应用软件集成体系结构

体系结构设计方法的发展及应用一、引言体系结构设计是软件工程领域中的重要环节，它决定了软件系统的整体结构和组织方式。

随着软件规模的不断扩大和复杂性的增加，体系结构设计方法也在不断发展和演进。

本文将从体系结构设计方法的发展历程和应用领域两个方面进行探讨。

二、体系结构设计方法的发展1. 结构化方法结构化方法是早期的体系结构设计方法，它将软件系统分解为各个模块，并定义模块之间的接口和关系。

该方法适用于简单的软件系统，但在处理复杂系统时存在一些局限性，如模块之间的耦合度较高，难以进行灵活的修改和扩展。

2. 面向对象方法随着面向对象编程的兴起，面向对象方法开始在体系结构设计中得到广泛应用。

面向对象方法通过将系统抽象为对象和类的集合，强调系统的模块化、可重用性和可扩展性。

它提供了更好的封装性和继承性，使得系统更易于维护和演化。

3. 基于组件的方法基于组件的方法是体系结构设计方法的一种新趋势。

它将软件系统分解为独立的、可重用的组件，并通过定义组件之间的接口和协议来实现系统的功能。

基于组件的方法可以提高软件系统的可维护性和可扩展性，同时也有利于系统的复用和集成。

4. 服务导向架构（SOA）服务导向架构是一种面向服务的体系结构设计方法。

它将系统抽象为一组相互协作的服务，并通过定义服务之间的接口和通信协议来实现系统的功能。

SOA强调松耦合和可插拔性，使得系统更易于扩展和集成。

三、体系结构设计方法的应用1. 企业级应用体系结构设计方法在企业级应用中得到了广泛应用。

企业级应用通常具有复杂的业务逻辑和大量的数据处理需求，体系结构设计的合理与否直接影响系统的性能和可维护性。

通过采用适当的体系结构设计方法，可以提高系统的稳定性和可扩展性，降低系统的维护成本。

2. 分布式系统随着互联网的迅速发展，分布式系统成为了越来越多的应用需求。

分布式系统面临着网络延迟、节点失效等问题，体系结构设计需要考虑到这些因素。

通过采用分布式的体系结构设计方法，可以实现系统的高可用性和可伸缩性，提高系统的性能和容错能力。

一、什么是C/S和B/S第一、什么是C/S结构。

C/S （Client/Server）结构，即大家熟知的客户机和服务器结构。

它是软件系统体系结构，通过它可以充分利用两端硬件环境的优势，将任务合理分配到Client端和Server端来实现，降低了系统的通讯开销。

目前大多数应用软件系统都是Client/Server形式的两层结构，由于现在的软件应用系统正在向分布式的Web应用发展，Web和Client/Server 应用都可以进行同样的业务处理，应用不同的模块共享逻辑组件；因此，内部的和外部的用户都可以访问新的和现有的应用系统，通过现有应用系统中的逻辑可以扩展出新的应用系统。

这也就是目前应用系统的发展方向。

传统的C／S体系结构虽然采用的是开放模式，但这只是系统开发一级的开放性，在特定的应用中无论是Client端还是Server端都还需要特定的软件支持。

由于没能提供用户真正期望的开放环境，C/S结构的软件需要针对不同的操作系统系统开发不同版本的软件，加之产品的更新换代十分快，已经很难适应百台电脑以上局域网用户同时使用。

而且代价高，效率低。

如我院使用的上海超兰公司“案件统计”管理软件就是典型的C／S体系结构管理软件。

第二、什么是B/S结构。

B/S（Browser/Server）结构即浏览器和服务器结构。

它是随着Internet技术的兴起，对C/S结构的一种变化或者改进的结构。

在这种结构下，用户工作界面是通过WWW浏览器来实现，极少部分事务逻辑在前端（Browser）实现，但是主要事务逻辑在服务器端（Server）实现，形成所谓三层3-tier结构。

