第三章软件体系结构风格5

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1、第三章第三章: 软件体系结构风格软件体系结构风格 1软件体系结构孟博计算机科学学院第三章第三章: 软件体系结构风格软件体系结构风格 2课 程 内 容| 软件体系结构概论| 软件体系结构建模 | 软件体系结构风格| 软件体系结构描述| 动态软件体系结构| Web服务体系结构| 基于体系结构的软件开发| 软件体系结构的分析与测试| 软件体系结构评估| 软件产品线体系结构第三章第三章: 软件体系结构风格软件体系结构风格 3|C2风格第3章软件体系结构风格3.2经典软件体系结构风格通过连接件绑定在一起的按照一组规则运作的并行构件网络。C2风格中的系统组织规则如下：l系统中的构件和连接件都有一个顶部和一

2、个底部；l构件的顶部应连接到某连接件的底部，构件的底部则应连接到某连接件的顶部，而构件与构件之间的直接连接是不允许的；l一个连接件可以和任意数目的其它构件和连接件连接；l当两个连接件进行直接连接时，必须由其中一个的底部到另一个的顶部。第三章第三章: 软件体系结构风格软件体系结构风格 4C2的通信规则规定所有构件间的通信必须通过消息来实现。构件的“顶部”定义了构件可以对哪些通知作出响应，以及可以发出哪些请求；构件的“底部”设置了可以向下层发送哪些通知，以及可以响应下层的哪些请求。每个构件只能感知层次高于自己的构件提供的服务，而不能感知层次低于自己的构件服务。请求消息只能向上层传送而通知消息只能向

3、下层传送.|C2风格第3章软件体系结构风格3.2经典软件体系结构风格第三章第三章: 软件体系结构风格软件体系结构风格 5C2构架模式最重要的特征就是“底层无关性”，这在构件的可替代性和可重用性方面具有显著的作用，即使软件构件的语言方式不同，通过一个构架，它们之间也可以方便、快捷地进行交互，这是通过以连接件为中介的异步消息交换机制来实现的。C2模式对于伸缩性的影响是正面的。构件的调用是基于消息驱动的，区别于传统应用程序包调用的形式，C2模式中的构件组是松耦合的关联，这是伸缩性的表现。 |C2风格第3章软件体系结构风格3.2经典软件体系结构风格第三章第三章: 软件体系结构风格软件体系结构风格 6|

4、C2风格第3章软件体系结构风格3.2经典软件体系结构风格图3-5C2风格的体系结构第三章第三章: 软件体系结构风格软件体系结构风格 7应用：基于构件和消息的体系结构的应用对话与对话与约束约束内部对象内部对象Wrapper域域转换器转换器请请求求通通知知C2构件的内部结构特点：在C2构件的内部，通讯和处理是分开完成的第三章第三章: 软件体系结构风格软件体系结构风格 8|C2风格的特点第3章软件体系结构风格3.2经典软件体系结构风格l系统中的构件可实现应用需求，并能将任意复杂度的功能封装在一起；l所有构件之间的通讯是通过以连接件为中介的异步消息交换机制来实现的；l构件相对独立，构件之间依赖性较少。

5、系统中不存在某些构件将在同一地址空间内执行，或某些构件共享特定控制线程之类的相关性假设。第三章第三章: 软件体系结构风格软件体系结构风格 9|产生背景第3章软件体系结构风格3.3客户/服务器风格l在集中式计算技术时代广泛使用的是大型机/小型机计算模型。它是通过一台物理上与宿主机相连接的非智能终端来实现宿主机上的应用程序。l20世纪80年代以后，集中式结构逐渐被以PC机为主的微机网络所取代。个人计算机和工作站的采用，永远改变了协作计算模型，从而导致了分散的个人计算模型的产生。第三章第三章: 软件体系结构风格软件体系结构风格 10|基本概念第3章软件体系结构风格3.3客户/服务器风格lC/S软件体

6、系结构是基于资源不对等，且为实现共享而提出来的，是20世纪90年代成熟起来的技术，C/S体系结构定义了工作站如何与服务器相连，以实现数据和应用分布到多个处理机上。lC/S体系结构有三个主要组成部分：数据库服务器、客户应用程序和网络。第三章第三章: 软件体系结构风格软件体系结构风格 11|体系结构第3章软件体系结构风格3.3客户/服务器风格图3-6C/S体系结构示意图第三章第三章: 软件体系结构风格软件体系结构风格 12|任务分配第3章软件体系结构风格3.3客户/服务器风格l服务器（1）数据库安全性的要求；（2）数据库访问并发性的控制；（3）数据库前端的客户应用程序的全局数据完整性规则；（4）数

