式調(diào)用的系統(tǒng)也包含顯式調(diào)用作為構(gòu)件交互的補(bǔ)充形式。, 基于事件的隱式調(diào)用的優(yōu)點(diǎn),第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.2 經(jīng)典軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格, 為軟件重用提供了強(qiáng)大的支持。當(dāng)需要將一個(gè)構(gòu)件加入現(xiàn)存系統(tǒng)中時(shí)，只需將它注冊(cè)到系統(tǒng)的事件中。

8、為改進(jìn)系統(tǒng)帶來(lái)了方便。當(dāng)用一個(gè)構(gòu)件代替另一個(gè)構(gòu)件時(shí)，不會(huì)影響到其它構(gòu)件的接口。, 基于事件的隱式調(diào)用的缺點(diǎn),第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.2 經(jīng)典軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格, 構(gòu)件放棄了對(duì)系統(tǒng)計(jì)算的控制。一個(gè)構(gòu)件觸發(fā)一個(gè)事件時(shí)，不能確定其它構(gòu)件是否會(huì)響應(yīng)它。而且即使它知道事件注冊(cè)了哪些構(gòu)件的構(gòu)成，它也不能保證這些過(guò)程被 調(diào)用的順序。 數(shù)據(jù)交換的問(wèn)題。有時(shí)數(shù)據(jù)可被一個(gè)事件傳遞，但另一些情況下，基于事件的系統(tǒng)必須依靠一個(gè)共享的倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行交互。在這些情況下，全局性能和資源管理便成了問(wèn)題。 既然過(guò)程的語(yǔ)義必須依賴于被觸發(fā)事件的上下文約束，關(guān)于正確性的推理存在問(wèn)題。, 分層系統(tǒng),第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.2 經(jīng)

9、典軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,層次系統(tǒng)組織成一個(gè)層次結(jié)構(gòu)，每一層為上層服務(wù)，并作為下層客戶。在一些層次系統(tǒng)中，除了一些精心挑選的輸出函數(shù)外，內(nèi)部的層只對(duì)相鄰的層可見(jiàn)。這樣的系統(tǒng)中構(gòu)件在一些層實(shí)現(xiàn)了虛擬機(jī)（在另一些層次系統(tǒng)中層是部分不透明的）。連接件通過(guò)決定層間如何交互的協(xié)議來(lái)定義，拓?fù)浼s束包括對(duì)相鄰層間交互的約束。 這種風(fēng)格支持基于可增加抽象層的設(shè)計(jì)。允許將一個(gè)復(fù)雜問(wèn)題分解成一個(gè)增量步驟序列的實(shí)現(xiàn)。由于每一層最多只影響兩層，同時(shí)只要給相鄰層提供相同的接口，允許每層用不同的方法實(shí)現(xiàn)，同樣為軟件重用提供了強(qiáng)大的支持。, 分層系統(tǒng),第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.2 經(jīng)典軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格, 分層系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn),第3

10、章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.2 經(jīng)典軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格, 支持基于抽象程度遞增的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)者可以把一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)按遞增的步驟進(jìn)行分解； 支持功能增強(qiáng)，因?yàn)槊恳粚又炼嗪拖噜彽纳舷聦咏换?，因此功能的改變最多影響相鄰的上下層?支持重用。只要提供的服務(wù)接口定義不變，同一層的不同實(shí)現(xiàn)可以交換使用。這樣，就可以定義一組標(biāo)準(zhǔn)的接口，而允許各種不同的實(shí)現(xiàn)方法。, 分層系統(tǒng)的缺點(diǎn),第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.2 經(jīng)典軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格, 并不是每個(gè)系統(tǒng)都可以很容易地劃分為分層的模式，甚至即使一個(gè)系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)是層次化的，出于對(duì)系統(tǒng)性能的考慮，系統(tǒng)設(shè)計(jì)師不得不把一些低級(jí)或高級(jí)的功能綜合起來(lái)； 很難找到一個(gè)合適的

