第2章-软件体系结构建模2课件.ppt
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- 软件 体系结构 建模 课件
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1、Shenzhen lean-sigma consultant Co.,LTD 版权所有版权所有 翻版必究翻版必究1 1/41/411 1/49/49第第2 2 章软件体系结构建模章软件体系结构建模南京信息工程大学南京信息工程大学 计算机与软件学院计算机与软件学院XX XX(HK)LTD 2 2/x/xNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY第第2 2章章 软件体系结构建模软件体系结构建模计算机与软件学院计算机与软件学院2 2/49/49教学目的与要求教学目的与要求(1 1)了解表示软件体系结构的五种模型;)了解表示软件体系结构的五
2、种模型;(2 2)熟悉)熟悉“4+1”4+1”视图模型;视图模型;(3 3)掌握软件体系结构的核心模型;)掌握软件体系结构的核心模型;(4 4)理解软件体系结构的生命周期模型;)理解软件体系结构的生命周期模型;(5 5)初步了解软件体系结构抽象模型。)初步了解软件体系结构抽象模型。XX XX(HK)LTD 3 3/x/xNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY第第2 2章章 软件体系结构建模软件体系结构建模计算机与软件学院计算机与软件学院3 3/49/492.1 2.1 软件体系结构建模概述软件体系结构建模概述2.2“4+1”2.
3、2“4+1”视图模型视图模型2.3 2.3 软件体系结构的核心模型软件体系结构的核心模型2.4 2.4 软件体系结构的生命周期模型软件体系结构的生命周期模型2.5 2.5 软件体系结构抽象模型软件体系结构抽象模型 主要内容主要内容XX XX(HK)LTD 4 4/x/xNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY第第2 2章章 软件体系结构建模软件体系结构建模计算机与软件学院计算机与软件学院4 4/49/49教学重点与难点教学重点与难点(1 1)逻辑视图和开发视图)逻辑视图和开发视图(2 2)软件体系结构的核心模型)软件体系结构的核心
4、模型(3 3)软件体系结构的生命周期模型)软件体系结构的生命周期模型XX XX(HK)LTD 5 5/x/xNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY第第2 2章章 软件体系结构建模软件体系结构建模计算机与软件学院计算机与软件学院5 5/49/492.1 2.1 软件体系结构建模概述软件体系结构建模概述1.1.结构模型结构模型2.2.框架模型框架模型3.3.动态模型动态模型4.4.过程模型过程模型5.5.功能模型功能模型 XX XX(HK)LTD 6 6/x/xNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SI
5、CENCE&TECHNOLOGY第第2 2章章 软件体系结构建模软件体系结构建模计算机与软件学院计算机与软件学院6 6/49/491.1.结构模型结构模型 这是一个最直观、最普遍的建模方法。这种方法以体系结构的构件、连接件和其他概念来刻画结构,并力图通过结构来反映系统的重要语义内容,包括系统的配置、约束、隐含的假设条件、风格、性质等。研究结构模型的核心是体系结构描述语言。XX XX(HK)LTD 7 7/x/xNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY第第2 2章章 软件体系结构建模软件体系结构建模计算机与软件学院计算机与软件学院7
6、 7/49/492.2.框架模型框架模型 框架模型与结构模型类似,但它不太侧重描述结构的细节而更侧重于整体的结构。框架模型主要以一些特殊的问题为目标建立只针对和适应该问题的结构。XX XX(HK)LTD 8 8/x/xNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY第第2 2章章 软件体系结构建模软件体系结构建模计算机与软件学院计算机与软件学院8 8/49/493.3.动态模型动态模型 动态模型是对结构或框架模型的补充,研究系统的“大颗粒”的行为性质。例如,描述系统的重新配置或演化。动态可以指系统总体结构的配置、建立或拆除通信通道或计算的
