• 《软件架构设计》读书笔记3


    软件架构设计过程

    过程总览

    一般的软件过程:

       概念化阶段 -> 分析阶段 -> 架构设计阶段 -> 并行开发与测试阶段 -> 验收与交付阶段

    软件架构设计过程:

       需求分析 -> 领域建模 -> 确定关键需求 -> 概念性架构设计 -> 细化架构 -> 验证架构

     需求分析

    需求捕获 , 需求分析 , 系统分析:

    •     需求捕获是获取知识的过程,知识从无到有。
    •     需求分析是挖掘和整理知识的过程,它在已掌握知识的基础上进行。
    •     系统分析?如果说需求分析致力于“做什么”,那么系统分析则涉及“怎么做”。

    软件架构师不必是需求捕获专家,也不必是编写《软件需求规格说明书》的专家。但他一定应在需求分类、需求折衷和需求变更的研究方面是专家,否则他和其他软件架构师相比,就输在了“起跑线”上。

    软件需求的类型

    概念性架构设计

    ◎ 概念性架构设计的步骤(这三个步骤以迭代方式进行):

       1. 鲁棒性分析;
       2. 引入架构模式;
       3. 质量属性分析。

    鲁棒性分析

    ◎ 所谓鲁棒性分析是这样一种方法:通过分析用例规约中的事件流,识别出实现用例规定的功能所需的主要对象及其职责,形成以职责模型为主的初步设计。

    ◎ 鲁棒性分析是从功能需求向设计方案过度的第一步,所获得的初步设计是一种理想化的职责模型,它的重点是识别组成软件系统的高级职责块、规划它们之间的关系。

    ◎ 鲁棒性分析填补了分析和设计之间的鸿沟。

    ◎ 鲁棒图包含三种元素:边界对象、控制对象和实体对象。(见书P196)

    3.5.2 引入架构模式

    ◎ 较为经典的几种架构模式:

       分层、MVC、微内核、基于元模型的架构、管道-过滤器。

    ◎ 关于架构模式的几点说明:

       * 分层
         避免名不副实的分层架构,即对各层之间交互接口和交互机制的设计严重不足。
       * 微内核
         缺点:设计和实现的复杂性;性能较低。
         优点:扩展性强,可移植性强,软件系统的生命周期长。

    质量属性分析

    可用性,可修改性,性能,安全性,可测试性和易用性。

    细化架构设计

    ◎ 架构细化工作主要体现在基于五视图方法进行架构细化:

                          约束
                           ↓
                   ┌───────┐
       领域模型 -> │基于五视图方法│
       关键需求 -> │              │-> 架构方案
       概念架构 -> │ 进行架构细化 │
                   └───────┘
                           ↑
                          经验

    ◎ 架构细化设计的工作内容:

    架构设计视图 设计任务 
    逻辑架构

    细化功能单元;

    发现通用机制;

    细化领域模型;

     确定子系统接口和交互机制。

    开发架构

    确定要开发或直接利用的程序包之间的依赖关系;

    确定采用的技术;

    确定采用的框架等。

    数据架构 

    持久化数据存储方案;

    数据传递、数据复制、数据同步等策略(可选)。

    运行架构 确定引入哪些进程与线程;
    确定主动对象、被动对象,以及控制关系;
    处理进程线程的创建、销毁、通信机制、资源争用等;
    协议设计。
    物理架构

    确定物理配置方案;

    确定如何将目标程序映射到物理节点。

    ◎ 逻辑架构设计中,“发现通用机制”是应被特别强调的。

       机制(Mechanism)是模式的实例。机制是特定上下文中重复出现的问题的特定解决方案。

       具有良好架构的系统具备概念完整性。它通过对系统架构建立一种清晰的认识来发现通用的抽象和机制。利用这种共性使最终产生的系统结构更为简单。

    实现并验证软件架构

    ◎ 好的策略必须是一再求证、测试、发现瑕疵漏洞,另想途径或方法来弥补策略不足,有时甚至得全盘放弃,重新策划。-- 张明正,《挡不住的趋势》

    ◎ 架构原型对功能性需求的实现非常有限,那么“架构验证”要验证什么?

       答案是要验证架构对质量属性需求的支持程度,包括运行期质量属性和开发期质量属性。

    ◎ 验证架构的两种方法:

       * 原型法。
         对于项目型开发,常采用“原型法”。即对一组架构设计决策在非功能需求方面的满足程度进行验证。该原型往往是演进型,而非抛弃型。
       * 框架法。
         对于产品型开发,采用“框架法”有更多优点。该方法将架构设计方案用框架的形式实现,并在此基础上进行评估验证。在框架实现后,在框架基础上实现部分应用的功能,即实现一个小的垂直原型,从而进行实际非功能测试和开发期质量属性评价。

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