什么是软件系统架构设计
“架构”一词最早来自建筑学,原意为建筑物设计和建造的艺术。
但是在软件工程领域,软件架构不是一个新名词,只是在早期的著作中人们将软件架构称为软件体系架构。
这就是架构的概念。
所谓架构,就是人们对一个结构内的元素及元素间关系的一种主观影射的产物。
系统架构的主要任务是界定系统级的功能与非功能要求、规划要设计的整体系统的特征、规划并设计实现系统级的各项要求的手段,同时利用各种学科技术完成子系统的结构构建。
在系统架构中,由于对软件越来越深入的依赖,软件架构的任务也体现出重要的作用。
而且系统架构与软件架构是紧密联系和相互依赖的。
1997年,Eberhadrt Rechtin 与MarkW Maier 在其论著中,为计算机科学总结了系统架构方面的实践成果,从而奠定了系统科学和系统架构在计算机科学中的基石:无论何种系统架构应用领域,目的都是一样的,即完整地、高一致性的、平衡各种利弊的、有技术和市场前瞻性的设计系统和实施系统。
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形成研究热点,仍处于非形式化水平自20世纪90年代后期以来,软件体系结构的研究成为一个热点。
广大软件工作者已经认识到软件体系结构研究的重大意义和它对软件系统设计开发的重要性,开展了很多研究和实践工作。
从软件体系结构研究的现状来看,当前的研究和对软件体系结构的描述,在很大程度上来说还停留在非形式化的基础上。
软件构架师仍然缺乏必要的工具,这种工具应该是显式描述的、有独立性的形式化工具。
在目前通用的软件开发方法中,其描述通常是用非形式化的图和文本,不能描述系统期望的存在于构件之间的接口,不能描述不同的组成系统的组合关系的意义。
难以被开发人员理解,更不能用来分析其一致性和完整性等特性。
当一个软件系统中的构件之间几乎以一种非形式化的方法描述时,系统的重用性也会受到影响,在设计一个系统结构过程中的努力很难移植到另一个系统中去。
对系统构件和连接关系的结构化假设没有得到显式的、形式化的描述时,把这样的系统构件移植到另一个系统中去将是有风险的,甚至是不可能的。
软件体系结构的形式化方法研究软件体系结构研究如果仅仅停留在非形式化的框图阶段,已经难以适应进一步发展的需要。
为支持基于体系结构的开发,需要有形式化建模符号、体系结构说明的分析与开发工具。
从软件体系结构研究的现状来看,在这一领域近来已经有不少进展,其中比较有代表性的是美国卡耐基梅隆大学(Carnegie Mellon University)的Robert J.A11en于l997年提出的Wright系统。
Wright是-种结构描述语言,该语言基于一种形式化的、抽象的系统模型,为描述和分析软件体系结构和结构化方法提供了一种实用的工具。
Wright主要侧重于描述系统的软件构件和连接的结构、配置和方法。
它使用显式的、独立的连接模型来作为交互的方式,这使得该系统可以用逻辑谓词符号系统,而不依赖特定的系统实例来描述系统的抽象行为。
该系统还可以通过一组静态检查来判断系统结构规格说明的一致性和完整性。
从这些特性的分析来说,Wright系统的确适用于对大型系统的描述和分析。
软件体系结构的建模研究研究软件体系结构的首要问题是如何表示软件体系结构,即如何对软件体系结构建模。
根据建模的侧重点的不同,可以将软件体系结构的模型分为5种:结构模型、框架模型、动态模型、过程模型和功能模型。
在这5个模型中,最常用的是结构模型和动态模型。
(1)结构模型这是一个最直观、最普遍的建模方法。
这种方法以体系结构的构件、连接件和其他概念来刻画结构,并力图通过结构来反映系统的重要语义内容,包括系统的配置、约束、隐含的假设条件、风格、性质。
研究结构模型的核心是体系结构描述语言。
(2)框架模型框架模型与结构模型类似,但它不太侧重描述结构的细节而更侧重于整体的结构。
框架模型主要以一些特殊的问题为目标建立只针对和适应该问题的结构。
(3)动态模型动态模型是对结构或框架模型的补充,研究系统的大颗粒的行为性质。
例如,描述系统的重新配置或演化。
动态可能指系统总体结构的配置、建立或拆除通信通道或计算的过程。
这类系统常是激励型的。
