《现代应用系统》课件VIP

现代应用系统课程目标理解现代应用系统的概念掌握现代应用系统的特点、架构模式、设计原则、开发方法、部署与运维等关键知识。提升系统设计与开发能力能够独立设计、开发、部署和维护现代应用系统，并具备解决实际问题的实践能力。认识现代应用系统的特点分布式现代应用系统通常分布在多个服务器或数据中心，以提高性能、可扩展性和容错能力。移动化移动设备的使用越来越普遍，现代应用系统必须能够在各种移动设备上提供无缝体验。智能化人工智能、机器学习和数据分析等技术的应用，使得现代应用系统能够提供更智能和个性化的服务。1.1系统性1相互关联现代应用系统由多个子系统构成，它们相互联系、相互影响。2整体目标子系统协同工作，共同实现系统整体目标。3不可分割任何子系统都无法独立运行，只有相互配合才能发挥作用。1.2复杂性相互依赖现代应用系统通常由多个组件组成，这些组件相互依赖，共同完成复杂的功能。技术栈现代应用系统往往采用多种技术，包括编程语言、数据库、中间件、云计算平台等等。业务逻辑现代应用系统需要处理复杂的业务逻辑，例如用户认证、数据安全、支付结算等等。1.3动态性现代应用系统需要不断更新迭代，以适应不断变化的用户需求和市场环境。云计算和微服务等技术为现代应用系统提供了灵活的扩展能力，使其能够快速响应变化。持续集成和持续交付（CI/CD）等开发方法，可以实现快速开发和部署，提高系统的动态性。2.现代应用系统的层次结构1硬件层包括服务器、网络设备、存储设备等物理基础设施，为软件运行提供物理环境。2操作系统层提供系统资源管理、进程管理、文件管理等基本服务，是软件运行的直接基础。3中间件层提供连接硬件层和应用层之间的桥梁，支持应用程序的开发、部署和运行。4应用层直接为用户提供服务，包括各种业务系统、网站、移动应用等。2.1硬件层服务器提供计算、存储和网络资源，是现代应用系统运行的基础。网络设备连接服务器、用户设备和其他网络，实现数据传输和通信。存储设备保存应用系统数据，包括数据库、文件系统和缓存。2.2操作系统层Windows广泛应用于个人电脑和服务器，提供用户友好的界面和丰富的应用程序。Linux开源操作系统，灵活性和可定制性强，适用于各种场景，包括服务器、嵌入式系统和移动设备。macOS专为苹果电脑设计，以其简洁的界面和强大的图形处理能力而闻名。2.3中间件层连接桥梁中间件充当应用程序和底层基础设施之间的桥梁，提供连接、通信和资源共享服务。提高效率中间件通过抽象底层复杂性，简化应用开发，提高开发效率。增强安全性中间件提供安全机制，如身份验证、授权和数据加密，确保应用安全运行。2.4应用层Web应用用户界面，提供服务数据库应用数据存储和管理云应用基于云平台的服务3.现代应用系统的架构模式C/S架构客户端/服务器架构，客户端负责用户界面和数据展示，服务器负责数据存储和处理。B/S架构浏览器/服务器架构，用户通过浏览器访问服务器上的应用，无需安装客户端软件。微服务架构将大型应用拆分为多个独立的小型服务，每个服务负责特定的功能。3.1C/S架构客户端负责用户界面和数据输入。服务器负责数据存储、处理和业务逻辑。3.2B/S架构浏览器/服务器B/S架构是指浏览器/服务器架构，用户通过浏览器访问服务器上的应用程序。独立于平台B/S架构独立于平台，用户可以在任何支持浏览器的设备上访问应用程序。易于维护B/S架构易于维护，只需更新服务器端程序即可更新应用程序。3.3微服务架构将大型应用程序分解成独立的、可部署的微服务。微服务通过API进行通信，实现松耦合。独立开发、测试、部署和扩展，提高灵活性。现代应用系统设计原则高内聚低耦合模块内部联系紧密，模块之间联系松散，提高代码可维护性和可扩展性。模块化设计将系统分解成独立的模块，便于开发、测试和维护，提高代码复用率。