软件体系结构的风格和设计模式等

1、管道过滤器风格（1）特点：①在管道过滤器风格下，每个功能模块都有一组输入和输出。

功能模块称作过滤器；功能模块间的连接可以看作输入、输出数据流之间的通路，称作管道。

②管道-过滤器风格的特性之一在于过滤器的相对独立性，即过滤器独立完成自身功能，相互之间无需状态交互。

③从解耦的角度：每个过滤器之间都是解耦的，每个过滤器都专注于自己的职责。

过滤器是独立运行的组件；过滤器对其处理上下连接的过滤器“无知”；结果的正确性不依赖于各个过滤器运行的先后次序。

（解耦的好处）解耦能够保持组件之间的自主和独立。

它的直接结果就是改动成本低，维护成本低，可读性高。

（2）优点：①由于每个组件行为不受其他组件的影响，整个系统的行为易于理解。

②管道-过滤器风格支持功能模块的复用。

（任何两个过滤器，只要它们之间传送的数据遵守相同的规约，就可以相连接。

）③基于管道-过滤器风格的系统具有较强的可维护性和可扩展性。

④支持一些特定的分析，如吞吐量计算和死锁检测等。

（3）缺点：①管道-过滤器风格往往导致系统处理过程的成批操作。

②根据实际设计的需要，设计者需要对数据传输进行特定的处理（如加密），导致过滤器必须对输入、输出管道中的数据流进行解析和反解析，增加了过滤器具体实现的复杂性。

③交互式处理能力弱。

（4）实例：①传统的编译器，一个阶段的输入是另一个阶段的输出。

②Unix和DOS中的管道操作符‘|’：将符号‘|’之前的命令的输出作为‘|’之后命令的输入。

2、事件驱动风格（1）基本思想：不直接调用一个过程，而是发布或广播一个或多个事件。

系统中的其它组件通过注册与一个事件关联起来的过程，来表示对某一个事件感兴趣。

当这个事件发生时，系统本身会调用所有注册了这个事件的过程。

这样一个事件的激发会导致其它模块中过程的隐式调用。

（2）从解耦的角度：系统组件松耦合。

在系统执行的过程中，可以并行处理不可预期的事件发生。

观察者模式：让多个观察者对象同时监听某一主题对象，当该对象状态发生变化时，会通知所有观察者对象，使它们能够自动更新自己。

1.软件设计的特征(1)软件设计的开端是出现某些新的问题需要软件来解决，这些需要促使设计工作的开始，并成为整个设计工作最初的基础(2)软件设计的结果是给出一个方案，它能够用来实现所需的、可以解决问题的软件，方案的描述可能是文字、图表，甚至数学符号、公式等组成的文档或模型(3)软件设计包含一系列的转换过程，即把一种描述或模型转换为另一种描述或模型，转换后的形态可能更加具体，或更接近于实现(4)产生新的想法或思路对软件设计非常重要，因为设计也是一个创造性的过程，不同的问题或需求总会存在各自的特点，即使同样的问题在不同时期和环境下也会存在区别，因此设计不会是一成不变的(5)软件设计的过程是不断解决问题和实施决策的过程，因为整个设计是解决一个大的问题，在设计过程中将会分解成众多小问题，涉及真需要一次解决这些小的问题，并在出现多种方案或策略时进行决策，选择其中最合适的(6)软件设计也是一个满足各种约束的过程，因为软件可能在性能、运行环境、开发时间、成本、人员技术水平等各个方面存在约束，设计必须在满足这些约束的情况下给出最佳的设计方案(7)大多数的软件实际是一个不断演化的过程，因为需求在一开始很可能是不完整或不精确的，在设计过程中还会不断发生变化并逐步稳定下来，因此设计需要根据需求的变化而不断演化。

2.软件设计的要素( 1 ) 目标描述 ( 2 ) 设计约束 ( 3 ) 产品描述 ( 4 ) 设计原理 ( 5 ) 开发规划 ( 6 ) 使用描述3.软件设计体系的定义( 1 )软件设计体系结构是软件系统的结构，包含软件元素、软件元素外部可见的属性以及这些软件元素之间的关系( 2 )软件体系结构是软件系统的基本组织，包含构建、构件之间、构件与环境之间的关系，以及相关的设计与演化原则4.软件设计的主要活动( 1 ) 软件设计计划 ( 2 ) 体系结构设计 ( 3 ) 界面设计 ( 4 ) 模块/子系统设计 ( 5 ) 过程/算法设计( 6)数据模型设计5.体系结构“4+1 ”多视图建模( 1 )逻辑视图：该视图关注功能需求，即系统应该为最终用户提供什么服务，它与应用领域精密相关( 2 )进程视图：该视图捕获设计中关于并发和同步的内容，重视一些非功能需求，例如性能、可扩展性等，定义了运行实体和它们的属性。

