软件工程课件09详解.ppt

软件工程第九章 进行体系结构设计 9.1 软件体系结构 9.2 数据设计 9.3 体系结构风格和模式 9.4 体系结构设计 9.5 评估可选的体系结构设计 9.6 映射数据流到软件体系结构 9.1 软件体系结构 一个程序或计算机系统的软件体系结构包括一个或一组软件构件、软件构件的外部可见特性及其相互关系。 软件构件的外部可见特性是指软件构件提供的服务、性能、特性、错误处理、共享资源使用等。 软件体系结构的基本单位是软件构件，软件构件是一个软件体系结构的核心。 软件构件可以是子系统，也可以是模块。在它们之间没有清晰的界限，但可以依据下列两点加以区分： 一个子系统独立构成系统，不依赖其他子系统提供的服务。子系统由模块或更小的子系统构成。子系统之间的交互通过它们的接口。 一个模块通常是一个能提供一个或多个服务的系统构件，它能够利用其他模块提供的服务，一般不被看成一个独立的系统，模块可以由更简单的模块组成。 为什么体系结构这么重要 软件体系结构的表示有助于对计算机系统开发感兴趣的共利益者展开交流； 突出了早期设计决策，这些决策对随后的所有软件工程工作有深远的影响，同时对系统作为一个可运行实体的最后成功有重要作用； 体系结构“构建了一个相对小的，易于理解的模型，该模型描述了系统如何构成以及其构件如何一起工作” 9.2 数据设计 软件体系结构设计=数据设计+体系结构设计 数据包括数据对象和面向对象系统中类 数据设计把分析模型中的数据（对象）转化成软件构件级的数据结构，并在必要时转化为应用程序级的数据库体系结构。 9.3 体系结构风格和模式 体系结构风格表现出的内容： （1）一组构件，完成系统需要的某种功能； （2）一组连接器，它们能使构件间实现“通信、合作和协调”； （3）约束，定义构件如何集成为一个系统； （4）语义模型，它能使设计者通过分析系统的构成成分的性质来理解系统的整体性质。 体系结构风格和模式 体系结构风格和模式都是对体系结构设计施加的一种变换。 区别： （1）模式比风格在概念上范围要小； （2）模式在体系结构上施加规则； （3）模式倾向于在系统结构的环境中处理特定的行为问题。 体系结构风格的分类 1、以数据为中心的体系结构 所有共享数据都存放于数据库中, 这些数据可为所有子系统存取。 每个子系统保有各自的数据库，通过传送消息，可在子系统之间交换数据。 大量的数据围绕一个共享数据库或数据仓库来组织。 这种系统主要适用于控制系统，信息管理系统，CAD系统，CASE工具集。 体系结构风格的分类 2、数据流体系结构 将系统分解为一系列功能模块。 这种结构包括管道及过滤器。 在体系结构中的每一个成份都有一套输入和输出数据，都依输入-变换-输出的方式工作。 进行数据变换的构件叫做过滤器。 把数据从一个过滤器的输出导入到另一个过滤器的输入，就叫做管道。 体系结构风格的分类 3、调用和返回体系结构 此即熟悉的自顶向下的子程序模型。 控制始于子程序层次的顶部，通过子程序调用，从层次结构较高层的程序向较低层的程序传递控制信息。程序执行结束将向较高层的父程序返回。 体系结构风格的分类 4、层次体系结构 层次式结构中，每一层向其上层提供服务，并利用下层的服务。 在层次系统中，内部层次全部被隐藏起来，只有外部层次或某些功能可以被外部可见。 体系结构模式 所谓模式一词来源于城市和建筑领域。美国加州大学环境结构中心研究所所长 Christopher Alexander 经过 22 年对舒适住宅和周边环境进行大量调查和资料收集工作，发现人们对舒适住宅和城市环境存在着共同的认同规律。 他把它们归结为 253 个模式，对每个模式都从Context（模式可适用的环境条件）、Theme或Problem（在特定条件要解决的目标和问题）、 什么是模式？ Solution（对目标问题求解过程中各种物理关系的记述）等三个侧面进行描述。 因此，所谓“模式”是指遵从某种规则或规律反复出现的思维方式或表现。 Christopher Alexander说过：“每一个模式描述了一个在我们周围不断重复发生的问题以及该问题的解决方案的核心。这样，你就能多次使用该方案而不必做重复劳动。” 一般来讲，模式是针对某一特定前提的解法。它记述着我们身边频繁发生的某类问题及其基本解法，我们可以反复使用这些解法。对同类问题可以使用同一解法，而不必总是一切从头做起。 典型的体系结构模式 并发性模式：很多应用系统会采用模拟并行的方式来操作多个任务； 持久性模式：持久数据被存储在数据库或者文件里，可以在稍后时间里被其它进程读取和修改； 分布性模式：系统或系统中构件可能在一个分布的环境中相互通信。 9.4体系结构设计 体系结构环境图表示软件和外部实体的交互方式 和目标系统交互的系统：上级系