1、第四章 軟件設計主要內容：軟件體系構造的概念軟件設計思想構造化設計方法面向對象設計方法.討論要點(1)什么是軟件構造？(2)如何建立設計模型？.軟件設計的目的和目的 軟件需求：處理“做什么 軟件設計：處理“怎樣做 軟件設計的義務 問題構造(軟件需求) 軟件構造 從軟件需求規格闡明書出發，構成軟件的詳細設計方案。映射.軟件的總體構造主要回答的問題軟件的組成部分軟件的層次關系模塊的內部處置邏輯模塊之間的界面.軟件體系構造軟件體系構造包括兩部分:(1)過程構件(模塊)的層次構造(2)數據構件.4.1 軟件體系構造軟件體系構造的有關概念軟件體系構造的層次性軟件體系構造的設計原理.軟件體系構造的有關概念

2、什么是軟件體系構造軟件體系構造的開展軟件體系構造的研討范疇.軟件設計的目的設計應該是便于維護和晉級的，因此應該是模塊化的設計應該是便于移植的設計應該具有順應性設計過程應該遭到理性化的控制設計應該表現出概念的完好性.軟件設計思想強調信息隱蔽的單元概念運用基于操作和數據封裝構成的單元設計技術運用專門的機制可靠地處置并發控制和分布系統問題提出基于模型的系統構造和設計方法明確提出軟件體系構造的設計思想.什么是軟件體系構造 軟件體系構造定義了軟件部分和總體計算部件的構成,以及這些部件之間的相互作用關系。 從整體看，軟件體系構造是由構造和功能各異、相互作用的部件集合，按照層次構成的。它包括了系統根底構成單

3、元、它們之間的作用關系、在構成系統時它們的合成方法以及對合成約束的描畫。.普通部件及其支持的相互作用序號部件類型部件支持的相互作用類型1模塊(Module)過程調用、數據共享2對象(Object)方法調用3過濾器(Filter)數據流4過程(Process)消息傳遞、遠程調用、通訊協議、同步5數據文件(Data file)讀寫6數據庫(Database)模式、查詢語言7文檔(Document)共享表示假設.軟件體系構造可分為四種不同的體系：概念構造 包括部件、互連、原那么和性能等代碼構造 包括軟件的配置管理、系統建造等模塊構造 包括模塊界面、模塊管理、模塊控制和一致性等執行構造 包括性能分析、

4、調度分析、動態配置和不同的執行系統之間的接口等. 與軟件體系構造有關的研討：體系構造風格(Architecture Styles) 表示軟件系統的一種特別的根本構造，以及相關的構造方法設計方式(Design Patterns) 構外型方式、構外型方式、行為型方式框架(Framework) 另一種研討和構造軟件體系構造的方法，更多的是關于運用領域問題的已建立的系統構造。.軟件體系構造的層次構造軟件的構成軟件的物質根底軟件的構造根底軟件的層次構造模型軟件體系構造的層次構造模型軟件體系構造的體系.軟件的構成軟件體系構造需求根底軟件體系構造需求層次軟件體系構造需求方式.軟件的物質根底 軟件設計的物質根

5、底是計算機硬件，當前的計算機硬件決議了軟件設計和實現的出發點，計算機硬件的開展影響著軟件體系構造。.計算機硬件體系構造分類SISD單指令流單數據流計算機控制處置存儲指令數據指令.計算機硬件體系構造分類SIMD單指令流多數據流計算機控制處置2存儲2指令數據2存儲1存儲n處置1處置n數據1數據n.計算機硬件體系構造分類MISD多指令流單數據流計算機控制2處置2存儲2指令1存儲1存儲n處置1處置n數據數據控制1控制n指令2指令n指令1指令2指令n.計算機硬件體系構造分類MIMD多指令流多數據流計算機控制2處置2存儲2指令1存儲1存儲n處置1處置n控制1控制n指令2指令n指令1指令2指令n數據2數據1

