第三章软件体系结构风格(2)要点

软件体系结构风格软件结构风格的定义：软件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（idiomatic paradigm）。

体系结构风格定义了⼀个系统家族，即⼀个体系结构定义⼀个词汇表和⼀组约束。

词汇表中包含⼀些构件和连接件组合起来的。

体系结构风格反映了领域中众多系统所共有的结构和语义特性，并指导如何将各个模块和⼦系统有效地组织成⼀租个完整的系统。

按这种⽅式理解，软件体系结构风格定义了⽤于描述系统的术语表和⼀组指导构件系统的规则。

构件的定义：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。

构件有两种：复合构件和原⼦构件，复合构件由其他复合构件和原⼦构件通过连接⽽成；原⼦构件是不可再分的构件，底层由实现该构件的类组成，这种构件的划分提供了体系结构的分层表⽰能⼒，有助于简化体系结构的设计。

连接件的定义：连接件表⽰了构件之间的交互，简单的连接件如管道（pipe）、过程调⽤（proceduce call）、事件⼴播（event broadcast）等，更为复杂的交互如客户-服务器（client-server）通信协议，数据库和应⽤之间的SQL连接等。

软件体系结构风格的四要素：（1）提供⼀个词汇表；（2）定义⼀套配置规则；（3）定义⼀套语义解释规则；（4）定义对基于这种风格的系统所进⾏的分析。

软件体系结构风格的⽬的:软件体系结构风格为⼤粒度的软件重⽤提供了可能。

⼏种软件体系结构风格的分类：（1）管道与过滤器：在管道与过滤器风格的软件体系结构中，每个构件都有⼀组输⼊和输出，构件读输⼊的数据流，经过内部处理，然后产⽣输出数据流。

这个过程通常通过对输⼊流的变换及增量计算来完成，所以在输⼊被完成消费之前，输出便产⽣了。

因此，这⾥的构件被称为过滤器，这种风格的连接件就像是数据流传输的管道，将⼀个过滤器的输出传到另⼀个过滤器的输⼊。

此风格特别重要的过滤器必须是独⽴的实体，它不能与其他的过滤器共享数据，⽽且⼀个过滤器不知道它上游和下游的标识。

软件体系结构知识点完整首先，软件体系结构的设计目标是确保软件系统具有良好的可维护性、可扩展性、可重用性和可演化性。

为了达到这些目标，需要考虑以下几个重要的知识点：1.架构风格和模式：软件体系结构可以采用不同的架构风格和模式，如客户/服务器架构、分层架构、微服务架构等。

每种架构风格和模式都有其适用的场景和优缺点，开发人员需要根据具体需求选择适合的架构。

2.组件和接口：软件系统通常由多个组件构成，每个组件负责特定的功能。

组件之间通过接口进行通信和交互。

设计良好的组件和接口可以提高系统的模块化程度，便于测试、维护和重用。

3.数据管理：软件系统通常需要对一定量的数据进行管理和存储。

在软件体系结构设计中，需要考虑数据的组织方式、访问方式和持久化方式。

常见的数据管理技术包括关系型数据库、非关系型数据库和缓存等。

4.并发和分布式处理：现代软件系统通常需要处理大量的并发请求，并且可能分布在不同的机器上。

软件体系结构设计需要考虑如何有效地处理并发请求和如何进行分布式部署，以提高系统的性能和可扩展性。

5.安全和可靠性：软件系统面临各种安全和可靠性风险，如数据丢失、数据泄露和系统故障等。

软件体系结构设计需要考虑如何采取措施保障系统的安全和可靠性，如进行数据备份、访问控制和错误处理等。

6.软件系统的分层：软件体系结构通常采用分层的结构，将系统划分为不同的层次，每个层次负责不同的功能。

常见的分层结构有表示层、业务逻辑层和数据访问层等。

分层结构可以提高系统的可维护性和可扩展性。

7.影响因素和约束：软件体系结构设计还需要考虑相关的影响因素和约束，如成本、时间、技术限制等。

这些因素和约束将直接影响软件体系结构的设计和实施。

总结起来，软件体系结构是软件设计的重要组成部分，它涉及到架构风格和模式的选择、组件和接口的设计、数据管理、并发和分布式处理、安全和可靠性等多个方面。

了解这些知识点对于设计出高质量、可维护和可扩展的软件系统至关重要。

软件体系结构风格软件体系结构设计的一个核心问题是能否使用重复的体系结构模式，即能否达到体系结构级的软件复用。

也就是说，能否在不同的软件系统中，使用同一体系结构。

基于这个目的，学者们开始研究和实践软件体系结构的风格和类型问题。

Garlan和Shaw根据此框架给出了通用体系结构风格的分类。

（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：进程通信；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。

