软件设计ZhouSu第章体系结构的模式与结构

软件体系结构与设计浙江大学城市学院周苏教授QQ：81505050第6章体系结构的模式与结构第6章

体系结构的模式与结构软件工程中的设计设计过程关注点分离关于设计的概念设计模型在工程领域中，基于模式和设计风格的开发方式使用得非常普遍。一个设计良好的通用模式是工程领域中技术成熟的标志之一。第6章

体系结构的模式与结构软件体系结构是有关软件系统如何组织的描述。系统的性质，比如性能、信息安全性和可用性，都受到所使用体系结构的影响。软件工程师可以在给定的体系结构类型中使用许多种不同的体系结构风格和模式，每个模式描述了一个系统类别，它包含：一组完成系统所需功能的构件；一组使构件间通信、协调及合作的连接件；定义如何集成构件以构成系统的约束条件；使设计者能够理解系统整体特性的语义模型。第6章

体系结构的模式与结构6.1体系结构视图在单个体系结构模型中不可能提出所有与系统体系结构相关的信息，因为每一种模型只能显示系统的一种角度和视图。通常体系结构可能会从许多不同的视角和视图被文档化，我们需要提供系统体系结构的多重视图。6.1体系结构视图4种基础的体系结构视图是：1）逻辑视图。显示了系统中对象和对象类的一些主要抽象。通过逻辑视图，可以将系统需求和实体关联起来。2）进程视图。显示了在运行时系统是如何组织为一组交互的进程。这种视图对非功能系统特征的判断非常有效，比如性能和可用性。3）开发视图。显示了软件是如何为了开发而被分解的，即将软件分解成可以由单独的开发人员或开发团队实现的组件。这种视图主要用于软件的管理者和程序员。4）物理视图。显示了系统硬件和系统中软件组件是如何分布在处理器上的。这种视图对系统工程师规划系统部署非常有用。6.1体系结构视图在使用类似视图的基础上还要添加概念视图。概念视图是系统的抽象视图，它可以作为把高层次需求分解为详细描述的基础，来帮助工程师在可复用的组件、表现产品线而不是单独的系统等方面做出决策。图6-1所描述的打包机器人的体系结构就是概念性系统视图的一个例子。该图显示了一个打包机器人系统体系结构的抽象模型，描述了所要开发的子系统。图6-1打包机器人控制系统的体系结构6.1体系结构视图这个机器人系统能够对不同类型的对象进行打包，它使用一个视觉子系统来拾取传送带上的对象，识别对象类型并选择正确的打包方式，然后从传送带上移下对象、打包，最后将其送到另一个传送带上。体系结构模型描述了这些组件以及它们之间的关联。6.1体系结构视图实际上，在设计过程中通常都会形成概念视图，它对体系结构的决策很有帮助。概念视图给出系统的本质内容供不同的信息持有者之间交流。在设计过程中，当讨论系统的不同方面时也可能会形成一些其他的视图，但是包含各个角度的完全描述是没有必要的。关于软件体系结构是否应该使用UML来描述有不同的看法。设计UML是为了描述面向对象系统，在体系结构设计阶段，我们常常要以更高层次的抽象化来描述系统。当需要详细地文档化一个体系结构或使用模型驱动开发的时候，UML是非常有价值的。6.1体系结构视图还可以使用专门的体系结构描述语言（ADL）来描述系统体系结构。ADL语言的基本要素是组件和连接器，这类语言包含了形成规范化体系结构所应该使用的规则和指南。不过，由于它的专业性，领域和应用专家很难理解和使用ADL。ADL语言是为特定领域设计的（例如，汽车系统），或许可以作为模型驱动开发的基础。尽管如此，像UML这种非正式的模型和符号系统是文档化系统体系结构最普遍使用的方法。6.1体系结构视图大多数系统是不值得开发一个详细的体系结构描述的。应当开发出这种视图，它有益于沟通而不在乎体系结构文档是否完整。不过，例外的情况是，当正在开发关键性系统，当需要做一个详细的系统可依赖性分析时，或许需要使外部的管理者确定我们的系统符合他们的规则而且可能会需要完整的体系结构文档。6.2体系结构类型尽管体系结构设计的基本原则适用于所有类型（也称为应用领域）的体系结构，但对于需要构建的结构，体系结构类型经常规定特定的体系结构方法。在体系结构设计环境中，“类型”隐含了在整个软件领域中的一个特定类别。在每种类别中，会有很多的子类别。例如，在建筑物类型中，会有房子、单元楼、公寓、办公楼、工厂厂房、仓库等一般风格。在每种一般风格中，也会运用更多的具体风格，即结构。每种风格的结构可以用一组可预测模式进行描述。6.2体系结构类型例如，可以有以下几种软件系统的体系结构类型：人工智能——模拟或扩大人类认知、运动或其他有机体过程的系统。商业和非盈利的——工商企业营运必要的系统。通信——用于数据传输和数据管理、数据的用户连接或者数据展示的基础设施的系统。内容创作——用来创建或管理文字或多媒体人造物品的系统。设备——与物理世界交互的系统，可以为个人提供某种有意义的服务。娱乐与运动——管理公众事件或者提供大众娱乐体验的系统。6.兽2体系店结构些类型金融——为转锯账和恩理财注以及伶其他跃安全汇事务慌提供败基础减设施辛的系蜂统。游戏——为个退人或携群体康提供存娱乐外体验怨的系议统。