6、數據n.多處置機系統具有共享存儲構造的多處置機控制處置MAP控制處置MAP存儲存儲互連網絡通道I/O通道I/O.多處置機系統具有分布存儲構造的多處置機控制處置MAP控制處置MAP互連網絡I/O存儲存儲.分布計算系統分布計算網絡交換機交換機電信網絡網絡.軟件的構造根底構造控制流部件銜接方式構造化銜接方式根本數據類型籠統數據類型進程及運轉環境分時并發計算資源共享/并行同步實時系統軟件構造的四視圖觀.軟件體系構造的四視圖概念視圖模塊視圖代碼視圖運行視圖部件銜接器配置模塊子系統層模塊限制新模塊分割部件銜接器配置運轉限制新模塊分割模塊變化成運轉實體運轉實體源代碼硬件和操作系統體系結構.軟件的層次構造模型

7、計算機網絡的體系構造計算機操作系統的體系構造.軟件體系構造的層次構造模型第6層：運用層第5層：系統構造方式層層第4層：資源和管理調度層第3層：根底控制描畫層第2層：軟化的硬件層第1層：計算機硬件層.客戶機/效力器體系構造運用系統的組成：顯示邏輯部分(表示層):實現與用戶交互運用途置部分(功能層):進展詳細運算和數據處置數據管理部分(數據層):對數據庫中數據進展查詢、 修正、更新等義務運用分層表示層功能層數據層三層明確分割, 邏輯上獨立 .瘦客戶機和胖客戶機客戶機“胖 客戶機運用處置邏輯顯示邏輯效力器數據管理邏輯數據庫“瘦客戶機表示顯示邏輯數據管理邏輯數據庫表示運用途置運用處置邏輯客戶機效力器.

8、三層C/S的根本硬件構造 將三層功能裝載到硬件的三種根本方法表示層表示層表示層功能層數據層數據層功能層功能層數據層客戶機服務器(1)將數據層和 功能層放在 一臺效力器上(2)將數據層和 功能層放在 不同效力器上服務器(3)將功能層放 在客戶機上.層次模型的構造關系客戶層N層N-1層1運用籠統的最高層籠統的最低層.2. 軟件設計的問題 工具 如何描畫軟件的總體構造方法 用什么方法有問題構造導出 軟件構造評價準那么 什么樣的軟件構造是 “最優的.公認的、被多次運用的系統構造被稱為構造風格、設計方式、(設計)框架。假設說一門工程技術的成熟表如今其根本設計構件的提出和系統化，那么體系構造的風格、方式、

9、框架就是軟件工程中的根本構件。體系構造概念能否成熟到使軟件設計發生根本革命的程度？.廣泛提及的體系構造風格：管道和過濾器 (Pipe and Filters)數據籠統或對象(Data Abstraction and Object Orientted)隱式調用/音訊(Event-Based/Implicit Invocation)層次(Layered System)倉庫(Repositories)解釋器(Interpreters)過程控制(Process Control)分布式系統(Distributed System)客戶/效力器(Client/Server)主程序/子程序(Main/Sub

10、Programs)形狀轉換(State Transition)公用領域(Domain Specific Styles).對體系構造風格的了解構造風格以構造組織為特性定義了一個軟件系統族，表達了部件以及部件之間的關系。體系構造風格經過組件運用的限制及其與構建有關的組成和設計規那么來表現組件和組件之間的關系。體系構造風格表示了軟件系統的一種特別的根本構造，以及相關的構造方法。體系構造風格應該使一些對軟件構成帶有整體性、普遍性、普通性的構造和構造關系的方法。在設計中，遵照這些風格的構成原那么，對軟件的開發和維護非常有益。.面向電子商務的運用體系構造圖網絡平臺以有運用系統數據庫中間件根底設備J2EE/

