软件体系结构重点Word文件下载.docx
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–内向目标：
建立满足系统设计者需要以及易于系统实现、维护和扩展的系统构件构成。
7.SA的作用：
⏹交流的手段：
在软件设计者、最终用户之间方便的交流；
⏹可传递的、可复用的模型：
对一些经过实现证明的体系结构进行复用，从而提高设计的效率和可靠性，降低设计的复杂度。
⏹关键决策的体现：
–全面表达和深刻理解系统的高层次关系，使设计者在复杂的、矛盾的需求面前作出正确的选择；
–正确的体系结构是系统成功的关键，错误选择会造成灾难性后果；
–明确了对系统实现的约束条件；
–决定了开发和维护组织的组织结构；
–制约着系统的质量属性；
–在设计完成尚未开发之前，预测软件质量；
–在SA全局指导下进行系统设计的修改和扩展，使推理和控制更简单，局部的修改不会破坏整体的完整与一致性。
8.软件体系结构的观点：
⏹全局观（globalviewpoint）
–在软件开发过程中，应有一种从全局的角度对软件进行设计的“视图”，而非仅仅关注底层的算法细节；
⏹折中观（tradeoffviewpoint）
–用户提出的各类功能与非功能需求之间存在着大量的“矛盾”，无法同时“完美”的满足，必须要在彼此之间做出权衡；
⏹交流观（communicationviewpoint）
–参与软件研发的各成员需要有一个公共的“媒介”进行沟通，以应对需求的不明确、频繁变更、复杂度增加；
⏹复用观（reuseviewpoint）
–不同的软件系统之间是否存在整体风格上的相似性，通过利用已存在的“软件资产”，提高效率、降低成本；
8.构件：
构件是具有某种功能的可复用的软件结构单元，表示了系统中主要的计算元素和数据存储。
¢
任何在系统运行中承担一定功能、发挥一定作用的软件体都可看作是构件。
—程序函数、模块
—对象、类
—数据库
—文件
9.连接（Connection）：
构件间建立和维护行为关联与信息传递的途径；
连接需要两方面的支持：
—连接发生和维持的机制——实现连接的物质基础（连接的机制）；
—连接能够正确、无二义、无冲突进行的保证——连接正确有效的进行信息交换的规则（连接的协议）。
—简称“机制”（mechanism）和“协议”（protocol）。
10.连接的协议：
协议（Protocol）是连接的规约（Specification）；
连接的规约是建立在物理层之上的有意义信息形式的表达规定
—对过程调用来说：
参数的个数和类型、参数排列次序；
—对消息传送来说：
消息的格式；
—对ODBC数据库连接来说：
SQL语言；
—对WebService连接而言：
SOAP或REST协议；
目的：
使双方能够互相理解对方所发来的信息的语义。
11.连接的种类：
同步和异步
12.连接件：
连接件（Connector）：
表示构件之间的交互并实现构件之间的连接，如：
—管道（pipe）
—过程调用（procedurecall）
—事件广播（eventbroadcast）
—客户机-服务器（client-server）
—数据库连接（SQL）
—连接件也可看作一类特殊的构件，区别在于：
—一般构件是软件功能设计和实现的承载体；
—连接件是负责完成构件之间信息交换和行为联系的专用构件。
13:
SA建模的三个层次
图形化模型：
SA模型的多视图表示（Multi-viewgraphicalmodel）
–从不同的视角描述特定系统的体系结构，从而得到多个视图，并将这些视图组织起来以描述整体的SA模型；
形式化模型：
SA描述语言（Formalarchitecturedescriptionlanguage,ADL）
–在SA基本概念的基础上，选取适当的形式化或半形式化的方法来描述一个特定的体系结构；
文档化模型：
SA文档化（Documentation）
–记录和整理软件体系结构设计方案的各类细节。
14．SA的视图观
（Kruchten）4+1模型
统一建模语言UML
（Hofmesiter）4视图模型
（CMU-SEI）ViewsandBeyond模型
（ZIFA）Zachman框架
开放分布式处理参考模型（RM-ODP）
15.4+1视图：
逻辑视图：
描述系统的抽象概念与功能（类、对象、接口、模式等），主要图形包括classdiagrams,sequencediagrams,andcollaborationdiagrams等；
开发视图：
描述系统中的子系统、模块、文件、资源及其之间的关系，主要图形包括componentdiagrams等；
进程视图：
描述系统的进程及其之间的通信协作关系，主要图形包括activitydiagram,interactiondiagram等；
物理视图：
描述系统如何被安装、部署与配置在分布式的物理环境下，主要图形包括deploymentdiagram等。
用例视图：
描述系统的典型场景与功能，主要图形包括usecasediagram等。
16：
SA生命周期模型：
Phase1:
informaldescription（SA的非形式化描述）
Phase2:
specificationandanalysis（SA的规范描述与分析）
Phase3:
refinementandverification（SA的求精及其验证）
Phase4:
enactment（SA的实施）