行政般管理——支持码各级田政治耳实体虾的管美理和挡运作班方式拒的系篇统。工业——模拟进或控因制物辽理过忆程的更系统归。法律——支持等法律蚂的系办统。医疗——诊断随或治亦疗，减或者河有助润于医逃学研在究的沾系统鲜。军事——用于砌商议叮、通诵信、丘指挥锣、控市制和经信息犹的系膛统，偶也有班用于为进攻哥和防宏卫武无器的税系统白。操作续系统——位于盖硬件殿之上败提供陡基本违软件荷服务喉的系角统。平台——位于赌操作巾系统抛之上哪提供预高级皱服务隐的系焦统。6.决2体系闪结构已类型科学——用于驳科学术研究请和应幅用的顺系统炭。工具——用来胆开发肥其他咳系统阶的系钓统。运输——控制拥水上遭、地临面、够空中叫或者茫太空醉交通述工具稼的系萝统。实用阶程序——与其浅他软酬件交腔互作眠用的雨系统惜，可蝴以提际供某海些有皂意义看的服陵务。6.队2体系前结构候类型从体现系结隆构设班计的闪立场刷看，田每一扬种类草型表择述了忍一个右特有使问题花。考鲁虑一局个游洲戏系疤统的狭软件恐体系配结构技，游挠戏系泼统有蹲时被普称作哭沉浸娃式交颤互应攻用（im此me陪rs奖iv柜e贸in良te干ra狼ct先iv离e急ap武pl鸟ic呈at外io壳n)，它芳需要书密集属型算愿法的暮计算插方法贡、成竭熟的飘计算盯机图饿形图吼像技非术、土流媒雅体数孕据源户、通捞过常跳规或慈非常泡规输珠入进轨行的浆实时氏的交即互操尺作以夏及许衡多其合他专壳业知问识。6.肤2体系责结构僵类型例如页，一葬种可熄应用走于游互戏环孕境的im摔me酸rs晌ip叛re阿se惧nc宋e软件刻体系元结构笛描述像如下手：im普me犬rs益ip稀re势se亿nc老e软件耗体系叹结构速（So动ft悔wa经re零A肆rc莫hi惨te技ct变ur罪e暮fo钻rIm很me势rs睛ip功re素se细nc蹦e,师SA您I）是时一种羽新的氧体系眨结构段模型纠，用傻于设柔计、爪分析宣和实牌现执缓行一每般数液据流皱的分浴布式单、异六步并济行处研理的察应用语系统安。SA河I的目寸标是径为算清法的跨分布纳式实泊施和馒容易汁地将角其集普成到竟复杂师系统驱提供皂通用评框架……底层小可扩判展数哀据模斗型和医混合敏（共奴享存捎储和奶信息斤传递谣）分迎布式敢异步婚并行榜处理抵模型帆允许奔自然假和有虽效地贼处理猜一般雀数据叫流，匹并可陕以使宽用已洒有的机库或蔽本地寇代码盆。类功型模添块化足使得季分布后式代庆码开自发、玻测试第和重杠用以白及快易速系矿统设首计与怒集成您、维勤护和税演化杠更加冰便利拔。6.丝式2体系蓬结构扁类型可见择，游毫戏系岭统类悦型可限以用获专门件设计抗的强精调游直戏系院统关父注点脏的体波系结低构风劳格来悦描述采。表6-鼻1描述筐了MV挎C（模军型-视图-控制包器）偷模式橡。在嗽许多秘基于We己b的系宵统中结，这辜种模牺式是嫁交互艳管理支的基婚础。童这种耕格式橡化的岁模式收描述泉包括摔模式悉的名当字，难一个馆简短捞的描尚述（厌伴有晚一个纲相关稻的图残形模抬型）火，以侍及一目个这萝种模你式适皆用的贩系统办类型变的例尖子（丈可能楼也伴分有一作个图邪形模雄型）弄。此婚外，配还应碗该包买括这市种模奏式的渔应用缩慧时机商和优口缺点采。表6-糖1境M椅VC（模络型-视图-控制絮器）党模式6.淘2体系内结构捉类型图6-碎2和图6-裹3显示博了与MV把C模式厨相关料的体闹系结侦构的颗图形执模型棍，它榆们从垫不同施的角声度展有现体歼系结淹构——图6-注2是概贱念视排图，翼而图6-寸3则给晓出了坊当该泰模式梳用于魔基于We蜜b系统枪交互辅管理旁时的锦一个龟可能乡丰的体蚂系结荣构。图6-喜2济M烫VC模式朗的组何成图6-伟3采用MV捕C模式蛾的We趣b应用评体系悄结构6.挪3体系蝇结构卵的风滴格与窑模式作为迫一种洁表示俩、共蚊享和紫复用吊软件猜系统登知识叛的方劲法——模式猫的思负想，译已经滔得到惜广泛急的应痕用，危例如在面向芝对象技设计誉模式魔、机同构设驻计模卖式、细可用锹性模术式、臭交互奇模式华、配我置管移理模射式等溪。体补系结贵构模询式在20世纪90年代进以“奸体系限结构驰风格像”的耻名字律提出次来。6.踩3.衬1风格侨与模甲式体系禾结构需风格批（Ar教ch鲜it华ec秤tu陈re剑s哭ty鉴le法s）强若调组劈燕织模案式，悼是描沙述特岗定系翁统组袜织方魄式的匠惯用侍范例抬。组挂织模亡式即史静态熊表述颠的样苦例，称惯用优范例详则是共反映肢众多羽系统贿共有批的结透构和弱语义陵。通仰常，舱体系仰结构象风格袋独立道于实资际问离题，谎强调拣了软俯件系欺统中悦通用止的组卷织结离构，旦比如雪管道楚线，抢分层饮系统纺，客翼户机-服务络器等辞等，俘体系顾结构模风格歇以这抵些组谁织结紫构定院义了肢一类芒系统贿族。6.包3.拥1风格狐与模谢式体系奥结构会模式份是复抖用和符通用竹系统满体系午结构膊知识隙的一乘种方兄法。静可以来把体井系结思构模轧式看天作是歼对好卧的实慢践所忧做的桂格式含化的挺抽象茅描述悟，它震们已杏经在撕不同胞的系姓统和浙环境弟中多鬼次尝群试和兴测试喷过。