工学架构模式.pptx
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1、Architecture Patterns2模式模式n n很多系统的解决方案都比较类似很多系统的解决方案都比较类似n n解决方案的共同点是什么?解决方案的共同点是什么?解决方案的共同点是什么?解决方案的共同点是什么?n n区别在何处?区别在何处?区别在何处?区别在何处?n n用到哪些特殊的方法?用到哪些特殊的方法?用到哪些特殊的方法?用到哪些特殊的方法?n n如何制定一个特殊的方法?如何制定一个特殊的方法?如何制定一个特殊的方法?如何制定一个特殊的方法?3Architecture,Design and Implementation 表示软件系统的基本结构化组织图式。提供一个用于细化软件系统的子
2、系统或组件,或它们之间关系的图式。4模式类别模式类别n n体系结构模式体系结构模式n n可作为具体软件体系结构的模版。可作为具体软件体系结构的模版。可作为具体软件体系结构的模版。可作为具体软件体系结构的模版。n n它们规定一个应用的系统范围的结构特性,以它们规定一个应用的系统范围的结构特性,以它们规定一个应用的系统范围的结构特性,以它们规定一个应用的系统范围的结构特性,以及对其子系统的体系结构施加的影响。及对其子系统的体系结构施加的影响。及对其子系统的体系结构施加的影响。及对其子系统的体系结构施加的影响。n n体系结构模式的选择是开发一个软件系统时的体系结构模式的选择是开发一个软件系统时的体系
3、结构模式的选择是开发一个软件系统时的体系结构模式的选择是开发一个软件系统时的基本设计决策。基本设计决策。基本设计决策。基本设计决策。5模式类别模式类别n n设计模式设计模式n n软件体系结构的子系统,以及它们之间的关系。软件体系结构的子系统,以及它们之间的关系。软件体系结构的子系统,以及它们之间的关系。软件体系结构的子系统,以及它们之间的关系。通常由几个更小的体系结构单元构成。通常由几个更小的体系结构单元构成。通常由几个更小的体系结构单元构成。通常由几个更小的体系结构单元构成。n n中等规模的模式。中等规模的模式。中等规模的模式。中等规模的模式。n n规模上比体系结构模式小,但又独立于特定编规
4、模上比体系结构模式小,但又独立于特定编规模上比体系结构模式小,但又独立于特定编规模上比体系结构模式小,但又独立于特定编程语言。程语言。程语言。程语言。n n设计模式的应用对软件系统的基础结构没有影设计模式的应用对软件系统的基础结构没有影设计模式的应用对软件系统的基础结构没有影设计模式的应用对软件系统的基础结构没有影响,但可能对子系统的体系结构有所影响。响,但可能对子系统的体系结构有所影响。响,但可能对子系统的体系结构有所影响。响,但可能对子系统的体系结构有所影响。n n提供分解更复杂的服务或组件的结构,以及它提供分解更复杂的服务或组件的结构,以及它提供分解更复杂的服务或组件的结构,以及它提供分
5、解更复杂的服务或组件的结构,以及它们之间的合作。们之间的合作。们之间的合作。们之间的合作。6模式类别模式类别n n惯用法惯用法n n处理特定设计问题的实现处理特定设计问题的实现处理特定设计问题的实现处理特定设计问题的实现n n代表最低层模式,关注设计和实现方面代表最低层模式,关注设计和实现方面代表最低层模式,关注设计和实现方面代表最低层模式,关注设计和实现方面n n针对具体语言,捕获现有的编程经验针对具体语言,捕获现有的编程经验针对具体语言,捕获现有的编程经验针对具体语言,捕获现有的编程经验7Pattern characteristicsn n一个模式关注一个在特定设计环境中出现的设计问一个模
6、式关注一个在特定设计环境中出现的设计问一个模式关注一个在特定设计环境中出现的设计问一个模式关注一个在特定设计环境中出现的设计问题,并为它提供一个解决方案。题,并为它提供一个解决方案。题,并为它提供一个解决方案。题,并为它提供一个解决方案。n n各种模式用文档记录下现存的经过充分考验的设计各种模式用文档记录下现存的经过充分考验的设计各种模式用文档记录下现存的经过充分考验的设计各种模式用文档记录下现存的经过充分考验的设计经验。经验。经验。经验。n n模式为设计原则提供一种公共的词汇和理解。模式为设计原则提供一种公共的词汇和理解。模式为设计原则提供一种公共的词汇和理解。模式为设计原则提供一种公共的词
