系统架构设计
2024-09-04 16:46:49 0 举报AI智能生成
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大纲/内容
系统架构（System Architecture）是系统的一种整体的高层次的结构表示，是系统的骨架和根基，支撑和链接各个部分，包括组件、连接件、约束规范以及指导这些内容设计与演化的原理，它是刻画系统整体抽象结构的一种手段。架构设计优劣决定了系统的健壮性和生命周期的长短。
系统架构的定义
解决相对复杂的需求分析问题；
解决非功能属性在系统占据重要位置的设计问题；
解决生命周期长、扩展性需求高的系统整体结构问题；
解决系统基于组件需要的集成问题；
解决业务流程再造难的问题。
系统架构设计的作用
基础研究阶段（1968-1994）
概念体系和核心技术形成阶段（1999-2000年）
理论体系完善与发展阶段（1996年至今）
普及应用阶段（2000年至今）
系统架构发展历程
一、系统架构的定义及发展历程
分层架构
事件驱动架构
微核架构（插件架构）
微微服架构
云架构
软件架构的常用分类
结构模型
框架模型
动态模型
过程模型
系统架构的常用建模方法
二、软件架构的常用分类及建模方法
1.1 系统架构概述
架构设计师是负责系统架构的人、团队或组织。架构设计师是系统或产品线的设计责任人，是一个负责理解和管理并最终确认和评估非功能性系统需求(如软件的可维护性、性能、复用性、可靠性、有效性和可测试性等)，给出开发规范，搭建系统实现的核心构架，对整个软件架构、关键构件和接口进行总体设计并澄清关键技术细节的高级技术人员。
架构师的定义
架构设计师的职责应该是技术领导，这意味着架构设计师除了拥有专门技能外，还必须拥有领导能力。工作职责是在软件项目开发过程中，将客户的需求转换为规范的开发计划，并制定这个项目的总体架构，指导整个开发团队完成这个计划。主导系统全局分析设计与实施、负责软件架构和关键技术决策。架构设计师应能迅速抓住问题要害，并做出合理的关键决定，具备战略性和前瞻性思维能力，善于把握全局，能够在更高抽象级别上进行思考。
架构设计量的职责
(1)领导与协调整个项目中的技术活动(分析、设计和实施等) (2)推动主要的技术决策并最终表达为系统架构。(3)确定系统架构，并促使其架构设计的文档化，这里的文档化应包括需求、设计、实施和部署等\"视图\"。从技术角度看，架构设计师的职责就是抽象设计、非功能设计和关键技术设计等三大任务
架构设计量的任务与组成
一、架构设计师的定义、职责和任务
1.掌握业务领域的知识2.掌握技术知识(不必是技术专家，不用掌握技术细节) 3.掌握设计技能4.具备编程技能5.具备沟通能力6.具备决策能力7.知道组织策略8.应该是谈判专家
二、架构设计师应具备的专业素质
1.2 系统架构设计师概述
作为领导者作为开发者作为系统综合者具备企业家思维具备良好的沟通能力具备战略技术专家的权衡思维与战术思维
一、如何衡量一名优秀架构设计师
1.工程师阶段：1-3年，在别人指导下完成开发。2.高级工程师阶段：3-5年，能够独立完成开发。3.技术专家阶段：4-8年，某个领域的专家。4.系统架构师(初级)：5-8年，独立完成一个系统的架构设计。5.系统架构师(中级)：8-10年，能够完成复杂系统的架构设计。6.系统架构师(高级)：10年以上，创造新的架构模式。
二、从工程师到系统架构设计师的演化
1.3 如何成为一名好的系统架构设计师
第一章 绪论
计算机系统是指用于数据管理的计算机硬件、软件及网络组成的系统。它是按人的要求接收和存储信息，自动进行数据处理和计算，并输出结果信息的机器系统。
2.1 计算机系统概述
处理器、存储器、总线、接口和外部设备
一、计算机硬件组成
二、处理器
三、存储
四、总线
五、接口
六、外部设备
2.2 计算机硬件
软件系统是指在计算机硬件系统上运行的程序、相关的文档资料和数据的集合。计算机软件用来扩充计算机系统的功能，提高计算机系统的效率。
系统软件包括：操作系统、程序设计语言翻译系统、中间件、数据库管理系统和网络软件等。
应用软件是指为某类应用需要或解决某个特定问题而设计的软件，如图形图像处理软件、财务软件等。
计算机软件分类
一、计算机软件概述
进程前趋图
二、操作系统
三、数据库
四、文件系统
中间件，作为应用软件与各种操作系统之间使用的标准化编程接口和协议，起承上启下的作用，使应用软件的开发相对独立于计算机硬件和操作系统，并能在不同的系统上运行，实现相同的应用功能。
(1)消息中间件(2)事务处理(交易)中间件(3)数据存取管理中间件(4)Web服务器中间件(5)安全中间件(6)跨平台和架构的中间件(7)专用中间件(8)网络中间件
常见的中间件
五、中件件（Middleware）
六、软件构件（组件）
七、应用软件
2.3 计算机软件概述
2.4 嵌入式系统及软件
速率
带宽
吞吐量
时延
往返时间（RTT）
利用率
性能指标
(1)费用(2)质量(3)标准化(4)可靠性(5)可扩展性和可升级性(6)易管理和维护性
非性能指标
网络有关指标
一、网络的基本概念
C代表信道容量，单位是b/s B代表信号带宽，单位是Hz S代表信号平均功率，单位是W N代表噪声平均功率，单位是W S/N代表信噪比，单位是dB(分贝)
香农公式
复用技术和多址技术
二、通信技术
局域网(LAN)
无线局域网(WLAN)
城域网(MAN)
广域网(WAN)
移动通信网
三、网络技术
网络设备及其工作层级
开放系统互连模型OSI
TCP/IP协议集
网络协议
四、组网技术
五、网络工程
2.5 计算机网络
机器语言
汇编语言
高级语言
一、计算机语言的分类
基本构造块
运用于整个语言的公用机制
图
UML 组成要素
类图
对象图
用例图
序列图
通信图
状态图
活动图
构件图
部署图
组合结构图
包图
交互概览图
计时图
UML中的图
二、建模语言
2.6 计算机语言
视音频技术
数据压缩技术
虚拟现实(VR)/增强现实(AR)技术
二、多媒体系统的关键技术
2.7 多媒体
霍尔的三维结构
切克兰德方法
并行工程方法
综合集成法
WSR系统方法
二、系统工程方法
1)探索性研究阶段2)概念阶段3)开发阶段4)生产阶段5)使用阶段6)保障阶段7)退役阶段
生命周期阶段
1)计划驱动方法2)渐进迭代式开发3)精益开发4)敏捷开发
生命周期方法
三、系统工程的生命周期
2.8 系统工程
一、性能指标
二、性能计算
三、性能设计
四、性能评估
2.9 系统性能
第二章 计算机系统基础知识
3.1信息系统概述
3.2业务处理系统(TPS)
3.3管理信息系统(MIS)
3.4决策支持系统(DSS)
3.5专家系统(ES)
3.6办公自动化系统(OAS)
3.7企业资源规划(ERP)
3.8典型信息系统架构模型
第三章 信息系统基础知识
系统架构设计
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