11、、正確的層次抽象方法。, 倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)及知識(shí)庫(kù),第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.2 經(jīng)典軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,在倉(cāng)庫(kù)風(fēng)格中，有兩種不同的構(gòu)件：中央數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)說(shuō)明當(dāng)前狀態(tài)，獨(dú)立構(gòu)件在中央數(shù)據(jù)存貯上執(zhí)行，倉(cāng)庫(kù)與外構(gòu)件間的相互作用在系統(tǒng)中會(huì)有大的變化。 控制原則的選取產(chǎn)生兩個(gè)主要的子類。若輸入流中某類時(shí)間觸發(fā)進(jìn)程執(zhí)行的選擇，則倉(cāng)庫(kù)是一傳統(tǒng)型數(shù)據(jù)庫(kù)；另一方面，若中央數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的當(dāng)前狀態(tài)觸發(fā)進(jìn)程執(zhí)行的選擇，則倉(cāng)庫(kù)是一黑板系統(tǒng)。, 倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)及知識(shí)庫(kù),第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.2 經(jīng)典軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格, C2風(fēng)格,第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.2 經(jīng)典軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,通過(guò)連接件綁定在一起的按照一組規(guī)則運(yùn)作的并行構(gòu)件

12、網(wǎng)絡(luò)。C2風(fēng)格中的系統(tǒng)組織規(guī)則如下： 系統(tǒng)中的構(gòu)件和連接件都有一個(gè)頂部和一個(gè)底部； 構(gòu)件的頂部應(yīng)連接到某連接件的底部，構(gòu)件的底部則應(yīng)連接到某連接件的頂部，而構(gòu)件與構(gòu)件之間的直接連接是不允許的； 一個(gè)連接件可以和任意數(shù)目的其它構(gòu)件和連接件連接； 當(dāng)兩個(gè)連接件進(jìn)行直接連接時(shí)，必須由其中一個(gè)的底部到另一個(gè)的頂部。, C2風(fēng)格,第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.2 經(jīng)典軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格, C2風(fēng)格的特點(diǎn),第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.2 經(jīng)典軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格, 系統(tǒng)中的構(gòu)件可實(shí)現(xiàn)應(yīng)用需求，并能將任意復(fù)雜度的功能封裝在一起； 所有構(gòu)件之間的通訊是通過(guò)以連接件為中介的異步消息交換機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)的； 構(gòu)件相對(duì)獨(dú)立，

13、構(gòu)件之間依賴性較少。系統(tǒng)中不存在某些構(gòu)件將在同一地址空間內(nèi)執(zhí)行，或某些構(gòu)件共享特定控制線程之類的相關(guān)性假設(shè)。, 產(chǎn)生背景,第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.3 客戶/服務(wù)器風(fēng)格, 在集中式計(jì)算技術(shù)時(shí)代廣泛使用的是大型機(jī)/小型機(jī)計(jì)算模型。它是通過(guò)一臺(tái)物理上與宿主機(jī)相連接的非智能終端來(lái)實(shí)現(xiàn)宿主機(jī)上的應(yīng)用程序。 20世紀(jì)80年代以后，集中式結(jié)構(gòu)逐漸被以PC機(jī)為主的微機(jī)網(wǎng)絡(luò)所取代。個(gè)人計(jì)算機(jī)和工作站的采用，永遠(yuǎn)改變了協(xié)作計(jì)算模型，從而導(dǎo)致了分散的個(gè)人計(jì)算模型的產(chǎn)生。, 基本概念,第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.3 客戶/服務(wù)器風(fēng)格, C/S軟件體系結(jié)構(gòu)是基于資源不對(duì)等，且為實(shí)現(xiàn)共享而提出來(lái)的，是20世紀(jì)90