(4)过程模型过程模型研究构造系统的步骤和过程。
因而结构是遵循某些过程脚本的结果。
(5)功能模型该模型认为体系结构是由一组功能构件按层次组成,下层向上层提供服务。
它可以看作是一种特殊的框架模型。
这5种模型各有所长,也许将5种模型有机地统一在一起,形成一个完整的模型来刻画软件体系结构更合适。
例如,Kruchten在1995年提出了一个4+1的视角模型。
4+1模型从5个不同的视角包括逻辑视角、过程视角、物理视角、开发视角和场景视角来描述软件体系结构。
每一个视角只关心系统的一个侧面,5个视角结合在一起才能够反映系统的软件体系结构的全部内容。
4+1模型如图1所示。
图1 4+1模型发展基于体系结构的软件开发模型软件开发模型是跨越整个软件生存周期的系统开发、运行、维护所实施的全部工作和任务的结构框架,给出了软件开发活动各阶段之间的关系。
目前,常见的软件开发模型大致可分为三种类型:(1)以软件需求完全确定为前提的瀑布模型。
(2)在软件开发初始阶段只能提供基本需求时采用的渐进式开发模型,如螺旋模型等。
(3)以形式化开发方法为基础的变换模型。
所有开发方法都是要解决需求与实现之间的差距。
但是,这三种类型的软件开发模型都存在这样或那样的缺陷,不能很好地支持基于软件体系结构的开发过程。
因此,研究人员在发展基于体系结构的软件开发模型方面做了一定的工作。
例如,为了形象地表示体系结构的生命周期,北京邮电大学的周莹新博士建立了一个软件体系结构的生命周期模型,该模型如图2所示。
图2 软件体系结构的生命周期模型软件产品线体系结构的研究软件体系结构的开发是大型软件系统开发的关键环节。
体系结构在软件生产线的开发中具有至关重要的作用,在这种开发生产中,基于同一个软件体系结构,可以创建具有不同功能的多个系统。
在软件产品族之间共享体系结构和一组可重用的构件,可以增加软件工程和降低开发和维护成本。
一个产品线代表...
架构,框架和设计模式的区别
展开全部 设计模式是架构的手段(之一)。
具体一点说,设计模式可以在某些情况帮助架构软件的静态结构。
而架构的范围要大一些,更高层一些,考虑的更多的是非常重要的全局性的design decision。
一般好的(静态)架构可以尽量使变化发生在局部(模块内)而不影响整个系统。
架构上的变化往往成本会非常高。
而且设计模式只有一些是适用于架构的,还有一些只是用于具体的类设计的,剩下的一些则只是克服编程语言的限制而已。
打个不恰当的比方,有点像挡拆和战术的关系。
在合适的情况下用好挡拆可以很好的执行战术, 但战术不只有挡拆, 而且有的战术不需要挡拆, 最重要的是盲目的用挡拆有时候反而会起反作用。
面对客户哔哔时,我们用需求分析架构。
面对整个软件或系统时,我们谈论架构分析。
面对软件模块设计时,我们使用设计模式。
面对模块实现时,我们应用特定编程语言的特性。
软件架构 :一般场景下拥有设计的选择权 设计模式 :选择后特定场景下的最佳实践 软件架构是软件的一种搭建形式,往往规定了软件的模块组成,通信接口(含通信数据结构),组件模型,集成框架等等。
往往规定了具体的细节。
设计模式是一种软件的实现方法,是一种抽象的方法论,是为了更好的实现软件而归纳出来的有效方法。
实现一种软件架构,不同组成部分可能用到不同的设计模式,某一部分也可能可以采用不同的设计模式实现。
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如何成为软件架构师
【原创回答】我本人是一名软件架构师,这个问题非常大,不太好回答。
我总结一下,软件架构师的能力大概分为三个方面:1.技术,这个应该没悬念,如果没有过硬的开发技术,就不要期望做架构师了;设计模式,系统模式,架构模型,系统理论,甚至编程语言,算法,操作系统,网络,数据库,都需要有扎实的掌握。
2.是业务知识,也即领域知识。
软件架构师实际上是把业务需求落实成开发蓝图的总设计师,如果你对业务一窍不通,空有一身技术也只能望业务兴叹。
3.就是沟通表达的能力,架构师需要推进自己的架构设计理念给开发团队,所以也需要这方面的能力,当然最重要的还是前两部分的能力。
一个优秀的系统架构师要具体哪些能力?
