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软件体系结构设计及其实现随着信息技术的高速发展，软件已经成为现代社会不可或缺的一个组成部分。
在软件的开发过程中，软件的体系结构设计非常关键。
软件体系结构设计是软件开发过程中的第一步，也是最重要的一步。
好的软件体系结构设计可以为整个软件开发过程奠定良好的基础，也可以为软件的后期维护和升级提供更多的便利。
但是，软件体系结构设计并不是一件简单的事情，需要考虑多方面的因素，并且需要综合各种专业知识。
一、软件体系结构设计的定义和特点软件体系结构是指在系统设计中，对软件系统整体组织结构和各个组成部分之间的关系，进行的系统性设计和描述。
软件体系结构不仅是设计软件系统的框架，也是实现软件系统的基础，同时也是对软件系统进行管理、维护和升级的重要基础。
软件体系结构设计的特点包括以下几点。
（一）高度抽象软件体系结构设计是对软件系统的整体组织结构和各个组成部分之间的关系进行的设计和描述。
因此，软件体系结构设计需要具有高度抽象的特点。
软件体系结构设计不涉及具体的编程实现细节，而是从整体的角度考虑问题，对系统进行宏观把握。
因此，软件体系结构设计需要考虑到更多的概念和模型，需要进行更为有意义的抽象。
（二）多样性在软件体系结构设计中，考虑到软件的应用范围和需求，软件体系结构的模型和模式也有很多种不同的选择。
不同的软件体系结构设计模式都有各自的优缺点，因此，软件开发过程中需要进行充分的需求分析和规划，才能够选择合适的设计模式。
（三）可分析性软件体系结构设计是软件开发的基础，需要保证软件系统的稳定和可靠。
因此，在进行软件体系结构设计时，需要考虑到各种约束条件和因素。
设计出来的体系结构需要具有可分析性，这样才能够进行系统化的测试和验证，确保软件的质量。
二、软件体系结构设计的要素软件体系结构设计需要考虑到很多不同的要素，下面我们来看一下主要的几个要素。
（一）模块化设计模块化设计是软件体系结构设计中最基础的一点，也是最重要的一点。
将复杂的软件分为若干个模块，使得各个模块之间相互独立，可以方便地进行设计、开发、测试和维护。
《软件体系结构》名词解释本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21 year.March名词解释1、软件危机答案：是指爱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依据页码:P12、软件重用答案：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。
依据页码：P43、构件组装答案：构件组装是指将库中的构件经适当修改后相互连接，或者将它们与当前开发项tl中的软件元素相连接，最终构成新的H标软件。
依据页码：P124、构件答案：是抬语义完整、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、通信接口和实现代码的复合体。
依据页码：P45、构件：答案：构件是具有某种功能的可重用的软件模版单元，表示了系统中主要的计算元素和数据存储。
依据页码：P376、构件答案：构件是一个数据单元或一个计算单元，它山构件的对象的集合、属性的集合、动作的集合和端口的集合组成。
依据页码：P417、场景(scenarios):答：场景可以看做是那些重要系统活动的抽象，它使4个视图有机联系起来，从某种意义上说场景是最重要的需求抽象。
依据页码：P378、在软件系统中构件不是独立存在的，构件具有互操作性。
请具体解释构件。
答：构件是一个数据单元或一个计算单元，它山构件的对象的集合、属性的集合，动作的集合和端口集合组成。
并可以抽象为C = (OAX,P),这里，0是组成构件的所有对象的集合，A是构件属性的集合，X是构件动作的集合，P是构件端口的集合依据页码：P419、软件体系结构答案：软件体系结构是一个设计，它包括所建立系统中的各元素(构件和连接件)的描述、元素之间的交互、指导装配的范例和对范例的约束。
根据页码：P4510、软件体系结构风格答案：软件体系结构风格是描述某一特定领域中系统组织方式的惯用模式。
软件体系结构风格研究[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：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。
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。
1.C2风格。
C2体系结构风格可以概括为：通过连接件绑定在一起的按照一组规则运作的并行构件网络。
图1中构件与连接件之间的连接体现了C2风格中构建系统的规则。
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。
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。
C2风格软件构架的演化研究
薛云皎;余枝强;钱乐秋;汪洋
【期刊名称】《计算机工程与应用》
【年(卷),期】2002(038)011
【摘要】软件演化是软件生命周期中始终存在的变化活动,软件维护只是软件演化的特定阶段的活动和组成部分.由于软件复用思想的兴起,基于构件和构架的软件开发方法得到越来越广泛的应用,而相应的软件演化就成为组成软件系统的构件的演化和构架的演化.该文探讨了软件演化和构架演化的概念,研究了构架动态演化所涉及到的问题,并在分析软件构架风格的基础上重点研究了C2构架风格对构架动态演化的支持能力.该文提出的构架动态演化模型及其与C2风格的结合能够支持实际的构架演化.