下面，我们将介绍一些典型的软件体系结构风格。

1．分层系统层次系统组织成一个层次结构，每一层为上层服务，并作为下层客户。

例如，四层的分层式体系结构可以分为应用软件、业务软件、中间件和系统软件。

这种风格支持基于可增加抽象层的设计。

这样，允许将一个复杂问题分解成一个增量步骤序列的实现。

由于每一层最多只影响两层，同时只要给相邻层提供相同的接口，允许每层用不同的方法实现，同样为软件复用提供了强大的支持。

层次系统最广泛的应用是分层通信协议。

在这一应用领域中，每一层提供一个抽象的功能，作为上层通信的基础。

较低的层次定义低层的交互，最低层通常只定义硬件物理连接。

2．客户／服务器客户／服务器（Client/Server, C/S）软件体系结构是基于资源不对等，且为实现共享而提出来的，是20世纪90年代成熟起来的技术，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3个主要组成部分，即数据库服务器、客户应用程序和网络。

传统的C/S体系结构将应用一分为二，服务器（后台）负责数据管理，客户机（前台）完成与用户的交互任务。

服务器为多个客户应用程序管理数据，而客户程序发送、请求和分析从服务器接收的数据，这是一种“胖客户机”、“瘦服务器”的体系结构。

与二层C/S结构相比，在三层C/S体系结构中，增加了一个应用服务器。

软件体系结构风格软件体系结构风格是指在软件系统的设计中，通过一系列的模式、原则和规范来组织和管理系统的各个组成部分之间的关系和交互方式。

不同的体系结构风格可以根据不同的需求和目标来选择和应用，从而达到更好的系统可扩展性、可重用性和可维护性。

下面将介绍几种常见的软件体系结构风格。

分层体系结构是将软件系统划分为几个相互独立的层次，每个层次都靠近系统的用户界面。

每个层次都依赖于较低层次，并提供给更高层次的功能。

这种风格可以实现系统的可复用性和可重用性，使得不同层次的变更不会影响到其他层次的结构和功能。

客户端-服务器体系结构是将软件系统划分为两个主要部分：客户端和服务器。

客户端负责与用户交互和显示信息，而服务器负责处理业务逻辑和数据存储。

这种风格可以实现系统的分布式处理，提高系统的性能和可伸缩性。

面向对象体系结构是将软件系统划分为一组相互协作的对象，并通过消息传递来进行通信和交互。

每个对象都具有自己的状态和行为，并通过继承和组合来扩展和重用现有的对象。

这种风格可以实现系统的可维护性和可拓展性，提高系统的复杂性和可重用性。

事件驱动体系结构是基于事件和事件处理的软件设计方法。

系统中的各个组成部分都可以作为事件的发布者或订阅者，通过触发事件和处理事件来实现系统的功能和交互。

这种风格可以实现系统的松散耦合和可扩展性，提高系统的灵活性和响应性。

数据驱动体系结构是基于数据流和数据处理的软件设计方法。

系统中的各个组成部分都可以作为数据的生产者或消费者，通过传递数据和处理数据来实现系统的功能和交互。

这种风格可以实现系统的高效率和低耦合，提高系统的可重用性和可维护性。

总结起来，软件体系结构风格是指在软件系统的设计中，根据不同的需求和目标选择和应用一系列的模式、原则和规范来组织和管理系统的各个组成部分之间的关系和交互方式。

通过选择适合的风格，可以提高系统的可扩展性、可重用性和可维护性，从而更好地满足用户的需求。

第三章_软件体系结构风格软件体系结构风格是指软件系统中各个组件之间的关系和交互方式的一种抽象描述，它能够帮助软件开发者更好地组织系统的结构，提高系统的可扩展性、可维护性和可重用性。

