【软考速通笔记】系统架构设计师⑦——系统架构设计基础知识

一、前言

笔记目录大纲请查阅：【软考速通笔记】系统架构设计师——导读

二、软件架构基础

2.1 定义

软件架构（Software Architecture）或称为软件体系结构。

架构==体系结构

是指系统的一个或者多个结构，这些结构包括软件的构件、构件的外部可见属性及其之间的相互关系。

架构设计包括数据库设计和软件结构设计。

2.2 视图

软件结构设计关注软件构件的结构、属性和交互作用，并通过多种视图全面描述。

• 逻辑视图：系统的功能性和业务逻辑。
• 开发视图：系统的模块化和代码结构。
• 物理视图：系统的部署和硬件分布。
• 进程视图：系统的并发和进程结构。
• 场景视图：系统的运行时行为和交互。

三、软件架构生命周期

阶段	作用和意义
需求分析阶段	有利于各个阶段参与者的交流，也易于维护各阶段的可追踪性
设计阶段	软件架构模型描述、软件架构模式的设计和分析方法等
实现阶段	有效实现从软件架构设计向实现的转换
构件组装阶段	可复用构建组装的设计能够提高系统实现的效率
部署阶段	组织和展示部署阶段的软硬件架构、评估分析部署方案
后开发阶段	主要围绕维护、演化、复用进行

四、软件架构重要性

• 指导系统开发
• 提高系统质量
• 降低技术风险
• 降低维护费用
• 支持冲突分析
• 支持计划编制过程
• 管理系统复杂性

五、基于架构的软件开发方法

5.1 基于体系结构（架构）的软件设计（Architecture-Based Software Design，ABSD）

• 采用视角与视图来描述软件架构。
• 采用用例来描述功能需求。
• 采用质量场景来描述质量需求。

5.2 基于体系结构（架构）的软件设计具有三个基础

• 功能的分解
• 通过选择体系结构风格来实现质量和商业需求
• 软件模板的复用

ABSD是自顶向下、递归细化的，迭代的每一步都有清晰的定义，有助于降低体系结构设计的随意。

5.3 基于体系结构（架构）的软件设计的六个子过程

• 体系结构需求：需求获取、标识构件、需求评审。
• 体系结构设计：提出结构模型—>将已标识的构件映射到架构中—>分析构件之间的相互作用—>产生体系结构评审。
• 体系结构文档化：生成《体系结构规格说明书》和《测试体系结构需求的质量设计说明书》。
• 体系结构复审：安排一次由外部人员（如客户代表和领域专家）参加的架构复审。目的是标识潜在的风险，及早发现架构设计中的缺陷和错误，包括架构能否满足需求、质量需求是否在设计中得到体现、层次是否清晰、构件的划分是否合理等。
• 体系结构实现：分析与设计—>构件实现—>构件组装—>系统测试
• 体系结构演化：需求变化归类—>体系结构演化计划—>构件变动—>更新构件的相互作用—>构件的组装与测试—>技术评审—>演化后的体系结构。

六、软件架构风格

6.1 数据流体系结构风格

其核心思想是将数据处理流程划分为一系列独立的处理单元，并通过数据流将这些单元连接起来。这种风格在数据处理和转换方面具有较高的效率和灵活性。

• 批处理
• 管道和过滤器

6.2 调用/返回体系结构风格

调用/返回风格是指在系统中采用了调用与返回机制，其核心思想是将一个复杂的大系统分解为若干子系统，以便降低复杂度，并且增加可修改性。

• 主程序/子程序风格
• 面对对象体系结构风格
• 层次型体系结构风格
• 客户端/服务器体系结构风格
• 浏览器/服务器体系结构风格

6.3 以数据为中心的体系结构风格

以数据为中心的架构风格强调数据在系统中的核心地位，将数据处理逻辑围绕数据进行组织。

• 仓库体系结构风格
• 黑板体系结构风格

6.4 虚拟机体系结构风格

基本思想是人为构建一个运行环境，可以解析与运行自定义的一些语言，增加架构的灵活性。

• 解释器体系结构风格
• 规则系统体系结构风格

6.5 独立构件体系结构风格

系统每个构件都是相对独立的个体，它们之间不直接通信，以降低耦合度，提高灵活性。

• 进程通信体系结构风格
• 事件系统体系结构风格

七、软件架构复用

7.1 软件架构复用的原因

• 减少开发工作
• 减少开发时间
• 降低开发成本
• 提高生产力
• 提高产品质量

7.2 软件架构复用的基本过程

• 构建/获取可复用的软件资产
• 管理可复用软件资产
• 使用可复用软件资产

7.3 软件架构复用类型

• 机会复用：在开发过程中，只要发现有可复用的资产就复用。
• 系统复用：开发前进行规划，决定复用哪些软件资产。

八、特定领域软件架构

特定领域软件架构（Domain Specific Software Architecture，DSSA）

8.1 特定领域软件架构的特征

• 领域性
• 普遍性
• 抽象性
• 可复用性

8.2 特定领域软件架构的基本活动

• 领域分析
• 领域设计
• 领域实现

8.3 特定领域软件架构的参与人员

• 领域专家
• 领域分析师
• 领域设计人员
• 领域实现人员

8.4 特定领域软件架构的建立过程

• 定义领域范围
• 定义领域特定原色
• 定义领域特定的设计和实现约束
• 定义领域模型和体系结构
• 产生、搜集可重用的单元

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