软件体系结构-期末大题
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1．基于构件的软件开发的优势是什么? 基于构件的软件将软件开发的重点从程序编写转移到了基于已有构件的组装,更快地构造系统，减轻用来支持和升级大型系统所需要的维护负担，从而降低了软件开发的费用2.尝试用自己的语言介绍Ｋruｃhteｎ的“4+１”模型。 Ｋrｕcｈten 提出了一个"4+1"视图模型，从５个不同的视角包括包括逻辑试图、进程视图、物理视图、开发视图、场景视图来描述软件体系结构。每一个视图只关心系统的一个侧面,5个试图结合在一起才能反映系统的软件体系结构的全部内容。
3.在希赛公司的一个财务管理系统,财务部要客户提供………… 4.不同的体系结构风格具有各自的特点、优劣和用途。试对管道－过滤器风格、事件驱动风格、分层系统、C2风格和基于消息总线的风格进行分析比较。P52-56 （1)管道和过滤器 特点: @使得软构件具有良好的隐蔽性和高内聚、低耦合的特点； @允许设计者将整个系统的输入输出行为看成是多个过滤器的行为的简单合成；
@支持软件重用。只要提供适合在两个过滤器之间传送的数据，任何两个过滤器都可被连接起来； ＠系统维护和增强系统性能简单。新的过滤器可以添加到现有系统中来；旧的可以被改进的过滤器替换掉; @允许对一些如吞吐量、死锁等属性的分析; @支持并行执行。每个过滤器是作为一个单独的任务完成，因此可与其它任务并行执行?缺点:①通常导致进程成为批处理的结构。 ②不适合处理交互的应用。 ③因为在数据传输上没有通用的标准,每个过滤器都增加了解析和合成数据的工作，这样就导致了系统性能下降,并增加了编写过滤器的复杂性。 (2)
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
考试题型 一、填空（每题1分，共10分） 二、名词解释（每题2分，共20分） 1、B/S 2、C/S 3、HMB 4、DSSA 5、ADL 6、XML 7、ATAM 8、Web Service 9、MTTF10、SOAP 11、WSDL 12、UDDI 13、SAAM 14、MVC 15、Artifact-Driven 16、Use-Case-Driven 17、Domain-Driven 18、Pattern-Driven 19、构件20、连接件21.、MTBF 22、敏感点23、权衡点24、直接场景25、间接场景26、质量属性效用树27、XML Schema 三、问答题（40分） 1、构件描述模型有哪几种？ 2、理解并比较构件分类的三种方法：关键字分类法、刻面分类法和超文本组织方法， 它们是如何组织的？如何在其中检索构件？每种方法各有什么优缺点？ 3、了解软件体系结构的四个发展阶段。 4、根据软件体系结构的定义，你认为软件体系结构的模型应该由哪些部分组成？ 5、至少掌握三种经典软件体系结构风格。 6、试分析和比较B/S，二层C/S和三层C/S，指出各自的优点和缺点。 7、请对MVC风格体系结构进行介绍，并说明该风格的优缺点。 8、在正交软件体系结构中，什么是完全正交结构？在实际使用时是不是必须严格遵 守结构正交？使用正交软件体系结构有什么优点？ 9、层次系统结构和基于消息的层次系统结构有什么区别？ 10、体系结构描述语言与程序设计语言有什么区别？ 11、ACME中定义了哪七种体系结构实体？ACME中的表述和表述映射，类型和风格是什么含义？
12、了解基于XML的软件体系结构描述语言。 13、简要介绍Krutchten的“4+1”视图模型。 14、设计模式的基本成分有哪几个？请简单介绍其各个基本成分。 15、为什么要评估软件体系结构？从哪些方面评估软件体系结构？ 16、软件体系结构评估的主要方法有哪三种？请简单解释每种方法。 17、SAAM和ATAM评估方法的基本步骤分别是什么？ 18、Web服务有哪些核心技术，这些技术是如何在Web服务中发挥作用的。 四、看图答题（30分） 1、请根据P38图3-5介绍黑板系统的组成。 2、请根据P59图3-26解释HMB风格的构件模型。 3、请根据P60图3-27解释消息总线的属性和服务。 4、请根据P147图5-2介绍体系结构设计方法的元模型。 5、请根据P167图6-1简要介绍基于体系结构的软件开发过程的各个步骤。并说明各个步骤的必要性何在？或者说，它们在软件生命周期中都起到了什么作用？ 6、请根据P207图8-1分析服务提供者、服务请求者和服务注册中心三者的作用，以及它们之间的工作流程。 7、请根据P229图8-11介绍UDDI的具体工作步骤。
《软件体系结构》 实验：软件体系结构风格之应用