这样就大大简化了客户端电脑载荷，减轻了系统维护与升级的成本和工作量，降低了用户的总体成本（TCO）。

以目前的技术看，局域网建立B/S结构的网络应用，并通过Internet/Intranet模式下数据库应用，相对易于把握、成本也是较低的。

它是一次性到位的开发，能实现不同的人员，从不同的地点，以不同的接入方式（比如LAN, WAN, Internet/Intranet等）访问和操作共同的数据库；它能有效地保护数据平台和管理访问权限，服务器数据库也很安全。

软件体系结构◇软件体系结构概论◇软件体系结构建模◇软件体系结构风格◇软件体系结构描述◇动态软件体系结构◇Web服务体系结构◇基于体系结构的软件开发◇软件体系结构的分析与测试◇软件体系结构评估◇软件产品线体系结构软件危机的表现◎软件成本日益增长◎开发进度难以控制◎软件质量差◎软件维护困难软件危机的原因◎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◎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。

构件模型的三个主要流派OMG（Object Management Group，对象管理集团）的CORBA（Common Object Request Broker Architecture，通用对象请求代理结构）Sun的EJB（Enterprise Java Bean）Microsoft的DCOM（Distributed Component Object Model，分布式构件对象模型）。

构件获取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，得到可重用的构件；2. 通过遗留工程，将具有潜在重用价值的构件提取出来，得到可重用的构件；3. 从市场上购买现成的商业构件，即COTS（Commercial Off-The-Shell）构件；4. 开发新的符合要求的构件。

构件管理◎构件描述◎构件分类与组织◎人员及权限管理构件描述构件模型是对构件本质的抽象描述，主要是为构件的制作与构件的重用提供依据；构件分类与组织◇关键字分类法◇刻面分类法◇超文本组织方法人员及权限管理一般来讲，构件库系统可包括五类用户，即注册用户、公共用户、构件提交者、一般系统管理员和超级系统管理员。

构件重用◎检索与提取构件◎理解与评价构件◎修改构件◎构件组装构件重用理解与评价构件◇构件的功能与行为◇相关的领域知识◇可适应性约束条件与例外情形◇可以预见的修改部分及修改方法构件组装◇基于功能的组装技术◇基于数据的组装技术◇面向对象的组装技术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。

软件体系结构目录第一章软件体系结构概述 (3)1.软件体系结构定义 (3)2.软件体系结构内容 (3)3.UML (4)4.抽象、接口、高内聚、低耦合常用概念 (4)第一章软件体系结构概述1.软件体系结构定义Architecture Styles，定义为根据结构组织模式构成的软件系统族，表达了部件和他们之间的关系。

例如客户/服务器（Client /Server）结构、浏览器/服务器（Browser/Server）结构等。

2.软件体系结构内容1.体系结构风格（Architecture Styles）体系结构风格是描述特定系统组织方式的惯用范例，强调组织模式和惯用范例。

组织模式即静态表述的样例，惯用范例则是反映众多系统共有的结构和语义。

通常，体系结构风格独立于实际问题，强调了软件系统中通用的组织结构，比如管道线，分层系统，客户机-服务器等等。

体系结构风格以这些组织结构定义了一类系统族。

2. 设计模式（Design Pattern）设计模式是软件问题高效和成熟的设计模板，模板包含了固有问题的解决方案。

设计模式可以看成规范了的小粒度的结构成分，并且独立于编程语言或编程范例。

设计模式的应用对软件系统的基础结构没有什么影响，但可能对子系统的组织结构有较大影响。

每个模式处理系统设计或实现中一种特殊的重复出现的问题。

例如，工厂模式，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。

软件体系结构软件体系结构质量属性：开发期质量:可扩展性，可复⽤性，可维护性等；运⾏期质量：正确性，健壮性，性能，可靠性，容错性，易⽤性，安全性，可移植性，兼容性。

设计原则：1. ⾯向接⼝编程（Program to interfaces, not to implementations）2. 多⽤组合，少⽤继承（Favor composition over inheritance）3. Principle of Least Knowledge(Law of Demeter)4. 单⼀职责原则（Single Responsibility Principle）：就⼀个类⽽⾔，应该仅有⼀个引起它变化的原因。