Phase5:
evolutionandextension（SA的演化和扩展）
Phase6:
provision,evaluationandmetrics（SA的评价与度量）
Phase7:
termination（SA的终结）
17.软件体系结构风格的组成
⏹Asetofcomponenttypes（e.g.,datarepository,process,object）（一组构件类型）
⏹Asetofconnectortypes/interactionmechanisms（e.g.,subroutinecall,event,pipe）（一组连接件类型/交互机制）
⏹Atopologicallayoutofthesecomponents（这些构件的拓扑分布）
⏹Asetofconstraintsontopologyandbehavior（e.g.,adatarepositoryisnotallowedtochangestoredvalues,pipelinesareacyclic）（一组对拓扑和行为的约束）
⏹Aninformaldescriptionofthecostsandbenefitsofthestyle,e.g.:
“Usethepipeandfilterstylewhenreuseisdesiredandperformanceisnotatoppriority”（一些对风格的成本和收益的描述）
18．数据流风格的基本构建：
⏹Components:
dataprocessingcomponents（基本构件：
数据处理）
–Interfacesareinputportsandoutputports（构件接口：
输入端口和输出端口）
–Inputportsreaddata;
outputportswritedata（从输入端口读取数据，向输出端口写入数据）
–Computationalmodel:
readdatafrominputports,compute,writedatatooutputports（计算模型：
从输入端口读数，经过计算/处理，然后写到输出端口）
19.管道过滤器的基本定义
⏹语境：
数据源源不断的产生，系统需要对这些数据进行若干处理（分析、计算、转换等）。
⏹解决方案：
–把系统分解为几个序贯的处理步骤，这些步骤之间通过数据流连接，一个步骤的输出是另一个步骤的输入；
–每个处理步骤由一个过滤器构件（Filter）实现；
–处理步骤之间的数据传输由管道（Pipe）负责。
⏹每个处理步骤（过滤器）都有一组输入和输出，过滤器从管道中读取输入的数据流，经过内部处理，然后产生输出数据流并写入管道中。
20.基本构成
Filters—processdatastreams（构件：
过滤器，处理数据流）
–Afilterencapsulatesaprocessingstep（algorithmorcomputation）（一个过滤器封装了一个处理步骤）
–Datasourceanddatasinkareparticularfilters（数据源点和数据终止点可以看作是特殊的过滤器）
⏹Connectors:
Apipeconnectsasourceandasinkfilter（连接件：
管道，连接一个源和一个目的过滤器）
–Pipesmovedatafromafilteroutputtoafilterinput（转发数据流）
–Dataisastreamof“objects”（数据是特定类型的“对象”流）
⏹Topology:
Connectorsdefinedataflowgraph（连接器定义了数据流图，形成拓扑结构）
21.过滤器：
⏹Incrementallytransformsomeofthesourcedataintosinkdata（目标：
将源数据变换成目标数据）
⏹Streamtostreamtransformation（从“数据流”
“数据流”的变换）
–enrichdatabycomputationandaddinginformation（通过计算和增加信息来丰富数据）
–refinebydistillingdataorremovingirrelevantdata（通过浓缩和删减来精炼数据）
–transformdatabychangingitsrepresentation（通过改变数据表现方式来转化数据）
–decomposedatatomultiplestreams（将一个数据流分解为多个数据流）
–mergemultiplestreamsintoonestream（将多个数据流合并为一个数据流）
22．过滤器的特称：
–nocontextinprocessingstreams（无上下文信息）
–nostatepreservationbetweeninstantiations（不保留状态）
–noknowledgeofupstream/downstreamfilters（对其他过滤器无任何了解）
–collectionscanbeusedtobufferthedatapassedthroughpipes:
files,arrays,dictionaries,trees,etc.（可使用数据缓冲区临时保存数据流）
•蓄水池
23.数据流的分类：
拉式和推式
⏹Question:
whatistheforcethatmakedataflow?
