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软件体系结构Chap05建模ppt课件

软件体系结构Chap05建模ppt课件


2021/5/31
:
4
不同视图从不同的侧面描述系统；使得不同需求的 人员能够得到他们对于软件体系结构想要了解的东 西。
逻辑视图(Logic View)；
进程视图(Process View)；
物理视图(Physical View) or 部署视图(Deployment View)；
开发视图(Development View) or 实现视图 (Implementation View)；
:
22
4、实现阶段
将设计阶段的算法和数据结构用程序语言表 示，满足设计体系结构和需求分析的要求；
每个构件必须满足软件体系结构中说明的对 其他构件的责任；
通过组装支持工具把构件的实现体组装起来 ，完成整个系统的连接与合成。
5、测试阶段
单个构件的功能性测试和整个系统的功能和 性能测试。
2021/5/31
2021/5/31
:
26
领域知识：解决某一问题所应用的知识的范围，包括问 题领域知识、商业领域知识、解决方案领域知识、通用 知识，等等；
需求规格说明：表示规格说明，描述了所要开发的体系 结构的系统需求；
解决方案抽象：定义了体系结构中子结构的概念表示； 体系结构描述：定义了软件体系结构的规格说明。
2021/5/31
:
31
4、模式驱动的体系结构设计
软件设计模式的目的在于编制一套可重用的基 本原则，用于开发高质量的软件系统；
意图：表示使用模式的基本原则；
上下文：表示问题的产生环境；
问题：表示上下文环境中经常出现的问题；
解决方案：以元素及其关系的抽象描述的形式
来表示对问题的解决方案。
第五章 软件体系结构建模
软件体系结构设计方法ppt课件

软件体系结构设计方法ppt课件

2.1.3 模式驱动的方法
模式驱动的体系结构设计方法从模式导出体系结构 抽象。软件设计模式的目的在于编制一套可重用的 基本原则，用于开发高质量的应用系统。体系结构 模式类似于设计模式，但它关心更粗粒度的系统结 构及其交互。
15
客户 需求规格说明书
通用知识 2：实现
体系结构模式 描述 意图
上下文
问题
解决方案
体系结构描述Biblioteka 4：组合3：应用 体系结构模式
图4 模式驱动的体系结构设计的概念模型
16
3. 系统的管理端业务处理模块
3.1 总的网络拓补结构
系统管理员
数据库 和
Web程序 都在这上
导师
导师
导师
17
3. 系统的管理端业务处理模块
在该系统中采用面向对
象分析作为主要的系统
建模方法，用不同的设
计角度描述角色（管理
有所不同。
3
客户
领域知识
捕捉需求 需求规格 说明书
提取解决方 案的结构
领域知识 工作
解决方案抽象
体系结构 规格说明
领域知识
体系结构
图1 体系结构设计方法的元模型 4
2.软件体系结构设计方法的分析
为了获取对体系结构设计的抽象，人们已经提出 了许多方法。
2.1 体系结构设计方法的分类
（1）工件驱动（Artifact-Driven）的方法 （2）用例驱动（Use-Case-Driven）的方法 （3）模式驱动（Pattern-Driven）的方法 （4）领域驱动（Domain-Driven）的方法
*
者）与系统的其它的 管理员
构件是如何联系的。管
管理端子系统 *
理端的主用例图如右图：
精品PPT课件--第9章软件体系结构与设计模式