饰所以浸，体完系结瓜构模咸式应耀当描跳述一机种系帜统构倚成，歌这种铺构成奏在以婆往的若系统萄中是鄙很成洒功的株。体腿系结葛构模念式还俩应该骡包括赔：这戴种模事式什米么时驼候适舱用，章什么孕时候牢不适床用，胳以及恶这种风模式絮的优痛点和样缺点狗等。6.幅3.谦1风格优与模就式软件净体系患结构分设计投的特变点之柳一，团是使元用系质统组需织惯歌用模估式（id谈io稀ma霸ti批c圈pa挪tt竖er吩ns）。狱随着坛系统残设计敏人员坑对详析细的已组织驶原则陷和某甲类软含件结能构价泽值的晚认识记不断遭加深从，这状些惯伶用模缩慧式（价或称灵体系物结构把模式奇）被伍逐渐冶总结逼出来中。通析过熟冬悉一论些体摊系结妖构风延格，哭可以活了解竿软件香体系加结构南丰富牌的选棍择空蹲间以饱及在母这个际基础轧上对喊风格宴选择似的一漂些权旋衡。6.强3.来1风格淘与模令式体系桶结构犯的术架语一与般与蒙特定女的设昌计方邮法和宏符号锡相关嘴，比志如面批向对螺象和剂数据疗流组论织结萝构。弱某些串体系蜡结构神模式羊和一江些特遗殊类追型的叠系统错相关留，比司如编痰译器坟的传说统组行织结室构，箩国际秤标准傅化组维织的铅公共破系统畅连接枯参考拒模型标和面百向对跨象设库计通叛用模厨式。6.安3.双1风格盯与模榴式从更筋详细渔的层牙面上坛，为最了分践清不迟同模衔式间曲的差名异，裁需要命有一抛个公择共的本框架哭以便占对这谈些模元式进露行比蹄较。日我们鸡将采缠用的酷框架论是把握某个鸭特定救系统中的体使系结爱构看折成计图算构吨件集阶，或铅者简拨单地熄说，验由构牌件再从加上乐描述添构件女间交伍互的建连接够件组胀成。御构件教如客塌户机宣、服恨务器缎、过棋滤器垮、层考、数宋据库罢等，艺连接聋件如支过程辽调用喂、事团件广似播、填数据由库协鉴议和警管道情等。6.浸3.等1风格胆与模良式因此兆，一兆个体渠系结亏构风杆格根足据结级构组漠织模义式定终义了仁一个猫系统膝族。形更明近确地赞说，佳一个尾体系彩结构安风格展定义乳了构犬件和档连接脖件类脏型的勾符号惭集，雾以及乐规定强它们提怎样愚组合堪起来瓶的约杰束集哪合。太对于肌很多占风格乡丰来说释，也秋可能蓬存在薪一个伤或多没个语士义模重型，消其中抚规定贴了怎佩样从延系统抛的各棍部分贞属性仰来确岛定系晓统的迅总体胡属性车。6.我3.牺1风格艘与模扭式利用率这个渡框架辫，我系们可喊以通踏过回肢答下表面的晋问题史以确唐定体挡系结才构风洗格，狭即：设计崭符号事集，献即构贫件和至连接西件的峰类型纹是什巡寿么？被认或可的污结构窄模式烫是什控么？根本乞的计鸦算模典型是填什么碰？最基恰本的低特点傍是什巩么？使用燃这种直风格掌的通而用例戒子有每哪些呼？使用折这种耗风格价有什均么优少点和绣缺点衫？通用徒的规巩格说程明是脾什么桌？6.趋3.锋1风格象与模辣式例如债，当粗建筑鞭师用僵“小朵高层促”来灿描述膛某座匠房子佩时，抹大多桌数人训将能理够获怜得对庸房子遇的整启体画缸面，讨对建铅筑主拔平面锐图可鱼能像基什么否样子复也会狮有所蜜了解它。建闭筑师烤使用倍体系妻结构设风格览作为夜描述凤手段咏，将特该房营子和夕其他较风格绘（例哥如，冠公寓求、别庙墅等扩）的咏房子弦区分结开来范。但毛更重等要的尿是，馒体系蚊结构迎风格豪也是下建筑搅的样云板。匹必须寻进一课步规镜定房绪子的钥细节凳，具刺体说液明它豪的最蛾终尺泼寸，监进一假步给员出定喝制的团特征大，确包定建股筑材框料等域。实健际上拢是建档筑风浊格——盐“小高沉层”——指导外了建饥筑师糠的工具作。6.突3.哈1风格今与模聋式为基示于计酬算机求的系诸统构蝴造的谣软件抖也展多示了撇众多琴体系东结构羞风格企中的性一种析。每眨种风撤格描燥述一乓种系秧统类罩别，善包括疤：l）完异成系逃统需盗要的惭某种骆功能乏的一东组构夫件（警例如罚，数汁据库牵、计愧算模企块）令；2）能誉使构智件间叶实现私“通煤信、足合作津和协绪调”注的一鱼组连族接件亭；3）定球义构朋件如烘何集兽成为下系统孩的约框束；4）语答义模仔型，朝能使惠设计龙者通印过分傅析系工统组伤成成还分的培已知薄属性精来理务解系艺统的循整体暂性质台。6.青3.躬1风格欢与模灶式一种亡体系疾结构办风格瓦就是引施加丛在整咳个系床统设港计上阀的一辅种变棒换，胃目的夫是为掠系统扒的所俘有构辫件建弹立一祖个结曲构。偏在对庄已有升体系抽结构商再工殊程时亭，一徐种体先系结角构风话格的阿强制绩采用牺会导当致软廊件结露构的迫根本雨性改驻变，耀包括和对构绪件功报能的探再分姿配。6.刻3.结1风格麦与模由式与体值系结址构风怒格一逝样，兼体系铸结构请模式慎也对睬体系弦结构治设计许施加冲一种争变换圈。然服而，伸体系心结构丛模式命与体桨系结胜构风约格在霉许多炼基本平方面屈存在农不同椒：l）模夹式涉疼及的礼范围秒要小争一些祖，它佛更多河集中搞在体桑系结沾构的挤某一痰方面孩而不争是体寻系结纲构的曾整体员；2）模进式在蛮体系铜结构悲上施盏加规妖则，削描述舞了软踪蝶件是穿如何赶在基冷础设向施层旧次（摔例如僵，并像发）扁上处翅理某都些功煎能性棵方面剖的问缺题。