软件体系结构风格

实验一经典软件体系结构风格（一）实验一经典软件体系结构风格（一）经典软件体系结构风格（一）是指基于客户-服务器模式的软件架构风格。

该架构风格基于分布式的计算机环境，将软件系统划分为两个主要的组件：客户端和服务器端。

客户端负责用户界面和用户交互，服务器端负责处理业务逻辑和数据存储。

在经典软件体系结构风格中，客户端和服务器端可以运行在不同的计算机上，并通过网络进行通信。

客户端一般运行在用户的工作站，提供用户友好的界面和交互方式。

服务器端通常运行在高性能的计算机上，承担大部分的计算和数据处理任务。

该架构风格的主要优点如下：1.分工明确：客户端负责用户界面和用户交互，服务器端负责业务逻辑和数据处理。

通过明确的分工，可以提高系统的可维护性和可扩展性。

2.高可用性：由于客户端和服务器端可以运行在不同的计算机上，可以通过多个服务器实现系统的高可用性。

当一些服务器发生故障时，系统可以自动切换到其他可用的服务器。

3.灵活性：由于客户端和服务器端是独立的组件，可以根据需要灵活地调整部署和扩容。

例如，可以增加或减少服务器的数量，以适应负载的变化。

4.性能优化：通过将业务逻辑和数据处理任务放在服务器端，可以充分利用服务器的计算和存储能力，提高系统的性能和响应速度。

5.安全性：由于客户端和服务器端通过网络进行通信，可以使用加密技术来保护数据的传输和存储安全。

此外，服务器端可以采用防火墙等安全措施来保护系统免受恶意攻击。

然而，经典软件体系结构风格（一）也存在一些缺点：1.带宽限制：由于客户端和服务器端之间通过网络进行通信，网络带宽可能成为瓶颈，限制系统的吞吐量和响应速度。

2.可靠性：由于系统依赖于网络通信，如果网络发生故障或者其他问题，系统的可靠性可能会受到影响。

3.负载均衡：在分布式环境下，服务器端可能会出现负载不均衡的问题，导致一些服务器的负载过重，而其他服务器的负载相对较轻。

综上所述，经典软件体系结构风格（一）适用于需要分布式计算和数据处理的场景，能够提高系统的可维护性、可扩展性和性能。

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。

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。

1.软件体系结构的性质、研究意义和目标是什么?性质：计算机体系结构是程序员所看到的计算机的属性，即概念性结构与功能特性。

强调整体与部分，部分与部分的关系；研究系统构成的方法学；提倡多角度研究系统。

为什么研究软件体系结构?软件系统要满足一定的需求（功能和质量）。

随着软件系统的日益复杂，公众对软件的要求已不局限于功能上的满足，而是更加注重质量。

软件的质量受到软件体系结构的限制，或者说体系结构的选择受到要达到的质量特征的影响。

软件体系结构是软件系统的高层结构，高度抽象，超越算法和数据结构，试图在软件需求与软件设计之间架起一座桥梁，解决结构和需求向实现平坦过渡。

现在软件产生的问题：◎软件成本日益增长◎开发进度难以控制在软件开发过程中，用户需求变化等各种意想不到的情况层出不穷，令软件开发过程很难保证按预定的计划实现，给项目计划和论证工作带来了很大的困难。

◎软件质量差缺乏工程化思想的指导，程序员以自己的想法去代替用户对软件的需求，软件设计带有随意性，很多功能只是程序员的“一厢情愿”而已。

◎软件维护困难特别是在软件使用过程中，原来的开发人员可能因各种原因已经离开原来的开发组织，使得软件几乎不可维护2. 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。

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个完整的系统。

管道-过滤器风格：缺乏交互性，常用于通信领域和编译器事件驱动风格：易于完成并发多任务，具有良好的交互性，但对计算机系统的控制能力弱，很难共享数据。

分层风格：系统分成许多层，每层为上层服务，同时获取下层的服务。

典型应用是网络协议。

仓库风格：数据单元被共享。

常用于专家系统，如自然语言理解和模式识别。

3.3 客户/服务器风格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体系结构有三个主要组成部分：数据库服务器、客户应用程序和网络。

