软件架构设计
2024-11-12 12:59:46 0 举报AI智能生成
软件架构设计
作者其他创作
大纲/内容
6、软件架构评估
质量属性
性能
指系统的响应能力，即经过多长时间才能对某个事件做出响应。
设计策略：资源调度、优先队列
可用性
系统能够正常运行的时间比例。经常用两次故障之间的时间长度或
在出现故障时系统能够恢复正常的速度类表示。
在出现故障时系统能够恢复正常的速度类表示。
设计策略：冗余、心跳
可靠性
安全性
指系统在向合法用户提供服务的同时能够
阻止非授权用户使用的企图或拒绝服务的能力。
阻止非授权用户使用的企图或拒绝服务的能力。
设计策略：追踪审计
可修改性
指能够快速地以较高的性能价格对系统进行变更的能力。
设计策略：信息隐藏、接口实现隔离
评估方式
重要概念
敏感点
为实现某种特定的质量属性，一个或多个构件所具有的特性。
权衡点
影响多个质量属性的特性，是多个质量属性的敏感点。
风险点
指架构设计中潜在的、存在问题的架构决策所带来的隐患。
非风险点
XXX要求是可以实现（或接受）的
评估方法：基于场景的方式
六个方面
刺激源
某个生成该刺激的实体(人、计算机系统或者任何其他刺激器)。
刺激
该刺激是当刺激到达系统时需要考虑的条件。
制品
某个制品被激励。这可能是整个系统(或系统的一部分)
环境
该刺激在某些条件内发生。当激励发生时，系统可能处于过载运行或者其他情况。
响应
该响应是在激励到达后所采取的行动。
响应度量
当响应发生时，应当能够以某种方式对其进行度量，以对需求进行测试。
软件架构分析法SAAM
分析过程
形成场景
描述架构
对场景的分类和确定优先级
对场景进行单个评估
评估场景的相互作用
形成总体评价
架构权衡分析法ATAM
场景和需求收集
描述和介绍阶段
架构视图和场景实现
调查和分析阶段
属性模型分析和构造
测试阶段
属性模型折中
报告阶段
质量效应树
树根
质量属性
属性分类
质量属性场景
场景是从()的角度对与系统的交互的简短描述
7、产品线
模型
双生命周期模型
现有系统需求
领域分析
领域设计
领域实现
新系统需求
需求分析
系统设计
系统实现
SEI模型
领域工程
应用工程
三生命周期模型
企业工程
领域工程
应用工程
建立方式
演化方式
逐步演化
减少风险
增入较大
革命方式
直接替换
风险较大
增入较少
成功因素
对该领域具备长期和深厚的经验
一个用于构建产品的好的核心资源库
好的产品线架构
好的管理支持
8、构件与中间技术
构件
构件定义
构件
独立部署单元
作为第三方的组装单元
没有可见状态
对象
一个实例单元，具有唯一的标志。
封装了自己的状态和行为
可能具有状态，此状态外部可见。
构件复用
检索与提取构件
基于关键词检索
树形目录
切面（刻面检索法）
不同维度打标签
超文本检索法
人类思维（百度百科）
理解与评价构件
修改构件
组装构件
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
组装失配
由构件引起的失配
由连接子引起的失配
由于系统成分对全局
体系结构的假设存在
冲突引起的失配等。
体系结构的假设存在
冲突引起的失配等。
构件分类
独立而成熟的构件
数据库管理系统和操作系统等
有限制的构件
会产生资源冲突、覆盖等影响
适应性构件
不兼容性、资源冲突等进行了处理
装配的构件
目前一些软件商提供的大多数软件产品都属这一类
可修改的构件
可以利用重新“包装”或写接口来实现构件的版本替换。
三大构件标准
CORBA
J2EE【EJB】
会话Bean：实现业务逻辑
实体Bean：实现O/R映射
消息驱动Bean：处理并发与异步访问
DNA 2000
中间件
中间件优点
面向需求：精力于业务逻辑本身
设计与实现隔离：构件对外发生作用或构件间的交豆，都是通过接口进行的 ，构件使用
者只需要知道构件的接口，而不必关心其内部实现，这是设计与实现分离的关键。
者只需要知道构件的接口，而不必关心其内部实现，这是设计与实现分离的关键。
业务的分隔和包容性：可按照不同的业务进行功能划分
隔离复杂的系统资源
软件复用
获取可复用的资产
管理可复用的资产
使用可复用的资产
符合标准的交互模型
屏蔽差异
提供对应用构建的管理
中间件技术Corba
伺服对象Servant：Corba的真正实现，负责完成客户端请求
对象适配器POA：用于屏蔽ORB内核的实现细节，为服务器对象的实现者提供抽象接口
对象请求代理ORB：负责在分布式环境中透明地收发请求和响应
9、Web架构设计
架构
MVC、MVP、MVVM、REST、Webservice、微服务
缓存
Redis、MemCache、Squid
并发分流
集群、CDN
数据库
主从复制、内存数据库、反规范化技术、NoSQL、分库分表
持久化
Mybatis、Hibernate
分布存储
Hadoop、FastDFS、区块链
1、软件架构的概念⭐⭐⭐
所处阶段
需求之后，设计之前
核心任务
将需求分配到各个构件上