1、构件是核心和基础，重用是必需的手段。

2、软件重用是指在两次或多次不同的软件软件开发过程中重复使用相同或相近软件元素的过程。

3、软件元素包括程序代码、设计文档、设计过程、需求分析文档甚至领域知识。

4、把可重用的元素称作软构件，简称为软构件。

5、可重用软件元素越大，就说重用的粒度越大。

6、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、通信接口和代码实现的复合体。

7、面向对象技术达到类级重用，以类为封装的单位。

8、构件模型是对构件本质特征的抽象描述。

三个主要流派，分别是OMG(对象管理组织)的CORBA（通用对象请求代理结构)、Sun的EJB和Microsoft的DOM（分布式构件对象模型）。

9、获取构件的四个途径：（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，得到可重用构件。

（3）从市场上购买现成的商业构件，即COTS构件。

（4）开发符合要求的构件。

10、构件分类方法三大类：关键字分类、刻面分类法、超文本组织方法11、构件检索方法：基于关键字的检索、刻面检索法、超文本检索法和其他检索方法。

12、减少构件修改的工作量，要求工作人员尽量使构件的功能、行为和接口设计更为抽象画、通用化和参数化。

13、构件组装技术：基于功能的组装技术、基于数据的组装技术和面向对象的组装技术。

14、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。

软件体系结构不仅指定了系统的组织结构和拓扑结构，并且显示了系统需求和构成系统的元素之间的对应关系，提供了一些设计决策的基本原理。

软件体系结构的意义：（1）体系结构是风险承担者进行交流的手段；（2）体系结构是早期设计决策的体现--①软件体系结构明确了对系统实现的约束条件②软件体系结构决定了开发和维护组织的组织结构③软件体系结构制约着系统的质量属性④通过研究软件体系结构可能预测软件的质量⑤软件体系结构使推理和控制更改更简单⑥软件体系结构有助于循序渐进的原型设计⑦软件体系结构可以作为培训的基础；（3）软件体系结构是可传递和可重用的模型。

软件工程中的软件体系结构与设计模式软件工程是一门涉及软件开发、维护、测试和管理的学科。

在软件工程的实践中，软件体系结构和设计模式是两个重要的概念。

本文将探讨软件体系结构与设计模式在软件工程中的应用和重要性。

一、软件体系结构软件体系结构是指软件系统的整体结构和组成部分之间的关系。

它描述了软件系统的组织方式、模块划分和模块之间的通信方式。

软件体系结构的设计对于软件系统的可维护性、可扩展性和可重用性具有重要影响。

在软件体系结构的设计中，常用的模式包括层次结构、客户端-服务器模式和发布-订阅模式等。

层次结构将软件系统划分为多个层次，每个层次都有特定的功能。

客户端-服务器模式将软件系统划分为客户端和服务器两个部分，客户端发送请求，服务器处理请求并返回结果。

发布-订阅模式中，发布者发布消息，订阅者接收消息。

软件体系结构的设计需要考虑多个因素，如系统的可靠性、性能、安全性和可维护性等。

一个好的软件体系结构应该能够满足系统的需求，并且易于理解和维护。

二、设计模式设计模式是在软件设计中常见问题的解决方案。

它们是经过验证的、可重用的设计思想，可以提高软件的可维护性和可扩展性。

设计模式可以分为三类：创建型模式、结构型模式和行为型模式。

创建型模式用于对象的创建，包括工厂模式、单例模式和原型模式等。

结构型模式用于对象之间的组合，包括适配器模式、装饰器模式和代理模式等。

行为型模式用于对象之间的通信，包括观察者模式、策略模式和命令模式等。

设计模式的应用可以提高软件系统的灵活性和可维护性。

通过使用设计模式，开发人员可以将系统的不同部分解耦，使其更易于修改和扩展。

此外，设计模式还可以提高代码的可读性，减少重复代码的编写。

三、软件体系结构与设计模式的关系软件体系结构和设计模式是紧密相关的概念。

软件体系结构提供了软件系统的整体框架，而设计模式提供了解决具体问题的方法。

在软件体系结构的设计中，设计模式可以用于解决不同层次和模块之间的通信问题。

第1篇一、引言随着信息技术的飞速发展，系统架构在软件工程中的地位日益凸显。

体系结构设计作为系统开发过程中的关键环节，对系统的性能、可维护性、可扩展性等方面具有重要影响。

本报告旨在总结和回顾近年来在体系结构领域的研究成果、发展趋势及实践经验，为我国软件工程领域的发展提供参考。

二、体系结构设计概述1. 体系结构设计概念体系结构设计是指将系统分解为多个模块，并定义模块之间的交互关系和约束条件，从而形成一个合理的、可维护的、可扩展的系统结构。

