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系统架构的概述

系统架构的定义和简介

随着信息系统的规模越来越庞大和复杂,系统结构的重要性也越来越受到人们的重视,设计和确定系统整体结构也成为一项非常重要的任务。

系统构架:是对已确定的需求的技术实现构架、作好规划,运用成套、完整的工具,在规划的步骤下去完成任务。

构件、模式和规划是系统架构的三大要素,其中规划是架构的基石,也就是一个架构中最为重要的元素。

现代信息系统架构本质上可以分为两大层次:概念层次物理层次

具体到软件系统的架构,则是关于软件系统结构、行为和属性的高级抽象,意在指导大型软件系统各个方面的设计。软件系统架构制定了软件系统的组织结构和拓扑结构,而且显示了系统需求与构成组件之间的对应关系,包括设计决策的基本方法和原理。可以说,软件架构是一个系统的草图,是构建计算机软件实践的基础。

软件架构设计要达到的目标

  • 可靠性(Reliable)。软件系统对于用户的商业经营和管理来说极为重要,因此软件系统必须非常可靠。
  • 安全性(Secure)。软件系统所承担的交易的商业价值极高,系统的安全性非常重要。
  • 伸缩性(SCAlable)。软件必须能够在用户的使用率、用户的数目增加很快的情况下,保持合理的性能。只有这样,才能适应用户的市场扩展得可能性。
  • 可定制化(CuSTomizable)。同样的一套软件,可以根据客户群的不同和市场需求的变化进行调整。
  • 可扩展性(Extensible)。在新技术出现的时候,一个软件系统应当允许导入新技术,从而对现有系统进行功能和性能的扩展。
  • 可维护性(MAIntainable)。软件系统的维护包括两方面,一是排除现有的错误,二是将新的软件需求反映到现有系统中去。一个易于维护的系统可以有效地降低技术支持的花费。
  • 客户体验(Customer Experience)。软件系统必须易于使用。
  • 市场时机(Time to Market)。软件用户要面临同业竞争,软件提供商也要面临同业竞争。以最快的速度争夺市场先机非常重要。

4+1架构视图模型:

构架通常由许多不同的构架视图来表示,以图形方式来摘要说明“在构架方面具有重要意义”的模型元素。其中,“4+1架构视图模型”是1995年由Philippe kruchen在《IEEE software》上发表的题为《The 4+1 View Model of Architecture》中提出的,目前被广泛使用。

  • 用例视图:包括用例和场景,这些用例和场景包括在构架方面具有重要意义的行为、类或技术风险。它是用例模型的子集。
  • 逻辑视图:包括最重要的设计类、从这些设计类到包和子系统的组织形式,以及从这些包和子系统到层的组织形式。它还包括一些用例实现。它是设计模型的子集。
  • 实施视图:包括实施模型及其从模块到包和层的组织形式的概览。 同时还描述了将逻辑视图中的包和类向实施视图中的包和模块分配的情况。它是实施模型的子集。
  • 进程视图:包括所涉及任务(进程和线程)的描述,它们的交互和配置,以及将设计对象和类向任务的分配情况。只有在系统具有很高程度的并行时,才需要该视图。在 Rational Unified Process 中,它是设计模型的子集。
  • 配置视图:包括对最典型的平台配置的各种物理节点的描述以及将任务(来自进程视图)向物理节点分配的情况。只有在分布式系统中才需要该视图。它是部署模型的一个子集。构架视图记录在软件构架文档中。

可以通过构建其他视图来表达需要特别关注的部分,如用户界面视图、安全视图、数据视图等等。而对于简单的系统,亦可以省略 4+1 视图模型中的某些些视图。

 

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