14、年代成熟起來(lái)的技術(shù)，C/S體系結(jié)構(gòu)定義了工作站如何與服務(wù)器相連，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和應(yīng)用分布到多個(gè)處理機(jī)上。 C/S體系結(jié)構(gòu)有三個(gè)主要組成部分：數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、客戶應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)。, 體系結(jié)構(gòu),第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.3 客戶/服務(wù)器風(fēng)格, 任務(wù)分配,第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.3 客戶/服務(wù)器風(fēng)格, 服務(wù)器 （1）數(shù)據(jù)庫(kù)安全性的要求； （2）數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)并發(fā)性的控制； （3）數(shù)據(jù)庫(kù)前端的客戶應(yīng)用程序的全局?jǐn)?shù)據(jù)完整性規(guī)則； （4）數(shù)據(jù)庫(kù)的備份與恢復(fù)。, 任務(wù)分配,第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.3 客戶/服務(wù)器風(fēng)格, 客戶應(yīng)用程序 （1）提供用戶與數(shù)據(jù)庫(kù)交互的界面； （2）向數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器提交用戶請(qǐng)求

15、并接收來(lái)自數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的信息； （3）利用客戶應(yīng)用程序?qū)Υ嬖谟诳蛻舳说臄?shù)據(jù)執(zhí)行應(yīng)用邏輯要求。, 處理流程,第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.3 客戶/服務(wù)器風(fēng)格, 優(yōu)點(diǎn),第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.3 客戶/服務(wù)器風(fēng)格, C/S 體系結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)操作和事務(wù)處理能力，模型思想簡(jiǎn)單，易于人們理解和接受。 系統(tǒng)的客戶應(yīng)用程序和服務(wù)器構(gòu)件分別運(yùn)行在不同的計(jì)算機(jī)上，系統(tǒng)中每臺(tái)服務(wù)器都可以適合各構(gòu)件的要求，這對(duì)于硬件和軟件的變化顯示出極大的適應(yīng)性和靈活性，而且易于對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)充和縮小。 在C/S體系結(jié)構(gòu)中，系統(tǒng)中的功能構(gòu)件充分隔離，客戶應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)集中于數(shù)據(jù)的顯示和分析，而數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的開(kāi)發(fā)則集中于

16、數(shù)據(jù)的管理，不必在每一個(gè)新的應(yīng)用程序中都要對(duì)一個(gè)DBMS進(jìn)行編碼。將大的應(yīng)用處理任務(wù)分布到許多通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接的低成本計(jì)算機(jī)上，以節(jié)約大量費(fèi)用。, 缺點(diǎn),第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.3 客戶/服務(wù)器風(fēng)格, 開(kāi)發(fā)成本較高 客戶端程序設(shè)計(jì)復(fù)雜 信息內(nèi)容和形式單一 用戶界面風(fēng)格不一，使用繁雜，不利于推廣使用 軟件移植困難 軟件維護(hù)和升級(jí)困難 新技術(shù)不能輕易應(yīng)用, 體系結(jié)構(gòu),第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.4 三層客戶/服務(wù)器風(fēng)格, 處理流程,第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.4 三層客戶/服務(wù)器風(fēng)格, 物理結(jié)構(gòu),第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.4 三層客戶/服務(wù)器風(fēng)格, 應(yīng)用實(shí)例,第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3

17、.4 三層客戶/服務(wù)器風(fēng)格,自學(xué), 優(yōu)點(diǎn),第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.4 三層客戶/服務(wù)器風(fēng)格, 允許合理地劃分三層結(jié)構(gòu)的功能，使之在邏輯上保持相對(duì)獨(dú)立性，能提高系統(tǒng)和軟件的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性。 允許更靈活有效地選用相應(yīng)的平臺(tái)和硬件系統(tǒng)，使之在處理負(fù)荷能力上與處理特性上分別適應(yīng)于結(jié)構(gòu)清晰的三層；并且這些平臺(tái)和各個(gè)組成部分可以具有良好的可升級(jí)性和開(kāi)放性。 應(yīng)用的各層可以并行開(kāi)發(fā)，可以選擇各自最適合的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言。 利用功能層有效地隔離開(kāi)表示層與數(shù)據(jù)層，未授權(quán)的用戶難以繞過(guò)功能層而利用數(shù)據(jù)庫(kù)工具或黑客手段去非法地訪問(wèn)數(shù)據(jù)層，為嚴(yán)格的安全管理奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。, 要注意的問(wèn)題,第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格

