第四章 特定领域的软件体系结构
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软件体系结构概述软件体系结构是指软件系统的组织方式和结构框架,包括系统的组件、模块、连接方式以及它们之间的关系。
软件体系结构定义了系统的主要构成和交互方式,以及系统的整体特性和行为。
软件体系结构的设计和选择对于系统的可维护性、可扩展性、可靠性和性能等方面都有重要影响。
软件体系结构可以理解为一个软件系统的蓝图或者设计模板,它指导和限制了系统在开发和维护过程中的各个方面,并对系统的演化和重用性提供支持。
常见的软件体系结构包括客户端-服务器体系结构、分层体系结构、面向对象体系结构、面向服务体系结构等。
客户端-服务器体系结构是最常见的软件体系结构之一,它将软件系统划分为客户端和服务器两部分。
客户端负责用户界面和用户交互,服务器负责处理业务逻辑和数据存储。
这种体系结构可以提高系统的可伸缩性和可靠性,同时也增加了系统的复杂性和通信开销。
分层体系结构将软件系统划分为多个层次,每个层次具有特定的功能。
常见的层次包括表示层、业务逻辑层和数据访问层。
表示层负责用户界面的展示和交互,业务逻辑层负责系统的业务逻辑处理,数据访问层负责数据的存储和访问。
分层体系结构可以提高系统的可重用性和可维护性,同时也增加了系统的复杂性和通信开销。
面向对象体系结构利用面向对象的思想和技术进行软件系统的设计和实现。
它将软件系统划分为多个对象,每个对象具有特定的属性和方法,并通过消息传递进行交互。
面向对象体系结构可以提高系统的可重用性和可维护性,同时也增加了系统的复杂性和内存开销。
面向服务体系结构将软件系统划分为多个服务,每个服务具有特定的功能和接口。
这些服务通过网络进行通信和交互,从而实现系统的功能需求。
面向服务体系结构可以提高系统的可扩展性和跨平台性,同时也增加了系统的通信开销和服务管理的复杂性。
除了以上常见的软件体系结构外,还有其他一些特定领域的体系结构,如实时系统体系结构、并行系统体系结构等。
实时系统体系结构适用于对响应时间有严格要求的系统,它需要快速的响应和高可靠性。
DSSA特定领域软件体系结构⼀、何为DSSA特定领域软件架构(Domain Specific Software Architecture,DSSA)是⼀种有效实现特定领域软件重⽤的⼿段。
简单地说,DSSA就是在⼀个特定应⽤领域为⼀组应⽤提供组织结构参考的标准软件体系结构。
按照Tracz的说法,DSSA就是⼀个特定的问题领域中由领域模型、参考需求、参考架构等组成的开发基础架构,其⽬标就是⽀持⼀个特定领域中多个应⽤的⽣成。
特定领域软件架构可以看作开发产品线的⼀个⽅法或理论,它的⽬标就是⽀持在⼀个特定领域中有多个应⽤的⽣成。
⼆、DSSA与体系结构之间有何关联?1、DSSA是以问题域为出发点,⽽软件体系结构是以解决域为出发点的;2、DSSA只对某⼀个领域进⾏设计专家知识的提取、存储和组织,但可以同时使⽤多种体系结构风格;⽽在某个体系结构风格中进⾏体系结构专家知识的组织时可以扩展到多个应⽤领域;3、DSSA的特定领域参考体系结构通常选⼀个或多个体系结构风格,并设计⼀个专⽤的体系结构分析设计⼯具;4、体系结构风格的定义和应⽤领域是直交的,提取的设计知识⽐⽤DSSA提取的设计专家知识的应⽤要⼴泛。
三、DSSA的特征(1)⼀个严格定义的问题域和问题解域。
(2)具有普遍性。
使其可以⽤于领域中某个特定应⽤的开发。
(3)对整个领域的构件组织模型的恰当抽象。
(4)具备该领域固定的、典型的在开发过程中可重⽤元素。
四、DSSA领域的含义从功能覆盖的范围⾓度通常有两种理解DSSA中领域的含义的⽅式。
(1)垂直域:定义了⼀个特定的系统族,包含整个系统族内的多个系统,结果是在该领域中可作为系统的可⾏解决⽅案的⼀个通⽤软件体系结构。
(2)⽔平域:定义了在多个系统和多个系统族中功能区域的共有部分。
在⼦系统级上涵盖多个系统族的特定部分功能。
在垂直域上定义的DSSA只能应⽤于⼀个成熟的、稳定的领域,但这个条件⽐较难以满⾜:若将领域分割成较⼩的范围,则更相对容易,也容易得到⼀个⼀致的解决⽅案。
软件体系结构的概念
软件体系结构指的是软件系统中各个部分之间的组织方式和相
互关系,并且对于软件系统的整体性能和质量具有重要影响。
软件体系结构可以分为多层次,包括应用程序、操作系统和硬件等多个层次。
软件体系结构具有以下几个方面的概念:
1. 模块化:将软件系统分解为多个模块,每个模块具有明确的
职责和功能,便于管理和维护。
2. 接口定义:模块之间通过明确的接口定义来进行通信和交互,从而实现系统的协作和集成。
3. 分层结构:软件体系结构可以分为多个层次,每个层次负责
不同的功能,便于组织和管理。
4. 过程控制:软件体系结构可以通过定义明确的流程和控制机
制来实现对软件系统开发和维护的有效控制。
5. 性能优化:软件体系结构的设计应该考虑系统的性能和效率,通过合理的设计和优化来提高系统的性能和质量。
软件体系结构的设计需要考虑到多个方面的因素,包括系统需求、硬件环境、软件技术等等,需要综合考虑并进行优化。
一个好的软件体系结构设计可以提高系统的可维护性、可扩展性和可重用性,从而降低开发和维护成本,提高软件系统的质量和效率。
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第一章1. 体系结构发现、演化、重用体系结构发现解决如何从已经存在的系统中提取软件的体系结构,属于逆向工程范畴。
由于系统需求、技术、环境、分布等因素的变化而最终导致软件体系结构的变动,称之为软件体系结构演化。
体系结构重用属于设计重用,比代码重用更抽象。
由于软件体系结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。
2.基于软件体系结构的软件开发方法:问题定义—>软件需求—>软件体系结构—>软件设计—>软件实现3.评价软件体系结构的方法权衡分析方法(ATAM方法),软件体系结构分析方法(SAAM方法),中间设计的积极评审(ARID方法)第二章1. 建模结构模型:研究结构模型的核心是体系结构描述语言。
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。
框架模型:与结构模型类似,但不太侧重细节,而侧重于整体结构。
动态模型:是对结构和框架模型的补充,研究系统大颗粒的行为性质。
过程模型:研究构造系统的步骤和过程,结构是遵循某些过程脚本的结果。
功能模型:认为体系结构是由一组功能构件按层次组成,下层向上层提供服务。
功能模型可以看作是一种特殊的框架模型。
4+1视图模型:逻辑视图、进程视图、物理视图、开发视图和场景视图逻辑视图主要支持系统的功能需求,即系统提供给最终用户的服务。
在逻辑视图中,系统分解成一系列的功能抽象,这些抽象主要来自问题领域。
这种分解不但可以用来进行功能分析,而且可用作标识在整个系统的各个不同部分的通用机制和设计元素。
在面向对象技术中,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通过系统输入输出关系的模型图和子系统图来描述。
进程视图侧重于系统的运行特性,主要关注一些非功能性的需求。
物理视图主要考虑如何把软件映射到硬件上。
逻辑视图和开发视图描述系统的静态结构,而进程视图和物理视图描述系统的动态结构。