一、实验目的 通过KWIC 实例分析，理解和掌握软件体系结构风格设计与实现。 二、实验内容 多种软件风格设计与实现之KWIC 实例： 1．采用主/子程序体系结构风格实现KWIC 关键词索引系统 2．采用面向对象体系架构风格实现KWIC 关键词索引系统 3．采用管道过滤 体系架构风格实现KWIC 关键词索引系统 4．采用事件过程调用体系架构风格实现KWIC 关键词索引系统 三、实验要求与实验环境 熟练掌握基于主/子程序体系结构风格的KWIC 关键词索引系统，在此基础上，完成基于面向对象体系架构风格的KWIC 关键词索引系统设计与实现。选做基于管道过滤体系架构风格的KWIC 关键词索引系统；选做基于事件过程调用体系架构 风格的KWIC 关键词索引系统。 实验课前完成实验报告的实验目的、实验环境、实验内容、实验操作过程等 内容；实验课中独立/团队操作完成实验报告的实验操作、实验结果及结论等内容；每人一台PC 机，所需软件Win2003/XP 、UML 工具（EclipseUML/ Rose/Visio/StartUML/）、Eclipse/MyEclipse、JDK6.0 等。 四、实验操作 1、采用主/子程序体系结构风格实现KWIC 关键词索引系统 主程序/子程序风格（Main Program/Subroutine Style）将系统组织成层次结构，包括一个主程序和一系列子程序。主程序是系统的控制器，负责调度各子程 序的执行。各子程序又是一个局部的控制器，调度其子程序的执行。设计词汇表：主程序main(), 子程序shift(), sort() 方法，方法的调用，返回构件和连接件类型：
1.软件危机：指在计算机软件的开发和维护过程中所遇到的一系列严重问题。 2.软件危机的表现：（重点） 1软件的成本日益增长 2开发进度难以控制 3软件质量差，4软件维护困难 3.软件危机的成因： 1用户需求不明确 2缺乏正确的理论指导 3软件规模越来越大 4软件复杂度越来越高 4.软件工程三个要素：方法、工具和过程 ---（重点） 5.软件重用是指在两次或多次不同的软件开发过程中重复使用相同或相近软件元素的过程。 6.软件元素包括程序代码、测试用例、设计文档、设计过程、需求分析文档甚至领域知识 7.构件：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。即是具有一定功能，能够独立工作或能同其他构件装配起来协调工作的程序体。 8.构件分类方法归纳为三大类：关键字分类法，刻面分类法和超文本组织方法 ---（重点） 9.构件库系统是一个开放的公共构件共享机制，任何使用者都可以通过网络访问构件库。--- 判断 10.软件体系结构（software architecture --SA）记住英语单词及缩写----（重点） 定义：软件体系结构为软件系统提供了一个结构、行为和属性的高级抽象，由构成系统的元素的描述、这些元素的相互作用、指导元素集成的模式以及这些模式的约束组成。11.软件体系结构的意义：---（简答） 1)体系结构是风险承担者进行交流的手段； 2)体系结构是早期设计决策的体现； 3)体系结构是可传递和可重用的模型 12.为什么体系结构是早期设计决策的体现---（简答） 1)软件体系结构明确了对系统实现的约束条件； 2)软件体系结构决定了开发和维护组织的组织结构； 3)软件体系结构制约着系统的质量属性； 4)软件体系结构通过研究软件体系结构可能预测软件的质量； 5)软件体系结构使推理和控制更改更加简单； 6)软件体系结构有助于循序渐进的原型设计； 7)软件体系结构可以作为培训的基础 13.软件体系结构技术的发展过程经历四个阶段：--选择，判断 （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为特征。 （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，以UML为典型代表 （4）高级阶段-----描述系统的高层抽象结构，以提出的“4+1”模型为标志 14.软件体系结构模型5种：结构模型、框架模型、动态模型、过程模型和功能模型。---- 填空 15.“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。 -----记住名称及相应的功能 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
软件体系结构风格研究分析 软件体系结构风格研究，分析了各种风格的特点、优缺点，最后重点介绍了三层C/S软件体系结构。 20世纪60年代中期的软件危机使得人们开始重视软件工程的研究。起初，人们把软件设计的重点放在数据结构和算法的选择上。随着软件系统规模越来越大、越来越复杂，整个系统的结构显得越来越重要。 软件体系结构风格分析 最初的软件体系结构是Mainframe结构——客户、数据和程序都被集中在主机上，通常只有少量的GUI界面，对远程数据库的访问比较困难。随着PC的广泛应用，该结构逐渐被淘汰。在20世纪80年代中期出现了Client/Server分布式计算结构，应用程序的处理在客户机和服务器之间分担。随着大型软件系统的开发，这种结构在系统的部署和扩展性方面暴漏出不足。随着Inter的发展，一个更灵活的体系结构“三层/多层计算”体系结构应运而生。 Garlan和Shaw将通用软件体系结构风格总结为以下几类：