18、,3.4 三層客戶/服務(wù)器風(fēng)格, 三層C/S結(jié)構(gòu)各層間的通信效率若不高，即使分配給各層的硬件能力很強(qiáng)，其作為整體來(lái)說(shuō)也達(dá)不到所要求的性能。 設(shè)計(jì)時(shí)必須慎重考慮三層間的通信方法、通信頻度及數(shù)據(jù)量。這和提高各層的獨(dú)立性一樣是三層C/S結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵問(wèn)題。, 基本概念,第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.5 瀏覽器/服務(wù)器風(fēng)格, 瀏覽器/服務(wù)器（B/S）風(fēng)格就是上述三層應(yīng)用結(jié)構(gòu)的一種實(shí)現(xiàn)方式，其具體結(jié)構(gòu)為：瀏覽器/Web服務(wù)器/數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。 B/S體系結(jié)構(gòu)主要是利用不斷成熟的.瀏覽器技術(shù)，結(jié)合瀏覽器的多種腳本語(yǔ)言，用通用瀏覽器就實(shí)現(xiàn)了原來(lái)需要復(fù)雜的專用軟件才能實(shí)現(xiàn)的強(qiáng)大功能，并節(jié)約了開(kāi)發(fā)成本。從某種程度上來(lái)

19、說(shuō)，B/S結(jié)構(gòu)是一種全新的軟件體系結(jié)構(gòu)。, 體系結(jié)構(gòu),第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.5 瀏覽器/服務(wù)器風(fēng)格, 優(yōu)點(diǎn),第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.5 瀏覽器/服務(wù)器風(fēng)格, 基于B/S體系結(jié)構(gòu)的軟件，系統(tǒng)安裝、修改和維護(hù)全在服務(wù)器端解決。用戶在使用系統(tǒng)時(shí)，僅僅需要一個(gè)瀏覽器就可運(yùn)行全部的模塊，真正達(dá)到了“零客戶端”的功能，很容易在運(yùn)行時(shí)自動(dòng)升級(jí)。 B/S體系結(jié)構(gòu)還提供了異種機(jī)、異種網(wǎng)、異種應(yīng)用服務(wù)的聯(lián)機(jī)、聯(lián)網(wǎng)、統(tǒng)一服務(wù)的最現(xiàn)實(shí)的開(kāi)放性基礎(chǔ)。, 缺點(diǎn),第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.5 瀏覽器/服務(wù)器風(fēng)格, B/S體系結(jié)構(gòu)缺乏對(duì)動(dòng)態(tài)頁(yè)面的支持能力，沒(méi)有集成有效的數(shù)據(jù)庫(kù)處理功能。 B/S體系結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)

20、擴(kuò)展能力差，安全性難以控制。 采用B/S體系結(jié)構(gòu)的應(yīng)用系統(tǒng)，在數(shù)據(jù)查詢等響應(yīng)速度上，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)地低于C/S體系結(jié)構(gòu)。 B/S體系結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)提交一般以頁(yè)面為單位，數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)交互性不強(qiáng)，不利于在線事務(wù)處理(OLTP)應(yīng)用。, 對(duì)象管理結(jié)構(gòu),第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.6 公共對(duì)象請(qǐng)求代理體系結(jié)構(gòu), CORBA技術(shù)規(guī)范,第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.6 公共對(duì)象請(qǐng)求代理體系結(jié)構(gòu), 接口定義語(yǔ)言（IDL） 接口池（IR） 動(dòng)態(tài)調(diào)用接口（DII） 對(duì)象適配器（OA）, CORBA技術(shù)規(guī)范,第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.6 公共對(duì)象請(qǐng)求代理體系結(jié)構(gòu), 接口定義語(yǔ)言 CORBA利用IDL統(tǒng)一地描述服務(wù)器對(duì)象（