（是什么力量推动数据在管道中流动？
）
⏹Threechoice,allwithforceemanatingfromfilters:
–Push:
datasourcepushesdataindownstreamdirection（推式：
前面的过滤器把新产生的数据推入管道）
–Pull:
datasinkpullsdatafromupstreamdirection（拉式：
随后的过滤器从管道中拉出所需数据）
–Push/pull:
afilterisactivelypullingfromupstream,computing,andpushingdownstream（推拉式：
过滤器以循环的方式，从管道中拉出其输入数据，并将其处理产生的数据压入后续管道）
24.过滤器的分类：
主动和被动
⏹Activefilter:
driversthedataflowonthepipes.（主动过滤器：
驱动数据流动,pull+push）
⏹Passivefilter:
isdrivenbythedataflowonthe（input/output）pipes.（被动过滤器：
被管道中的输入或输出数据流所驱动）
⏹Attention:
系统中至少有一个主动过滤器（可以来自外部环境，如用户输入）
25．过滤器的状态
⏹停止状态:
表示过滤器处于待启动状态，当外部启动过滤器后，过滤器处于处理状态。
⏹处理状态：
表示过滤器正处理输入数据队列中的数据。
⏹等待状态：
表示过滤器的输入数据队列为空，此时过滤器等待，当有新的数据输入时，过滤器处于处理状态。
26．管道过滤器的优点
⏹使得系统中的构件具有良好的隐蔽性和高内聚、低耦合的特点；
⏹允许设计者将整个系统的输入/输出行为看成是多个过滤器的行为的简单合成；
⏹支持软件复用：
–只要提供适合在两个过滤器之间传送的数据，任何两个过滤器都可被连接起来；
⏹系统维护和增强系统性能简单：
–新的过滤器可以添加到现有系统中来，旧的可以被改进的过滤器替换掉；
⏹允许对一些如吞吐量、死锁等属性的分析；
⏹支持并行执行：
–每个过滤器是作为一个单独的任务完成，因此可与其它任务并行执行。
27.缺点
⏹通常导致进程成为批处理的结构
–这是因为虽然过滤器可增量式地处理数据，但它们是独立的，所以设计者必须将每个过滤器看成一个完整的从输入到输出的转换；
⏹不适合处理交互的应用
–当需要增量地显示改变时，这个问题尤为严重；
⏹因为在数据传输上没有通用的标准，每个过滤器都增加了解析和合成数据的工作，这样就导致了系统性能下降，并增加了编写过滤器的复杂性。
–绝大部分处理时间消耗在格式转换上
28.批处理与管道-过滤器的比较
⏹相似点：
–Decomposetaskintofixedsequenceofcomputations（把任务分解成为一系列固定顺序的计算单元）
–Interactonlythroughdatapassedfromonetoanother（彼此间只通过数据传递交互）
不同点：
BatchSequential
Pipe-and-Filter
Ø
total（整体传递数据）
coarsegrained（构件粒度较大）
highlatency（延迟高，实时性差）
noconcurrency（无并发）
incremental（增量）
finegrained（构件粒度较小）
resultsstartsprocessing（实时性好）
concurrencypossible（可并发）
29.主程序自过程的基本构成
⏹Component（构件：
主程序、子程序）
–Mainprogramandsubroutines,hierarchicallydecomposingaprogram
⏹Connector（连接器：
调用-返回机制）
–Call-returnmechanism,eachcomponentgetcontrolanddatafromitsparentandpassittochildren.