5. 开闭原则（Open-Closed Principle）：软件实体对扩展是开放的，但对修改是关闭的，即在不修改⼀个软件实体的基础上去扩展其功能。

抽象化是开闭原则的关键6. ⾥⽒代换原则（Liskov Substitution Principle）：在软件系统中，⼀个可以接受基类对象的地⽅必然可以接受⼀个⼦类对象。

⾥⽒代换原则是实现开闭原则的重要⽅法之⼀。

7. 依赖倒置原则（Dependency Inversion Principle）：要针对抽象层编程，⽽不要针对具体类编程。

实现开闭原则的关键是抽象化，并且从抽象导出具体化实现，如果说开闭原则是⾯向对象设计的⽬标的话，那么依赖倒置原则就是⾯向对象设计的主要⼿段。

依赖注⼊：构造注⼊，设置注⼊，接⼝注⼊8. 接⼝隔离原则（Interface Segregation Principle）：使⽤多个专门的接⼝来取代⼀个统⼀的接⼝。

9. 分离关注点（Principle of Separation of Concerns）:"Organize software into separate components(pieces) that are as independent as possible."软件风格：Model-View-Controller(pattern)MVC模式（Model-view-controller）是软件⼯程中的⼀种软件架构模式，把软件系统分为三个基本部分：模型（Model）、视图（View）和控制器（Controller）MCV模式的⽬的是实现⼀种动态的程序设计，使后续对程序的修改和扩展简化，并且使程序某⼀部分的重复利⽤成为可能。

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。

谈谈对软件体系结构的认识范文模板及概述1. 引言概述：在当今信息技术飞速发展的时代，软件已经成为我们生活和工作中不可或缺的一部分。

而软件体系结构作为软件开发过程中的一个重要概念，对于确保软件系统的稳定、高效运行起着至关重要的作用。

本文将对软件体系结构进行深入探讨，旨在帮助读者更好地理解和应用软件体系结构的相关概念。

文章结构：本文分为五个主要部分。

首先，引言部分将对文章内容进行简单介绍。

接下来，第二部分将介绍软件体系结构的基本概念，包括其定义、作用、组成要素以及设计原则和模式。

第三部分会详细探讨常见的软件体系结构类型，如分层架构、客户-服务器架构和面向服务架构（SOA）。

然后，在第四部分中，我们将强调软件体系结构的重要性和优势，包括提供可扩展性和灵活性、改善可维护性和可测试性以及促进团队合作和开发效率提高等方面。

最后，在总结与展望部分，我们将回顾软件体系结构的重要性，并展望未来的发展趋势。

目的：本文旨在深入探讨软件体系结构的相关概念和应用价值，帮助读者加深对软件体系结构的认识，并提供一些实践经验和指导原则供读者参考。

通过阅读本文，读者可以更好地理解软件体系结构，并在软件开发过程中应用合适的架构类型，从而提高软件系统的质量和性能。

注意事项：文章中将结合具体案例和实践经验，对每个部分进行更详细的说明和阐述。

为了使文章内容更加清晰易懂，将尽量避免使用过多技术术语或专业名词，并以通俗易懂的方式呈现给读者。

同时，在引言部分结束后，将逐步深入介绍软件体系结构的各个方面，使读者能够系统全面地了解和掌握该主题。

2. 软件体系结构的基本概念2.1 定义与作用软件体系结构指的是一个软件系统在高层次上的组织方式和结构布局。

它描述了软件系统中各个组成部分之间的关系，以及这些部分如何协同工作来实现系统的功能和属性。

软件体系结构主要通过定义元素、组件、连接和约束等来描述系统的架构。

软件体系结构有助于对复杂系统进行抽象和理解，并提供了一种高级别视角来管理软件开发过程。

各种软件开发系统架构图案例介绍第一章【荐】共享平台架构图与详细说明1.1.【荐】共享平台逻辑架构设计(逻辑指的是业务逻辑)注:逻辑架构图--主要突出子系统/模块间的业务关系, 这里的逻辑指的是业务逻辑如上图所示为本次共享资源平台逻辑架构图，上图整体展现说明包括以下几个方面：1 应用系统建设本次项目的一项重点就是实现原有应用系统的全面升级以及新的应用系统的开发，从而建立行业的全面的应用系统架构群。

