第7章-基于体系结构的软件开发

第七章基于架构的软件开发7.1设计模式7.1.1设计模式概述Erich Gamma、Richard Helm、Ralph Johnson和John Vlissides四人于95年出版了一本名为Design Patterns的书，可以重用设计。 来源于建筑设计的再利用。算法、编程领域的设计模型可重用。MVC模式：图7-1，视图不同，但模型可重复使用。设计模型：系统地命名、解释和评估一个重要的可重复面向对象的设计方案。软件体系结构模型表现在特定设计语境、重现问题、解决方案和通用图中。几点钟： P1937.1.2设计模型的构成四个基本要素：(1)模式名称：描述设计问题。(2)问题：何时使用。(3)解决办法：如何解决再现问题。(4)结果：结果与权衡。记述形式：伽玛等人的书，P195-196。7.1.3模式和软件体系结构1 .作为构建块：使用定义的属性构建特定的软件体系结构。2 .异构：支持解决多个模式、多个问题并构建定义属性的软件体系结构。3 .微方法：模式描述包括实现准则。4 .实现：用大多数编程语言来实现。7.1.4设计模式的方法分类1.Coad的分类：三种，P198。2 .代码模式：从语法角度为软件体系结构提供基本规范。3 .应用框架：特定框架适用于特定需求，是“处方”。4 .形式合同：描述框架设计，优缺点： p995 .伽马分类：表7-27.2基于体系结构的设计方法ABSD是概念体系结构(Conceptual Architecture )、(Module、Execution、Code )、首选项、体系结构驱动。三个基础：功能分解、选择样式和软件模板。7.2.1相关术语1 .设计要素：指软件系统、概念子系统或概念组件，图7-2。2 .视点和视图：从动态和静态的视点观察体系结构要素、逻辑、同时、配置视图。3 .用例和场景：用例具体化功能需求，特定场景获得质量需求。7.2.2 ABSD方法和生命周期图7-3中央，输入： 6份。 输出：三个视图的概念组件的集合。7.2.3 ABSD方法的步骤1 .定义设计要素：顶层分解-概念子系统分解-概念要素。2 .生成顺序：宽扫描或深扫描(图7-4 )。3 .活动：分解顺序：图7-5反馈环路，逻辑视图定义步骤：图7-6。示例：从图7-7开始，设计步骤：(1)功能分解：各组在结构中是独立的。(2)选择风格：架构主导。(3)分配功能：确定构件类型的数量和功能。(4)细化模板：添加功能。(5)功能验证：用用例验证功能。(6)同时视图：图7-8。(7)配置图：图7-9。(8)验证质量：使用场景。(9)验证制约：没有矛盾。7.3体系结构的设计与演变进化的增量开发已经成为标准，需求发生变化，初期样机与最终产品的差距很大。 好的结构必须进化。7.3.1设计和演化过程实验原型阶段和进化开发阶段。7.3.2实验原型阶段第一个开发周期：建立两个群组，一个是介面，另一个是问题领域。第二开发周期：正交软件体系结构设计，六个阶段：(1)标签组件：生成类图(7-10 )，对其进行分组，并打包集群。(2)提出模型：选择风格。(3)映射：生成中间结构。(4)解析交互：解析组件的相互作用，使用序列图(7-11 )。(5)生成结构：纯化中间结构。(6)正交化：自上而下，从左向右。7.3.3进化发展阶段确定正交体系结构后，开始组件开发，8个步骤： P214-215。7.4基于架构的软件开发模式ABSDM，6子流程，图7-12。7.4.1体系结构需求图7-13、需求获取、标识部件和需求评审。7.4.2体系结构设计图7-14，5步。7.4.3架构文件化输出需求规格说明和质量设计说明书。7.4.4重新审视体系结构外部人员再审。7.4.5体系结构的实现图7-15 (虚线框)。7.4.6体系结构发展图7-16，7步。7.5应用程序开发实例7.5.1系统概要劳动和社会保险信息系统，图7-17，层次结构。1 .公共核心层：图7-18、图7-19、基类： p21。2 .基础单位管理平台：图7-20。3 .业务管理系统：图7-21。4 .应用层扩展：图7-22。7.7.2系统设计与实现三阶正交结构，一阶八线索：图7-23。 一个二次线索：图7-24，一个三次线索：图7-25，整个系统的五层：图7-26。7.5.3系统的发展六个步骤，P225-226。7.6基于体系结构的软件过程7.6.1相关概念1 .软件过程：三个研究方向。2.Petri网：特征(1)、(2)、(3)、(4)。 图7-27示出了一个示例。7.6.2软件过程网络定义1.Petri网定义定义2 .活的、有界的。定义3 .路径定义4 .强连通定义5 .软件进程网络SPN定义6 .完全部署软件进程网络C_SPN定义7 .进程基本正确定义8 .程序正确7.6.3基本结构的显示1 .步骤：图7-282 .合流：图7-293 .或合流：图7-304 .和分支：图7-315 .或分支：图7-326 .迭代：图7-33基于7.6.4架构的软件过程Petri网ABSPN :图7-34。 定理4. ABSPN活着，有界的、过程大致正确。1.ABSPN_R :图7-35，过程正确、活、有界。2.ABSPN_D :图7-36，过程正确、活、有界。3.ABSPN_I :图7-37，过程正确、活、有界。4.ABSPN_E :图7-38，过程正确、活、有界。5.C_ABSPN :图7-39，ABSPN的过程正确。7.7软件体系结构演化模型7.7.1 SA静态演化模型1 .软件体系结构的静态演化模型定义1 .组件Com定义2 .连接件Con定义3. SA网络，NSA=定义4. SA简化模型，SAS=定义5. SA进化图7-40，例如5个部件，6个连接部件。图7-41，有向图，链路方向意义，简化模型。2. SA邻接矩阵和变换，图7-42、图7-43、语义关系连接矩阵。定义6. SA结构关系邻接矩阵图，图7-42定义7. SA语义关系连接矩阵图，图7-43定义8 .在填入具有某种意义的数值后，称为SA构造关系邻接矩阵和SA意义关系连接矩阵。7.7.2 SA的动态演化模型1. SA动态语义网推论1、P238、NSA可以用有向图描绘。定义9. NSA=浸润，有向图GS，动态语义网。定理1 NSA与GS同体。定义10. NSA称为SA动态语义网络。2 .浸润过程定义11 .浸润区域推论2，GSA上浸润区域定义12 .策动来源定义13 .相邻矩阵定义14与元素操作