本文将介绍几种常见的软件体系结构风格。

分层体系结构风格是将软件系统划分为多个层次，在每个层次上定义不同的职责和功能。

上层的模块可以调用下层的模块提供的服务，但是下层的模块不能调用上层的模块。

这种层次划分可以提高系统的模块性，使得不同层次的模块之间能够独立开发和测试。

同时，这种体系结构风格还可以提高系统的可扩展性，当需求变化时，可以通过增加或修改适当的层来满足新的需求。

客户-服务器体系结构风格是将软件系统分为两个部分：客户端和服务器端。

客户端负责接收用户的请求并向服务器发送请求，而服务器端负责处理请求并向客户端发送响应。

这种体系结构风格可以提高系统的可扩展性和可重用性，因为可以通过增加或修改服务器来满足不同的用户请求。

同时，这种体系结构风格还可以提高系统的可维护性，因为客户端和服务器端的责任分离，可以独立地开发和测试。

面向对象体系结构风格是将软件系统划分为多个对象，每个对象封装了数据和行为，并通过消息传递来实现对象之间的通信。

这种体系结构风格可以提高系统的可重用性和可维护性，因为对象的封装性使得对象可以独立地开发和测试，并且可以在不同的系统中重用。

同时，这种体系结构风格还可以提高系统的模块性，因为对象之间的关系是明确的，并且可以通过继承和多态性来实现代码的复用。

事件驱动体系结构风格是将软件系统划分为多个组件，这些组件之间通过事件进行通信。

当一个事件发生时，相应的组件会接收到事件并做出相应的响应。

这种体系结构风格可以提高系统的灵活性和可扩展性，因为不同的组件可以独立地开发和测试，并且可以根据需要进行添加和移除。

同时，这种体系结构风格还可以提高系统的响应速度，因为事件的处理是异步的，在事件到达前可以继续处理其他任务。

总之，软件体系结构风格是软件系统中组件之间的关系和交互方式的一种抽象描述。

第3章软件体系结构风格第3章软件体系结构风格3.1 软件体系结构风格概述目的：体系结构级重用风格（Style）：特定应用领域中系统组织方式的惯用模式。

词汇表：描述系统的术语表，约束：指导构件连接的规则风格问题：P49下。

四要素：词汇表、约束、语义解释、分析，P50 通用风格：数据流、调用/返回、独立构件、虚拟机、仓库3.2 经典软件体系结构风格各种介绍一个。

3.2.1 管道和过滤器（数据流风格）构件：过滤器，连接件：管道。

例如：编译器特点：P50-513.2.2 数据抽象和面向对象组织（调用/返回风格）构件是对象，通过调用来交互。

优缺点：P51-523.2.3 基于事件的隐式调用（独立构件风格）构件是模块，通过触发事件来调用。

隐式：不知道哪些构件受影响。

优缺点：P523.2.4 分层系统（虚拟机风格、调用/返回风格）构件在一些层实现虚拟机，对其他层不可见。

优缺点：P533.2.5 仓库系统及知识库（仓库风格）两种构件：中央数据结构、独立构件。

输入流触发进程：传统数据库。

状态触发进程：黑板系统。

图3-4，黑板组成3.2.6 C2风格UCI（加州大学Irvine）设计，基于构件和基于消息的风格。

Component，Connector，还有通信（竖线）。

规则：P54，特点：P55。

3.3 客户/服务器风格C/S，从集中式->多用户->局域网，资源不对等，为了共享。

双方任务：P56。

流程：P56，图3-7优缺点：P573.4 三层C／S结构风格3.4.1 三层C／S结构的概念图3-8，增加应用服务器。

表示层、功能层、数据层。

图3-10（2）优点显著。

中间件最重要。

3.4.2 三层C／S结构应用实例劳动管理系统，P60-643.4.3 三层C／S结构的优点P64，注意通信效率。

3.5 浏览器/服务器风格利用了WWW，全新的软件体系结构。

真正零客户端。

缺点：P66？3.6 公共对象请求代理体系结构COBRA，太复杂。

软件体系结构风格研究分析软件体系结构风格是指在软件系统设计中，采用的一种模式或形式，用于组织和管理系统中的各个部分和模块之间的关系。

不同的软件体系结构风格对系统的功能、性能和可维护性等方面都会产生重要影响。

在本文中，我们将研究和分析几种常见的软件体系结构风格。

1.分层体系结构风格：分层体系结构是将系统划分为多个层次结构的风格。

每个层次都是独立的，并且只与上一层次和下一层次进行通信。

这种风格的优点是系统结构清晰，易于理解和维护。

然而，分层体系结构也可能导致性能问题，因为每次通信都需要通过多个层次。

2.客户端-服务器体系结构风格：客户端-服务器体系结构是将系统划分为客户端和服务器两个部分的风格。

客户端负责处理用户界面和用户交互，而服务器负责处理系统的核心逻辑和数据处理。

这种风格的优势是可以灵活扩展和集中管理服务器端，同时还可以支持多个客户端。

然而，客户端-服务器体系结构也可能导致网络通信的性能问题。

3.事件驱动体系结构风格：事件驱动体系结构是通过事件的发生和响应来组织系统的风格。

系统中的组件需要监听和响应不同的事件。

这种风格的优势是灵活性高，能够根据事件的发生和需求进行动态调整。

然而，事件驱动体系结构也需要谨慎设计，避免出现事件处理的混乱和性能问题。

4.数据流体系结构风格：数据流体系结构是通过数据流和处理过程来组织系统的风格。

系统中的数据按照一定的流程被处理和传递。

这种风格的优点是能够高效处理大量的数据，同时易于并行化和分布式处理。

然而，数据流体系结构也需要注意数据的一致性和正确性。

在选择软件体系结构风格时，需要综合考虑项目的需求、性能要求、可扩展性和可维护性等因素。

比如，对于大规模数据处理的系统，可以选择数据流体系结构；对于需要支持多个客户端的系统，可以选择客户端-服务器体系结构；对于需要灵活响应事件和需求变化的系统，可以选择事件驱动体系结构等。