精品PPT课件--第9章软件体系结构与设计模式

在组织形式上，框架是一个待实例化的完整系统，定义 了软件系统的元素和关系，创建了基本的模块，定义了涉 及功能更改和扩充的插件位置。典型的框架例子有MFC框 架和Struts框架。
9.1 软件体系结构的基本概念
• 体系结构的重要作用
体系结构的重要作用体现在以下三个方面 ： （1）体系结构的表示有助于风险承担者（项目干系
层次结构具有以下优点: （1）支持基于抽象程度递增的系统设计，使设计者可以把
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内外层。
9.2 典型的体系结构风格
（3）支持复用。只要提供的服务接口定义不变，同一层的 不同实现可以交换使用。这样，就可以定义一组标准 的接口，从而允许各种不同的实现方法。
9.1 软件体系结构的基本概念
2．风格
风格是带有一种倾向性的模式。同一个问题可以有不同 的解决问题的方案或模式，但我们根据经验，通常会强烈 倾向于采用特定的模式，这就是风格。
每种风格描述一种系统范畴，该范畴包括： （1）一组构件（如数据库、计算模块）完成系统需要的某
种功能； （2）一组连接件，它们能使构件间实现“通信”、“合作”
个对象的表示，而不影响其他对象。 （2）设计者可将一些数据存取操作的问题分解成一些交互
的代理程序的集合。
9.2 典型的体系结构风格
其缺点如下: （1）为了使一个对象和另一个对象通过过程调用等进行
交互，必须知道对象的标识。只要一个对象的标识 改变了，就必须修改所有其他明确调用它的对象。 （2）必须修改所有显式调用它的其他对象，并消除由此 带来的一些副作用。例如，如果A使用了对象B，C 也使用了对象B，那么，C对B的使用所造成的对A 的影响可能是料想不到的。
C2_软件体系结构建模共73页PPT资料

C2_软件体系结构建模共73页PPT资料


2020/1/10
18
第2章 软件体系结构建模
2.2 “4+1”视图模型
◇ “4+1”模型概述
以上五种模型各有所长，将五种模型有机的统一在一起， 形成一个完整的模型来刻画软件体系结构更加合适。
每个视图模型可看成对系统不同方面一个投影，一个构架 的不同视图其实反映的是同一个系统。
各个不同的视图是可以融合在一起的，而且也只有将不同 的视图融合在一起才能获得关于一个系统构架的全面信息1。9
◎ 结构模型
◎ 框架模型
◎ 动态模型
◎ 过程模型
◎ 功能模型
2020/1/10
13
第2章 软件体系结构建模 ◇ 软件体系结构建模的种类
2.1 软件体系结构建模概述
◎ 结构模型
这是一个最直观、最普遍的建模方法。这种方法以 体系结构的构件、连接件和其他概念来刻画结构，并 力图通过结构来反映系统的重要语义内容，包括系统 的配置、约束、隐含的假设条件、风格、性质等。
你的老板（项目经理）让你预计你将要完 成的几个模块的开发时间。
你怎么办？
2020/1/10
2
假定你是Module Designer
你来开发A2和A3，怎么开始？
2020/1/10
3
与Module Designer交流
基本想法是什么？ 我该做什么 (如，实现哪些需求) ？ 我该在哪做 (如，这项功能实现在哪里) ？ 我和谁交互？接口是什么？ 有什么可以重用的代码？ 必须遵从什么约定(质量目标、旧体系/接口、预
其他设计问题
代码重用、标准的运用 风险分析 运作、管理和维护
2020/1/10
10
好描述
线和框有不同的形状/颜色，并有图例说明 用表格总结方案选择等等各种问题 图并不试图去表达很多信息：把信息分散
《软件体系结构》课件