21、向調(diào)用者提供服務(wù)的對(duì)象）的接口。IDL本身也是面向?qū)ο蟮?。它雖然不是編程語(yǔ)言，但它為客戶對(duì)象（發(fā)出服務(wù)請(qǐng)求的對(duì)象）提供了語(yǔ)言的獨(dú)立性，因?yàn)榭蛻魧?duì)象只需了解服務(wù)器對(duì)象的IDL接口，不必知道其編程語(yǔ)言。 IDL語(yǔ)言是CORBA規(guī)范中定義的一種中性語(yǔ)言，它用來(lái)描述對(duì)象的接口，而不涉及對(duì)象的具體實(shí)現(xiàn)。 在CORBA中定義了IDL語(yǔ)言到C、C+、SmallTalk和Java語(yǔ)言的映射。, CORBA技術(shù)規(guī)范,第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.6 公共對(duì)象請(qǐng)求代理體系結(jié)構(gòu), 接口池 CORBA的接口池包括了分布計(jì)算環(huán)境中所有可用的服務(wù)器對(duì)象的接口表示。它使動(dòng)態(tài)搜索可用服務(wù)器的接口、動(dòng)態(tài)構(gòu)造請(qǐng)求及參數(shù)成為可能。

22、, CORBA技術(shù)規(guī)范,第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.6 公共對(duì)象請(qǐng)求代理體系結(jié)構(gòu), 動(dòng)態(tài)調(diào)用接口 CORBA的動(dòng)態(tài)調(diào)用接口提供了一些標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)以供客戶對(duì)象動(dòng)態(tài)創(chuàng)建請(qǐng)求、動(dòng)態(tài)構(gòu)造請(qǐng)求參數(shù)?？蛻魧?duì)象將動(dòng)態(tài)調(diào)用接口與接口池配合使用可實(shí)現(xiàn)服務(wù)器對(duì)象接口的動(dòng)態(tài)搜索、請(qǐng)求及參數(shù)的動(dòng)態(tài)構(gòu)造與動(dòng)態(tài)發(fā)送。當(dāng)然，只要客戶對(duì)象在編譯之前能夠確定服務(wù)器對(duì)象的IDL接口，CORBA也允許客戶對(duì)象使用靜態(tài)調(diào)用機(jī)制。顯然，靜態(tài)機(jī)制的靈活性雖不及動(dòng)態(tài)機(jī)制，但執(zhí)行效率卻勝過(guò)動(dòng)態(tài)機(jī)制。, CORBA技術(shù)規(guī)范,第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.6 公共對(duì)象請(qǐng)求代理體系結(jié)構(gòu), 動(dòng)態(tài)調(diào)用接口 在CORBA中，對(duì)象適配器用于屏蔽ORB內(nèi)核的

23、實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，為服務(wù)器對(duì)象的實(shí)現(xiàn)者提供抽象接口，以便他們使用ORB內(nèi)部的某些功能。這些功能包括服務(wù)器對(duì)象的登錄與激活、客戶請(qǐng)求的認(rèn)證等。, 體系結(jié)構(gòu),第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.6 公共對(duì)象請(qǐng)求代理體系結(jié)構(gòu), 特點(diǎn),第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.6 公共對(duì)象請(qǐng)求代理體系結(jié)構(gòu), 引入中間件作為事務(wù)代理，完成客戶機(jī)向服務(wù)對(duì)象方（Server）提出的業(yè)務(wù)請(qǐng)求。 實(shí)現(xiàn)客戶與服務(wù)對(duì)象的完全分開(kāi)，客戶不需要了解服務(wù)對(duì)象的實(shí)現(xiàn)過(guò)程以及具體位置。 提供軟總線機(jī)制，使得在任何環(huán)境下、采用任何語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的軟件只要符合接口規(guī)范的定義，均能夠集成到分布式系統(tǒng)中。 CORBA規(guī)范軟件系統(tǒng)采用面向?qū)ο蟮能浖?shí)現(xiàn)方法開(kāi)發(fā)應(yīng)用系

