第二篇 软件体系结构建模.ppt

第二章 软件体系结构建模 本章内容 2.1软件体系结构建模概述 2.2软件体系结构模型 2.3软件体系结构的形式化描述 2.4软件体系结构的生命周期 2.5软件体系结构的建模语言 2.6基于软件体系结构的开发 2.1软件体系结构建模概述 模型是对现实问题的逻辑抽象，能够从某些侧面来显示系统的重要性质，忽略其相关细节 软件体系结构建模，就是建立软件体系结构模型的方法和过程 软件体系结构模型以具体的形式来表现系统的框架结构 软件体系结构模型能够帮助人们从全局的角度来把握整个系统的框架结构 2.2软件体系结构模型 不同的风险承担者有着不同的软件质量属性需求，他们所关注的问题是不相同的 不同的人从框架结构中所获取的信息也是不相同的，所以，软件体系结构模型应该是多维的，而不是一种单一的结构 软件体系结构模型分为5种：结构模型、框架模型、动态模型、过程模型和功能模型 2.2软件体系结构模型 结构模型：以构件、连接件及其之间的关联关系为基础来刻画系统的框架结构，力图通过结构来反映系统的语义 框架模型：框架模型与结构模型很类似，但是，它不太侧重框架的细节，而是更多地考虑了系统的整体结构 动态模型：动态模型是对结构模型和框架模型的补充，描述系统的“大颗粒”行为特性，例如：系统的重新配置和重新演化 2.2软件体系结构模型 过程模型：说明构造系统的步骤和过程，过程模型以某种过程脚本的形式来体现 功能模型：该模型认为体系结构是由一组功能构件按层次组成的，下层构件向上层构件提供服务，可以看作是一种特殊的框架模型 5种模型各有所长，只有将5种模型有机地结合起来，才能形成一个完整的模型来刻画软件的框架结构 2.2软件体系结构模型 “4+1”视图模型 2.2软件体系结构模型 逻辑视图，也称概念视图，主要是支持系统功能需求的抽象描述，即系统最终将提供给用户什么样的服务，逻辑视图描述了系统的功能需求及其之间的相互关系 开发视图，也称模块视图，主要侧重于描述系统的组织，与逻辑视图密切相关，都描述了系统的静态结构 过程视图，主要侧重于描述系统的动态行为，即系统运行时所表现出来的相关特性，着重解决系统的可靠性、吞吐量、并发性、分布性和容错性 2.2软件体系结构模型 物理视图，描述如何把系统软件元素映射到硬件上，通常要考虑系统的性能、规模和容错等问题，展示了软件在生命周期的不同阶段中所需要的物理环境、硬件配置和分布状况 场景视图，场景是用户需求和系统功能实例的抽象，设计者通过分析如何满足每个场景所要求的约束来分析软件的体系结构 逻辑视图定义了系统的目标，开发视图和过程视图提供了详细的系统设计实现方案，物理视图解决了系统的拓扑结构、安装和通信问题，场景反映了完成上述任务的组织结构 2.2软件体系结构模型 “4+1”视图模型的不足： “4+1”视图不能体现体系结构的构造是多层次抽象的过程，不能充分表达系统的体系结构风格 数据作为系统的重要组成部分，在“4+1”视图中没有得到充分地体现 “4+1”视图不能充分地反映系统要素之间的联系，例如：构件、功能和角色之间的关联 在实现体系结构模型时，缺乏构造视图和建立视图之间关系的指导信息 2.2软件体系结构模型 软件体系结构模型分解为三类视图：模块视图、组件-连接件视图和分配视图 模块视图描述的是每个模块的功能和模块之间的相互关系，在模块视图下，又包括：分解视图、使用视图、分层视图和类视图等多个子视图 分配视图反映了软件元素在创建环境和执行环境中的分配关系，在分配视图下，又包括：部署视图、实现视图和工作分配视图等多个子视图 2.2软件体系结构模型 在组件-连接件视图中，组件是计算的主要单元，连接件是组件之间相互通信的工具，组件根据其接口定义其所提供和需要的操作，而连接件则封装了两个或多个组件之间的互连协议，在组件-连接件视图下，又包括：进程视图、并发视图和共享数据视图等多个子视图 各种视图为软件质量属性的实现提供了依据，同时，软件质量属性的实现最终也要在各个视图中得以体现，各种视图构成了一个有机的整体，从不同的侧面来描述软件体系结构模型 2.3软件体系结构的形式化描述 软件体系结构，又被称为架构，指可预制和可重构的软件框架结构 构件是可预制和可重用的软件元素，是组成体系结构的基本计算单元和数据存储单元 连接件也是可预制和可重用的软件元素，是构件之间的连接单元 构件和连接件之间的关系用约束来表示 2.3软件体系结构的形式化描述 软件体系结构核心模型(Software Architecture Core Model)=构件(Components)+连接件(Connectors)+约束(Constraints) 构件作为一个封装的实体，仅通过其接口与外部环境进行交互，而构件的接口是由一组端口组成的，每个端口表示构件与外部环境之间的交互点