《软件体系结构》课件


重构的实施
4
来进行重构。
重构应该是一个渐进的过程，通过逐步 修改系统的部分来达到整体的改进。
软件体系结构的例子和项目实践
实例一：在线商店系统
以在线商店系统为例，介绍如何 设计和实现具有扩展性和可维护 性的软件体系结构。
实例二：社交媒体平台
以社交媒体平台为例，讨论如何 应用不同的架构模式来满足用户 的需求。
项目实践：设计和实现一 个软件系统
通过一个具体的项目实践，展示 如何在整个软件开发生命周期中 应用软件体系结构的原理和方法。
结语
1 总结和反思
回顾我们在这份PPT课件中所讨论的内容，并总结其中的关键要点。
2 展望未来的发展趋势
预测软件体系结构领域的发展趋势，并对未来的研究方向提出建议。
3 鼓励学习和实践软件体系结构的重要性
通过评估和分析软件体系结构，我们可以发 现潜在的问题并做出相应的改进。
软件体系结构的演化和重构
1
演化的原因
技术的进步、需求的变化和系统的缺陷
重构的目的和方法
2
可能会导致软件体系结构的演化。
重构旨在改善系统的设计和结构，以提
高可维护性和可扩展性。Βιβλιοθήκη 3重构的技术和策略
通过使用设计模式、分解复杂的模块和
简化系统之间的依赖关系等技术和策略
客户端-服务 器架构
客户端发送请求，服 务器提供响应。这种 架构常用于网络应用 程序和分布式系统。
浏览器-服务 器架构
浏览器充当客户端， 通过HTTP协议与服务 器进行通信。这种架 构常用于Web应用程 序。
面向服务的架 构
系统通过服务进行通 信，每个服务提供特 定的功能。这种架构 可以促进系统的松耦 合和可扩展性。
软件体系结构 ppt课件

软件体系结构 ppt课件


图A 播放AVI文件的Graph Filter图
上图中每个模块分别代表了不同的Filter，媒体文件Filter从硬盘读取AVI文件，AVI分离 Filter将文件分离为音频流和视频流，AVI解码Filter对视频流进行解码并送往Video表现Filter， 由后者将各帧在显示器上显示，默认的 DirectSound 设备用DirectSound将音频流输 2019 10 出。。
6
•
2019
1概述－软件危机的原因
• 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”。 所谓“复杂问题”的概念是相对的，一旦人们采用 先进的组织形式、开发方法和工具提高了软件开发效 率和能力，新的、更大的、更复杂的问题又摆在人们 的面前。
2019
-
3
1概述
• 它是一种简单的、清楚的、完善的方式 形成的
• 软件工程师需要一种更好的视角来理解 软件，并试图找到一种新的方法来构建 更复杂的大型软件系统 • SA (software architecture)
• 一个简单程序到复杂系统软件的距离是 十年
2019 4
1概述－需求开发的主要困难
软件体系结构
刘兴
2019
计算机学院软件工程系
1
软件体系结构内容
• • • • • • • 1概述 2软件体系结构风格 3案例研究 4软件体系结构的分析与评估（略） 5流行的软件体系结构 6设计模式与软件架构 7企业架构师和设计师、企业软件架构简介
2
2019
1概述
• • • • 我们要学的这个是什么玩意？ 我们为什么要学这个玩意？ 我们将来会怎么干？ 其他人是怎么玩的？
演示文档软件体系结构第二章软件体系结构风格精品PPT课件

演示文档软件体系结构第二章软件体系结构风格精品PPT课件

当地约束于配置规则之中，并具有清晰的含义。
4.定义可以对基于这种风格建立的系统进行的分 析。如：Client/Server结构风格的实时处理过程的可调度性。
基本的软件体系结构风格
Garlan和Shaw对通用体系结构风格的分类：
•数据流风格：批处理序列；管道/过滤器； •过程/调用风格：主程序/子过程；面向对象；分层系统； •独立组件风格：进程通讯；基于事件驱动的系统(显式调用\隐式调用) •虚拟机风格：表格驱动的解释器(类似CPU)；基于规则的系统(类似工业
件。系统中其它组件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，事件 的触发就可以隐式调用模块中的过程。
管道-过滤器
数据中心式
中央数据库:常见的数据库 应用系统
超文本系统: WWW 黑板
独立部件式
互通信进程:UNIX系统 事件系统(隐式调
用):Windows
显式调用
虚拟机式
解释器: JAVA虚拟机 基于规则的系统: 过程控
制系统
基本的软件体系结构风格
出发点：侧重于软件体系结构的结构模型，即观察软件部件、连
基本的软件体系结构风格
----管道/过滤器(pipes and filters)
计算过滤器
管道
计算过滤器
过滤器：对输入数据进行局部变换，并采用渐进式计算方法， 在未处理完所有输入数据以前，就可以产生部分计算结果， 并将其送到输出端口。
管道：各过滤器之间的连接器将一个过滤器的输出传到下一 过滤器的输入端。
Interpreter
Rule-based System
From Chapter 5, Software Architecture in Practice, p. 95
《软件体系结构建模》幻灯片PPT