3）体零系结遥构模笑式倾装向于屯在体凤系结霉构环扰境中混处理马特定响的行宏为问纳题（催例如这，实隔时应恢用系讲统如然何处淡理同根步和阔中断挂）。模式什可以故与体漂系结逗构风恒格结赴合起乱来建菠立整狸个系青统结俱构的绘外形杀。6.份3.坚2基本帆体系酒结构本质牙上软绝件体选系结挣构表桶示了饺一种央结构档，在压该结涉构中络，某烟个实很体集线（经离常称摘作构忧件）敲通过闯一组修已定炮义的婚关系凭（经塔常称厌作连甲接件狱）进况行连举接。荡无论践是构礼件还泊是连活接件抚，它瓜们都征与一恩组特由性相枣关，塔这组银特性刃使设露计者做能够贡区别醒所使连用的脏构件亩和连淡接件冰的类拔型。6.猫3.延2基本旅体系锣结构5种典婆型的丢基本波体系仙结构雕（构腰件、霉连接钻件和喂特性躲）是垂：功能其结构裹：构虎件表闲示功斧能或零处理姻实体滩，连逃接件细表示新接口熟，它秀提供内“使驴用”守构件亏或“席传递饼数据共到”宰构件糖的功固能。枣特性文描述已构件弟的特待征和仙接口毒的组垦织。实现刺结构屋：“瓶构件时可以跃是包舒、类嫂、对皂象、抵过程页函数迅方法苏等所周有在壁不同葬抽象杀层上望打包中的功黄能”泻。连辰接件组包括您传递灿数据湖和控此制、仗共享航数据驴、“劈燕使用私”以令及“缩慧是一隆个实皮例”坊等能拣力。芳特性舅关注叛于结悉构实淘现时嫌的质杏量特忽征（御例如限，可叹维护穴性、党可重乡丰用性础）。并发府结构搏：构馅件表辆示“歼并发郑单元批”，武这些估“并挽发单被元”舟被组触织为菌并行装任务侨或线闭程。梢“关熟系（页连接唤件）星包括歌同步惠于、嘴优先僻级高挺于、坑发送瓶数据裂到、愤运行筒必须乌有、缸运行孟不能牵有。办与结蛙构相盈关的传特性劣包括赞优先序级、抗抢先退占有斧以及携执行傲时间借”。6.乘3.攻2基本周体系雁结构物理窜结构押：物斧理结扮构类室似于招设计涨开发北中的到部署姑模型刊，构熄件是棒物理脆硬件胁，软欺件驻良留在油硬件熄、上母。连楼接件绩是硬疯件构由件之幻玉间的歼接口爆，特屑性用棉来描居述容别量、钓带宽养、性籍能和侦其他榨属性垄。开发喇结构错：该柳结构瓣定义椒构件呜、工灾作产动品以分及软概件工楚程过虽程中美所需摩的其边他信忙息源劈燕。连去接件腥表示胀工作酸产品勇之间妥的关险系，吴特性厌标识师每项咏的特部征。每一循种结映构表甘示体竖系结岔构的持不同昂视图承，显栽示出旬进行幕建模争和构逐建时公对软信件团寄队的陷有用赵信息劝。6.贼3.铃3组织壳和求准精由于林设计抄过程争经常谷会留霞下许屠多种耍可供诱选择米的体桑系结号构方逼案，佳因此傲建立骗一组卡用于盾评估愁所导纤出的递体系辜结构骡设计溜的设窗计标填准是积非常斧重要刚的。半下面寺的问久题有稀助于铲更深御入地饮了解艘体系拿结构荣风格旷：控制暮。在集体系筹结构浩中如社何管仁理控督制？遭是否笼存在拜清楚餐的控究制层忍次？栏如果穿存在捆，构润件在兆控制庙层次抢中有销什么亦作用伟？构响件如刮何在打系统瓜中传缘瑞递控司制？眼构件墨间如狐何共哀享控旬制？优控制猪的拓浪扑结极构（丢即控及制呈堤现的糟几何滩形状忠）如豪何？涝控制稻是否蒸同步凝或者菠构件飘操作担是否疗异步遮？6.享3.体3组织趴和求瓜精数据声。构丧件间孝如何匆进行泡数据震通信好？数剂据流径是否最是连斩续地哨传递棉给系衰统，漏或数蛾据对掉象是损否是理零散录地传召递给为系统技？数损据传厦递的滑模式叫是什满么（烫即，脸数据登是从乏一个挺构件祸传递冈到另屋一个钉构件犯，还裙是数算据被神系统含中的匆构件词全局醒共享乐）？缘瑞是否渐存在犬数据拐构件伍（如常黑板糠或中灿心存叛储库伞）？机如果畜存在驱，它捉们的零作用局是什率么？涝功能撕构件局如何伤和数巨据构晌件交忽互？般数据样构件够是被惯动的歇还是谣主动踏的（境即数鸭据构萍件是缴否主画动地鉴和系述统的起其他吊构件心交互优）？杠数据楼和控居制如缺何在雁系统犹中交丑互？这些醋问题架有助荐于设拐计者私对设访计质舰量进秆行早闲期评蜻估，寸也为球更详裁细地拉分析谨体系芬结构舌奠定断了基迫础。6.厚4典型门的体炕系结蔽构模焰式尽管魂在过声去的炒几十葡年中贤人们掉已经除创建吉了众辞多的磁计算另机系黎统，方但其棉中绝队大多吹数都冶可以勿归为脚少数宏几种爷体系广结构既风格苦之一忙。应围用较挡多的死体系竞结构惭模式润有：MV恢C（模箩型-视图-控制医器）肚、批椅处理兽序列币、管鞠道-过滤俭器（免数据已流）括、调旦用和江返回旺、主其程序姐和子温程序总、面辨向对坑象系或统、符多级犬分层写、客庸户机-服务彼器、腾独立相构件冻、通枕信进浙程、圈事件草系统帐、虚酿拟机陡、解陪释器秆、基均于规手则系狱统、形数据旱中心调系统拜（知纤识库刷、黑捕板、纤容器尾）、食数据童库、愧超文陡本系宰统、蕉过程辛控制注。6.路4典型繁的体腾系结顷构模骆式这些菜体系棕结构经风格樱也仅术仅是测可用瞒风格嚷中的借一小辛部分建。一目旦需贼求工丸程揭脱示了架待构域建系辞统的千特征助和约油束，婚就可局以选阁择最扰适合隔这些翻特征秒和约侦束的威体系蛇结构荒风格愿和（渡或）既风格歪的组窝合。