定义
软件系统架构是关于软件系统的结构、行为和属性的高级抽象
软件系统架构不仅指定了软件系统的组织结构和拓扑结构，
而且显示了系统需求和构成组件之间的对应关系，包括设计决策的基本方法和基本原理。
而且显示了系统需求和构成组件之间的对应关系，包括设计决策的基本方法和基本原理。
软件架构的作用
是项目关系人进行交流的手段
有助于循序渐进的原型设计
是可传递和可重用的模型
对开发的指导和规范化意义不容忽略
架构描述语言ADL
三个基本元素
构件
连接件
架构配置
"4+1"视图(类UML)
逻辑视图
最终用户：功能需求 类与对象
UML：逻辑视图
开发视图
程序员 侧重模块的组织和管理
UML：实现视图
物理视图
系统工程人员：侧重软件到硬件的映射
UML：部署视图
过程视图
系统集成人员：侧重系统性能和可用性
UML：进程视图
场景
分析测试人员
UML：用例视图
2、基于架构的软件开发方法ABSD⭐⭐⭐⭐
是架构驱动的，强调由业务、质量和功能需求组合的架构设计
ABSD方法是自顶向下，递归细化，直到能产生软件构件和类
三个基础
功能分解
选择架构风格实现质量和业务需求
作为软件模板的使用
开发过程
架构需求
需求获取
标识构件
生成类图
对类进行分组
把类打包成构件
需求评审
架构设计
提出架构模型
映射构件
分析构件的相互作用
生成软件架构
设计评审
架构文档化
输出结果
架构规格说明书
测试架构需求的质量设计说明书
架构复审
目的
标识潜在风险
架构实现
分析与设计
构件实现
构件组装
系统测试
架构演化
需求变化归类
制定演化计划
构件变动
更新构件的相互作用
构件组装与测试
技术评审
3、软件架构风格⭐⭐⭐⭐⭐
架构设计的一个核心问题是能否达到架构级的软
件复用。
件复用。
软件架构风格是描述一特定应用领域中
系统组织方式的惯用模式。架构风格定义
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
构件和连接件类型，而这组约束指出系统
是如何将这些构件和连接件组合起来的。
系统组织方式的惯用模式。架构风格定义
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
构件和连接件类型，而这组约束指出系统
是如何将这些构件和连接件组合起来的。
架构风格反映了领域中众多系统所共有的结构和
语义特性，并指导如何将各个构件有效地组织成
一个完整的系统。
语义特性，并指导如何将各个构件有效地组织成
一个完整的系统。
5大类+3
数据流风格
特点
交互差;分阶段处理数据，上阶段的结果是下一阶段的输入
批处理序列
大量整体数据、无需用户交互
管道-过滤器
流式数据、、弱用户交互
优点
良好的复用性
可维护可扩展性强
支持并发
经典实例
传统编译器
网络数据包处理
调用/返回风格
主程序/子程序
面向对象
优点
高度模块性、封装功能、代码共享、灵活性、易维护性、可扩充性
缺点
调用时需要知道对方对象ID，这样会产生紧耦合
层次结构
B/S C/S
MVC
MVVM
优点
利于复用;每一层只影响两层
缺点
分层不易;层次多了影响性能
独立构件
特点
不直接调用
进程通信
事件驱动系统(隐式调用)
经典实例
IDE（联动机制）、订阅发布
虚拟机风格
特点
构建自定义语言的执行引擎
解释器
需要自定义规则的场合（低代码）
基于规则的系统
基于解释器，适用与专家系统
以数据为中心【仓库风格】
数据库系统
黑板系统
语音识别、知识推理
超文本系统
其他风格
闭环控制架构（过程控制）
空调控温、定速巡航
适用于嵌入式、解决简单的闭环控制问题
C2
构建连接件都有一个顶部和底部
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
MDA
计算无关模型（CIM）
平台独立模型（PIM）
平台相关模型（PSM）
代码Code
软件架构复用
复用维度
水平复用
不分行业领域通用
垂直复用
分行业领域，专用
复用类型
机会复用
开发过程中只要发现有可复用的资产，就对其进行复用
系统复用
开发之前，要进行规划，以决定哪些需要复用
基本过程
复用的基本过程主要包括3个阶段:首先构造/获取可复用的软件资产，
其次管理这些资产，最后针对特定的需求，从这些资产中选择可复用的部分，
以开发满足需求的应用系统
其次管理这些资产，最后针对特定的需求，从这些资产中选择可复用的部分，
以开发满足需求的应用系统
4、特定领域软件架构DSSA
基本活动
领域分析
目的：建立领域模型
领域设计
目的：获取DSSA
领域实现
目的：开发和组织可复用信息
参与人员
领域专家
提供领域中系统的需求规约和实现的知识
领域分析人员
领域设计人员
领域实现人员
三层次模型
领域开发环境
领域架构师
领域特定的应用开发环境
应用工程师
应用执行环境
操作员
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