MVC是当前流行的Web应用设计框架的实施标准,是软件工程中的一种软件架构模式[ ]。它把软件系统分为三个基本部分:模型(Model)、视图(View)和控制器(Controller),目的是实现一种动态和可持续的程序设计,使后续对程序的修改和扩展简化,并且使程序某一部分的代码或功能重复利用成为可能。
在这种设计结构下,一个应用被分为三个部分:model、view和controller,每个部分负责不同的功能。根据用户界面(view)的操作完成对程序数据(model)的更新。将程序数据(model)改变及时反应到用户界面(view)上。也就是完成两个方向的动作。
体系结构,软件构架和设计模式之间的区别和联系
结构:程序功能实现的逻辑
框架是整个或部分系统的可重用设计,表现为一组抽象构件及构件实例间交互的方法;另一方面也可以说框架是可被应用开发者定制的应用骨架。
框架亦可称为应用架构,在特定领域基于体系结构的可重用的设计。也可以认为框架是体系结构在特定领域下的应用。框架的例子如MVC。
设计模式 在一定的环境中解决某一问题的方案
构件通常是代码重用,而设计模式是设计重用,框架则介于两者之间,部分代码重用,部分设计重用,有时分析也可重用.
构架是architecture:它是对软件系统的系统组织,是对构成系统的
构件的接口,行为模式,协作关系等体系问题的决策总和。它不仅涉及
到结构与行为,而且还涉及到系统的使用,功能,性能,适应性,重
用性,可理解性
设计模式比框架更为抽象
设计模式在碰到具体问题后,才能产生代码;框架已经可以用代码表示
设计模式是比框架更小的体系结构元素:
框架中可以包括多个设计模式
简单点说:结构 < 设计模式 < 架构 <框架
结构+算法=程序(功能代码块)
程序与程序之间进行调整=设计模式
多个设计模式相组合(组件)=架构(系统)
如何选择合适的软件体系结构设计方法
结合自己的开发经验,讨论如何 选择合适的软件体系结构设计方法。
答: 特点如下: (1)软件体系结构的多视图建模 通过逻辑视图,开发视图、进程视图、物理视图、进程来描述的软件体系结构。 (2)基于评估与转换的软件体系结构设计 通过迭代的开发方式,直至满足客户的需求。 (3)模式驱动的软件体系结构设计 通过总结、记录、复用来实现的体系结构设计 (4)领域特定的软件体系结构设计 借鉴领域中已经成熟的软件体系结构来实现解决方案在某个领域内的复用。 (5)软件产品线方法 软件复用发展的一个更高阶段,它并不仅仅局限于以前人们在软件复用中考虑的对函 数、模块、类、体系结构甚至子系统的复用。 (6)其于目标推理的软件体系结构设计方法 功能需求和非功能需求皆被表达为要达到的目标。 (7)其于属性的软件体系结构设计方法 基于目标图推理的体系结构设计方法、基于属性的体系结构设计方法。 开发心得: 在这些具有系统化过程的软件开发方法中,体系结构设计师一个不可避免 的过程,它们也都有自己的一些设计方式。但这并不排斥前面讲到的软件体系结构设计 方法,反之,如果能把这些体系结构设计方法与开发方法学结合起来,将能起到更好的 效果。
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。
软件体系结构描述语言与程序设计语言有什么区别
从软件体系结构研究和应用的现状来看,当前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,很大程度上依赖于软件设计师个人的经验和技巧。在目前通用的软件开发方法中,其对软件体系结构的描述通常是采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,更不能描述不同的组成系统的组合关系的意义。这种描述方法难以被开发人员理解,难以适于进行形式化分析和模拟,缺乏相应的支持工具帮助设计师完成设计工作,更不能用来分析其一致性和完整性等特性。
因此,形式化的、规范化的体系结构描述对于体系结构的设计和理解都是非常重要的。然而,要实现体系结构设计、描述等的形式化并不是一蹴而就的,我们必须先经历一个非形式化的过程,在非形式化的发展过程中逐步提取一些形式化的标记和符号,然后将它们标准化,从而完成体系结构设计、描述等的形式化。
本文首先简单地介绍传统的软件体系结构描述方法,然后再比较详细地讨论软件体系结构描述语言。
一、传统软件体系结构描述方法
1、图形表达工具
对于软件体系结构的描述和表达,一种简洁易懂且使用广泛的方法是采用由矩形框和有向线段组合而成的图形表达工具。在这种方法中,矩形框代表抽象构件,框内标注的文字为抽象构件的名称,有向线段代表辅助各构件进行通讯、控制或关联的连接件。例如:图1表示某软件辅助理解和测试工具的部分体系结构描述。
目前,这种图形表达工具在软件设计中占据着主导地位。尽管由于在术语和表达语义上存在着一些不规范和不精确,而使得以矩形框与线段为基础的传统图形表达方法在不同系统和不同文档之间有着许多不一致甚至矛盾,但该方法仍然以其简洁易用的特点在实际的设计和开发工作中被广泛使用,并为工作人员传递了大量重要的体系结构思想。
为了克服传统图形表达方法中所缺乏的语义特征,有关研究人员试图通过增加含有语义的图元素的方式来开发图文法理论。
2、模块内连接语言
软件体系结构的第二种描述和表达方法是采用将一种或几种传统程序设计语言的模块连接起来的模块内连接语言MIL(Module Interconnection Language)。由于程序设计语言和模块内连接语言具有严格的语义基础,因此他们能支持对较大的软件单元进行描述,诸如定义/使用和扇入/扇出等操作。
MIL方式对模块化的程序设计和分段编译等程序设计与开发技术确实发挥了很大的作用。但是由于这些语言处理和描述的软件设计开发层次过于依赖程序设计语言,因此限制了他们处理和描述比程序设计语言元素更为抽象的高层次软件体系结构元素的能力