守在很榨多情鸣况下备，会耗有多解种模授式是填适合挖的，拨需要托对可师选的砖体系丸结构捕风格诞进行梨设计星和评馒估。6.槽4.油1管道-过滤恒器管道-过滤茄器（Pi俘pe族s故an饿d昼Fi欺lt触er陶s）体至系结税构模闹式（数见表6-薯2和图6-睬4）是祝一个臭系统鸣运行锹时组火织的章模型尚，在押这个探模型昆中，坛函数剧转换球处理甚输入蓬并产唤生输叉出。嘴数据愿从一干个处谦理单互元流绒到另性一个丧处理罪单元盾，每抱经过绘一个帆单元欠就做骆一次霉变换欺。输讽入数特据流敌经过英这些料变换按直到垃转换瘦为输闪出。愿这些度转换喂可能愉顺序缩慧地或亡并行启地执气行，初数据模加工勿可以蹦是一弯项一末项地趣处理根，也旨可以求成批匹处理弹。表6-惠2管道-过滤司器模孔式图6-蛛4管道-过滤看器模翼式（尚数据展流体夫系结袄构）图6-问5管道-过滤共器模先式的那一个爆实例6.凯4.凤1管道-过滤泽器“管喉道-过滤验器”住的名倾字最茫早出稀自Un堵ix系统循，Un云ix系统顿在链林接进醉程时拣可能劲会用厦到“谷管道弄”，膀通过侦提供议符号棍表示迫要连内接的主构件挎和提毛供运滤行时袄机制射来实城现管逗道，条这些粒管道五能从芽一个然进程欣到另禁一个宴进程蒸传递稻文本咬流。炭遵照另这个伟模型巾，系执统可泽以组糕合Un额ix命令童、使苹用管马道和Un雕ix禁s都he炕ll控制玻工具斯来实冬现。宫“过惠滤器即”这执个词睛很形缎象地病描述生了数优据从扁输入瘦到输费出这悔样一危个过箱程。6.围4.选1管道-过滤况器管道-过滤躲器模污式又鞋称数咽据流鬼体系妹结构杠。当董输入蚕数据捕经过菊一系共列的敬计算撑构件填和操秘作构振件的否变换沙形成疑输出大数据恢时，袖可以汽应用披这种透体系夏结构饰。管酒道-过滤绕器模法式拥膏有一朽组称希为过悄滤器豆（Fi裤lt导er）的怨构件练，每窑个构哭件都刘有一心组输融入集编和输搂出集死。这团些构眠件从活输入唯源读产入数愁据流篮，通亮过管愤道（Pi苏pe）连什接，揪管道足将数之据从乒一个苦构件鹊传送旺到下反一个脉构件粒，并巷在输货出池搞产生君输出篇数据馆流。6.聪4.吼1管道-过滤教器构件板对输架入流蚂进行魂内部记转换顿和增心量计胜算，袭因此泥在输煌入数称据流巡寿被全驰部处吩理之变前，猜输出具就已浑经开浇始了响。每麦个过图滤器富独立第于其跌上游事和下填游的膛构件茎而工盛作，剪要针严对某折种形宋式的献数据结输入识产生罢某种赌特定返形式材的数笋据输必出（棚到下蛇一个骡过滤眼器）测。然费而，吧过滤跳器没怎有必轰要了枯解与臣之相许邻的脊过滤夸器的驳工作秃。管道-过滤重器的蜓通用架结构臭如管族线（Pi彩pe手li练ne赌s），盈限制散系统晚的拓妹扑结叉构只讲能是波过滤堂器的陵线性厌序列衡；有埋界管歼道（Bo请un州de烈d判Pi肉pe显s）限拖制了魂在管烤道中储能容脖纳的故数据捡量；念类型劈燕定义稼管道浇（Ty惭pe寺d源Pi证pe窄s）要决求明狡确定贼义在烦两个乔过滤艇器间丧传输牢的数妇据类划型。6.闪4.欣1管道-过滤搜器另一鞋个著膊名的恋管线悲系统处例子绩是传字统编少译器君，在穷这个低管线浓系统恩中包温括词俭法分怜析、毒句法委分析饺、语六义分托析、慰代码胖生成馒阶段木。自从抄计算笑机被妇用于眠自动侵数据虾处理示以来井，数辱据流慕模型想的多席种形券式就塔被广扣泛使孤用。郊当系日统中衬每个肃过滤禾器作肝为一深个单舒一实浮体处虑理输东入数雾据，曾即对败数据漂的转走换是卡顺序妥进行周时，葬就成驾了一场个退春化的秩管线某结构暮，这木时管响道-过滤叙器模涂式就框变成朗了批轿处理赖模型位。6.塔4.神1管道-过滤粉器管道-过滤床器系特统有唇很多巧优点乱。首窗先，警设计追者可额以将紫整个痒系统附的输懒入、构输出帮特性闲理解背为各讲个过芒滤器惯功能奔的简旅单合掩成。颤第二苗，支绩持功来能模酒块的对重用女：任粥意两败个过攀滤器呆只要秆相互剂间所廉传输义的数拜据格耐式上妇达成邮一致枯，就丝式可以赢连接锋在一辆起。州第三散，系洞统容涛易维尝护和鸡扩展泰：新语的过饿滤器管容易顿加入痕到系科统中啊，旧雨的过股滤器橡也可缩慧被改佳进的纵过滤率器替遵换。长第四肥，支胡持某盛些特宴定的院分析外，如宅吞吐耗量和上死锁闻检测办。最斗后，盟它具桂有天垂然的的并发心特性艰，每戚一个廊过滤点器既尿可以冷独立爆的运蓬行，蒜也可蓝以和俊其他旬过滤倘器并侮发执箱行。6.辅4.绣1管道-过滤渠器但是绣管道-过滤撞器模乳式也句有缺刊点。添首先袭，这辆种系极统往孝往导扑致处雅理过鱼程的爱成批垂操作黑。虽掠然系寸统中耍的过裁滤器洁对数偷据采中取增指量的洒方式老，但什过滤甩器的判独立水性很喘强，共这样状设计脚者必碌须考胀虑每矩个过而滤器搬完成吃从输宣入到辉输出见的完疑整转秤换。要此外涛，由宅于过源滤器塑的传诱输特笋性，淘管道-过滤摸器模治式通瓦常不跃适合劳于交络互性孩很强屈的应圈用。胖尤其绸是在戴系统杏需要歇逐步译显示罗数据谢流变样化的伤过程芝时，哈问题肃会变迎得更幅加难重以解第决，蔬因为锤增量看显示辟和过宽滤器指的输东出数垫据差配距太阁大。6.废4.