7、据库的备份与恢复。第三章第三章: 软件体系结构风格软件体系结构风格 13|任务分配第3章软件体系结构风格3.3客户/服务器风格l客户应用程序（1）提供用户与数据库交互的界面；（2）向数据库服务器提交用户请求并接收来自数据库服务器的信息；（3）利用客户应用程序对存在于客户端的数据执行应用逻辑要求。第三章第三章: 软件体系结构风格软件体系结构风格 14|处理流程第3章软件体系结构风格3.3客户/服务器风格图3-7C/S体系结构的一般处理流程第三章第三章: 软件体系结构风格软件体系结构风格 15|优点第3章软件体系结构风格3.3客户/服务器风格C/S体系结构具有强大的数据操作和事务处理能力，模型思想

8、简单，易于人们理解和接受。系统的客户应用程序和服务器构件分别运行在不同的计算机上，系统中每台服务器都可以适合各构件的要求，这对于硬件和软件的变化显示出极大的适应性和灵活性，而且易于对系统进行扩充和缩小。在C/S体系结构中，系统中的功能构件充分隔离，客户应用程序的开发集中于数据的显示和分析，而数据库服务器的开发则集中于数据的管理，不必在每一个新的应用程序中都要对一个DBMS进行编码。将大的应用处理任务分布到许多通过网络连接的低成本计算机上，以节约大量费用。第三章第三章: 软件体系结构风格软件体系结构风格 16|缺点第3章软件体系结构风格3.3客户/服务器风格l开发成本较高l客户端程序设计复杂l信

9、息内容和形式单一l用户界面风格不一，使用繁杂，不利于推广使用l软件移植困难l软件维护和升级困难l新技术不能轻易应用第三章第三章: 软件体系结构风格软件体系结构风格 17|体系结构第3章软件体系结构风格3.4三层客户/服务器风格图3-8三层C/S体系结构示意图第三章第三章: 软件体系结构风格软件体系结构风格 18| 处理流程处理流程第第3章章 软件体系结构风格软件体系结构风格3.4 三层客户三层客户/服务器风格服务器风格 图3-9三层C/S体系结构的一般处理流程第三章第三章: 软件体系结构风格软件体系结构风格 19| 物理结构物理结构第第3章章 软件体系结构风格软件体系结构风格3.4 三层客户三

10、层客户/服务器风格服务器风格 图3-10三层C/S物理结构比较第三章第三章: 软件体系结构风格软件体系结构风格 20|优点第3章软件体系结构风格3.4三层客户/服务器风格允许合理地划分三层结构的功能，使之在逻辑上保持相对独立性，能提高系统和软件的可维护性和可扩展性。允许更灵活有效地选用相应的平台和硬件系统，使之在处理负荷能力上与处理特性上分别适应于结构清晰的三层；并且这些平台和各个组成部分可以具有良好的可升级性和开放性。应用的各层可以并行开发，可以选择各自最适合的开发语言。利用功能层有效地隔离开表示层与数据层，未授权的用户难以绕过功能层而利用数据库工具或黑客手段去非法地访问数据层，为严格的安全

11、管理奠定了坚实的基础。第三章第三章: 软件体系结构风格软件体系结构风格 21|要注意的问题第3章软件体系结构风格3.4三层客户/服务器风格l三层C/S结构各层间的通信效率若不高，即使分配给各层的硬件能力很强，其作为整体来说也达不到所要求的性能。l设计时必须慎重考虑三层间的通信方法、通信频度及数据量。这和提高各层的独立性一样是三层C/S结构的关键问题。第三章第三章: 软件体系结构风格软件体系结构风格 22排水管网及污染源信息管理系统排水管网及污染源信息管理系统第三章第三章: 软件体系结构风格软件体系结构风格 23系统建设目标1)建立排水管线及污染源数据库及基础地形数据库，实现各类信息的数字化存储

12、。2)建立排水管网及污染源信息管理系统，实现各部门对这些信息的共享。系统具有数据输入、编辑、查询、统计、分析、输出、更新等管理功能。3)建立数据更新机制，实现排水管网及污染源信息的动态管理，为城市的河道污染治理提供决策依据和技术服务。第三章第三章: 软件体系结构风格软件体系结构风格 24系统运行模式系统采用Client/Server模式进行构建，在局域网上运行。排水管线、污染源及地形数据存放在服务器端，客户端安装信息管理系统，通过对服务器端数据的调用，从而达到对数据的管理。系统功能实现客 户端信息管理系统服 务器数据库第三章第三章: 软件体系结构风格软件体系结构风格 25系统体系结构系统采用三