整体应用系统通过SOA面向服务管理架构模式实现应用组件的有效整合，完成应用系统的统一化管理与维护。

2 应用资源采集整体应用系统资源统一分为两类，具体包括结构化资源和非机构化资源。

本次项目就要实现对这两类资源的有效采集和管理。

对于非结构化资源，我们将通过相应的资源采集工具完成数据的统一管理与维护。

对于结构化资源，我们将通过全面的接口管理体系进行相应资源采集模板的搭建，采集后的数据经过有效的资源审核和分析处理后进入到数据交换平台进行有效管理。

3 数据分析与展现采集完成的数据将通过有效的资源分析管理机制实现资源的有效管理与展现，具体包括了对资源的查询、分析、统计、汇总、报表、预测、决策等功能模块的搭建。

4 数据的应用最终数据将通过内外网门户对外进行发布，相关人员包括局内各个部门人员、区各委办局、用人单位以及广大公众将可以通过不同的权限登录不同门户进行相关资源的查询，从而有效提升了我局整体应用服务质量。

综上，我们对本次项目整体逻辑架构进行了有效的构建，下面我们将从技术角度对相关架构进行描述。

1.2.【荐】技术架构设计注:技术架构图--主要突出子系统/模块自身使用的技术和模块接口关联方式如上图对本次项目整体技术架构进行了设计，从上图我们可以看出，本次项目整体建设内容应当包含了相关体系架构的搭建、应用功能完善可开发、应用资源全面共享与管理。

下面我们将分别进行说明。

1.3.【荐】系统整体架构设计(也称为系统总体架构)上述两节，我们对共享平台整体逻辑架构以及项目搭建整体技术架构进行了分别的设计说明，通过上述设计，我们对整体项目的架构图进行了归纳如下：注:系统整体/总体架构图--主要突出从物理硬件（物理层/基础层）、数据库（数据层）、后台底层（支撑层）、业务逻辑（业务层/应用层）、UI描述（展示层）、系统用户分类（用户层），项目实施与运维管理，标准与规范体系和安全保障体系（贯穿各层的保障系统）一般我们只画大虚框内的部分就行了，外面的是说明与其他系统的对接描述，可以省略综上，我们对整体应用系统架构图进行了设计，下面我们将分别进行说明。

概要设计中的软件体系结构
软件体系结构的设计需要考虑多个方面。

首先，需要考虑系统
的整体结构，包括系统的分层、模块化和组件化等方面。

其次，需
要考虑系统中各个组件之间的交互和通信方式，以及数据流和控制
流的设计。

此外，还需要考虑系统的性能、可靠性、安全性等非功
能性需求，以及系统的扩展性和可维护性等方面。

在软件体系结构的设计过程中，通常会采用一些常见的体系结
构模式，如分层结构、客户端-服务器结构、面向服务的体系结构等。

这些模式可以帮助设计师更好地组织和规划系统的结构，提高系统
的灵活性和可扩展性。

此外，软件体系结构的设计还需要考虑到技术选型和平台选择
等因素。

设计师需要根据系统的需求和约束条件，选择合适的开发
语言、开发框架和技术平台，以确保系统能够在特定的环境中稳定
运行和高效工作。

总之，概要设计中的软件体系结构设计是整个软件开发过程中
至关重要的一环，它为系统的详细设计和开发提供了指导和基础，
对于确保系统的功能完备、性能优越和可维护性良好具有重要意义。