1.数据流风格：批处理序列;管道/过滤器。 2.调用/返回风格：主程序/子程序;面向对象风格;层次结构。 3.独立构件风格：进程通讯;事件系统。 4.虚拟机风格：解释器;基于规则的系统。 5.仓库风格：数据库系统;超文本系统;黑板系统。C2风格是最常用的一种软件体系结构风格。从C2风格的组织规则和结构图中，我们可以得出，C2风格具有以下特点： (1)系统中的构件可实现应用需求，并能将任意复杂度的功能封装在一起;(2)所有构件之间的通讯是通过以连接件为中介的异步消 息交换机制来实现的;(3)构件相对独立，构件之间依赖性较少。系统中不存在某些构件将在同一地址空间内执行，或某些构件共享特定控制线程之类的相关性假设。 2.数据抽象和面向对象风格。目前软件界已普遍转向使用面向对象系统，抽象数据类型概念对软件系统有着重要作用。这种风格的构件是对象，或者说是抽象数据类型的实例。对象是一种被称作管理者的构件，因为它负责保持资源的完整性。对象是通过函数和过程的调用来交互的。图2是数据抽象和面向对象风格的示意图。面向对象的系统有许多的优点： (1)因为对象对其他对象隐藏它的表示，所以可以改变一个对象的表示，而不影响其他的对象。(2)设计者可将一些数据存取操作的
软件体系结构设计说明书 编者说明： 随着OO方法论地日臻成熟，其思想也从编程（OOP）到了设计（OOD）和分析（OOA），而软件体系结构则是从设计的最高层进行设计与规划的技术，本文档模板就是用来帮助你从用例视图、逻辑视图、进程视图、部署视图等方面对系统进行总体描述。 1.文档简介 [本节主要是描述软件体系结构设计说明书的目的、范围、相关术语、参考资料和本文档的摘要性介绍。软件体系结构设计属于高层设计文档，是符合现代软件工程要求的概要设计。] 1.1 目的 [软件体系结构设计说明书，将从设计的角度对系统进行综合的描述，使用不同的视图来描述其不同方面。在本小节中，将对该文档的结构进行简要的说明，明确该文档针对的读者群，指导他们正确的地使用该文档。] 1.2 范围 [说明该文档所涉及的内容范围，以及将影响的内容。] 1.3 定义、首字母缩写词和缩略语 [与其它文档一样，该文档也需要将本文档中所涉及的所有术语、缩略语进行详细的定义。还有一种可简明的做法，就是维护在一个项目词汇表中，这样就可以避免在每个文档中都重复很多内容。] 1.4参考资料 [在这一小节中，应完整地列出该文档引用的所有文档。对于每个引用的文档都应该给出标题、标识号、日期以及来源，为阅读者查找这些文档提供足够详细的信息。] 1.5 概述 [在本小节中，主要是说明软件体系结构设计说明书各个部分所包含的主要内容，就像一个文章摘要一样。同时也应该对文档的组织方式进行解释。]
2. 体系结构表示方式 [本节说明软件体系结构在当前系统中的作用及其表示方式。它将列举其所必需的用例视图、逻辑视图、进程视图、部署视图或实施视图，并分别说明这些视图包含哪些类型的模型元素。] 3. 软件体系结构的目标和约束 [本节说明对软件体系结构具有某种重要影响的软件需求和用户目标，例如，系统安全性、保密性、第三方组件的使用、可移植性、发布和重新使用。它还要记录可能适用的特殊约束：设计与实施策略、开发工具、团队结构、时间表、遗留系统等。]
1面向对象编程中是如何体现封装性的？ 封装是把过程和数据包围起来，对数据的访问只能通过已定义的界面。 2重载和重写的含义 重载是发生在一个类中，方法名相同，参数不同 重写（覆盖）是子类继承父类，子类可以通过重写的方法隐藏继承的方法 3 什么是接口回调，过程细节是什么？ 概念：把可以实现某一接口的类创建的对象的引用赋给该接口声明接口变量，那么该接口变量可以调用被类实现（重写）的接口方法。 4试举例说明什么是组合关系和依赖关系 组合（关联）关系：A类中成员变量是用B类声明的对象。公司--职员 依赖关系：A类中某个方法的参数是用B类声明的对象，或某个方法返回的数据类型是B类的对象 5抽象类和接口，区别是什么？如何应用 抽象类：抽象类中有抽象方法；抽象类中不能用new运算符创建对象；抽象类的对象做商转型对象 接口：（1）接口中只可以有public权限的抽象方法，不能有非抽象方法； （2）接口由类去实现，即一个类如果实现一个接口，那么他必须重写接口中的抽象方法 （3）接口回调 区别：接口中只有常量，不能有变量；抽象类中既可以有常量也可以有变量； 抽象类中也可以有非抽象方法，接口不可以。 应用：定义抽象方法：public abstract void 方法名(); 在子类实现抽象方法：public void 方法名(){} 接口：public interface 接口名{}接口只负责定义规则，不负责任何实现；实现交给实现接口的类 (6)面向对象的六条基本原则包括： 开闭原则，里式代换原则，单一职责，依赖倒转、迪米特法则（接口隔离）。 (7)什么是设计模式？ 设计模式是从许多优秀的软件系统中总结出的成功的可复用的设计方案。是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性 (8)什么是框架？框架与模式的区别有哪些？ 框架是针对某个领域，提供用于开发应用系统的类的集合。 区别：层次不同、范围不同、相互关系