7、汇和理解。n n模式是为软件体系结构建立文档的一种手段。模式是为软件体系结构建立文档的一种手段。模式是为软件体系结构建立文档的一种手段。模式是为软件体系结构建立文档的一种手段。n n模式支持用已定义的属性来构造软件。模式支持用已定义的属性来构造软件。模式支持用已定义的属性来构造软件。模式支持用已定义的属性来构造软件。8Pattern scheman n语境:问题出现的场景语境:问题出现的场景n n问题:在那个语境中出现的再现问题问题:在那个语境中出现的再现问题n n解决方案必须满足的需求解决方案必须满足的需求解决方案必须满足的需求解决方案必须满足的需求n n必须考虑的约束必须考虑的约束必须考虑
8、的约束必须考虑的约束n n解决方案必须具有的特性解决方案必须具有的特性解决方案必须具有的特性解决方案必须具有的特性n n解决方案:已被证实的问题的解决方案解决方案:已被证实的问题的解决方案n n特定的结构:组件和关系的结构特定的结构:组件和关系的结构特定的结构:组件和关系的结构特定的结构:组件和关系的结构n n运行期的行为运行期的行为运行期的行为运行期的行为9Pattern scheman n模式的图式:模式的图式:10Architecture Patternsn n一个软件体系结构的模式描述了一个出一个软件体系结构的模式描述了一个出现在特定设计语境中的特殊的再现设计现在特定设计语境中的特殊的
9、再现设计问题,并为它的解决方案提供了一个经问题,并为它的解决方案提供了一个经过充分验证的通用图式。过充分验证的通用图式。n n一组预先确定的子系统和他们的职责一组预先确定的子系统和他们的职责一组预先确定的子系统和他们的职责一组预先确定的子系统和他们的职责n n子系统间的相互关联的规则子系统间的相互关联的规则子系统间的相互关联的规则子系统间的相互关联的规则n n例如:例如:例如:例如:Model-View-ControllerModel-View-Controller模式模式模式模式11Pattern:Layers12Pattern:Layersn n层体系结构模式有助于构建这样的应用:它层体系
10、结构模式有助于构建这样的应用:它能被分解成子任务组,其中每个子任务组处能被分解成子任务组,其中每个子任务组处于一个特定的抽象层次上。于一个特定的抽象层次上。n n下层为上层提供服务下层为上层提供服务下层为上层提供服务下层为上层提供服务n n上层利用下层提供的服务完成自身的任务上层利用下层提供的服务完成自身的任务上层利用下层提供的服务完成自身的任务上层利用下层提供的服务完成自身的任务n n通过同步程序调用来完成请求的服务通过同步程序调用来完成请求的服务通过同步程序调用来完成请求的服务通过同步程序调用来完成请求的服务13Pattern:LayersISO Open Systems Intercon
11、nect 7-layer modelISO Open Systems Interconnect 7-layer model14Pattern scheman n一个独立层的描述一个独立层的描述15Pattern:Layersn n举例:虚拟机举例:虚拟机n ne.g.JVMe.g.JVMn n举例:举例:APIsn ne.g.C standard library,built on Unix system e.g.C standard library,built on Unix system callscallsn n举例:信息系统举例:信息系统n n应用层应用层应用层应用层数据库数据库数据库数