包1管道-过滤市器第二言，维旷持两猜个相比对独址立但载又存尊在某设种关性系的御数据戏流之苹间的臣通信昏可能殿很困晶难。第三偶，根刚据实绢际应满用的扛要求轨，设俱计者研也需椅要在炉数据轰传输臭时被棉迫使滴用底篮层公隆共命妻名，干导致史过滤蚂器必处须对价输入誉、输坑出管共道中熊的数堂据进这行解毛析或氧反解葛析的皂额外搬工作贱。这丙样，吗降低锅了系峡统的撇效率蹦，同是时增删加了串编写穴过滤秃器本故身的晌复杂钟性。6.辨4.浮2分层粪系统分离晌性和则独立虏性的洗概念跨是体赞系结惰构设者计的紫基础鞠，因仅为分党离性遍和独趋立性硬使得所变更撕得到饺局部群化。赖分层相体系塘结构铅模式福是实或现分漂离性贤和独课立性像的一帆个方兰式，森表6-镇3和图6-舰6显示障了这策种模泛式。塘这里肿，一摸个分冻层系准统（La迈ye样re风d抬Sy畏st软em霸s）按猪照层居次结脊构组立织，作系统栗的功型能被晨划分训成几京个独语立的呼层次推，每匪一层板只依超赖紧严接的否下一炮层所璃提供须的服亩务和哀设施演。定咳义的命一系挡列不铲同层拨次各执自完戴成其聚自身馆的操界作，盟这些丸操作鬼逐渐贴接近殖机器率的指气令集旅。在腹外层领，构运件完走成建企立用疯户界李面的硬操作兆；在帮内层勒，构节件完钓成建故立操谨作系桶统接倚口的遣操作吃；中船间层欣提供藏各种泻实用胸工具爱服务形和应菊用软垃件功妥能。表6-碍3分层疾体系静结构辱模式图6-就6分层肤系统突（分蜂层体镇系结雕构）6.用4.扩2分层年系统每一农层向柿它的剥上层殖提供乔服务罩，同眠时它信又是柿下层样的客丘户。绕在某材些分鹊层系矮统中漂，内上层只谨对其宗相邻首的层森和某撒些用淡于输娘出的震函数联是可做见的许，对针其他蜓外部涨的层贼是隐混藏的疏。在艘这些高系统荡中，栗构件响在某桐些层港中实梦现虚匙拟机沉。（击在其米他分谎层系提统中蕉，层宰次可艺能只球是部欣分透枝明的粗。）呀连接崖件通瓣过协湾议来征定义伙，而注协议困规定涨了层魄次之响间交筑互的贪方式解，还听限制钟了相衬邻层弦间的道交互菠。6.吊4.嫩2分层袜系统这种消体系影结构衡模式捏最著约名的亡例子编就是尤分层菌通信袭协议驼。在怒这个使应用华中，妥在某芹种抽棚象程退度上闹，每拴一层静向其庭他层做提供井通讯币基础扔。较途低层诱定义查较低齐层的蛋交互构，最删底层呀通常斜通过安硬件膝连接贩来定膜义。固其他价的应葛用领砖域包浴括数杨据库则系统趁和操点作系默统。6.宅4.犯2分层馆系统分层鲁的方可法支陕持系蝇统的必增量虎式开递发。无如一烫个层亚被开陶发完惭，该圈层提杯供的榴服务量就可灶以被狠用户欺使用愧了。导这个暴体系兽结构耳还是铅可改创变的胞和可因移植思的。抄如果灯一层揪的接薯口被春保留恐下来刑，这展个层牲就能慰被另禽外的疯一个借对等决层替汁换。孔当一隙层的扒接口雹改变石或增殊加了吐新设析施的肯时候怖，只饱有毗雾邻的择层受尾影响表。因熄为分遍层系待统的客抽象拾机依察赖的溪是内董层中况的抽屠象机践，因扬此，紫转换宫到其飘他机者器上耻实现揉是比效较容功易的颈，此汉时只脊有内东部与稠具体术机器絮相关居的层绒需要仅重新啦实现裂以适使应不壮同的止操作糖系统己或数龙据库章。6.镇4.旨2分层汁系统图6-摆7是一胳个分宁为4层的侦体系敌结构票的例色子。务最底脚层包康括了弊系统愚支持雾软件胳，比化较典隆型的图是数专据库柿和操粗作系轮统支附持。段再上妻一层巩是应纷用程陆序层宝，包泽括与东应用言功能语相关命的组摧件、撕可以视被其趴他应哈用组研件利鱼用的距实用嘉工具左组件叙等。跃第三杆层与催用户没界面赚管理舱相关烦，并得提供谋用户犯的身阔份验灾证和谎授权某。最别上层改提供底用户婚界面控设施酒。当要然，欣分层秋的数踏量是推随意息的。判图6-轿7中的拉任何寻一层划都可清以分首为两心层或捐更多枣层。图6-葡7通用耕分层翁体系奏结构6.酱4.旅2分层轨系统图6-叉8是分拉层体出系结劫构模堡式应短用于刃一个翻叫做LI欲BS末YS的图盖书馆余系统硬的示迅例，勾能够穷控制盘对一把组大定学图苹书馆绳中版亩权资胶料的粪电子浆访问峡。这兔个系练统有5层，乐最底极层是划各个氧图书眉馆中只独立副的数赢据库喝。图6-各8炸L役IB著SY怖S系统踩的体嫌系结定构6.辉4.壁2分层跑系统分层思系统葱有许手多理鄙想的料性质桐。首舰先，房诚它支属持基零于逐辨级抽欢象的酷系统毒设计厘。这晒就允末许设挎计者心将一垮个复洒杂的严问题润分解燃成一介系列州递增天的步机骤。灯第二欠，它秆支持溉扩展帆。和蚂管线焰模式门相比缩慧，由涨于分板层系橡统每换一层勺最多湿和上愈下两奥层交阳互，矮对于在任意青一层正的功猛能的痕改变洗最多蜜只影穷响其吼他两扬层。认第三阔，它厘支持骆重用顺。像极抽象喷数据皇类型尖一样火，假政如能唤够保荐证为浩相邻沾的层头提供汉一致楚的接施口，变它允斑许系华统中疏同一迟层的愈不同等实现动相互坦交换桨使用妙。这麦使得汤定义框标准傻层接躲口成装为可鄙能，忽在此旦接口散上可气建立兔不同绣实现早。（拾最好总的例楼子是IS岛O的OS荡I模型按和X脖Wi脾nd您ow讲S维ys尊te责m协议超。）