第一章： 1.根据自己的经验，谈谈对软件危机的看法。 软件危机是指软件生产方式无法满足迅速增长的计算机需求，开发和维护过程出现的一系列问题。 以下几个原因导致：（1）软件自身特点 （2）开发人员的弱点 （3）用户需求不明 （4）缺乏正确理论指导 （5）开发规模越来越大 （6）开发复杂度越来越高 可以通过软件生命周期的模型和软件工具的使用来缓解危机，通过程序自动化和软件工业化生产的方法实现软件标准化的目标，进一步缓解软件危机带来的影响。 软件危机有利有弊，除了带来许多麻烦，也给我们带来许多挑战，克服危机的过程，我们在技术上和创新上都有了一个提升，也算是间接为软件产业的发展做了贡献。 2.什么是软件重用，软件重用的层次可以分为哪几个级别？ 软件重用:是指在两次或多次不同的软件开发过程中重复使用相同或相似软件元素的过程。可以分为三个层次： （1）代码重用（2）设计结果重用（3）分析结果重用 3.什么是可重用构件？相对于普通的软件产品，对可重用构件有何特殊要求？ 可充用构件表示软件重用过程中，可重用的软件构件元素。 可重用构件的特殊要求： （1）可重用构件应该具有功能上的独立性与完整性； （2）可重用构件应该具有较高的通用性； （3）可重用构件应该具有较高的灵活； （4）可重用构件应该具有严格的质量保证； （5）可重用构件应该具有较高的标准化程。 4.基于构件的软件开发的优势是什么？基于构件的软件开发面临哪些挑战和困难？ 优势：基于构件的软件将软件开发的重点从程序编写转移到了基于已有构件的组装，更快地构造系统，减轻用来支持和升级大型系统所需要的维护负担，从而降低了软件开发的费用困难和挑战：没有可依据的参考，可用资源和环境缺乏，开发难度高，而各方面需求增长速度与日剧增，更新和升级的跟进是一个不小的挑战.此外，在同一系统采用多个开发商提供的构件，它 们之间的兼容性可能是开发过程中所要面对的一个严峻的问题 挑战和困难： （1）在同一系统采用多个开发商提供的构件，它们之间的兼容性可能是开发过程中所要面对的一个严峻的问题； （2）采用随处可以购买到的构件可能会使开发出来的软件产品丧失技术上的独创性和市场上的竞争力；（3）第三方的构件开发商可能歇业，这会使购买的构件失去维护服务。这些都是在购买第三方构件进行软件开发时无法回避的问题，因此需要对这些风险进行充分的估计。 5.简述3种应用最为广泛的构件技术规范COM、CORBA和EJB的各自特点。CORBA的特点： （1）实现客户与服务对象的完全分开,客户不需要了解服务对象的实现过程以及具体位置。 （2）应用程序间的统一接口。
软件体系结构设计说明书 1.文档简介 [本节主要是描述软件体系结构设计说明书的目的、范围、相关术语、参考资料和本文档的摘要性介绍。软件体系结构设计属于高层设计文档，是符合现代软件工程要求的概要设计。] 1.1 目的 [软件体系结构设计说明书，将从设计的角度对系统进行综合的描述，使用不同的视图来描述其不同方面。在本小节中，将对该文档的结构进行简要的说明，明确该文档针对的读者群，指导他们正确的地使用该文档。] 1.2 范围 [说明该文档所涉及的内容范围，以及将影响的内容。] 1.3 定义、首字母缩写词和缩略语 [与其它文档一样，该文档也需要将本文档中所涉及的所有术语、缩略语进行详细的定义。还有一种可简明的做法，就是维护在一个项目词汇表中，这样就可以避免在每个文档中都重复很多内容。] 1.4参考资料 [在这一小节中，应完整地列出该文档引用的所有文档。对于每个引用的文档都应该给出标题、标识号、日期以及来源，为阅读者查找这些文档提供足够详细的信息。] 1.5 概述 [在本小节中，主要是说明软件体系结构设计说明书各个部分所包含的主要内容，就像一个文章摘要一样。同时也应该对文档的组织方式进行解释。] 2. 体系结构表示方式 [本节说明软件体系结构在当前系统中的作用及其表示方式。它将列举其所必需的用例视图、逻辑视图、进程视图、部署视图或实施视图，并分别说明这些视图包含哪些类型的模型元素。]
3. 软件体系结构的目标和约束 [本节说明对软件体系结构具有某种重要影响的软件需求和用户目标，例如，系统安全性、保密性、第三方组件的使用、可移植性、发布和重新使用。它还要记录可能适用的特殊约束：设计与实施策略、开发工具、团队结构、时间表、遗留系统等。] 4.用例视图 [本节使用用例分析技术所生成的系统用例模型，描述其中的一些用例或场景。在该模型中纳入用例或场景，应该是系统中最重要、最核心的功能部分。] [另外，在本节中还应该选择一个主要的用例，对其进行描述与解释，以帮助读者了解软件的实际工作方式，解释不同的设计模型元素如何帮助系统实现。] 5. 逻辑视图 [逻辑视图主要是反映系统本质的问题领域类模型，在逻辑视图中将列出组成系统的子系统、包。而对每个子系统、包分解成为一个个类，并说明这些关键的实体类的职责、关系、操作、属性。这也是OO思想的体现，以类、类与类之间的协作、包、包与包之间的协作模型来表达系统的逻辑组织结构。] 5.1概述 [在本小节中，列出逻辑视图的顶层图，该图将反映系统由哪些包组成，每个包之间的关系与协作，以及包的层次结构。使得读者对整个软件体系结构有一个整体的了解。] 5.2影响软件体系结构的重要设计包 [在本小节中，将从逻辑视图中选择有重要意义的设计包，每个设计包有一个小节来描述，说明这些包的名称、简要的说明、该包中的主要类和相关的类图。对于包中的重要的类，还应该说明其名称、简要说明、主要职责、操作、属性等。] 6. 进程视图 [本节主要描述该软件体系结构下，系统运行态的情况。描述系统在执行时，包括哪些进程（包括线程、进程、进程组），以及它们之间是如何进行通信的、如何进行消息传递、接口如何。并且来说明如何进行组织。]