12、据库n n表示层表示层表示层表示层应用逻辑层应用逻辑层应用逻辑层应用逻辑层领域层领域层领域层领域层数据库数据库数据库数据库16Pattern:Layersn n举例:举例:举例:举例:Windows NTWindows NTn n系统服务:子系统和系统服务:子系统和系统服务:子系统和系统服务:子系统和NTNT执行程序之间的接口层执行程序之间的接口层执行程序之间的接口层执行程序之间的接口层n n资源管理器层:包含对象管理器、安全引用监视器、过资源管理器层:包含对象管理器、安全引用监视器、过资源管理器层:包含对象管理器、安全引用监视器、过资源管理器层:包含对象管理器、安全引用监视器、过程管理器、程
13、管理器、程管理器、程管理器、I/OI/O管理器、虚拟存储管理器和局部过程调用管理器、虚拟存储管理器和局部过程调用管理器、虚拟存储管理器和局部过程调用管理器、虚拟存储管理器和局部过程调用等模块。等模块。等模块。等模块。n n内核:它关心一些基本功能,如中断和意外处理、多处内核:它关心一些基本功能,如中断和意外处理、多处内核:它关心一些基本功能,如中断和意外处理、多处内核:它关心一些基本功能,如中断和意外处理、多处理器同步、线程调度和现程分配。理器同步、线程调度和现程分配。理器同步、线程调度和现程分配。理器同步、线程调度和现程分配。n n硬件抽象层硬件抽象层硬件抽象层硬件抽象层(HAL)(HAL)
14、:隐藏了不同处理器系列机器之间的:隐藏了不同处理器系列机器之间的:隐藏了不同处理器系列机器之间的:隐藏了不同处理器系列机器之间的硬件差异。硬件差异。硬件差异。硬件差异。n n硬件硬件硬件硬件17Three-Layered Enterprise Application 18Pattern:Layersn n优点:优点:n n层的重用层的重用层的重用层的重用n n标准化支持标准化支持标准化支持标准化支持n n局部性依赖局部性依赖局部性依赖局部性依赖n n可替换性可替换性可替换性可替换性n n不足不足n n更改行为的重叠更改行为的重叠更改行为的重叠更改行为的重叠n n降低效率降低效率降低效率降低效率
15、n n不必要的工作不必要的工作不必要的工作不必要的工作n n难以认可层的正确粒度难以认可层的正确粒度难以认可层的正确粒度难以认可层的正确粒度19Pattern:Model-View-Controller20Pattern:Model-View-Controllern n将一个交互式应用程序分为三个组件。将一个交互式应用程序分为三个组件。将一个交互式应用程序分为三个组件。将一个交互式应用程序分为三个组件。n n模型模型模型模型(Model)(Model):核心功能和数据:核心功能和数据:核心功能和数据:核心功能和数据n n视图视图视图视图(Views)(Views):向用户显示信息:向用户显示信
16、息:向用户显示信息:向用户显示信息n n控制器控制器控制器控制器(Controllers)(Controllers):处理用户输入:处理用户输入:处理用户输入:处理用户输入n n视图和控制器共同构成了用户接口视图和控制器共同构成了用户接口视图和控制器共同构成了用户接口视图和控制器共同构成了用户接口n n变更变更变更变更-传播机制确保了用户接口和模型之间的一致性传播机制确保了用户接口和模型之间的一致性传播机制确保了用户接口和模型之间的一致性传播机制确保了用户接口和模型之间的一致性21Pattern:Model-View-Controller22Pattern:Model-View-Control
17、ler23Pattern:Model-View-Controllern n相同的信息在不同的窗口有不同的表示相同的信息在不同的窗口有不同的表示相同的信息在不同的窗口有不同的表示相同的信息在不同的窗口有不同的表示n n支持不同的支持不同的支持不同的支持不同的“样式和感觉样式和感觉样式和感觉样式和感觉”标准标准标准标准n n模型独立于表示模型独立于表示模型独立于表示模型独立于表示n n布告形式连接布告形式连接布告形式连接布告形式连接n n观察者设计模式观察者设计模式观察者设计模式观察者设计模式n n举例:举例:举例:举例:n nSmalltalkSmalltalkn nASP.NETASP.NET
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