【总页数】4页(P83-86)
【作者】薛云皎;余枝强;钱乐秋;汪洋
【作者单位】复旦大学计算机科学与工程系软件工程实验室,上海,200433;复旦大学计算机科学与工程系软件工程实验室,上海,200433;复旦大学计算机科学与工程系软件工程实验室,上海,200433;复旦大学计算机科学与工程系软件工程实验室,上海,200433
【正文语种】中文
【中图分类】TP31
【相关文献】
1.基于架构级容错的C2风格研究 [J], 万华;马素霞;齐林海
2.图象档案管理系统的C2风格构架的研究 [J], 李丽燕;钱乐秋;汪洋
3.基于层次消息总线的软件构架动态模拟和演化研究 [J], 覃国蓉;张世琨
4.软件构架在系统动态演化中的应用 [J], 汪洋;葛叶冰;李丽燕
5.基于多维属性演化树的软件演化风格匹配方法研究 [J], 钟林辉;齐杰;叶海涛;莫俊杰
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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。
新的过滤器能够添加到现有系统中来; 旧的能够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: ①一般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)( 3)分层系统体系结构有以下优点:第一, 支持基于抽象程度递增的系统设计。
这允许设计者能够将一个复杂系统设计按递增的步骤进行分解。
第二, 支持功能增强。
因为每层至多和与之相邻的上层和下层交互, 因此, 改变某层的功能最多只会影响与之相邻的其它两层。
第三, 支持重用。
软件体系结构设计实验报告实验2 软件体系结构描述语言——C2风格1、实验目的了解各种软件体系结构描述语言的特征,熟练掌握各种语言所适用的情况. 2、实验内容及要求选择其中一种常见的软件体系结构描述语言，通过查找各渠道的资料,完成对这种软件体系结构描述语言全面介绍和其相关工具的适用。
3、实验设备(环境）及要求硬件：支持 Intel Pentium Ⅱ及其以上 CPU ，内存 128MB 以上、硬盘 1GB 以上容量的微机。
软件：配有 Windows98/2000/XP 操作系统，。
4、实验结果：第一步在Eclipse中安装ArchStudio（1)点击菜单栏的Help点击Install New Software。
.（2）在Work with栏输入ArchStudio的下载安装地址/projects/archstudio-5/updatesite-4。
2（3）在item selected的框中勾选ArchStudio.点击Next。
(4）点击next。
等待ArchStudio的安装完成。
待安装完成,将Eclipse的perspective 从默认Java转换到ArchStudio.第二步：新建工程(5）在Navigatior导航栏中新建一个Project。
选中General的Project.点Next。
输入Project的名字。
点finish。
（6）右键点击在Navigator新建好的工程New————>Project。
选中ArchStudio 的ArchStudio Architecture Description。
点next。
（7）输入新创建的架构描述名称。
点Finish。
（8）将C2.xml拖入ArchStudio Launcher窗口中的archipelago。
则在outline显示出新创建的C2。
xml。
右键点击structures,点击New Structure。
（9）在C2.xml - Archipelago窗口中新建连接件、构件，对架构图进行设计。
2023年高级软考《系统架构设计师》考试历年真题摘选附带答案第1卷一.全考点综合测验(共20题)1.【单选题】()是关于需求管理正确的说法。
A.为达到过程能力成熟度模型第二级，组织机构必须具有3个关键过程域B.需求的稳定性不属于需求属性C.需求变更的管理过程遵循变更分析和成本计算、问题分析和变更描述、变更实现的顺序D.变更控制委员会对项目中任何基线工作产品的变更都可以做出决定2.【单选题】某公司欲开发一个语音识别系统，语音识别的主要过程包括分割原始语音信号、识别音素、产生候选词、判定语法片断、提供语义解释等。
每个过程都需要进行基于先验知识的条件判断并进行相应的识别动作。
针对该系统的特点，采用______架构风格最为合适。
A.解释器B.黑板C.黑板D.隐式调用3.【单选题】()架构风格可以概括为通过连接件绑定在一起按照一组规则运作的并行构件。
A.C2B.黑板系统C.规则系统D.虚拟机4.【单选题】在IPv6 无状态自动配置过程中，主机将其( )附加在地址前缀1111111010之后，产生一个链路本地地址。