软件体系结构研究综述 班级：软件092 学号：17 姓名：陈世华摘要: 近年来,软件体系结构逐渐成为软件工程领域的研究热点以及大型软件系统与软件产品线开发中的关键技术之一.归纳了软件体系结构技术发展过程及其主要研究方向.在分析了典型的软件体系结构概念之后,给出了软件体系结构的定义.通过总结软件体系结构领域的若干研究活动,提出了软件体系结构研究的两大思路,并从7个方面介绍了软件体系结构研究进展.探讨了软件体系结构研究中的不足之处,并分析其原因.作为总结,给出了软件体系结构领域最有前途的发展趋势. 关键词: 软件体系结构;基于体系结构的软件开发;软件体系结构描述语言;软件体系结构描述方法;软件体系结构演化;软件体系结构发现;软件体系结构分析;软件体系结构验证;特定域软件体系结构(DSSA) Abstract: Software architecture (SA) is emerging as one of the primary research areas in software engineering recently and one of the key technologies to the development of large-scale software-intensive system and software product line system. The history and the major direction of SA are summarized, and the concept of SA is brought up based on analyzing and comparing the several classical definitions about SA. Based on summing up the activities about SA, two categories of study about SA are extracted out, and the advancements of researches on SA are subsequently introduced from seven aspects. Additionally, some disadvantages of study on SA are discussed, and the causes are explained at the same time. Finally, it is concluded with some significantly promising tendency about research on SA. Key words: software architecture; architecture-based development; architecture description language; architectural representation and description; architectural evolution and reuse; architectural discovery; architectural analysis; architectural verification and evaluation; domain-specific software architecture (DSSA)
需求工程 所有与需求直接相关的活动通称为需求工程。包括需求开发和需求管理。需求开发包括需求的调查，分析和定义，需求管理包括需求的确认、跟踪以及变更控制 C/S体系结构定义了工作站如何与服务器相连，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：数据库服务器、客户应用程序和网络 c/s优点：1、具有强大的数据操作和事务处理能力，模型思想简单，易于人们理解和接受 2、对于硬件和软件的变化有极大的适应性和灵活性，而且易于对系统进行扩充和缩小。 3、将大的应用处理任务分布到许多通过网络连接的低成本计算机上，节约大量费用缺点 缺点： 开发成本较高 客户端程序设计复杂 信息内容和形式单一 用户界面风格不一，使用繁杂，不利于推广使用 软件移植困难 软件维护和升级困难 新技术不能轻易应用 b/s优点：1、实现了零客户端，易于服务升级2、提供了异种机、异种网、异种应用服务器的联机、联网、统一服务的最现实的开放性基础。b/s缺点： B/S体系结构缺乏对动态页面的支持能力，没有集成有效的数 据库处理功能。 系统扩展能力差，安全性难以控制。 在数据查询等响应速度上，远远低于C/S体系结构。 数据的动态交互性不强，不利于在线事务处理(OLTP)应用。适配器模式(Adapter Pattern) ：将一个接口转换成客户希望的另一个接口，适配器模式使接口不兼容的那些类可以一起工作 优点： 1、将目标类和适配者类解耦 2、增加了类的透明性和复用性 3、灵活性和扩展性都非常好
