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软件体系结构基本概念

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声明：本文总结于软件体系结构课程

第1章软件体系结构基本概念

1.1软件体系结构基本概念

1.2软件体系结构风格、模式和框架

1.3软件结构的基本元素和连接

1.4软件体系结构设计的基本原则

1.1软件体系结构的基本概念

软件体系结构是软件工程的重要研究领域，软件体系结构并没有

统一的定义。

90年代开始，很多专家学者对软件体系结构引起广泛关注，综合

软件体系结构的定义，比较权威性的论述是:

总体组织

全局控制

通讯、同步、协议

设计元素的功能

物理分布和集成

软件体系结构要点：

软件体系结构是软件设计过程的一个层面，是相对独立的、有价

值的软件设计方法的总结，可作为软件开发指导性的策略和途径。

强调设计过程，而非分析的过程。分析的目标是理解和表示，设

计的目标是实现。

非用户的观点及非功能的观点。对于用户，结构是软件系统功能

的组合。对于设计者，结构是为特定目标而设立的软件成分以及成分

之间的关系。

1.2软件体系结构风格、模式和框架

软件体系结构风格(ArchitectureStyles)

风格是表达特定系统元素和组织方式的通用范例

（idiomaticparadigm）。软件体系结构风格，反映众多系统共有结

构的习惯用法和语义，表述系统的静态结构方式，强调软件元素的组

织形式和通常用法。

软件设计模式（DesignPattern)

设计模式是软件问题高效和成熟的设计模板（pattern)，模板包

含了固有的问题的处理逻辑，强调处理逻辑采用方式的直接复用。

软件应用框架(ApplicationFramework)

框架是待实例化的、可复用的大粒度部件结构。框架面向不同规

模的应用问题，是通用的结构。强调针对实际问题和通用结构。

1.3软件结构的基本元素和连接

软件结构的表示从低层到高层，高层软件结构是建立在基础结构

之上的。

软件构成的基础结构包括：

①数据类型结构

②控制流连接结构

③中断触发连接结构

④层次结构

①数据类型结构

数据类型是最基本的软件结构元素，是描述复杂算法和软件结构

的基础，即数据结构。

数据类型包括：

基本数据类型

抽象数据类型

②控制流连接结构

控制流结构直接对应程序结构

包括：

条件连接

循环连接

控制转向连接

控制流连接方式

进程中的控制连接（内部调用）进程之间的连接

同一机器空间链询调用方式分析调用方式

不同机器空间（远程过程调用）

④软件的层次结构

层次结构是分析和解决问题普遍适用的方法

单项依赖层次结构：

下层仅向相邻的上层提供支持，上层依赖相邻的下层被建造

开放式层次结构：

使用及支持关系不仅限制在相邻的层次之间

1.4软件体系结构设计的基本原则

在大量的软件开发实践中，对于软件结构的设计有被普遍性采用

的原则，这些原则和策略多年来一直被广泛地运用着。它们独立于具

体的软件开发方法。

基本原则包括：

抽象

分而治之

信息隐蔽

模块化

高内聚和低耦合

关注点分离

策略和实现分离

接口和实现分离

抽象的原则

抽象：

人们认识复杂事物的基本方法。抽象的实质是突出表现事物的主

要特征和属性，忽略细节部分；并且，运用这些特征和属性，提取具

有普遍意义的事物行为。

软件设计中的抽象：

数据抽象：描述特定数据对象的属性集合

过程抽象：特定操作过程命名的操作序列

控制抽象：隐含内部细节的控制逻辑

分而治之原则

将大的问题分解，分别处理分解的局部问题，会降低问题的