A.IPv4 地址B.MAC 地址C.主机名D.随机产生的字符串5.【单选题】某游戏公司欲开发一个大型多人即时战略游戏，游戏设计的目标之一是能够支持玩家自行创建战役地图，定义游戏对象的行为和之间的关系。
针对该目标，公司应该采用______架构风格最为合适。
A.管道-过滤器B.隐式调用C.主程序-子程序D.解释器6.【单选题】下列攻击方式中，流量分析属于( )方式。
A.被动攻击B.主动攻击C.物理攻击D.分发攻击7.【单选题】下列关于不同软件开发方法所使用的模型的描述中，正确的是______。
A.在进行结构化分析时，必须使用数据流图和软件结构图这两种模型B.采用面向对象开发方法时，可以使用状态图和活动图对系统的动态行为进行建模C.实体联系图（E-R 图）是在数据库逻辑结构设计时才开始创建的模型D. UML 的活动图与程序流程图的表达能力等价8.【单选题】螺旋模型在( )的基础上扩展而成。
第三章软件架构风格软件架构风格概述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重用。
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。
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。
它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。
对软件体系结构风格的研究和实践促进了对设计的复用，一些经过实践证实的解决方案也可以可靠地用于解决新的问题。
体系结构风格的不变部分使不同的系统可以共享同一个实现代码。
只要系统是使用常用的、规范的方法来组织，就可使别的设计者很容易地理解系统的体系结构。
例如，如果某人把系统描述为"客户/服务器"模式，则不必给出设计细节，我们立刻就会明白系统是如何组织和工作的。
软件系统结构风格通常分为三种模式，即架构模式，设计模式，代码模式。
这三种不同的模式存在于它们各自的抽象层次和具体层次。
架构模式是一个系统的，多层次策略，涉及到大尺度的组件以及整体性质和力学。
它描述软件系统里的基本结构组织或纲要，提供一些事先定义好的子系统，指定它们的责任，并给出把它们组织在一起的法则和指南。
架构模式的好坏可以影响到总体布局和构架结构。
设计模式是中等尺度的结构策略，它描述了普遍存在的相互通讯组件中重复出现的结构．这种结构解决了在一定背号中的具有一般性的设计问题，定义出了子系统或组件的微观结构。
设计模式的好坏不会影响到系统的总体布局和总体框架。
代码模式是底层次的模式，并与编程语言密切相关，它描述怎样利用一个特定的编程语言的特点来实现一个组件的某些特定的方面或关系。
代码模式的好坏会影响到一个中等尺度组件的内部、外部结构或行为的底层细节，但不会影响到一个部件或子系统的中等尺度的结构，更不会影响到系统的总体布局和大尺度框架。
软件体系结构与设计软件体系结构与设计是指基于软件需求和规范，将系统按照一定的结构组织起来，设计出合理的软件结构和模块之间的关系，以满足系统的目标和需求。
其目的是在需求分析和程序编码之间，建立一种桥梁，提高软件的可靠性、可维护性、可扩展性、可复用性和可移植性。
本文将从软件体系结构和软件设计两方面介绍软件体系结构与设计的相关概念及其重要性。
一、软件体系结构的概念软件体系结构是指按照一定的原则和方法对软件系统进行分解和组合的过程，并对分解出来的各子系统及其组成元素进行描述、分析和设计。
它包括了软件系统的组成、结构、组织方式、分层、通信和数据传输等方面的内容。
软件体系结构的主要任务是确定软件系统的整体框架和各子系统之间的协作关系。
其目标是提高软件的可靠性、可维护性、可扩展性和可重用性，并且降低开发和维护成本。
软件体系结构可以理解为软件系统的骨架，支撑着整个系统的各个模块和功能，是软件系统的重要组成部分。
二、软件设计的概念软件设计是指在软件开发过程中，根据软件需求规格说明书（SRS）对软件进行概念设计、详细设计、编码和测试的过程。
它是在软件体系结构的基础上，根据软件需求、性能要求、可靠性要求、可维护性要求等非功能性需求，设计出软件系统的具体实现方案。
软件设计通常包含以下步骤：1. 概念设计：根据SRS文档中的要求，确定软件系统的总体结构、模块划分和模块之间的关系。
2. 详细设计：在概念设计的基础上，对各个模块进行细化设计，包括模块内部的数据结构、算法和接口等。
3. 编码：将详细设计的方案转化为实际的软件代码，并注释和测试。
4. 测试：对编码完成的软件进行测试，检查软件是否能够满足需求规格说明书中的要求。
软件体系结构与设计是软件开发过程中至关重要的部分。
其重要性体现在以下几个方面：1. 提高软件的可维护性：通过合理的软件体系结构和设计，可以使软件系统的维护变得更加容易和高效。
2. 提高软件的可重用性：软件体系结构和设计可以使软件系统的各个模块和组件具有高度的可重用性，提高软件的开发效率和应用范围。