4、类适配器：可以在适配器类中置换一些适配者的方法，使得适配器的灵活性更强。 5、对象适配器：同一个适配器可以把适配者类和它的子类都适配到目标接口。 缺点： 类适配器：不支持多继承的语言，一次最多只能适配一个适配者类，而且目标抽象类只能为抽象类，不能为具体类，其使用有一定的局限性 对象适配器：要想置换适配者类的方法就不容易 适用： 系统需要使用现有的类，而这些类的接口不符合系统的需要。 想要建立一个可以重复使用的类，用于与一些彼此之间没有太大关联的一些类一起工作 桥接模式(Bridge Pattern)：将抽象部分与它的实现部分分离，使它们都可以独立地变化 优点： ? 分离抽象接口及其实现部分。 ? 桥接模式有时类似于多继承方案，但是多继承方案违背了类的单 一职责原则（即一个类只有一个变化的原因），复用性比较差， 而且多继承结构中类的个数非常庞大，桥接模式是比多继承方案 更好的解决方法。 ? 桥接模式提高了系统的可扩充性，在两个变化维度中任意扩展一 个维度，都不需要修改原有系统。 ? 实现细节对客户透明，可以对用户隐藏实现细节。 缺点： 1、增加系统的理解与设计难度，由于聚合关联关系建立在抽象层，要求开发者针对抽象进行设计与编程。 2、要求正确识别出系统中两个独立变化的维度，因此其使用范围具有一定的局限性 适用： 一个类存在两个独立变化的维度，且这两个维度都需要进行扩展 不希望使用继承或因为多层次继承导致系统类的个数急剧增加的系统 一个系统需要在构件的抽象化角色和具体化角色之间增加更多的灵活性，避免在两个层次之间建立静态的继承联系 装饰模式(Decorator Pattern) ：动态地给一个对象增加一些额外的职责(Responsibility)
1、就项目管理方面而言，软件重用项目与非重用项目有哪些不同之处。 答：使用软件重用技术可减少重复工作,提高软件生产率, 缩短开发周期。同时，由于软构建大多经过严格的质量认证，因此有助于改善软件质量，大量使用构建，软件的灵活性和标准化程度可得到提高。 2、实际参与/组织一个软件重用项目的开发，然后总结你是如何组织该项目的开发的 答：参加了一个网页管理系统的开发，该项目重复使用已有的软件产品用于开发新的软件系统，以达到提高软件系统的开发质量与效率，降低开发成本的目的。在过程中使用了代码的复用、设计结果的复用、分析结果的复用、测试信息的复用等。 3、为什么要研究软件体系结构？ 答：1.软件体系结构是系统开发中不同参与者进行交流和信息传播的媒介。 2．软件体系结构代表了早期的设计决策成果。 3．软件体系结构可以作为一种可变换的模型。 4、根据软件体系结构的定义，你认为软件体系结构的模型应该由哪些部分组成？ 答：构件(component)可以是一组代码，如程序的模块;也可以是一个独立的程序(如数据库的SQL服务器)； 连接件(connector)是关系的抽象，用以表示构件之间的相互作用。如过程调用、管道、远程过程调用等； 限制(constrain)：用于对构件和连接件的语义说明。 5、在软件体系结构的研究和应用中，你认为还有哪些不足之处？ 答：（1）缺乏同意的软件体系结构的概念，导致体系结构的研究范畴模糊。 （2）ADL繁多，缺乏同意的ADL的支持。 （3）软件体系结构研究缺乏统一的理论模型支持。 （4）在体系结构描述方便，尽管出现了多种标准规范或建议标准，但仍很难操作。 （5）有关软件体系结构性质的研究尚不充分，不能明确给出一个良体系结构的属性或判定标准，没有给出良体系结构的设计指导原则，因而对于软件开发实践缺乏有力的促进作用。 （6）缺乏有效的支持环境软件体系结构理论研究与环境支持不同步，缺乏有效的体系结构分析、设计、方针和验证工具支持，导致体系结构应用上的困难。 （7）缺乏有效的体系结构复用方案。 （8）体系结构发现方法研究相对欠缺。 1、选择一个规模合适的系统，为其建立“4+1”模型。 逻辑视图（Logical View），设计的对象模型（使用面向对象的设计方法时）。 过程视图（Process View），捕捉设计的并发和同步特征。 物理视图（Physical View），描述了软件到硬件的映射，反映了分布式特性。 开发视图（Development View），描述了在开发环境中软件的静态组织结构。 架构的描述，即所做的各种决定，可以围绕着这四个视图来组织，然后由一些用例（use cases）或场景(scenarios)来说明，从而形成了第五个视图。
总结 本学期课程已上一半，在这半个学期内对所学前五章的知识进行系统的分析和归纳，总结如下。 第1章：软件体系结构概论 1.什么是软件危机，软件危机的具体表现有哪些？ （1）软件危机：落后的软件生产方式无法满足迅速增长的计算机软件需求，从而导致软件开发与维护过程中出现一系列严重问题的现象。 （2）软件危机的表现：软件成本日益增长，开发进度难以控制，软件质量差，软件维护困难。 2.产生软件危机的原因，如何克服软件危机？ （1）产生软件危机的原因有：用户需求不明确，缺乏正确的理论指导，软件规模越来越大，软件复杂度越来越高。 （2）如何克服软件危机：人们面临的不光是技术问题，更重要的是管理问题。要提高软件开发效率，提高软件产品质量，必须采用工程化的开发方法与生产技术。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。 3.构件：（components，也译为组件，部件）： 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。是具有某种功能的可重用的软件模板单元，表示了系统中主要的计算元素和数据存储。 4.