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太上有立德，其次有立功，其次有立言，虽久不废，此谓不朽。——《左传》

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软件体系结构综述

计算机应用专业202520259

随着计算机应用的日益普及，人们对软件的需求量急剧增加。起初，人们把软件设计

的重点放在数据结构和算法的选择上。随着软件系统规模越来越大，越来越复杂，新的问

题也随之而来,大量实践统计表明:系统软件开发中，70%的错误是由软件设计阶段引入的;

而且错误在系统中存在的时间越长则越难发现,解决这些错误的代价也越高，于是整个系

统的结构和规格说明逐渐占有了重要的位置，软件体系结构这一概念也应运而生。它成为

了沟通软件需求和软件设计的一座桥梁。

1、软件体系结构的定义

对于软件体系结构的定义，至今还没有一个统一的、得到广泛认可的解释，很多软件

体系结构学者都提出了各自对体系结构的概念与定义。

软件体系结构的最核心概念有构件、连接件、配置、端口和角色。构件是具有某种功

能可重用的软件基本单元，表示软件系统中主要的计算元素和数据存储单元。连接件表示

了构件之间的交互，是构件与构件之间建立和维持行为关联和消息传递的途径。包括实现

构件之间的交互机制和管理这些交互的原则（协议）。配置表示了构件和连接件之间的拓扑

结构和逻辑约束，它是构件和连接件的集合。总之，软件体系结构为软件系统提供了一个

结构、行为和属性的高级抽象，由构成系统的元素的描述、这些元素的相互作用、指导元

素集成的模式以及这些模式的约束组成。软件体系结构不仅定义了系统的组织结构和拓扑

结构，而且表示了系统的需求和构成系统的元素之间的对应关系提供了设计决策的基本原

理和约束条件。

2、软件体系结构的风格

软件体系结构风格是描述某一特定应用领域中系统组织方式的惯用模式。它反映了领

域中众多系统所共有的结构和语义特性，并指导如何将各个模块和子系统有效地组织成一

个完整的系统，按这种方式理解，软件体系结构风格定义了用于描述系统的术语表和一组

指导构件系统的规则。

2.1数据流系统

数据流是一种将数据从输入端显式的输送到输出端的体系结构风格。数据流风格的构

件是数据的处理单元，连接件是连接处理单元的通道。

数据流体系结构风格是由数据驱动的。数据在按照一定顺序排列好的构件上有序的流动。

当有数据流经构件时，控制被激活。这种数据流显式地流经系统各个构件，流经的过程往

往是有序的。构件之间不共享任何状态信息，即一个构件不知道上一个构件对数据进行了

什么处理。数据流风格包括批处理、管道过滤器、任务处理三种体系结构。

2.1.1数据流优点

1）构件之间不共享状态，降低了构件的复杂性；

2）支持构件复用；

3）支持并发执行；

4）系统易于维护

2.1.2数据流的缺点

1）不适合交互式系统

2）需要处理同步问题

3）解析输入输出的数据增加了系统的复杂性

腹有诗书气自华

勿以恶小而为之，勿以善小而不为。——刘备

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4）处理相关数据流失可能会产生同步问题

2.2正交软件体系结构风格

正交软件体系结构是一种以垂直线索构件族为基础的层次化结构,它由组织层和线索

的构件构成,不同线索中的构件之间没有相互调用（即线索相互独立）。层由一组具有相同

抽象级别的构件构成。线索是子系统的特例,它由完成不同层次功能的构件组成（可通过

相互调用来关联）,每一条线索完成整个系统中相对独立的一部分功能。正交软件体系结

构基本思想是把应用系统的结构按功能的正交相关性,直分割为若干个线索（子系统）,线

索又分为几个层次,每个线索由多个具有不同层次功能和不同抽象级别的构件构成。各线