可扩展性系统能够根据需求增加资源，应对用户量和数据量增长，确保系统性能稳定。容错性系统能够在部分组件故障情况下继续正常运行，确保系统可靠性和可用性。4.1高内聚低耦合1内聚性模块内部的功能高度相关，一个模块只负责完成一个特定功能，避免模块承担过多的职责。2耦合性模块之间相互依赖程度低，减少模块之间的相互影响，提高代码的可维护性和可重用性。4.2模块化设计可维护性模块化设计简化了系统的维护和更新。如果需要修改某个功能，只需要修改相应的模块，而不会影响其他模块。可扩展性当系统需要扩展功能时，可以通过添加新的模块来实现，而不需要修改现有的代码。可复用性模块化设计可以提高代码的复用率。一些通用的模块可以被多个系统使用，从而减少了开发时间和成本。4.3可扩展性应对未来需求现代应用系统需要能够适应不断增长的用户数量、数据量和功能需求。灵活扩展通过水平或垂直扩展的方式，系统可以轻松地增加资源，满足性能和容量需求。4.4容错性系统冗余通过冗余服务器、网络设备等，即使部分组件发生故障，系统仍然能够正常运行。负载均衡将请求分发到多个服务器，避免单点故障，提高系统整体性能。错误处理针对可能出现的错误，进行有效的错误处理，防止错误蔓延，保证系统稳定性。5.现代应用系统的开发方法敏捷开发迭代式开发，快速响应需求变化，注重团队合作。DevOps将开发、运维和测试整合，实现自动化部署和持续交付。测试驱动开发先编写测试用例，再编写代码，保证代码质量。5.1敏捷开发快速迭代敏捷开发强调快速迭代，将项目划分为多个短迭代周期，每个周期通常为2-4周。客户参与客户的持续参与，确保最终的软件产品符合他们的预期和需求。团队合作团队成员紧密合作，共同完成项目，并及时沟通和反馈。5.2DevOps1持续集成DevOps强调持续集成，将代码频繁地合并到主干分支，以减少代码冲突和集成问题。2持续交付持续交付的目标是尽可能快地将软件交付给用户，并确保软件质量符合预期。3自动化DevOps推动开发、测试、运维流程的自动化，以提高效率、降低错误率。5.3测试驱动开发先写测试在编写任何代码之前，先编写测试用例，以确保代码符合预期。逐步编写编写最小的代码，使其通过测试，并进行重构，以改善代码质量。持续反馈测试驱动开发提供持续反馈，帮助开发者快速发现和修复错误。现代应用系统的部署与运维持续集成与持续部署自动化的构建、测试和部署流程，提高效率和稳定性。容器技术隔离应用程序及其依赖项，便于部署和管理。监控与告警实时监控系统状态，及时发现并解决问题。6.1持续集成与持续部署持续集成持续集成(CI)指的是开发人员频繁地将代码合并到主分支，并进行自动化的构建和测试。持续部署持续部署(CD)指的是将经过CI测试的代码自动部署到生产环境中，并监控其运行状态。6.2容器技术隔离性容器技术为应用程序提供隔离的环境，防止相互影响。轻量级容器占用资源少，启动速度快，适合快速部署和扩展。可移植性容器可在不同平台和环境中运行，方便迁移和部署。监控与告警1系统状态实时监控系统资源和性能指标，如CPU使用率、内存使用率、网络流量等。2异常检测设置阈值，当指标超出阈值时触发告警，提醒运维人员及时处理。3问题定位收集日志信息，帮助运维人员快速定位问题根源。4故障恢复自动化恢复机制，在故障发生时自动重启服务或进行其他恢复操作。案例分析电商应用系统商品浏览，订单管理，支付结算，物流配送社交应用系统用户注册，信息发布，好友互动，内容推荐金融应用系统账户管理，资金交易，风险控制，数据分析7.1电商应用系统订单处理从商品浏览到支付完成，整个流程需要高效、可靠，并能及时响应用户的需求。推荐系统根据用户的浏览历史和购买记录，为用户推荐感兴趣的商品。支付系统提供多种安全可靠的支付方式，满足用户的支付习惯。社交应用系统用户互动社交应用系统以用户互动为核心，提供各种功能，如聊