软件体系结构的定义： 软件体系结构为软件系统提供了一个结构、行为和属性的高级抽象，由构成系统的元素的描述，这些元素的相互作用、指导元素集成的模式以及这些模式的约束组成。软件架构不仅指定了系统的组织结构和拓扑结构，并且显示了系统需求和构成系统的元素之间的对应关系，提供了一些设计决策的基本原理。 5.软件体系结构的意义 体系结构是风险承担者进行交流的手段，体系结构是早期设计决策的体现，它明确了对系统实现的约束条件，决定了开发和维护组织的组织结构，制约着系统的质量属性，可以预测软件的质量，是推理和控制更改更简单，有助于循序渐进的原型设计。同时，软件体系结构是可传递和可重用的模型。 6.软件体系结构的应用现状 1. 目前，软件体系结构领域研究非常活跃，归纳现有体系结构的研究活动，主要包括以下几个方面： （1）软件体系结构描述语言（2）体系结构构造与表示（3）体系结构分析、设计与验证（4）体系结构发现、演化与重用（5）基于体系结构的软件开发方法（6）特定领域的体系结构框架（7）软件体系结构支持工具（8）软件产品线体系结构（9）建立评价软件体系结构的方法。 2.架构分析、设计与验证，发现、演化与重用 架构分析的内容可分为结构分析、功能分析和非功能分析。生成一个满足软件需求的架构的过程即为架构设计。架构设计过程的本质在于将系统分解成相应的组成成分，并将这些成分重新组装成一个系统。架构设计有两大类方法：过程驱动方法和问题列表驱动方法。架构测试着重于仿真系统模型，解决架构层的主要问题。由于测试的抽象层次不同，架构测试策略可以分为单元/子系统/集成/验收测试等阶段的测试策略。架构发现从既存系统中提取软件的架构，属逆向工程。 架构重用属于设计重用，比代码重用更抽象。由于软件架构是系统的高层抽象，反映了系统的主要组成元素及其交互关系，因而较算法更稳定，更适合于重用。 软件架构演化是指由于系统需求、技术、环境、分布等因素的变化而导致软件架构的变动。软件系统在运行时的架构变化称为架构的动态性，而将架构的静态修改称为架构扩展。两者都是架构适应性和演化性的研究范畴。 第2章软件体系结构建模。 1.软件体系结构建模的种类
软件体系结构期末 复习题
《软件体系结构》期末复习题 简答题： 1、软件体系结构建模的种类有： 结构模型、框架模型、动态模型、过程模型、功能模型。 2、“4+1”视图模型从5个不同的视角包括： 逻辑视图、进程视图、物理视图、开发视图和场景视图来描述软件体系结构。 3、构件：是具有某种功能的可重用的软件模板单元，表示了系统中主要的计算元素和数据存储。 连接件：表示构件之间的交互。 配置：表示构件和连接件的拓扑逻辑和约束。 端口：表示构件和外部环境的交互点。 角色：定义了该连接交互的参与者。 4、画出“4+1”视图模型图，分析各部分的原理和功能。 5、软件体系结构风格： 是描述某一特定应用领域中系统组织方式的惯用模式。
6、软件体系结构 （Software Architecture） 软件体系结构以组件和组件交互的方式定义系统，说明需求与成品系统之间的对应关系，描述系统级别的可伸缩性、能力、吞吐量、一致性和兼容性等属性。软件体系结构由组件、连接件和属性组成。 7、分层系统的优点有： 1）支持基于抽象程度递增的系统设计，使设计者能够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上下层； 3）支持重用。只要提供的服务接口定义不变，同一层的不同实现能够交换使用。这样，就能够定义一组标准的接口，而允许各种不同的实现方法。 8、分层系统的缺点有： 1）并不是每个系统都能够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）很难找到一个合适的、正确的层次抽象方法。 9、 B/S体系结构的优点有什么？ 答：1）基于B/S体系结构的软件，系统安装、修改和维护全在服务器端解决。用户在使用系统时，仅仅需要一个浏览器就可运行全部的模块，真正达到了“零客户端”的功能，很容易在运行时自动升级。
1、构件是核心和基础，重用是必需的手段。 2、软件重用是指在两次或多次不同的软件软件开发过程中重复使用相同或相近软件元素的过程。 3、软件元素包括程序代码、设计文档、设计过程、需求分析文档甚至领域知识。 4、把可重用的元素称作软构件，简称为软构件。 5、可重用软件元素越大，就说重用的粒度越大。 6、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、通信接口和代码实现的复合体。 7、面向对象技术达到类级重用，以类为封装的单位。 8、构件模型是对构件本质特征的抽象描述。三个主要流派，分别是OMG(对象管理组织)的CORBA（通用对象请求代理结构)、Sun的EJB和Microsoft的DOM（分布式构件对象模型）。 9、获取构件的四个途径：（1）从现有构件中获得符合要求的构件，直接使用或作适应性修改，得到可重用构件。（2）通过遗留工程，将具有潜在重用价值的构件提取出来，得到可重用构件。（3）从市场上购买现成的商业构件，即COTS构件。（4）开发符合要求的构件。 10、构件分类方法三大类：关键字分类、刻面分类法、超文本组织方法 11、构件检索方法：基于关键字的检索、刻面检索法、超文本检索法和其他检索方法。 