13、层体系结构：(1)数据层：采用关系型数据库，实现各类数据的高效存储和管理。(2)逻辑层：采用Objects组件，通过空间数据引擎，负责数据库系统业务逻辑的实现。(3)表现层：排水管网及污染源信息管理系统，满足相关部门对排水管线及污染源管理的要求。第三章第三章: 软件体系结构风格软件体系结构风格 26组件式开发组件技术是新一代GIS的重要技术,利用组件技术开发本系统，完全符合当前流行的GIS组件式开发模式。其优点如下：(1)开发环境宽松，开发相对简捷(2)系统灵活、紧凑，成本相对降低(3)系统易于管理和维护(4)系统功能易于扩展第三章第三章: 软件体系结构风格软件体系结构风格 27桌面管理应用程

14、序ADO.net基础空间库管网数据库基本管理功能污染源管理管网维护统计分析管网管理许可证管理Objects组件库表现层逻辑层数据层系系统统体体系系结结构构图图第三章第三章: 软件体系结构风格软件体系结构风格 28排水管网及污染源信息管理系统排水管网及污染源信息管理系统地形数据库管网数据库污染源数据库基基本本管管理理功功能能污污染染源源管管理理管管网网数数据据管管理理管管网网数数据据维维护护管管网网综综合合分分析析系系统统管管理理系系统统功功能能框框架架图图第三章第三章: 软件体系结构风格软件体系结构风格 29第三章第三章: 软件体系结构风格软件体系结构风格 30管网数据维护管线废弃管线恢复管线

15、删除数据回贴第三章第三章: 软件体系结构风格软件体系结构风格 31|基本概念第3章软件体系结构风格3.5浏览器/服务器风格l浏览器/服务器（B/S）风格就是上述三层应用结构的一种实现方式，其具体结构为：浏览器/Web服务器/数据库服务器。lB/S体系结构主要是利用不断成熟的WWW浏览器技术，结合浏览器的多种脚本语言，用通用浏览器就实现了原来需要复杂的专用软件才能实现的强大功能，并节约了开发成本。从某种程度上来说，B/S结构是一种全新的软件体系结构。第三章第三章: 软件体系结构风格软件体系结构风格 32| 体系结构体系结构第第3章章 软件体系结构风格软件体系结构风格3.5 浏览器浏览器/服务器风

16、格服务器风格 图3-14B/S模式结构第三章第三章: 软件体系结构风格软件体系结构风格 33|优点第3章软件体系结构风格3.5浏览器/服务器风格l基于B/S体系结构的软件，系统安装、修改和维护全在服务器端解决。用户在使用系统时，仅仅需要一个浏览器就可运行全部的模块，真正达到了“零客户端”的功能，很容易在运行时自动升级。lB/S体系结构还提供了异种机、异种网、异种应用服务的联机、联网、统一服务的最现实的开放性基础。第三章第三章: 软件体系结构风格软件体系结构风格 34|缺点第3章软件体系结构风格3.5浏览器/服务器风格lB/S体系结构的系统扩展能力差，安全性难以控制。l采用B/S体系结构的应用系

17、统，在数据查询等响应速度上，要远远地低于C/S体系结构。lB/S体系结构的数据提交一般以页面为单位，数据的动态交互性不强，不利于在线事务处理(OLTP)应用。第三章第三章: 软件体系结构风格软件体系结构风格 35|为什么要使用异构结构第3章软件体系结构风格3.9异构结构风格l不同的结构有不同的处理能力的强项和弱点，一个系统的体系结构应该根据实际需要进行选择，以解决实际问题。l关于软件包、框架、通信以及其他一些体系结构上的问题，目前存在多种标准。即使在某段时间内某一种标准占统治地位，但变动最终是绝对的。l实际工作中，我们总会遇到一些遗留下来的代码，它们仍有效用，但是却与新系统有某种程度上的不协调

18、。然而在许多场合，将技术与经济综合进行考虑时，总是决定不再重写它们。l即使在某一单位中，规定了共享共同的软件包或相互关系的一些标准，仍会存在解释或表示习惯上的不同。第三章第三章: 软件体系结构风格软件体系结构风格 36|C/S与B/S混合之内外有别模型第3章软件体系结构风格3.9异构结构风格图3-26“内外有别”模型第三章第三章: 软件体系结构风格软件体系结构风格 37|C/S与B/S混合之查改有别模型第3章软件体系结构风格3.9异构结构风格图3-27“查改有别”模型第三章第三章: 软件体系结构风格软件体系结构风格 38|异构实例第3章软件体系结构风格3.9异构结构风格图3-28TSMIS系统软件体系结构第三章第三章: 软件体系结构风格软件体系结构风格 39 谢谢 谢谢 ！