6.梅4.嫂2分层毛系统但是龙分层和系统耍也有厕缺点舰，并乒不是榜所有锤的系厦统都培容易光用这泡种模狱式来档构建咱。而肺且即鞋使一灵个系婆统能拉够从洁逻辑竖上被短构建宾成层挣次结先构，摄出于痕对性温能的禁考虑崭，也脸需要慎将逻挨辑上梨高层披次的贫功能姓和相饼对低无层次红的实头现结竹合起拐来。新另外蔽，定评义一达个合黄适的倾抽象栗层次扔可能扯会非预常困犬难。唤特别绕是对喉于标塑准化眨的层阿次模关型来仓说，锹尤其蹄如此学。比律如，豪实际碌的通乔信协干议体闻就很森难映欲射到OS弓I框架平中，突因为咽其中胡许多劳协议戏跨多蜘个层惧。6.吊4.独3知识页库（集容器说）知识略库（Re杆po钱si杏to史ri黄es）模胀式又唱称容玩器（Re叫po壤si药to融ry）模衡式（梁见表6-肤4），杜是以馅数据伯为中膊心的驴体系唱结构欠。表6-纸4容器运模式图6-嗓9以数赛据为谎中心亲的体封系结俘构6.令4.金3知识插库（锻容器弯）数据昼存储过（如猴文件术或数炉据库丝式）驻弊留在状这种倚体系婶结构顽的中筹心，知其他鸭构件诸会经然常访裹问该矛数据竿存储芳，并糠对存构储中最的数途据进址行更较新、煎增加算、删版除或处者修恶改。溉图6-熄9描述挎了一因种典羞型的疾以数尽据为皱中心谢的体熔系结菊构风仪格，业其中金，客捏户软饰件访京问中格心存离储库优。在鼠某些塌情况渐下，征数据省存储帐库是枯被动皮的，肝也就虫是说饰，客懂户软卖件独侨立于川数据全的任裁何变池化或姻其他均客户称软件索的动岂作而膛访问然数据付。该消方法旋的一笨个变恩种是冠将中柏心存掌储库臂变换俭成“差黑板顿”，书当客预户感变兴趣关的数号据发贩生变袭化时神，它衔将通梁知客辆户软例件。6.谋4.妈3知识架库（蜜容器扬）大多团数使纠用大桌量数子据的温系统汇都是混围绕香共享屿数据抖库或叶容器野来组罚织的追。因焦此，伙这个姥模型慎适合费于数腥据是包由一美个组督件产造生而峰由其途他组蔬件使傲用的竖倩形垒。这半种类君型的成系统靠例子壳包括茫指挥岗和控胖制系将统、悬管理智信息草系统镜、CA返D系统毕和软透件的蜓交互脂开发握环境跌等。图6-伤10说明仿了一哑个可眠能会驼用到裕容器考的情骗形。湿该图盼显示旬了一取个包盟含不改同工逆具来都支持科模型磁驱动捎开发译的ID律E系统犬。在狱这个镰例子柴中，候容器凭或许勺就是侨一个两能跟裹踪软五件变找更并丝式允许煌回滚缴到先盈前版鞠本的飞版本债控制宝环境顶。图6-道10尊ID该E系统除的容旺器体劲系结散构6.鸽4.乐3知识浩库（脾容器饥）把所福有适纯合使羊用容加器的朝工具相组织迎起来况是共氧享大姨量数币据的厕一种陵高效床方式傲。这悟就不研需要阔显式堡地把辅数据秃从一行个组端件传舞送到防另一开个组嫌件。学然而绘，组苍件一魄定要陶围绕乌一个橡约定默好了姐的容怨器数减据模会型运衫行。彼这不诱可避怎免地瓦要在袭每个交工具明的特散定需须求之赤间做惊出妥煌协。杨若一厕个新她组件盖的数使据模私型与摔该模婶型有垦冲突墓，那符么要采想将舰它集乖成到穷该系您统中忌来就兔可能同很困象难。容实际券上，拘将容距器分娘布到滩多台芹机器乡丰上可诸能是压困难缠的。态虽然畏从逻牙辑上政讲将距集中惨式容丽器分户布到私不同堡的机泪器上碌是可疫能的羡，但议这样泊做会直引起签数据高冗余畏和不孕一致术性的元问题医。6.魄4.眯3知识示库（护容器再）如图6-钟10中所各示，迎容器忠是被狼动的犬，对东它的衡控制韵是组灾件的慎职责谱。另张外一松种方鲁法源自于人列工智独能，倚即使吴用所追谓的际“黑植板”件模型孤，当满有特远别的酷数据演可用租时，验就会蛙主动协通报夏组件任。在抗容器神数据袭的结穗构组部织得若不是巷很好胆的时挠候，业这个浆方法誓比较挡合适役。到势底激责活哪瓦个工崖具要欢视对猫数据否的分兔析结孕果而膏定。6.谅4.谷3知识森库（皇容器颤）以数弱据为鞭中心歼的体蓝系结蝴构促端进了贤可集丸成性锦，也疮就是扶说，县现有桃的构除件可手以被督修改洒，而愿且新壮的客箭户构院件可食以加胖入到蚕体系普结构家之中串，而调无需搁考虑警其他棕的客乏户（随因为命客户巧构件烧是独茎立运浸作的网）。瓦另外细，数缸据可奶以在变客户坛间通酱过“超黑板叨”机吓制传铅送（别即黑蚂板构挥件负祝责协孝调信全息在哪客户剧间的友传递灵），掘客户推构件歼独立像地执馆行过仿程。6.社4.阴3知识索库（亦容器卡）通常晒知识境库模口式中素有两叶个截箱然不备同的雕功能辜构件然：一含个是灭中央互数据歪结构陕构件浊，代崖表系览统当糕前状阶态；高另一外个是均一些脾相对周独立幅的构娃件的豆集合溪，这两些构赔件对殖中央遵数据调存储炼进行矮操作画。在懂不同物的系携统中孙，知如识库评和外泳部构抓件集末合之秒间的既交互讯方式家存在询很大垃的差美异。控制浅方式牙的选滑择将猜知识宫库风找格分伞成了盲两种福主要虏的子冈类。撤如果久由输继入流箭中事现务触订发系隶统相雷应的物进程闯执行肥，这绒是传援统的迈数据但库型碎知识福库。梯另一其方面陆，如桥果由漏中心朴数据币结构亿的当泛前状习态触属发系首统相厨应的猫进程唯执行赤，称经为黑象板知批识库偶。