软件工程中的主要体系结构有哪些,并说明区别
20世纪60年代的软件危机使得人们开始重视软件工程的研究。起初,人们把软件设计的重点放在数据结构和算法的选择上,然而随着软件系统规模越来越大,对总体的系统结构设计和规格说明变得异常重要。随着软件危机程度的加剧,软件体系结构(software architecture)这一概念应运而生。软件体系结构着眼于软件系统的全局组织形式,在较高层次上把握系统各部分之间的内在联系,将软件开发的焦点从成百上千的代码上转移到粒度较大的体系结构元素及其交互的设计上。与传统软件技术相比,软件体系结构理论的提出不仅有利于解决软件系统日益增加的规模和复杂度的问题,有利于构件的重用,也有利于软件生产率的提高。面向方面软件开发(AOSD)认为系统是由核心关注点(corn concern)和横切关注点(cross-cutting concern)有机地交织在一起而形成的。核心关注点是软件要实现的主要功能和目标,横切关注点是那些与核心关注点之间有横切作用的关注点,如系统日志、事务处理和权限验证等。AOSD通过分离系统的横切关注点和核心关注点,使得系统的设计和维护变得容易很多。
Extremadura大学的Navasa等人[1]在2002年提出了将面向方面软件开发技术引入到软件体系结构的设计中,称之为面向方面软件体系结构(aspect oriented software architecture,AO-SA),这样能够结合两者的优点,但是并没有给出构建面向方面软件体系结构的详细方法。
尽管目前对于面向方面软件体系结构这个概念尚未形成统一的认识,但是一般认为面向方面软件体系结构在传统软件体系结构基础上增加了方面构件(aspect component)这一新的构成单元,通过方面构件来封装系统的横切关注点。目前国内外对于面向方面软件体系模型的研究还相对较少,对它的构成单元模型的研究更少,通常只关注方面构件这一构成单元。方面构件最早是由Lieberherr等人[2]提出的,它是在自适应可插拔构件(adaptive plug and play component,APPC)基础之上通过引入面向方面编程(AOP)思想扩展一个可更改的接口而形成的,但它关于请求接口和服务接口的定义很模糊,未能给出一个清晰的方面构件模型。Pawlak等人[3]提出了一个面向方面的框架,该框架主要包含了一个方面构件模型———Java方面构件(Java aspect component,JAC),但该方面构件模型仅包含了切点(pointcut),并把AOP中装备(advice)集成到了切点的表达式中,它主要从实现的角度进行了阐述,并没有给出详细的方面构件模型。本文没有只关注面向方面软件体系结构中方面构件这一构成单元模型,还详细分析了它的另外两个构成单元,即构件和连接件,因为面向方面软件体系结构各部分之间是相互关联的。
1面向方面软件体系结构相关概念
面向方面软件体系结构涉及诸多概念,以下将分别介绍。软件体系结构在软件工程领域有着广泛的影响,但当前仍未形成一个统一的、标准的定义。目前国内外普遍认可的看法是软件体系结构包含构件、连接件和约束[4]。其中约束描述了体系结构配置和拓扑的要求,确定了体系结构的构件与连接件的连接关系。这样就可以把软件体系结构写成
软件体系结构(software architecture)=构件(components)+
连接件(connectors)+约束(constraints)
构件是软件体系结构的基本元素之一。一般认为,构件是指具有一定功能、可明确辨识的软件单位,并且具备语义完整、语法正确、有可重用价值的特点,然而目前对于构件的具体结构及构成并没有一个统一的标准[5],而且一些主要的构件技术也没有使用相同的构件类型。另外,当前被广泛接受的构件定义并不包含具体的软件构件模型(software component model)。例如,Szyperski等人[6]给出了软件构件一个很有名的定义:软件构件是一个仅带特定契约接口和显式语境依赖的结构单位,它可以独立部署,易于第三方整合。但是关于软件构件模型有一个被普遍接受的观点是:软件构件是一个具有服务提供和服务请求功能的软件单元[7]。
连接件是软件体系结构另一个基本的构成元素,是用来建立构件间交互以及支配这些交互规则的构造模块。连接件最先是由Shaw[8]提出来的,她建议把连接件作为软件体系结构中第一类实体,用来表示普通构件之间的交互关系。目前对于连接件尚未形成统一的认识,尽管在软件体系结构中强调了连接件存在的必要性,但是关于连接件模型的研究还很少,连接件的实际应用还不成熟。
面向方面软件体系结构在传统软件体系结构的基础上增加了方面构件单元。通常认为,方面构件是封装了系统横切关注点的一类特殊的构件。目前关于方面构件模型的研究还处于起步阶段。
2面向方面软件体系结构模型
由于传统软件体系结构模型包含构件、连接件和约束,而面向方面软件体系结构是在传统软件体系结构的基础之上扩展了方面构件,所以面向方面软件体系模型结构包含构件、连接件、方面构件和约束。其中约束描述了面向方面体系结构配置和拓扑的要求,确定了体系结构的构件、连接件和方面构件之间的连接关系,而构件、连接件、方面构件是它的三个基本的构成单元。以下对这三个构成单元的模型进行详细的设计。
软件体系结构设计包含哪些内容
软件体系结构是具有一定形式的结构化元素,即构件的集合,包括处理构件、数据构件和连接构件。处理构件负责对数据进行加工,数据构件是被加工的信息,连接构件把体系结构的不同部分组组合连接起来。这一定义注重区分处理构件、数据构件和连接构件,这一方法在其他的定义和方法中基本上得到保持。
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