[软件工程]CH11

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1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,中国矿业大学计算机科学与技术学院,Computer Science&Technology,*,软件工程,软件工程,刘迎春,软件工程,第,11,章,软件架构与模式,11.1,概述,11.2,软件架构,11.3,软件模式,Architecture&Patterns,11.1,概述,1.,什么是,架构（,Architecture,）,软件体系结构,通常被称为架构，指可以预制和可重构的软件框架结构。,ANSI/IEEE 611.12-1990,软件工程标准词汇,对于体系结构定义是：,“体系架构是以构件、构件之间的关系、

2、构件与环境之间的关系为内容的某一系统的,基本组织结构,以及指导上述内容设计与演化的原理,”,强调了系统的基本组成,Garlan,&Shaw,模型,软件体系结构,=,构件,(component)+,连接件,(connector)+,约束,(constrain),构件,可以是 一组代码，如程序的模块；也可以是一个独立的程序，如数据库服务器。,连接件,可以是过程调用、管道、远程过程调用,(RPC),等，用于表示构件之间的相互作用。,约束,一般为对象连接时的规则，或指明构件连接的形式和条件，例如，上层构件可要求下层构件的服务，反之不行；两对象不得递规地发送消息；代码复制迁移 的一致性约束；什么条件下此

3、种连接无效等。,2.,什么是模式（,Pattern,）,模式的概念最早由建筑大师,Christopher Alexander,于二十世纪七十年代提出，应用于建筑领域，八十年代中期由,Ward Cunningham,和,Kent Beck,将其思想引入到软件领域,如今,模式,已成为软件工程领域内的一个热门话题，其在计算机领域的影响超过了在建筑界的影响。,模式分为三个部分,模式是表示上下文、动机、解决方案三个方面关系的一个规则，每个模式描述了一个在某种周境下不断重复发生的,问题,，以及该,问题解决方案,的核心所在。模式既是一个事物又是一个过程，不仅描述该事物本身，而且提出了通过怎样的过程来产生该事

4、物。,上下文,（,Context,）,指模式在何种状况下发生作用；,动机,（,System of Forces,）,指问题或预期的目标；,解决方案,（,Solution,）,指平衡各动机或解决所阐述问题的一个构造或配置。,3.,架构和模式的关系,架构和模式应该是一个属于相互涵盖的过程，总体来说,架构,更加关注的是所谓的,High-Level Design,；,架构强调的是,软件系统的结构,及其,各个元素之间的关系,，而模式则是抽象各个层次上的关系；,相对于系统分析而言，架构是在提出解决问题的方案，而系统分析则是解决这些问题，两者都会运用到模式。,模式,关注的重点在于通过经验提取的“准则或指导方

5、案”在设计中的应用，因此在,不同层面,考虑问题的时候就形成了不同问题域上的模式，小到语言实现大到架构。,在不同的层面上，模式提供不同层面的指导，比如架构设计方面，,三层应用程序,，,分布式应用程序,等等这些技术架构模式为架构设计提供了理论参考。,11.2,软件架构,对于大规模的复杂软件系统来说，软件体系架构比起对程序的算法和数据结构的选择已经变得明显重要得多。在此种背景下，人们认识到软件体系架构的重要性，并认为对软件体系架构系统、深入的研究将会成为,提高软件生产效率和解决软件危机,的最有希望的途径。,软件设计的一个核心问题是能否使用重复的体系架构，即能否达到,体系架构级,的,软件重用,。,1.

6、J2EE,体系架构,J2EE,技术已经成为企业级应用的首选平台，基于,J2EE,技术构建的软件系统越来越多,;,J2EE,代表着先进的软件体系架构思想，许多,软件体系架构模式,在,J2EE,中均被广泛应用。,层、管道和过滤器、黑板、代理（,Broker,）、,模型,-,视图,-,控制器,（,Model-View-Controller,）、表示,-,抽象,-,控制（,Presentation-Abstraction-Control,）、微核、映像,2.Net,体系结构,.NET Framework,是一种新的计算平台，它简化了在高度,分布式,Internet,环境,中的应用程序开发。,.NET

7、Framework,具有两个主要组件：,公共语言运行库,和,.NET Framework,类库,。,公共语言运行库,公共语言运行库是,.NET Framework,的基础。可以将运行库看作一个在执行时,管理代码,的,代理,，它提供,核心服务,（如内存管理、线程管理和远程处理），而且还强制实施严格的类 型安全以及可确保安全性和可靠性的其他形式的代码准确性。,事实上，代码管理的概念是运行库的基本原则。以运行库为目标的代码称为,托管代码,，而不以运行库为目标的代码称为,非托管代码,。,类库,是一个综合性的面向对象的,可重用类,集合，可以使用它开发多种应用程序,传统的命令行,图形用户界面,(GUI),

8、应用程序,Web,窗体,XML Web services,11.3,软件模式,软件模式的应用对软件开发产生了重大的作用，主要表现在：,软件模式是人们在长期的设计软件、管理组织软件开发等实践中大量经验的提炼和抽象，是,复用,软件设计方法,、,过程管理经验,的有力工具。,模式类似于拳击中的组合拳，它提供了一系列软件开发中的思维套路。通过模式的使用，有利于在复杂的系统中产生简洁、精巧的设计。,软件模式为我们提供了一套简洁通用的设计、管理、组织方面的,词汇,，同时模式也为我们提供了一个描述抽象事物的,规范标准,，可大大促进软件开发过程中人与人之 间的交流,软件开发中的交流是至关重要的，“软件项目失败的

9、原因最终都可追溯到信息没有及时准确地传递到应该接收它的人”。,软件模式种类,创建型模式,工厂模式、建造模式、工厂方法模式、原始模型模式、单例模式,结构型模式,适配器模式、桥梁模式、合成模式、装饰模式、门面模式、享元模式、代理模式,行为模式,责任链模式、命令模式、解释器模式、迭代子模、调停者模式、备忘录模式、观察者模式、状态模式、策略模式、模板方法模式、访问者模式,工厂模式,客户类和工厂类分开。,消费者任何时候需要某种产品，只需向工厂请求即可。消费者无须修改就可以接纳新产品。,缺点是当产品修改时，工厂类也要做相应的修改。如：如何创建及如何向客户端提供。,建造模式,将产品的内部表象和产品的生成过程

10、分割开来，从而使一个建造过程生成具有不同的内部表象的产品对象。,建造模式使得产品内部表象可以独立的变化，客户不必知道产品内部组成的细节。建造模式可以强制实行一种分步骤进行的建造过程。,代理模式,代理模式给某一个对象提供一个代理对象，并由代理对象控制对源对象的引用。,代理就是一个人或一个机构代表另一个人或者一个机构采取行动。某些情 况下，客户不想或者不能够直接引用一个对象，代理对象可以在客户和目标对象直接起到中介的作用。客户端分辨不出代理主题对象与真实主题对象。代理模式可以 并不知道真正的被代理对象，而仅仅持有一个被代理对象的接口，这时候代理对象不能够创建被代理对象，被代理对象必须有系统的其他角色代为创建并传入。,代理模式的通俗解释,PROXY,场景,在网上聊天，一开头总是“,hi,你好”,“,你从哪儿来呀？”“你多大了？”“身高多少呀？”这些话,写个程序做为,Proxy,，凡是接收到这些话都设置好了自动的回答，接收到其他的话时再通知我回答。,参考资料,设计模式经典解释,http:/