黑去板体飘系结旁构的耍示意睁图如罚图6-充11所示盐。图6-巧11黑板弓体系授结构6.辉4.省3知识量库（槽容器物）黑板附模型呢通常培由三多个部题分组叔成：l）知腐识源陕：分菊离的咐，独杀立的狂，依穿赖于著应用答的知病识包军。知友识源新仅通结过黑种板进猫行交孟互。2）黑府板数彩据结跃构：棕问题戒求解拣状态领数据顺，被掘组织追成依倡赖于感应用鼓的层待次结至构。旅知识日源不纵断修跃改黑画板中吓的数秘据，买直到愉问题笑得解撒。3）控侍制器擦：完幕全由抹黑板决的状赤态驱座动。眼一旦狮黑板芹的状孟态使亦某个盟知识机源可回用，瘦知识死源就环会适愈时地商响应照。图6-亮11并没石有显岗式地航表示态出控业制构及件，述因为吨知识利源的钉调用袭是通喘过黑丈板的龙状态穷激活须的。醋因此蚊实际罢的控尾制器龟或者闯它的态实现译可以质在知脉识源斯中，初也可萌以在赖黑板星中，健独立累的模板块中键或者蝇在它猛们的工组合模中。6.椒4.术3知识冬库（乘容器监）黑板漂系统尊通常园用在欧复杂脸信号颠处理固解释根上，没比如肃语音纳和模紧式识阵别，齿也被侍用在榴其他松的系斯统中敞，比疯如通盐过松委散连搅接代似理共峰享数驾据。6.错4.意4客户朽机-服务朽器容器超模式于与系鹊统的权静态折结构吸有关拨，但窗是不薯能展更现出费它的去运行胳组织嫁。表6-世5描述根了客清户机-服务永器模己式。表6-袖5客户薯机-服务答器模基式图6-救12电影园资料也库的霸客户距机-服务尽器体把系结穗构6.喇4.份4客户均机-服务新器一个院采用期客户葵机-服务尼器模论式的允系统嗽是由馋一个和服务测集合溪和相污关的决服务尽器以子及访闯问和矛使用印这些斑服务咬的客危户机态组织斧起来纳的。落这个技模型桐的主狡要组晓成部岭分是叶：（1）一参组给醋其他洁组件板提供围服务者的服这务器朋。包死括：固打印械服务窄器，台提供述打印挎服务爷；文孟件服闹务器展，提刘供文雁档管敌理服匪务；娇编译层服务私器，假负责鹿对程深序的逢编译煎服务丘。（2）一薪组向讽服务爱器请钢求服城务的沫客户仍机。臂一个畏客户汉机程衣序通纳常有羊多个姓实例爱，可赴以在腊不同月的计洒算机粗上并谣发执引行。（3）一舰个连目接客院户机址和服皆务器婚的网表络。铁绝大眯多数员客户捆机-服务猛器系蛙统实倾现为市分布信式系里统，蜓通过洋互联津网的值协议顿连接笨在一何起。6.薄4.阵4客户霉机-服务专器客户概机-服务弱器体抖系结寸构经拒常被贤认为堡是分猜布式仍系统民体系窄结构示，但增是运消行在敞分散粒服务煮器上庙的独役立服某务的舱逻辑柴模型瞧可以剧在单蹦个计灿算机惭上实气现。急此外办，更击重要业的好辰处是巩分离屈性和泳独立帝性。呢服务摆和服庆务器描可以施改变规而不串会影买响系街统其忧他部吼分。6.仰4.樱4客户慌机-服务困器客户虾机必料须知潮道可淋用的牙服务肿器的贤名字陵及它涨们所斯提供腿的服狠务。颤反之削，服喜务器坟没有凶必要绍知道袋客户恭机的咱身份萌以及码到底聚有多遥少客浆户机逼在访设问它佩们的补服务沸。客严户机宴通过郑远程途过程咳调用矛来获客取服族务器急提供示的服驱务，陵远程稠过程果调用屋使用值一个爪请求-回答泻协议僚，比由如在WW俊W上使记用的ht野tp协议者。本翻质上数，客舟户机糕向服显务器丙提出茎请求栽，然次后等德待直劝到它慨收到食回答卖为止咸。6.期4.哄4客户寄机-服务陕器图6-谊12所示毕是一企个基靠于We些b的提霸供电决影和什图片舱库的运多用失户系调统。蜘在这茫个系爷统中考，有筝管理累和放驳映不瓣同类归型媒创体的治多个暂服务辞器。匹视频掌信号赠需要游快速鹅、同耀步地枪传输捏，但珍分辨胳率相想对较貌低。辫它们第是以戚压缩吹的形痛式存饺储的墨，所睬以视饶频服佳务器扛需要丢对于祸各种虾不同局的格笋式处国理视甚频压竹缩和店解压接缩。循静态妨图片驰必须驰保持红高分筑辨率批，所悼以将犯它们拜单独艇放在妨一个论服务蛮器上覆是比造较妥渔当的听。6.径4.蕉4客户突机-服务银器要求虚目录诞能够净支持驾各种篇查询源，能营与包悦含电馋影和爽视频拒片段帮的We康b信息眨系统得链接挖，并悬能与汇支持览发售钥图片损、电侵影和膏视频习片段器的电偏子商磁务系卧统保厦持链壳接。责客户侄机程蜻序只传是对馆访问屡这些低服务蛋提供烤一个淡集成他的用道户界谋面（脂用We壶b浏览留器构皆造）捞。6.排4.抄5数据奇抽象迅和面详向对淡象组复织在基繁于数苍据抽会象和轮面向碍对象旺组织筛结构贝（Da烫ta抹A凉bs种tr似ac博ti独on浑a门nd傻O减bj谱ec迅t-嘱Or安ie亦nt属ed娃O京rg理an奴iz麻at视io购n）模获式中型，数蜡据表慈示和亩相关娘的基兴本操滑作封看装在铜抽象殖数据悬类型次或对医象中仍。这翁种模疗式的酒构件臂是对骗象（智封装依了数秧据和肤必须姿用于膛控制膀该数驼据的侧操作办），吊或者掠也可耕称为佳抽象亚数据犁类型泪的实亡例，员构件产间通饼过信婆息传策递进棚行通绒信与农合作抗。这浙种模侵式有裹两个排重要木的方误面：①牵对象释维护井自身斗表示垫的完