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。

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。

几种软件体系结构风格阐述软件体系结构是一种抽象的概念，它描述了计算机系统中元素、组件以及它们在系统中的交互方式。

软件体系结构是应用程序的基础，它决定了系统的性能、可靠性和可维护性。

不同的应用场景需要不同的软件体系结构，所以研究和选择适合的软件体系结构对于软件开发至关重要。

本文将介绍几种常见的软件体系结构风格。

1. 分层体系结构分层体系结构是一种将系统分解为逻辑层的体系结构风格。

每个层对系统的某个方面进行抽象和处理，并通过简单的界面与其它层交互。

分层体系结构使得整个系统能够更好地组织和管理，每个层都担负着不同的任务，有助于降低系统的复杂度。

不过，分层体系结构也存在着一些缺点，比如单个层出现问题时会影响整个系统，层与层之间的接口设计也需要考虑，这些都需要额外的编程。

2. 客户端-服务器体系结构客户端-服务器体系结构是一种将系统分为客户端和服务器两部分的体系结构风格。

客户端与用户交互，并向服务器发起请求，服务器在响应请求后返回数据给客户端。

这种风格的优点是可以平衡客户端和服务器的负载，并且客户端和服务器可以独立地发展和维护。

缺点是增加了通信和协调的开销，需要处理并发和同步问题。

3. MVC体系结构MVC体系结构是一种将系统分为模型、视图和控制器三部分的体系结构风格。

模型负责处理数据，视图负责显示信息并与用户交互，控制器则负责协调视图和模型之间的交互。

MVC体系结构的优点是可以提高代码的可维护性和可重用性，提升系统的交互性和可扩展性。

缺点是增加了系统的复杂性。

4. 事件驱动体系结构事件驱动体系结构是一种基于事件响应的体系结构风格。

它通过对事件的监听和相应来处理系统中发生的各种动作。

这种风格的优点是可以降低流程控制复杂度，提升系统的响应速度和实时性。

缺点是事件处理的规则较为复杂，需要考虑事件的顺序和关系。

5. 领域驱动体系结构领域驱动体系结构是一种将系统分为领域层、应用层和基础层三部分的体系结构风格。

每个层都在前一层的基础上进行业务逻辑的处理，基础层提供基础的组件和服务支持，应用层则是系统的业务逻辑实现，领域层则将业务对象进行抽象。

软件体系结构的五种主要风格类型分析摘要：本文简述了软件体系结构的定义，探讨了mary shaw和daviad garlan所提出的五种风格，即数据流风格、调用/返同风格、独立组件风格、独立组件风格、虚拟机风格、仓库风格软件体系结构。

关键词：软件体系结构定义风格类型一、什么是软件体系结构在所有对于软件体系结构的定义中，我认为最有代表性的就是hayes roth所提出的：“认为软件体系结构是一个抽象的系统规范，主要包括用其行为来描述的功能构件和构件之间的相互连接、接口和关系。

”这样的定义，我认为从根本上描述了软件体系结构所要做的事情，是一个很概括的规范化公式。

与此同时，在定义各式各样的“构件”的时候，人们似乎一直在默认dewayne perry和a1ex wo1f的定义，也就是：“软件体系结构是具有一定形式的结构化元素，即构件的集合，包括处理构件、数据构件和连接构件。

处理构件负责对数据进行加工，数据构件是被加工的信息，连接构件把体系结构的不同部分组组合连接起来。

”这一定义将处理构件、数据构件和连接构件区分了开来，明确了这三者在软件体系结构中的组件性质，将这三者视为软件体系结构的标准组成及探讨对象。

在此基础上，反复提到的则是mary shaw和david garlan所提出的：“软件体系结构是软件设计过程中的一个层次，这一层次超越计算过程中的算法设计和数据结构设计。

体系结构问题包括总体组织和全局控制、通讯协议、同步、数据存取，给设计元素分配特定功能，设计元素的组织，规模和性能，在各设计方案间进行选择等。

软件体系结构处理算法与数据结构之上关于整体系统结构设计和描述方面的一些问题，如全局组织和全局控制结构、关于通讯、同步与数据存取的协议，设计构件功能定义，物理分布与合成，设计方案的选择、评估与实现等。

”这样的定义，我认为进一步地提出了软件体系结构的地位和所研究内容的具体情况，它提出了一个对于“控制”和“协议”的具体化要求，在以上定义的基础上强调了软件体系结构对于构架的调配和规划功能，细分了软件体系结构的内容。

软件体系结构风格 ⾸先，我们需要先明确⼀个概念，什么叫软件体系结构的风格？定义便是：描述某⼀特定应⽤领域中系统组织⽅式的惯⽤。

即，定义了⽤于描述系统的术语表和⼀组指导构建系统的规则。

这⽅便了软件⼤粒度的重⽤。

因此，当⼈们使⽤常⽤的，规范的⽅式来组织时，即可使别的设计师很容易理解系统的体系结构。

下⾯是⼀些常⽤的软件体系结构风格 （⼀）经典软件体系结构风格 1.数据流风格：批处理序列，管道与过滤器 2.调⽤/返回风格：主程序与⼦程序，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 （⼆）客户/服务器风格 通过⼀台物理上与宿主机相连接的⾮智能终端来实现宿主机上的应⽤程序。

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的 （三）三层C/S结构风格 表⽰层负责处理⽤户的输⼊和向⽤户输出； 功能层负责建⽴数据库的连接，根据⽤户的请求⽣成访问数据库的SQL语句，并把结构返回给客户端 数据层负责实际的数据库存储和检索，相应功能层的数据处理请求，并将结构返回给功能层 （四）浏览/服务器风格 是上述三层C/S应⽤结构的⼀种实现⽅式，其具体结构为：浏览器/Web服务器/数据库服务器 （五）公共对象请求代理体系结构 使对象可以透明地发出请求和获得应答，从⽽建⽴起⼀个异质的分布式应⽤环境 （六）正交软件体系结构 由组织曾和线索的构件构成。

层是由⼀组具有相同抽象级别的构件构成。

线索是⼦系统的特例，由完成不同层次功能的构件组成。

每⼀条线索完成整个系统中相对独⽴的⼀部分功能。

每条线索的实现与其他线索的实现⽆关或关联很少，在同⼀层中不存在相互调⽤。