24、統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)象內(nèi)部細(xì)節(jié)的完整封裝，保留對(duì)象方法的對(duì)外接口定義。, 概念,第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.7 正交軟件體系結(jié)構(gòu),正交軟件體系結(jié)構(gòu)由組織層和線索的構(gòu)件構(gòu)成。層是由一組具有相同抽象級(jí)別的構(gòu)件構(gòu)成。線索是子系統(tǒng)的特例，它是由完成不同層次功能的構(gòu)件組成（通過(guò)相互調(diào)用來(lái)關(guān)聯(lián)），每一條線索完成整個(gè)系統(tǒng)中相對(duì)獨(dú)立的一部分功能。每一條線索的實(shí)現(xiàn)與其他線索的實(shí)現(xiàn)無(wú)關(guān)或關(guān)聯(lián)很少，在同一層中的構(gòu)件之間是不存在相互調(diào)用的。 如果線索是相互獨(dú)立的，即不同線索中的構(gòu)件之間沒(méi)有相互調(diào)用，那么這個(gè)結(jié)構(gòu)就是完全正交的。, 框架,第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.7 正交軟件體系結(jié)構(gòu), 特征,第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.

25、7 正交軟件體系結(jié)構(gòu), 正交軟件體系結(jié)構(gòu)由完成不同功能的n（n 1）個(gè)線索（子系統(tǒng)）組成； 系統(tǒng)具有m（m 1）個(gè)不同抽象級(jí)別的層； 線索之間是相互獨(dú)立的（正交的）； 系統(tǒng)有一個(gè)公共驅(qū)動(dòng)層（一般為最高層）和公共數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（一般為最低層）。, 實(shí)例,第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.7 正交軟件體系結(jié)構(gòu),自學(xué), 優(yōu)點(diǎn),第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.7 正交軟件體系結(jié)構(gòu), 結(jié)構(gòu)清晰，易于理解。由于線索功能相互獨(dú)立，不進(jìn)行互相調(diào)用，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、清晰，構(gòu)件在結(jié)構(gòu)圖中的位置已經(jīng)說(shuō)明它所實(shí)現(xiàn)的是哪一級(jí)抽象，擔(dān)負(fù)的是什么功能。 易修改，可維護(hù)性強(qiáng)。由于線索之間是相互獨(dú)立的，所以對(duì)一個(gè)線索的修改不會(huì)影響到其他線索。系

26、統(tǒng)功能的增加或減少，只需相應(yīng)的增刪線索構(gòu)件族，而不影響整個(gè)正交體系結(jié)構(gòu)，因此能方便地實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)調(diào)整。 可移植性強(qiáng)，重用粒度大。因?yàn)檎唤Y(jié)構(gòu)可以為一個(gè)領(lǐng)域內(nèi)的所有應(yīng)用程序所共享，這些軟件有著相同或類似的層次和線索，可以實(shí)現(xiàn)體系結(jié)構(gòu)級(jí)的重用。, 概述,第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.8 基于層次消息總線的體系結(jié)構(gòu), HMB風(fēng)格的構(gòu)件模型,第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.8 基于層次消息總線的體系結(jié)構(gòu), 構(gòu)件接口,第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.8 基于層次消息總線的體系結(jié)構(gòu), HMB風(fēng)格的構(gòu)件接口是一種基于消息的互聯(lián)接口，可以較好地支持體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。構(gòu)件之間通過(guò)消息進(jìn)行通訊，接口定義了構(gòu)件發(fā)出和接收的消息