软件系统架构图-参考案例本文介绍了共享平台的逻辑架构设计、技术架构设计和系统整体架构设计。

逻辑架构图突出了子系统/模块间的业务关系，重点包括应用系统建设、应用资源采集、数据分析与展现以及数据的应用。

技术架构图主要突出子系统/模块自身使用的技术和模块接口关联方式，包括相关体系架构的搭建、应用功能完善可开发、应用资源全面共享与管理。

系统整体架构设计则对整个项目的架构图进行了归纳。

通过这些设计，共享平台能够实现资源的有效管理与展现，提升整体应用服务质量。

应用管理层是整体应用系统的管理保障，包括系统的运维管理、安全保障、标准与规范体系等方面。

在本次项目中，我们将建立完善的运维管理体系，包括系统监控、故障排除、性能优化等方面，确保系统的稳定运行。

同时，我们将建立完善的安全保障体系，包括数据安全、网络安全、应用安全等方面，保障系统的安全性。

此外，我们还将建立完善的标准与规范体系，确保系统的开发、维护、升级等方面符合相关规范和标准，提高系统的可维护性和可扩展性。

应用展示层应用展示层是整体应用系统的用户界面，包括PC端、移动端等多种形式。

在本次项目中，我们将采用响应式设计的方式，确保系统在不同设备上的良好展示效果。

同时，我们将注重用户体验的设计，提高系统的易用性和用户满意度。

综上所述，整体应用系统架构图主要包括物理硬件、数据库、后台底层、业务逻辑、UI描述、系统用户分类、项目实施与运维管理、标准与规范体系和安全保障体系等方面。

通过有效的层级结构划分和详细的设计规划，我们将为本次项目的顺利实施和今后区劳动局信息化的发展提供有力支撑。

在设计3.3.3图时，应用管理层有效地继承了我局原有的应用系统分类标准，将实际应用系统分成了八个应用体系。

在实际应用系统的建设中，我们将在全面传承原有应用分类标准规范的基础上，实现有效的多维应用资源分类方法。

整体应用系统也可以通过多维的管理模式进行相关操作管理。

例如，可以按照业务将应用系统进行划分，包括劳动管理和保险管理等。

1软件总体架构图软件结构如图1.1所示：图1.1 FPGA数据采集软件架构图以上是系统的软件结构框图，我们下面将就具体每一个步骤的设计进行一个简要的描述：2 MicroBlaze IP核设计IP字面意思是知识产权，在微电子领域，具有知识产权的功能模块成为IP Core或IP核。

IP可以用来生成ASIC和PLD逻辑功能块，又称为虚拟器件VC。

IP核可以有很多种，比如UART 、CPU、以太网控制器、PCI接口等。

根据IP 核描述的所在集成电路的设计层次，IP可以分为硬IP、软IP、固IP。

硬IP的芯片中物理掩膜布局已经得到证明，所有的验证和仿真工作都已经完成，用它可以直接生产硅片，系统设计者不能再对它进行修改。

而软IP是以行为级和RTL级的Verilog 或VHDL代码的形式存在，它要经过逻辑综合和版图综合才能最终实现在硅片上。

固IP则介于两者之间。

Xilinx 公司的MicroBlaze32位软处理器核是支持CoreConnect总线的标准外设集合。

MicroBlaze处理器运行在150MHz时钟下，可提供125 D-MIPS 的性能，非常适合设计针对网络、电信、数据通信和消费市场的复杂嵌入式系统。

1．MicroBlaze 的体系结构MicroBlaze是基于Xilinx公司FPGA的微处理器IP核，和其它外设IP核一起，可以完成可编程系统芯片(SOPC)的设计。

MicroBlaze处理器采用RISC架构和哈佛结构的32位指令和数据总线，可以全速执行存储在片上存储器和外部存储器中的程序，并访问其中的数据，如图4.1所示图2.1 MicroBlaze 内核结构框图(1)内部结构MicroBlaze 内部有32个32位通用寄存器和2个32位特殊寄存器—— PC指针和MSR状态标志寄存器。

为了提高性能，MicroBlaze还具有指令和数据缓存。

所有的指令字长都是32位，有3个操作数和2 种寻址模式。

指令按功能划分有逻辑运算、算术运算、分支、存储器读/写和特殊指令等。