《软件体系结构建模》幻灯片PPT

体系构造建模
郑州大学软件学院 赵哲
复习
软件体系构造概论 软件危机 构件与软件重用 软件体系构造的兴起和开展 软件体系构造的应用现状
郑州大学软件学院 赵哲
本章主要内容
软件体系构造建模概述 4+1视图模型
郑州大学软件学院 赵哲
软件体系构造建模概述
建模modeling ：建立系统模型的过程 软件体系构造建模：如何对软件体系构
造建立系统模型 根据建模的侧重点不同 可将软件体系构造模型分为5类
郑州大学软件学院 赵哲
软件体系构造模型的分类
构造模型(骨头拆分) 框架模型(骨骼) 动态模型(时序图、状态图和活动图来，
与操作时间或顺序有关) 过程模型(步骤、过程) 功能模型(层次) P31
郑州大学软件学院 赵哲
一点延伸
郑州大学软件学院 赵哲
软件过程
需求分析 建立体系结构
设计
实现 测试
郑州大学软件学院 赵哲
需求分析
与用户沟通 由不同代表组成的小组：分析人员、客
户、设计人员、测试人员等对需求进展 审查
郑州大学软件学院 赵哲
建立体系构造
由体系构造设计师对整个系统进展分析 选择一个适宜的体系构造风格
郑州大学软件学院 赵哲
主要侧重软件模块的组织和管理，为编 程人员效劳。
软件可以通过程序库或子程序进展组织， 这样就可以由不同的人进展开发
郑州大学软件学院 赵哲
开发视图
开发视图要考虑软件内部的需求，如软 件开发的容易性、软件的重用和软件的 通用性，要充分考虑由于具体开发工具 的不同而带来的局限性。
开发视图通过系统输入输出关系的模型 图和子系统图来描述。
郑州大学软件学院 赵哲
4+1模型
软件体系结构ppt精选课件

软件体系结构ppt精选课件

基于规则系统
• 调用和返回系统
数据中心系统（知识库）
• 主程序和子程序
• 面向对象系统
• 多级分层
数据库
超文本系统
黑板
• 独立构件
• 通讯进程
• 事件系统
精选ppt
24
2.1体系结构风格
• 7种通用的风格
• 管道和过滤器、对象、隐式调用、层、知识库、解释器和过程调用。
精选ppt
25
2.2管道过滤器（pipes &filters）
软件体系结构
精选ppt
1
1概述
• 我们要学的这个是什么玩意？
• 我们为什么要学这个玩意？
• 我们将来会怎么干？
• 其他人是怎么玩的？
精选ppt
2
1概述
• 软件工程师需要一种更好的视角来理解软件，并试图找到一种新的方法来
构建更复杂的大型软件系统
• SA (software architecture)
软件系统“可扩展”的前提条件是“保持结构稳定”，否则软件难
以按计划开发出来，稳定性是使系统能够持续发展的基础。所以稳
定性和可扩展性都是体系结构设计的要素。
• •如果每次变化都导致体系结构发生大的变动，那简直就是“伤筋
动骨”，这样的体系结构无疑是败笔之作。（例如房屋装修）
精选ppt
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• 复用就是指“重复利用已经存在的东西”。被复用的对象可以是有
套共享的，语义丰富的词典，它由软件系统的习
惯用语，模式，软件系统组织结构风格组成。
• 通过识别一个管道过滤器体系结构风格的实例，
一个软件工程师传达了这样的事实：这个系统的
主要功能就是进行数据流的转换，系统的主要功
软件体系结构模式ppt课件