12、减少构件修改的工作量，要求工作人员尽量使构件的功能、行为和接口设计更为抽象画、通用化和参数化。 13、构件组装技术：基于功能的组装技术、基于数据的组装技术和面向对象的组装技术。 14、软件体系结构的定义：软件体系结构为软件系统提供了一个结构、行为和属性的高级抽象，由构成系统的元素的描述、这些元素的相互作用、指导元素集成的模式以及这些模式的约束组成。软件体系结构不仅指定了系统的组织结构和拓扑结构，并且显示了系统需求和构成系统的元素之间的对应关系，提供了一些设计决策的基本原理。 软件体系结构的意义：（1）体系结构是风险承担者进行交流的手段；（2）体系结构是早期设计决策的体现--①软件体系结构明确了对系统实现的约束条件②软件体系结构决定了开发和维护组织的组织结构③软件体系结构制约着系统的质量属性④通过研究软件体系结构可能预测软件的质量⑤软件体系结构使推理和控制更改更简单⑥软件体系结构有助于循序渐进的原型设计⑦软件体系结构可以作为培训的基础；（3）软件体系结构是可传递和可重用的模型。 软件体系结构发展的四个阶段：（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为特征。（2）萌芽阶段。出现了程序结构设计主题，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，以UML为典型代表。（4）高级阶段。以描述系统的高层抽象结构为中心，不关心具体的建模细节，划分了体系结构与传统软件结构的界限，该阶段以Kruchten提出的“4+1”模型为标志。 通用体系结构风格分类 数据流风格：批处理序列、管道与过滤器。 调用/返回风格：主程序与子程序、面向对象风格、层次结构。 独立构件风格：进程通信、事件系统。 虚拟机风格：解释器、基于规则的系统。 仓库风格：黑板系统、传统型数据库。 管道与过滤器 特点：（1）使得软构件具有良好的内聚、耦合的特点。 （2）允许设计师将整个系统的输入/输出行为看成是多个过滤器的行为的简单合成。（3）支持软件重用。 （4）系统维护和增强系统性能简单。 （5）允许对一些如吞吐量、死锁等属性的分析。 （6）支持并行执行。
软件体系结构风格的研究 [摘要] 本文对几种经典的软件体系结构风格进行了具体的阐述,分析了各种风格的特点、优缺点,最后重点介绍了三层C/S软件体系结构。 [关键词] 软件体系结构软件体系结构风格三层C/S软件体系结构 20世纪60年代中期的软件危机使得人们开始重视软件工程的研究。起初,人们把软件设计的重点放在数据结构和算法的选择上。随着软件系统规模越来越大、越来越复杂,整个系统的结构显得越来越重要。 一、软件体系结构风格分析 最初的软件体系结构是Mainframe结构——客户、数据和程序都被集中在主机上,通常只有少量的GUI界面,对远程数据库的访问比较困难。随着PC的广泛应用,该结构逐渐被淘汰。在20世纪80年代中期出现了Client/Server分布式计算结构,应用程序的处理在客户机和服务器之间分担。随着大型软件系统的开发,这种结构在系统的部署和扩展性方面暴漏出不足。随着Internet的发展,一个更灵活的体系结构“三层/多层计算”体系结构应运而生。 Garlan和Shaw将通用软件体系结构风格总结为以下几类: 下面将介绍几种主要和经典的体系结构风格和它们的优缺点。 C2风格是最常用的一种软件体系结构风格。从C2风格的组织规则和结构图中,我们可以得出,C2风格具有以下特点: 2.数据抽象和面向对象风格。
目前软件界已普遍转向使用面向对象系统,抽象数据类型概念对软件系统有着重要作用。这种风格的构件是对象,或者说是抽象数据类型的实例。对象是一种被称作管理者的构件,因为它负责保持资源的完整性。对象是通过函数和过程的调用来交互的。图2是数据抽象和面向对象风格的示意图。 面向对象的系统有许多的优点: 3.基于事件的隐式调用风格。基于事件的隐式调用风格的思想是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。系统中的其他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,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。基于事件的隐式调用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。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。隐式调用系统的主要优点有:(1)为软件重用提供了强大的支持。当需要将一个构件加入现存系统中时,只需将它注册到系统的事件中。(2)为改进系统带来了方便。当用一个构件代替另一个构件时,不会影响到其他构件的接口。隐式调用系统的主要缺点有:①构件放弃了对系统计算的控制。一个构件触发一个事件时,不能确定其他构件是否会响应它。而且即使它知道事件注册了哪些构件的构成,它也不能保证这些过程被调用的顺序。②数据交换的问题。有时数据可被一个事件传递,但另一些情况下,基于事件的系统必须依靠一个共享的仓库进行交互。在这些情况下,全局性能和资源管理便成了问题。③既然过程的语义必须依赖于被触发事件的上下文约束,关于