⏹Topology（拓扑结构：
层次化结构）
–Hierarchicalstructure
本质：
将大系统分解为若干模块（模块化），主程序调用这些模块实现完整的系统功能
30.主程序子过程优缺点：
⏹Advantage:
–Thishasprovedtobeahighlysuccessfuldesignmethodology.Ithasallowedthedevelopmentoflargeprograms（100,000linesormoreofsourcecode）.（已被证明是成功的设计方法，可以被用于较大程序）
⏹Disadvantages:
–However,asprogramsizeincreasesbeyondthispoint（100,000lines）,theapproachperformspoorly.（程序超过10万行，表现不好）
–Weobservethatcodedevelopmentbecomestooslowandthatitbecomesincreasinglydifficulttotestthesoftwareandguaranteeitsreliability.（程序太大，开发太慢，测试越来越困难）
30.四大原则：
⏹四大原则：
–模块独立性：
高内聚、低耦合（highcohesionandlowcoupling）
–模块规模要适中：
过大：
分解不充分，难理解；
太小：
开销过大、接口复杂
–模块复用度要好：
高扇入、低扇出；
–作用域与控制域原则：
模块的作用域要包含在控制域之中。
31.OO的基本原理：
⏹（ADT：
一种数学规约，包含一组数据以及作用于这组数据上的操作）
–ADTisakindofdataabstraction.（ADT是一种对数据的抽象）
–Theactualimplementationisnotdefined,anddoesnotaffecttheuseoftheADT.（虽然ADT具体的实现并没有被定义，但不会影响ADT的使用）
32.ADT的优点：
ADT的实现对用户隐藏）
⏹Onlytheinterfaceispublished.（仅有接口被发布）
⏹ThismeansthattheADTcanbeimplementedinvariousways,butaslongasitadherestotheinterface,userprogramsareunaffected.（ADT可有多种实现方式，只要与接口一致，用户程序可不受影响）
33.OO的优缺点：
优点：
复用和维护：
利用封装和聚合提高生产力
反映现实世界
容易分解一个系统
缺点：
管理大量的对象：
怎样确立大量对象的结构
必须知道对象的身份
继承引起复杂度，关键系统中慎用
在管道-过滤器系统中，一个过滤器无需知道其他过滤器的任何信息
34.为何称独立构件风格
⏹这种风格的主要特点是：
事件的触发者并不知道哪些构件会被这些事件影响，相互保持独立。
–这样不能假定构件的处理顺序，甚至不知道哪些过程会被调用；
–各个构件之间彼此无之间的连接关系，各自独立存在，通过对事件的发布和注册实现关联；
⏹降低构件之间的耦合度，是SA领域研究者始终孜孜不倦追求的目标。
35.事件系统的连接机制：
event-procedurebindings（连接器：
事件-过程绑定）
–Proceduresareregisteredwithevents（过程<
事件处理器，事件的接收和处理方>
向特定的事件进行注册）;
–Componentscommunicatebyannouncingeventsat“appropriate”times（构件<
事件源>
发布事件）;
–whenaneventisannouncedtheassociatedproceduresare（implicitly）invoked（当某些事件被发布时，向其注册的过程被隐式调用）;
–Orderofinvocationisnon-deterministic（调用的次序是不确定的）;
Insometreatments,connectorsareevent-eventbindings（在某些情况下，一个事件也可能触发其他事件，形成事件链）.
这种连接机制称为“事件-事件绑定”（Event-eventbinding）。
36.事件如何被分发到已注册的模块？
⏹：
*两种策略
–EventManagerwithseparateddispatchermodule（带有分离的派谴模块的事件管理器）
–EventManagerwithoutacentraldispatchermodule
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