软件体系结构模式ppt课件

解决时应该考虑的各个方面，如：
– 解决方案必须满足的需求—例如：对等进程的通信 必须是高效的
– 你必须考虑的约束—例如：进程间通信必须遵守特 定协议
– 解决方案必须具有希望的特性—例如，软件更改应 该是容易的
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2.3 解决方案
模式的解决方案给出了如何解决再现问题，或 者更恰当地说是如何平衡与之相关的强制条件。 其包括两个方面：
体系结构模式表示软件系统的基本结构化组织 图式。它提供一套预定义的子系统，规定它们 的职责，包含用于组织它们之间关系的规则和 指南。
例如：MVC体系结构模式
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3.2 设计模式
软件体系结构的子系统，以及它们之间的关系， 通常由几个更小的体系结构单元构成。我们用 设计模式来进行描述。
设计模式提供一个用于细化软件系统的子系统 或组件，或它们之间关系的图式。它描述通信 组件的公共再现结构，通信组件可以解决特定 语境中的一个一般设计问题。
– 每个模式规定了一个特定的结构，即元素的一个空 间配置
– 每个模式规定了运行期间的行为
11
三、模式类别
模式可分为三种类型
– 体系结构模式 – 设计模式 – 惯用法
每一种类型都由具有相似规模或抽象程度的模 式组成。
12
3.1体系结构模式
根据一些整体构建原理来建立可行的软件体系 结构。
软件体系结构模式
1
软件体系结构模式
教学目标:
– 掌握模式的概念 – 熟练掌握模式的构成 – 掌握模式的类别
教学重点:
– 掌握模式的概念、作用与构成
教学难点:
– 熟练掌握模式的构成
2
一、什么是模式
当专家求解一个特殊问题时，一般不会发明一 种和已有解决完全不同的方案来处理这个问题。
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2.2软件体系结构模型
逻辑视图，也称概念视图，主要是支持系统功能 需求的抽象描述，即系统最终将提供给用户什么 样的服务，逻辑视图描述了系统的功能需求及其 之间的相互关系
开发视图，也称模块视图，主要侧重于描述系统 的组织，与逻辑视图密切相关，都描述了系统的 静态结构
过程视图，主要侧重于描述系统的动态行为，即 系统运行时所表现出来的相关特性，着重解决系 统的可靠性、吞吐量、并发性、分布性和容错性
模块视图描述的是每个模块的功能和模块之间的 相互关系，在模块视图下，又包括：分解视图、 使用视图、分层视图和类视图等多个子视图
分配视图反映了软件元素在创建环境和执行环境 中的分配关系，在分配视图下，又包括：部署视 图、实现视图和工作分配视图等多个子视图
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2.2软件体系结构模型
在组件-连接件视图中，组件是计算的主要单元， 连接件是组件之间相互通信的工具，组件根据其 接口定义其所提供和需要的操作，而连接件则封 装了两个或多个组件之间的互连协议，在组件连接件视图下，又包括：进程视图、并发视图和 共享数据视图等多个子视图
第二章 软件体2.2软件体系结构模型 2.3软件体系结构的形式化描述 2.4软件体系结构的生命周期 2.5软件体系结构的建模语言 2.6基于软件体系结构的开发
2
2.1软件体系结构建模概述
模型是对现实问题的逻辑抽象，能够从某些 侧面来显示系统的重要性质，忽略其相关细 节
构件作为一个封装的实体，仅通过其接口与 外部环境进行交互，而构件的接口是由一组 端口组成的，每个端口表示构件与外部环境 之间的交互点
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2.3软件体系结构的形式化描述
连接件作为软件体系结构建模的主要实体， 同样也有接口，连接件的接口是由一组角色 构成的，每个角色定义了该连接所表示交互 的参与者
软件体系结构::=软件体系结构核心模型|软 件体系结构风格