7、过程。XX XX(HK)LTD 9 9/x/xNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY第第2 2章章 软件体系结构建模软件体系结构建模计算机与软件学院计算机与软件学院9 9/49/494.4.过程模型过程模型 过程模型研究构造系统的步骤和过程。结构是遵循某些过程脚本的结果。XX XX(HK)LTD 1010/x/xNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY第第2 2章章 软件体系结构建模软件体系结构建模计算机与软件学院计算机与软件学院1010/49/495.5.功能模型
8、功能模型 功能模型认为体系结构是由一组功能构件按层次组成,下层向上层提供服务。功能模型可以看作是一种特殊的框架模型。XX XX(HK)LTD 1111/x/xNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY第第2 2章章 软件体系结构建模软件体系结构建模计算机与软件学院计算机与软件学院1111/49/492.2“4+1”2.2“4+1”视图模型视图模型 Kruchten在1995年提出了“4+1”的视图模型。“4+1”视图模型从5个不同的视角包括逻辑视图、进程视图、物理视图、开发视图和场景视图来描述软件体系结构。每一个视图只关心系统的一个
9、侧面,5个视图结合在一起才能反映系统的软件体系结构的全部内容。XX XX(HK)LTD 1212/x/xNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY第第2 2章章 软件体系结构建模软件体系结构建模计算机与软件学院计算机与软件学院1212/49/492.2“4+1”2.2“4+1”视图模型视图模型逻辑视图逻辑视图进程视图进程视图开发视图开发视图物理视图物理视图最终用户:功能需求最终用户:功能需求场景场景编程人员:软件管理编程人员:软件管理系统集成人员:性能系统集成人员:性能可扩充性、吞吐量等可扩充性、吞吐量等系统工程人员:系统系统工程人
10、员:系统拓扑、安装、通信等拓扑、安装、通信等XX XX(HK)LTD 1313/x/xNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY第第2 2章章 软件体系结构建模软件体系结构建模计算机与软件学院计算机与软件学院1313/49/49 逻辑视图主要支持系统的功能需求,即系统提供给最终用户的服务。在逻辑视图中,系统分解成一系列的功能抽象,这些抽象主要来自问题领域。这种分解不但可以用来进行功能分析,而且可用作标识在整个系统的各个不同部分的通用机制和设计元素。在面向对象技术中,通过抽象、封装和继承,可以用对象模型来代表逻辑视图,用类图来描述逻辑
11、视图。XX XX(HK)LTD 1414/x/xNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY第第2 2章章 软件体系结构建模软件体系结构建模计算机与软件学院计算机与软件学院1414/49/49 可以从Booch标记法中导出逻辑视图的标记法,只是从体系结构级的范畴来考虑这些符号,用Rational Rose进行体系结构设计。构件实例继承使用包含,聚集关联类层次参数化类类服务类连接件逻辑视图中使用的标记符号逻辑视图中使用的标记符号 XX XX(HK)LTD 1515/x/xNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION
12、 SICENCE&TECHNOLOGY第第2 2章章 软件体系结构建模软件体系结构建模计算机与软件学院计算机与软件学院1515/49/49 逻辑视图中使用的风格为面向对象的风格,逻辑视图设计中要注意的主要问题是要保持一个单一的、内聚的对象模型贯穿整个系统。会话终端控制器转换服务连接服务编号计划ACSACS系统的逻辑视图系统的逻辑视图 线路控制器:译码并把所有符号加入到线路控制器:译码并把所有符号加入到线路接口卡中;线路接口卡中;终端:保持终端的状态,代表本条线路终端:保持终端的状态,代表本条线路的利益参与协商服务;的利益参与协商服务;会话:代表一组参与会话的终端,使用会话:代表一组参与会话的终
13、端,使用转换服务和连接服务在终端之间建立语音转换服务和连接服务在终端之间建立语音路径。路径。XX XX(HK)LTD 1616/x/xNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY第第2 2章章 软件体系结构建模软件体系结构建模计算机与软件学院计算机与软件学院1616/49/49 对于规模更大的系统来说,体系结构级中包含数十甚至数百个类。显示及用户接口机械服务基本元素航空信息空中交通管理飞行管理外部接口网关仿真和培训空中交通管制系统的一级类图空中交通管制系统的一级类图XX XX(HK)LTD 1717/x/xNANJING UNIVER
