管道过滤器1解析.ppt

主动过滤器 具有推式策略的被动过滤器 此时数据原点相当于主动过滤器 具有推式策略的被动过滤器 具有拉式策略的被动过滤器 数据终点相当于主动过滤器 具有拉式策略的被动过滤器 一个混合型的管道-过滤器系统 一个混合型的管道-过滤器系统 带有缓冲区的混合型管道-过滤器系统 * * * 自来水处理中的“Pipe-and-Filter”结构 * * 语境：数据源源不断的产生，系统需要对这些数据进行若 干处理(分析、计算、转换等)。 * 解决方案： * 把系统分解为几个序贯的处理步骤，这些步骤之间通过 数据流连接，一个步骤的输出是另一个步骤的输入； * 每个处理步骤由一个过滤器构件(Filter)实现； * 处理步骤之间的数据传输由管道(Pipe)负责。 * 每个处理步骤(过滤器)都有一组输入和输出，过滤器从管 道中读取输入的数据流，经过内部处理，然后产生输出数 据流并写入管道中。 * * 功能模块称作过滤器（filters）； 过滤器有若干输入，若干输出 过滤器的相对独立性 功能模块间的连接可以看作输入、输出数据流之间的通路，所以称作管道（pipes） * 通过计算和增加信息来丰富数据 通过浓缩和删减来精炼数据 通过改变数据表现方式来转化数据 将一个数据流分解为多个数据流 将多个数据流合并为一个数据流 * 为什么？ * 系统中至少有一个主动过滤器 (可以来自外部环境，如用户输入) * Filter1向缓冲区写入数据 Filter2读取缓冲区数据 * 挂起的原因可能是由于外界用户要设置过滤器的控制参数，这样暂时将过滤器挂起但不中止它，当控制参数设置完毕后再将过滤器还原，继续运行。这样，实现了较高的效率。 * * 管道过滤器模式 主讲人：周丰 负责人：胡骞、张富生 一、体系结构： 首先跟大家简单介绍一下软件的体系结构。软件的体系结构来源于建筑业 结构设计师：设计图纸 管理人员： 施工计划 施工人员： 建造建筑物 优秀的体系结构设计 鸟巢 * 玛雅阿兹特克金字塔 瑞士保险公司大楼 “体系结构”的共性 一组基本的构成元素—构件 这些要素之间的连接关系—连接件 这些要素连接之后形成的拓扑结构—物理分布 作用于这些要素或连接关系上的限制条件—约束 质量—性能 component connector deployment constraint performance 类推“软件体系结构” 构件：各种基本的软件构造模块(函数、对象、模式 等)； 连接件：将它们组合起来形成完整的软件系统 物理分布 约束 性能 体系结构 = 构件 + 连接件 + 约束 Architecture = Components + Connectors + Constraints 体系结构与设计模式的关系 二、体系结构的重要性 随着软件系统规模和复杂性的增加，系统总体结构设计的重要性已远远超过特定算法和数据结构的选择，良好的体系结构是保证系统成功的关键。基于软件体系结构的过程开发是现代软件开发的基本途径，也是软件工程成熟的标志。软件体系结构的风格或模式包括客户-服务器模式的体系结构，管道-过滤器模式的体系结构，层次式体系结构，面向对象的体系结构等。 三、管道-过滤器模式的体系结构 管道-过滤器模式的体系结构是面向数据流的软件体系结构。它最典型的应用是在编译系统。一个普通的编译系统包括词法分析器，语法分析器，语义分析与中间代码生成器，优化器，目标代码生成器等一系列对源程序进行处理的过程。人们可以将编译系统看作一系列过滤器的连接体，按照管道-过滤器的体系结构进行设计。此外，这种体系结构在其它一些领域也有广泛的应用。因此它成为软件工程和软件开发中的一个突出的研究领域。 管道与过滤器（Pipe-and-Filter） 管道-过滤器风格的直观结构 3.1管道-过滤器模型的结构和特征 管道-过滤器模型的基本部件都有一套输入输出接口。每个部件从输入接口中读取数据，经过处理，将结果数据置于输出接口中，这样的部件称为“过滤器”。这种模型的连接者将一个过滤器的输出传送到另一个过滤器的输入，该文把这种连接者称为“管道”。 在这种模型中，过滤器必须是独立的实体，每一个过滤器的状态不受其它过滤器的影响。并且，虽然人们对过滤器的输入输出有一定的规约，但过滤器并不需要知道向它提供数据流的过滤器和它要提供数据流的过滤器的内部细节。 管道-过滤器的基本构成 构件：过滤器，处理数据流 一个过滤器封装了一个处理步骤 数据源点和数据终止点可以看作是特殊的过滤器 连接件：管道，连接一个源和一个目的过滤器 转发数据流 连接器定义了数据流图，形成拓扑结构 数据输入 过滤器的基本结构如图 输入数据接口 处理中心 输出数据接口 数据输出 过滤器 管道