27、集合。 當(dāng)某個(gè)事件發(fā)生后，系統(tǒng)或構(gòu)件發(fā)出相應(yīng)的消息，消息總線負(fù)責(zé)把該消息傳遞到此消息感興趣的構(gòu)件。 按照響應(yīng)方式的不同，消息可分為同步消息和異步消息。, 消息總線,第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.8 基于層次消息總線的體系結(jié)構(gòu), 構(gòu)件靜態(tài)結(jié)構(gòu),第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.8 基于層次消息總線的體系結(jié)構(gòu), 構(gòu)件動(dòng)態(tài)行為,第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.8 基于層次消息總線的體系結(jié)構(gòu), 構(gòu)件的行為就由外來(lái)消息的類型唯一確定，即一個(gè)消息和構(gòu)件的某個(gè)操作之間存在著固定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。對(duì)于這類構(gòu)件，可以認(rèn)為構(gòu)件只有一個(gè)狀態(tài)，或者在每次對(duì)消息響應(yīng)之前，構(gòu)件處于初始狀態(tài)。 更通常的情況是，構(gòu)件的行為同時(shí)受外來(lái)消息

28、類型和自身當(dāng)前所處狀態(tài)的影響。, 運(yùn)行時(shí)刻的系統(tǒng)演化,第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.8 基于層次消息總線的體系結(jié)構(gòu), 動(dòng)態(tài)增加或刪除構(gòu)件 動(dòng)態(tài)改變構(gòu)件響應(yīng)的消息類型 消息過(guò)濾, 為什么要使用異構(gòu)結(jié)構(gòu),第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.9 異構(gòu)結(jié)構(gòu)風(fēng)格, 不同的結(jié)構(gòu)有不同的處理能力的強(qiáng)項(xiàng)和弱點(diǎn)，一個(gè)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)應(yīng)該根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，以解決實(shí)際問(wèn)題。 關(guān)于軟件包、框架、通信以及其他一些體系結(jié)構(gòu)上的問(wèn)題，目前存在多種標(biāo)準(zhǔn)。即使在某段時(shí)間內(nèi)某一種標(biāo)準(zhǔn)占統(tǒng)治地位，但變動(dòng)最終是絕對(duì)的。 實(shí)際工作中，我們總會(huì)遇到一些遺留下來(lái)的代碼，它們?nèi)杂行в?，但是卻與新系統(tǒng)有某種程度上的不協(xié)調(diào)。然而在許多場(chǎng)合，將技術(shù)與

29、經(jīng)濟(jì)綜合進(jìn)行考慮時(shí)，總是決定不再重寫(xiě)它們。 即使在某一單位中，規(guī)定了共享共同的軟件包或相互關(guān)系的一些標(biāo)準(zhǔn)，仍會(huì)存在解釋或表示習(xí)慣上的不同。, C/S與B/S混合之內(nèi)外有別模型,第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.9 異構(gòu)結(jié)構(gòu)風(fēng)格, C/S與B/S混合之查改有別模型,第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.9 異構(gòu)結(jié)構(gòu)風(fēng)格, 異構(gòu)實(shí)例,第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.9 異構(gòu)結(jié)構(gòu)風(fēng)格, 互連系統(tǒng)構(gòu)成的系統(tǒng),第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.10 SIS體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格, 基于SASIS的軟件過(guò)程,第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.10 SIS體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格, 基于SASIS的軟件過(guò)程,第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.10 SIS體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格, 基于SASIS的軟件過(guò)程,第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.10 SIS體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格, 定義,第3章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,3.11 特定領(lǐng)域軟件體系結(jié)構(gòu), Hayes-Roth對(duì)DSSA的定義如下:“DSSA就是專用于一類特定類型的任務(wù)（領(lǐng)域）的、在整個(gè)領(lǐng)域中能有效地使用的、為成功構(gòu)造應(yīng)用系統(tǒng)限定了標(biāo)準(zhǔn)的組合結(jié)構(gòu)的軟件構(gòu)件的集合”。 Tracz的定義