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。

2. 体系结构设计原则（1）模块化：将系统分解为多个功能模块，降低系统复杂性。

（2）抽象：将具体实现细节抽象化，关注系统结构。

（3）封装：将模块内部实现细节隐藏，降低模块之间的耦合度。

（4）分层：按照功能将系统划分为多个层次，实现模块之间的解耦。

（5）复用：设计可复用的模块，提高开发效率。

三、体系结构设计方法1. 软件架构风格（1）层次结构：将系统划分为多个层次，实现模块之间的解耦。

（2）事件驱动：以事件为中心，模块之间通过事件进行通信。

（3）管道-过滤器：模块之间通过数据流进行通信。

（4）客户端-服务器：客户端请求服务器提供服务。

2. 体系结构设计模式（1）MVC模式：将系统划分为模型（Model）、视图（View）和控制器（Controller）。

（2）观察者模式：模块之间通过观察者进行通信。

（3）工厂模式：创建对象实例时，将创建逻辑封装在工厂类中。

（4）策略模式：根据不同的业务需求，选择不同的策略实现。

四、体系结构设计工具与技术1. 体系结构描述语言（1）统一建模语言（UML）：描述系统结构、行为和交互。

（2）XML：描述系统配置信息。

2. 体系结构设计工具（1）Eclipse：支持UML建模，提供代码生成功能。

（2）Microsoft Visio：绘制系统架构图。

（3）Rational Rose：提供UML建模、代码生成和项目管理等功能。

第7章软件体系结构风格与设计模式软件体系结构风格和设计模式是软件开发中非常重要的概念。

软件体系结构风格是指一种通用的架构模式，它定义了软件系统中各个组件之间的关系和交互方式，从而使系统更具有可伸缩性、可维护性和可重用性。

而设计模式则是针对特定问题的解决方案，它提供了一套经过验证的重复使用的设计解决方案。

常见的软件体系结构风格包括客户-服务器架构、分层架构、面向服务架构和事件驱动架构等。

每种架构风格都有其特定的优势和适用场景。

客户-服务器架构是最常见的架构风格之一，它将一个软件系统划分为客户端和服务器端两个部分。

客户端负责与用户进行交互，而服务器端负责处理客户端的请求并提供相应的服务。

这种架构风格适用于用户和服务器之间需要传输大量数据的系统，例如网页应用程序和数据库系统。

分层架构是将一个软件系统划分为多个层次的架构风格。

每个层次都有特定的功能，通过定义明确的接口进行通信。

这种架构风格使得系统各个层次的组件可以独立地进行修改和扩展，提高了系统的可维护性和可扩展性。

常见的分层架构包括三层架构和MVC架构。

面向服务架构（SOA）是一种基于服务的架构风格，它将一个软件系统划分为多个独立的服务，并通过定义明确的接口和协议进行通信。

这种架构风格使得系统可以通过组合现有的服务来构建更复杂的功能，提高了系统的可重用性和灵活性。

常见的面向服务架构包括微服务架构和企业服务总线（ESB）。

事件驱动架构是一种基于事件和消息传递的架构风格，它将一个软件系统划分为多个组件，这些组件通过事件和消息进行交互。

这种架构风格使得系统可以响应各种事件和消息的变化，提高了系统的灵活性和可扩展性。

常见的事件驱动架构包括消息队列和发布-订阅模式。

设计模式是针对特定问题的解决方案，它提供了一套经过验证的重复使用的设计解决方案。

常见的设计模式包括单例模式、工厂模式、观察者模式和装饰者模式等。

每个设计模式都有其特定的应用场景和解决方案，可以帮助开发人员更好地设计和实现软件系统。

一、填空。

1、软件体系结构风格和设计模式都是可重复使用的软件设计问题解决方案。

二者的区别在于_____是从___和_____的层次描述问题，粒度较大；______是从___和_____的层次描述问题，粒度较小；2、Wright的定义包括三部分，第一部分定义了一组，第二部分定义了，第三部分定义了一组联接，指明了之间的关联。

3、信号处理系统属于___________风格的软件体系结构，数据库系统是___________风格的软件体系结构，电子邮件系统属于___________风格的软件体系结构。

4、Abstract Factory经常用模式实现。

5、工厂模式有____、_____等类型。

6、设计模式中应优先使用而不是7、模式确保某一个类仅有一个实例，并自行实例化向整个系统提供这个实例。

8、模式只应在有真正的“单一实例”的需求时才可使用。

二、选择。

1、设计模式一般用来解决什么样的问题A.同一问题的不同表相B不同问题的同一表相C.不同问题的不同表相D.以上都不是2、Wright是一种A、计算机编程语言B、统一建模语言C、设计模式描述语言D、软件体系结构描述语言3. 下面的类图表示的是哪个设计模式？。