软件体系结构核心模型::=(构件，连接件，约 束)
构件::={端口1，端口2，…，端口N}
15
2.3软件体系结构的形式化描述
连接件::={角色1，角色2，…，角色M} 约束::={(端口i，角色j)，…} 软件体系结构风格::={管道-过滤器，客户/服
逻辑视图定义了系统的目标，开发视图和过程视 图提供了详细的系统设计实现方案，物理视图解 决了系统的拓扑结构、安装和通信问题，场景反 映了完成上述任务的组织结构
9
2.2软件体系结构模型
“4+1”视图模型的不足：
“4+1”视图不能体现体系结构的构造是多层次 抽象的过程，不能充分表达系统的体系结构风格
数据作为系统的重要组成部分，在“4+1”视图 中没有得到充分地体现
“4+1”视图不能充分地反映系统要素之间的联 系，例如：构件、功能和角色之间的关联
在实现体系结构模型时，缺乏构造视图和建立视 图之间关系的指导信息
10
2.2软件体系结构模型
软件体系结构模型分解为三类视图：模块视 图、组件-连接件视图和分配视图
软件体系结构建模，就是建立软件体系结构 模型的方法和过程
软件体系结构模型以具体的形式来表现系统 的框架结构
软件体系结构模型能够帮助人们从全局的角 度来把握整个系统的框架结构
3
2.2软件体系结构模型
不同的风险承担者有着不同的软件质量属性 需求，他们所关注的问题是不相同的
不同的人从框架结构中所获取的信息也是不 相同的，所以，软件体系结构模型应该是多 维的，而不是一种单一的结构
8
2.2软件体系结构模型
物理视图，描述如何把系统软件元素映射到硬件 上，通常要考虑系统的性能、规模和容错等问题， 展示了软件在生命周期的不同阶段中所需要的物 理环境、硬件配置和分布状况
场景视图，场景是用户需求和系统功能实例的抽 象，设计者通过分析如何满足每个场景所要求的 约束来分析软件的体系结构
软件体系结构模型分为5种：结构模型、框 架模型、动态模型、过程模型和功能模型
4
2.2软件体系结构模型
结构模型：以构件、连接件及其之间的关联关系 为基础来刻画系统的框架结构，力图通过结构来 反映系统的语义
框架模型：框架模型与结构模型很类似，但是， 它不太侧重框架的细节，而是更多地考虑了系统 的整体结构
5种模型各有所长，只有将5种模型有机地结 合起来，才能形成一个完整的模型来刻画软 件的框架结构
6
2.2软件体系结构模型
“4+1”视图模型
最终用户：功能需求 逻辑视图
开发人员：软件管理 开发视图
场景
过程视图
物理视图
系统集成人员：并发 性、分布性和容错性等
系统工程人员：系统拓 扑结构、安装和通信等
连接件也是可预制和可重用的软件元素，是 构件之间的连接单元
构件和连接件之间的关系用约束来表示
13
2.3软件体系结构的形式化描述
软件体系结构核心模型(Software Architecture Core Model)=构件 (Components)+连接件(Connectors)+ 约束(Constraints)
各种视图为软件质量属性的实现提供了依据，同 时，软件质量属性的实现最终也要在各个视图中 得以体现，各种视图构成了一个有机的整体，从 不同的侧面来描述软件体系结构模型
12
2.3软件体系结构的形式化描述
软件体系结构，又被称为架构，指可预制和 可重构的软件框架结构
构件是可预制和可重用的软件元素，是组成 体系结构的基本计算单元和数据存储单元
动态模型：动态模型是对结构模型和框架模型的 补充，描述系统的“大颗粒”行为特性，例如： 系统的重新配置和重新演化
5
2.2软件体系结构模型
过程模型：说明构造系统的步骤和过程，过程模 型以某种过程脚本的形式来体现
功能模型：该模型认为体系结构是由一组功能构 件按层次组成的，下层构件向上层构件提供服务， 可以看作是一种特殊的框架模型
务器，仓库，…}
16
2.3软件体系结构的形式化描述
软件体系结构的形式化描述
软件体系结构
构件
连接件
约束
体系结构风格 1~*
1~N
…
…
端口
1~M 角色
管道-过滤器
客户/服务器 … …
仓库
17
2.3软件体系结构的形式化描述