11、CORBA/COM+傳統中間件操作系統B2B集成平臺運用集成平臺運用系統任務流.o5S(o5)o6S(o6)分布式對象體系構造o1S(o1)o2S(o2)o3S(o3)o4S(o4) 根本系統組件是對象，提供一組效力，對外給出 效力的接口 對象之間不存在客戶機與效力器的界限，接受服 務者扮演客戶機角色，提供效力者就是效力器 對象能夠分布在網絡的多臺計算機上，經過中間 件相互通訊軟件總線 中間件.OMG體系構造和效力參考模型公共對象效力與特定非規范化應用系統有關的對象橫向工具對象與特定縱向領域有關的對象運用系統接口領域接口CORBA工具接口CORBA對象懇求代理ORBCORBA效力接口.NET體

12、系通用言語運轉時辰環境CLR根本類庫數據和XMLWeb效力用戶接口通用言語運轉規范CLSVB.NETC+C#PerlVisual Studio .NET.某制造企業的架構用戶界面銷售公司子系統生產計劃部生產設備處采購財務處人事處勞資處專賣處科技處倉庫辦公室市場部DDL公用構件庫采購管理分析對比財務管理銷售管理計劃管理匯總執行文檔審計文檔批閱特權管理文檔轉發MIS通用構件庫查詢統計計帳報表計劃OA構件庫錄入通信維護構件庫歸檔恢復轉儲根本構件庫ODBC運用數據庫運轉和維護平臺UNIXWindow NTTCP/IPORACLE.領域框架例如之一：政府招商引資招商效力相關單位招商引資工商管理財政結算稅

13、務管理電子銀行信息發布統計分析咨詢效力業務受理業務預審流程定制業務流轉投資咨詢網上洽談投訴受理政策法規辦事流程招商簡報.領域框架例如之二：統計局信息輸入系統管理統計查詢數據搜集數據上報統計局綜合信息庫數據接口根底數據庫綜合信息庫統計局綜合管理系統政府信息資源庫.MIS的構件提取的案例采購半廢品庫供應商原料庫廢品庫成品顧客原料本廢品倉庫管理消費車間倉庫管理銷售成品成品半廢品半廢品半廢品原料原料采購供應商三級商品庫倉庫管理銷售商品顧客二級商品庫一級商品庫倉庫管理倉庫管理商品商品商品 在不同行業的倉庫物流模型尋覓共性，進展方式復用.采購MIS的構件提取的案例物資庫供應商原料庫物資物流模型的構件提取倉

14、庫管理顧客倉庫管理銷售物資物資物資物資物資 采購和銷售的倉庫物流模型在MIS領域中方式復用可作為MIS通用構件庫的高級構件.MIS的構件提取的案例再一次方式復用采購物資庫供應商原料庫物資倉庫管理顧客倉庫管理銷售物資物資物資物資物資供應者輸入接受者處置輸出一切處置過程的根本IPO(Input,Process,Output)方式可作為根本構件庫的高級構件或規范，來檢驗一切MIS系統或非MIS系統中處置過程能否全面包括輸入、輸出和處置三部分。.入庫懇求商品倉庫系統調度模型進庫出庫懇求倉庫管理出庫倉庫入庫同意出庫同意入庫商品出庫商品遞交懇求脫機打印系統管理模型打印懇求執行懇求打印管理打印機打印義務集遞交同意執行同意遞交的義務執行的義務消費懇求資源的消費消費方式資源消費消費懇求資源管理資源消費資源倉庫消費同意消費同意消費的資源消費的資源從兩個不同領域且不同側面的模型，籠統出一個方式可把該方式轉化為構件類，運用時只需對類實例化，就生成了構件，它對應一種模型.酒店管理信息系統功能構造圖H M I S收銀管理子系統收銀管理子系統收銀管理子系統客人登記預定登記客房處置歷史記錄客房查詢預定查詢餐桌安排菜單作業營業結帳匯總打印