系统架构师的职责:一、理解系统的业务需求,制定系统的整体框架(包括:技术框架和业务框架)二、对系统框架相关技术和业务进行培训,指导开发人员开发。
并解决系统开发、运行中出现的各种问题。
系统架构师的目的:对系统的重用、扩展、安全、性能、伸缩性、简洁等做系统级的把握。
系统架构师能力要求:一、系统架构相关的知识和经验。
二、很强的自学能力、分析能力、解决问题的能力。
三、写作、沟通表达、培训。
角色软件架构师Software Architect 定义主导系统全局分析设计和实施、负责软件构架和关键技术决策的角色 职责l、领导与协调整个项目中的技术活动(分析、设计和实施等) 2、推动主要的技术决策,并最终表达为软件构架 3、确定和文档化系统的相对构架而言意义重大的方面,包括系统的需求、设计、实施和部署等“视图” 4、确定设计元素的分组以及这些主要分组之间的接口 5、为技术决策提供规则,平衡各类涉众的不同关注点,化解技术风险,并保证相关决定被有效的传达和贯彻 6、理解、评价并接收系统需求 7、评价和确认软件架构的实现 专业技能l、技术全面、成熟练达、洞察力强、经验丰富,具备在缺乏完整信息、众多问题交织一团、模糊和矛盾的情况下,迅速抓住问题要害,并做出合理的关键决定的能力 l、具备战略性和前瞻性思维能力,善于把握全局,能够在更高抽象级别上进行思考; l、对项目开发涉及的所有问题领域都有经验,包括彻底地理解项目需求,开展分析设计之类软件工程活动等 2、具备领导素质,以在各小组之间推进技术工作,并在项目压力下做出牢靠的关键决策 3、拥有优秀的沟通能力,用以进行说服、鼓励和指导等活动,并赢得项目成员的信任; 4、以目标导向和主动的方式来不带任何感情色彩地关注项目结果,构架师应当是项目背后的技术推动力,而非构想者或梦想家(追求完美) 5、精通构架设计的理论、实践和工具,并掌握多种参考构架、主要的可重用构架机制和模式(例如J2EE架构等); 6、具备系统设计员的所有技能,但涉及面更广、抽象级别更高; 活动确定用例或需求的优先级、进行构架分析、创建构架的概念验证原型、评估构架的概念验证原型的可行性、组织系统实施模型、描述系统分布结构、描述运行时刻构架、确定设计机制、确定设计元素、合并已有设计元素 工件软件构架文档、参考构架、分析模型、设计模型、实施模型、部署模型、构架概念验证原型、接口、事件、信号与协议 系统架构师
软件架构师的资格认证
在国外,软件架构师的培养与认证具有严格的过程,明确规定了教育目标、认证的要求和学习课程等方面的内容。
下面,介绍三个组织的软件架构师认证情况。
在UC Irvine的软件架构师认证计划[27]中,为了拿到软件架构师C级认证,学员必须完成11个单元的必修课程和至少4个单元的选修课程。
这些课程包括:·必修课程:软件系统建模和分析概论(2个单元)、系统分析基础(3个单元)、用户需求的分析和文档化(3个单元)、软件架构项目(3个单元)。
·选修课程:信息系统项目管理(2个单元)、系统性能建模(2.5个单元)、管理业务改进项目(2.5个单元)。
UC Irvine的软件架构师认证要求学员具有业务系统建模,决定用户需求,评价业务过程的能力,掌握项目管理技术,能设计完善的、具有最佳可适应性和可扩展性的架构。
该认证程序以一门实践课程结束,在实践课程中,学员从头开始,设计一个大规模软件解决方案的架构。
iCMG对软件架构师的认证强调7个层次的课程学习,如图2所示[30]。
在该认证体系中,上面的3个层次由其合作伙伴完成,iCMG只负责下面4个层次的知识体系。
目前,软件架构师的认证在国内基本上是空白,既没有专业的培训机构,也没有专门的认证指南和权威的教育认证机构。
而软件架构师作为软件的总设计师,其水平和能力直接决定了软件系统的总体性能。
根据教育部2004年9月8日关于紧缺人才的报告,2005年国内软件架构和系统分析人才缺口在6万人以上,是目前软件开发中急需的高层次技术人才。
人事部和信息产业部[2003]39号文件决定在全国计算机技术与软件专业技术资格(水平)考试中设立系统架构设计师级别的认证考试,试图解决软件架构师认证问题。
但是,由于各种原因,该考试未能如期举行,一拖再拖。
其实,这些措施也只是暂时起到一个过渡的作用,只有建立完善的软件架构师教育培训方案和权威的教育认证机构,才是当前急需解决的问题。
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做App开发可以考虑选择培训