此外，还可以结合多种体系结构风格，创建混合体系结构。

软件体系结构设计中的架构风格分析在软件体系结构设计中，架构风格是一种用于描述、定义和实现复杂软件系统的基本框架结构和组织方式的概念。

它关注的是软件系统的整体结构和组成，而不是关注具体实现细节。

架构风格提供了一种规范化的、可重用的设计思路，有效提高了软件系统的可靠性、稳定性、可维护性和可重用性。

本文将以软件体系结构设计中的架构风格为主题，探讨架构风格在软件设计中的应用和优势。

一、什么是架构风格？架构风格是一种通用的、模板化的架构设计方案，提供了对于软件系统的组织和结构方式、各个组件之间的关系和接口的一种标准化的描述。

架构风格不同于具体实现，而是关注系统层面的大局，提供了一种模块化、分层、可组合、可重用的设计模式。

一种常见的架构风格是层次结构风格，该风格将软件系统分为不同的层次，每个层次实现特定的功能，层次之间通过接口进行通讯。

二、架构风格的核心概念架构风格有三个核心概念：组件、连接和配置。

组件：组件是软件系统的基本构建块。

每个组件代表一个可以单独编写、编译和测试的软件部分，对外提供接口或服务，对内采用特定的实现方式完成逻辑功能。

连接：连接是不同组件之间的通讯方式。

连接有多种类型，比如消息传递、共享数据、远程调用等方式。

配置：配置是指组件之间的不同部署方式和连接关系。

系统配置可以决定软件系统的性能、可靠性和可扩展性。

三、常见架构风格1.层次结构风格层次结构风格是一种将软件系统分为不同层次的架构设计方案，每个层次实现特定的功能，在层次之间通过接口进行通讯。

该风格将软件系统分成三个部分：表示层、业务逻辑层和数据层。

表示层负责与用户交互，业务逻辑层负责完成业务逻辑的处理，数据层负责数据存储和管理。

2.客户端-服务器风格客户端-服务器风格是一种在软件系统中将服务提供者和客户端分开的架构设计方式。

服务提供者在服务器端提供服务，客户端通过网络连接访问服务器端的服务。

该风格可以将应用程序逻辑和数据存储分离，从而提高系统的可用性和灵活性。

软件体系结构总结考点1.软件体系结构的概念和原则：-什么是软件体系结构，它与软件设计的区别是什么？-软件体系结构的设计原则是什么？-软件体系结构的目标是什么？2.软件体系结构的重要特性：-模块化：将系统划分为独立的模块，每个模块负责一个特定的功能。

-可扩展性：系统可以方便地进行功能扩展，无需对已有模块进行大规模修改。

-可维护性：系统的模块分离清晰，使得修改和维护变得更加容易。

-可重用性：系统中的模块可以被重复使用，在其他项目中节省开发时间和成本。

-可靠性：系统能够提供高质量和稳定的服务，具有高度的可靠性。

3.常见的软件体系结构模式：-分层体系结构：将系统划分为多个层次，每个层次负责特定的功能。

-客户端-服务器体系结构：将系统划分为客户端和服务器，客户端发起请求，服务器提供服务并返回结果。

-MVC体系结构：将系统划分为模型、视图和控制器三个部分，分别负责数据、界面和逻辑处理。

-微服务体系结构：将系统划分为多个小型的、独立的服务，每个服务负责一个特定的业务功能。

4.软件体系结构的评估和选择：-如何评估软件体系结构的有效性和适用性？-如何选择最适合项目需求和条件的软件体系结构？-软件体系结构的选择与项目规模、团队规模有何关系？5.软件体系结构的设计和实现：-如何进行软件体系结构的设计和建模？-有哪些常用的软件体系结构设计工具和方法？-如何将软件体系结构转化为具体的代码实现？6.软件体系结构的演化和维护：-软件体系结构在系统演化和维护过程中的作用是什么？-如何在系统需求发生变化时进行软件体系结构的演化？-如何进行软件体系结构的重构和迁移？软件体系结构是软件开发过程中的关键环节，对于确保系统的质量和可持续发展至关重要。

掌握软件体系结构的基本原理、常见模式和设计方法，以及评估和演化的技巧，能够帮助开发人员构建出高质量且易于维护和扩展的软件系统。