09 软件架构设计

 1.软件架构概述

定义  1：软件或计算机系统的软件架构是该系统的一个（或多个）结构， 而结构由软件元素、元素的外部可见属性及它们之间的关系组成。
定义  2：软件架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及这些模式的约束组成。
定义  3：软件架构是指一个系统的基础组织，它具体体现在：系统的构件，构件之间、构件与环境之间的关系，以及指导其设计和演化的原则上。（IEEE1471- 2000）

“元素—结构—架构” 、软件架构与系统架构

 

重要性（4）：项目关系人之间的交流平台、早期设计决策、较高层面上实现软件复用、指导和规范开发

架构模型（5）：结构（侧重细节、核心：架构描述语言）、框架（侧重整体）、动态、过程、功能模型

4+1视图模型

2.软件质量特性（6）：功能性、可靠性、易用性、效率、可维护性、可移植性等

可用性战术（3）：错误检测（心跳）、错误恢复（主动冗余、被动冗余、备件）、错误预防（从服务中删除、事务、进程监视器）

 

可修改性战术（3）：局部化修改（维持语义的一致性、预期期望的变更、泛化该模块、限制可能的选择）、防止连锁反应（信息隐藏、维持现有的接口、限制通信路径、仲裁者的使用）、推迟绑定时间（运行时注册、配置文件、多态、构件更换）

 

 

性能战术（3）：资源需求（减少处理事件流所需的资源、减少所处理事件的数量、控制资源的使用）、资源管理（引入并发、维持数据或计算的多个副本、增加可用资源）、资源仲裁（先进/先出、固定优先级调度、动态优先级调度、静态调度）

 

 

安全性战术（3）：抵抗攻击（身份验证、授权、机密性、）、检测攻击（入侵检测系统）、从攻击中恢复（恢复、识别攻击者）

 

可测试性战术（2）：输入/输出（记录/回放，将接口与实现分离，优化访问线路/接口）、内部监控

 

易用性战术（3）：运行时战术（任务的模型，用户的模型，系统的模型）、设计时战术、支持用户主动操作

 

3.软件架构风格（5）：数据流（批处理序列，管道/过滤器）、调用/返回（主/子程序，层次结构，面向对象）、独立构件（进程通信，事件系统）、虚拟机（解析器，基于规则的系统）、仓库风格（数据库系统，超文本系统，黑板系统）

 

管道/过滤器风格

优点

缺点：

数据抽象和面向对象风格:SOA

优点：

缺点：

 

 层次结构风格：c/s、b/s、mvc、mvp

 

优点：

缺点：

 

仓库风格-黑板系统（组成3）：知识源、黑板数据结构、控制

 

 面向服务的架构：SOA

 

 

 

SOA设计原则（5）：明确定义的接口、自包含和模块化、粗粒度、松耦合、互操作性及兼容和策略声明。

SOA关键技术（3）：UDDI(Universal  DescriptionDiscovery  and  Integration，统一描述、发现和集成)、WSDL(Web ServiceDescription Language，Web  服务描述语言)、SOAP(Simple  ObjectAccess  Protocol，简单对象访问协议)

SOA的实现方法（3）：Web Service、服务注册表、企业服务总线ESB

4.微服务

优势（7）：技术异构性、弹性、扩展、简化部署、与结织结构相匹配、可组合性、对可替代性的优化

挑战（6）：分布式系统的复杂度、运维成本、部署自动化、DevOps  与组织结构、服务间依赖测试、服务间依赖管理

 

5.编写文档规则(7)：从读者的角度编写文档、避免出现不必要的重复、避免歧义、使用标准结构、记录基本原理、使文档保持更新，但更新频率不要过高、针对目标的适宜性对文档进行评审。

6.软件架构评估方法（分类3）：基于调查问卷或检查表的方式、基于场景的方式、基于度量的方式

6.1架构的权衡分析法ATAM

步骤（9）

结果：

 

 6.2成本效益分析法 (the  Cost  Benefit  AnalysisMethod，CBAM)

 步骤（8）

 

 

7.主流商用构件标准规范（3）：CORBA （Common ObjectRequest Broker Architecture，公共对象请求代理架构）、J2EE、DNA 2000

 8.产品线架构

产品线架构较之单个产品架构，有如下三点特别之处：
（1）产品线架构必须考虑一系列明确许可的变化；
（2）产品线架构一定要文档化；
（3）产品线架构必须提供“产品创建者指南”（开发指南），描述架构的实例化过程。

开发（确定）产品线的方法有两种模型：
（1）“前瞻性”产品线：利用在应用领域的经验、对市场和技术发展趋势的了解及商业
判断力等进行产品线设计，它反映了企业的战略决策。通常是自上而下地采用产品线方法。
（2）“反应性”模型：企业根据以前的产品构建产品家族，并随着新产品的开发，扩展
架构和设计方案，它的核心资产库是根据“已经证明”为共有、而非“预先计划”为共有的
元素构建的。通常是自下而上地采用产品线方法。

9.架构及系统演化

10. 软件视图（分类3）