软件工程软件体系结构

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1、第四章软件设计主要内容：软件体系结构的概念软件设计思想结构化设计方法面向对象设计方法讨论要点(1)什么是软件结构？(2)如何建立设计模型？软件设计的目标和目的软件需求：解决“做什么”软件设计：解决“怎么做”软件设计的任务问题结构(软件需求)软件结构从软件需求规格说明书出发，形成软件的具体设计方案。映射软件的总体结构主要回答的问题软件的组成部分软件的层次关系模块的内部处理逻辑模块之间的界面软件体系结构软件体系结构包括两部分:(1)过程构件(模块)的层次结构(2)数据构件§4.1软件体系结构软件体系结构的有关概念软件体系结构的层次性软件体系结构的设计原理软件体系结构的有关概念什么是软件体

2、系结构软件体系结构的发展软件体系结构的研究范畴软件设计的目标设计应该是便于维护和升级的，因而应该是模块化的设计应该是便于移植的设计应该具有适应性设计过程应该受到理性化的控制设计应该表现出概念的完整性软件设计思想强调信息隐蔽的单元概念应用基于操作和数据封装构成的单元设计技术应用专门的机制可靠地处理并发控制和分布系统问题提出基于模型的系统结构和设计方法明确提出软件体系结构的设计思想什么是软件体系结构软件体系结构定义了软件局部和总体计算部件的构成,以及这些部件之间的相互作用关系。从整体看，软件体系结构是由结构和功能各异、相互作用的部件集合，按照层次构成的。它包括了系统基础构成单元、它们之间

3、的作用关系、在构成系统时它们的合成方法以及对合成约束的描述。普通部件及其支持的相互作用序号部件类型部件支持的相互作用类型1模块(Module)过程调用、数据共享2对象(Object)方法调用3过滤器(Filter)数据流4过程(Process)消息传递、远程调用、通讯协议、同步5数据文件(Datafile)读写6数据库(Database)模式、查询语言7文档(Document)共享表示假设软件体系结构可分为四种不同的体系：概念结构包括部件、互连、原则和性能等代码结构包括软件的配置管理、系统建造等模块结构包括模块界面、模块管理、模块控制和一致性等执行结构包括性能分析、调度分析、动态配置

4、和不同的执行系统之间的接口等与软件体系结构有关的研究：体系结构风格(ArchitectureStyles)表示软件系统的一种特别的基本结构，以及相关的构造方法设计模式(DesignPatterns)构造型模式、结构型模式、行为型模式框架(Framework)另一种研究和构造软件体系结构的方法，更多的是关于应用领域问题的已建立的系统结构。软件体系结构的层次结构软件的构成软件的物质基础软件的结构基础软件的层次结构模型软件体系结构的层次结构模型软件体系结构的体系软件的构成软件体系结构需要基础软件体系结构需要层次软件体系结构需要模式软件的物质基础软件设计的物质基础是计算机硬件，当前的计算机硬

5、件决定了软件设计和实现的出发点，计算机硬件的发展影响着软件体系结构。计算机硬件体系结构分类SISD单指令流单数据流计算机控制处理存储指令数据指令计算机硬件体系结构分类SIMD单指令流多数据流计算机控制处理2存储2指令数据2存储1存储n处理1处理n…………数据1数据n计算机硬件体系结构分类MISD多指令流单数据流计算机控制2处理2存储2指令1存储1存储n处理1处理n…………数据数据控制1控制n指令2指令n指令1指令2指令n……计算机硬件体系结构分类MIMD多指令流多数据流计算机控制2处理2存储2指令1存储1存储n处理1处理n…………控制1控制n指令2指令n指令1指令2指令n……数据2数

6、据1数据n多处理机系统具有共享存储结构的多处理机控制处理MAP控制处理MAP………………存储存储……互连网络通道I/O通道I/O…………多处理机系统具有分布存储结构的多处理机控制处理MAP控制处理MAP………………互连网络I/O存储存储分布计算系统分布计算网络交换机交换机电信网络网络软件的结构基础结构控制流部件连接方式结构化连接模式基本数据类型抽象数据类型进程及运行环境分时并发计算资源共享/并行同步实时系统软件结构的四视图观软件体系结构的四视图概念视图模块视图代码视图运行视图部件连接器配置模块子系统层模块限制新模块分割部件连接器配置运行限制新模块分割模块变化成运行实体运行实体源代码硬

7、件和操作系统体系结构软件的层次结构模型计算机网络的体系结构计算机操作系统的体系结构软件体系结构的层次结构模型第6层：应用层第5层：系统结构模式层层第4层：资源和管理调度层第3层：基础控制描述层第2层：软化的硬件层第1层：计算机硬件层客户机/服务器体系结构应用系统的组成：显示逻辑部分(表示层):实现与用户交互应用处理部分(功能层):进行具体运算和数据处理数据管理部分(数据层):对数据库中数据进行查询、修改、更新等任务应用分层表示层功能层数据层三层明确分割,逻