14、SITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY第第2 2章章 软件体系结构建模软件体系结构建模计算机与软件学院计算机与软件学院1717/49/49 开发视图也称模块视图,主要侧重于软件模块的组织和管理。开发视图要考虑软件内部的需求,如软件开发的容易性、软件的重用和软件的通用性,要充分考虑由于具体开发工具的不同而带来的局限性。开发视图通过系统输入输出关系的模型图和子系统图来描述。XX XX(HK)LTD 1818/x/xNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY第第2 2章章 软件体系结构建模软件体系结构
15、建模计算机与软件学院计算机与软件学院1818/49/49 与逻辑视图一样,可以使用Booch标记法中某些符号来表示开发视图。构件参照相关性模块连接件子系统层开发视图中使用的标记符号开发视图中使用的标记符号 XX XX(HK)LTD 1919/x/xNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY第第2 2章章 软件体系结构建模软件体系结构建模计算机与软件学院计算机与软件学院1919/49/49 在开发视图中,最好采用4-6层子系统,而且每个子系统仅仅能与同层或更低层的子系统通讯,这样可以使每个层次的接口既完备又精练,避免了各个模块之间很复
16、杂的依赖关系。设计时要充分考虑,对于各个层次,层次越低,通用性越强,这样,可以保证应用程序的需求发生改变时,所做的改动最小。开发视图所用的风格通常是层次结构风格。XX XX(HK)LTD 2020/x/xNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY第第2 2章章 软件体系结构建模软件体系结构建模计算机与软件学院计算机与软件学院2020/49/49公用构件1低层服务支撑机制:通信、时间、储存、资源管理等2航空类、空中交通管制类3空中交通管制功能区:飞行管理、雷达管理等4人机接口外部系统5离线工具测试工具各种各样的空中交通管制系统特定的空
17、中交通管制系统构件空中交通管制系统框架分布式虚拟机基本元素硬件、操作系统、数据库领域特定领域无关通用空中交通管制代码客户定制空中交通管制系统的五层结构空中交通管制系统的五层结构XX XX(HK)LTD 2121/x/xNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY第第2 2章章 软件体系结构建模软件体系结构建模计算机与软件学院计算机与软件学院2121/49/49 进程视图侧重于系统的运行特性,主要关注一些非功能性的需求。进程视图强调并发性、分布性、系统集成性和容错能力,以及从逻辑视图中的主要抽象如何适合进程结构。它也定义逻辑视图中的各个
18、类的操作具体是在哪一个线程中被执行的。进程视图可以描述成多层抽象,每个级别分别关注不同的方面。在最高层抽象中,进程结构可以看作是构成一个执行单元的一组任务。它可看成一系列独立的,通过逻辑网络相互通信的程序。它们是分布的,通过总线或局域网、广域网等硬件资源连接起来。XX XX(HK)LTD 2222/x/xNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY第第2 2章章 软件体系结构建模软件体系结构建模计算机与软件学院计算机与软件学院2222/49/49 通过扩展Booch对Ada任务的表示法,来表示进程视图。构件事件广播双向消息远程过程调用
19、消息未指定连接件循环进程简化进程进程进程视图中使用的标记符号进程视图中使用的标记符号 XX XX(HK)LTD 2323/x/xNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY第第2 2章章 软件体系结构建模软件体系结构建模计算机与软件学院计算机与软件学院2323/49/49控制器进程慢周期控制器任务快周期控制器任务主控制器任务终端进程 所有终端均由同一个终端进程进行处理,由其输入队列中的消息驱动。控制器对象在组成控制器进程的三个任务之一中执行,慢循环周期(200ms)任务扫描所有挂起终端,把任何一个活动的终端置入快循环周期(10ms)任
20、务的扫描列表,快循环周期任务检测任何显著的状态改变,并把改变的状态传递给主控制器任务,主控制器任务解释改变,通过消息与相应的终端进行通信。ACSACS系统的进程视图(局部)系统的进程视图(局部)XX XX(HK)LTD 2424/x/xNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY第第2 2章章 软件体系结构建模软件体系结构建模计算机与软件学院计算机与软件学院2424/49/49 物理视图主要考虑如何把软件映射到硬件上,它通常要考虑到系统性能、规模、可靠性等。解决系统拓扑结构、系统安装、通讯等问题。当软件运行于不同的节点上时,各视图中的
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