A抽象工厂模式B观察者模式C 组合模式D迭代器模式4、下面的类图表示的是哪个模式？A、抽象工厂模式(Abstract Factory)B、工厂方法模式(Factory Method)C、组合模式（Composite）D、责任链模式(Chain of Responsibility)5、单件模式中，两个基本要点、和单子类自己提供单例A .构造函数私有 B.唯一实例C.静态工厂方法D.以上都不对6.以下意图那个是用来描述SINGLETON（单件）?A.将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口。

该模式使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些类可以一起工作B.保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。

C.定义一系列的算法,把它们一个个封装起来, 并且使它们可相互替换。

软件工程体系结构软件工程体系结构（Software Engineering Architecture）是一种将软件系统划分为不同组件并描述其关系以及如何实现各个组件的方法。

体系结构是软件中运行时、开发和维护的基础，它定义了系统的组成和规模。

软件体系结构通常包括架构风格、设计模式、编码约定和组件的通信协议等方面。

软件体系结构设计是一项复杂的任务，需要考虑多个方面的需求，如性能、安全性、可维护性、可扩展性、可重用性以及可移植性。

软件体系结构需要满足现有或未来的需求，而这些需求可能会随着时间和技术的变化而发生变化。

因此，软件体系结构的设计需要能够适应变化并具有可扩展性。

架构风格是软件体系结构设计的核心概念之一。

不同的架构风格可以提供不同的组件关系和通信协议。

常见的架构风格包括分层架构、客户端-服务器架构、发布-订阅架构、事件驱动架构、面向服务架构（SOA）等等。

这些架构风格有不同的优缺点，应根据具体的应用场景进行选择。

设计模式是另一种常用的软件工程体系结构。

设计模式是解决常见问题的可重用解决方案。

例如，MVC模式可以将模型、视图和控制器分离，使代码更易于维护和扩展。

设计模式提供了一种可以重复使用的解决方案，在不同的应用程序中可用于多种情况。

编码约定是一种定义软件组件访问规则的方法。

编码约定可以提高软件的可读性和可维护性。

例如，使用命名约定和代码格式可以使代码更易于理解和修改。

编码约定还可以帮助保持代码的标准化，使不同团队中的开发人员之间的代码更加一致。

组件通信协议规定了软件中组件之间如何交换信息。

组件之间的通信可以通过各种方式进行，包括进程间通信、消息传递或使用共享内存。

通信协议还可以定义如何处理错误、如何处理并发访问等其他相关方面。

软件工程体系结构设计是一项重要的任务，需要综合考虑多个因素。

好的软件体系结构设计可以使软件更易于维护和扩展，并提高系统可靠性、性能和安全性。

还需要深入了解业务需求，以确保软件体系结构与业务需求相符合。

软件体系结构与设计模式软件体系结构是指软件系统各个组件之间的关系和相互作用方式的规范。

设计模式则是一套解决软件设计问题的经验总结和最佳实践。

本文将介绍软件体系结构和设计模式的概念、特点以及在软件开发中的应用。

一、软件体系结构的概念与特点软件体系结构是软件系统的基本框架，规定了系统各个组件之间的关系和相互作用方式。

它包括系统的整体结构、组件的划分和接口的定义等。

软件体系结构的概念有以下几个特点：1. 模块化：将系统划分为相互独立的模块，每个模块都有明确定义的功能和接口。

2. 层次化：将系统划分为不同的层次，每个层次负责不同的功能和任务。

3. 分布式：将系统组件部署在不同的计算节点上，实现分布式计算和资源共享。

4. 可扩展性：能够方便地添加、修改和删除系统组件，以适应不同的需求和变化。

5. 可重用性：通过模块化和规范化的设计，实现组件的复用和共享。

二、常见的软件体系结构模式在软件体系结构中，常见的模式有分层模式、客户-服务器模式、主从模式、发布-订阅模式等。

1. 分层模式：将系统划分为多个层次，每个层次负责不同的功能和任务。

上层接口只与下一层接口进行交互，实现了模块之间的解耦和复用。

2. 客户-服务器模式：将系统划分为客户端和服务器端，客户端发送请求，服务器端提供服务并返回结果。

实现了任务的分布和协作。

3. 主从模式：主节点负责协调和管理各个从节点的工作，从节点负责执行具体的任务并向主节点汇报。

实现了任务的分配和并行处理。

4. 发布-订阅模式：发布者发布消息，订阅者接收并处理消息。

实现了组件之间的松耦合和消息的异步处理。

三、设计模式的概念与分类设计模式是针对特定问题的解决方案，是一种在软件设计中常用的思维方式和方法。

常见的设计模式有创建型模式、结构型模式和行为型模式。

1. 创建型模式：用于创建对象的模式，包括工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式和原型模式等。

2. 结构型模式：用于组织类和对象的模式，包括适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式和桥接模式等。