什么是系统架构设计?
2017-02-21
描述语言
为了讨论和分析软件构架,必须首先定义构架表示方式,即描述构架重要方面的方式。在 Rational Unified Process 中,软件构架文档记录有这种描述。
架构描述语言(ADL)用于描述软件的体系架构。已有多种架构描述语言,如Wright (由卡内基梅隆大学开发),Acme (由卡内基梅隆大学开发),C2 (由UCI开发), Darwin (由伦敦帝国学院开发)。ADL的基本构成包括组件、连接器和配置。
视图
构架
构架视图的图形描述称为构架设计图。对于以上描述的各种视图,设计图由以下统一建模语言图组成 [UML99]:
互联网是个神奇的大网,系统架构设计也是一种模式,这里提供最详细的报价,如果你真凯败的想做,可以来这里,这个手机的开始数字是一八七中间的是三儿零最后的是一四二五零,按照顺序组合起来就可以找到,我想说的是,除非你想做或者了解这方面的内容,如果只是凑热闹的话,就不要来了
逻辑视图:类图、状态图和对象图。
进程视图:类图与对象图(包括任务 - 进程与线程)。
实施视图:构件图。
部署视图:配置图。
用例视图:用例图描述用例、主角和普通设计类;顺序图描述设计对象及其协作关系。
流程
在 Rational Unified Process 中,构架主要是分析设计工作流程的结果。当项目再次进行此工作流程时,构架将在一次又一次迭代中不断演化、改进、精炼。由于每次迭代都包括集成和测试,所以在交付产品时,构架就相当强壮了。构架是精化阶段各次迭代的重点,构架的基线通常会在此阶段结束时确定。
架构师
软件设计师中有一些技术水平较高、经验较为丰富的人,他们需要承担软件系统的架构设计,也就是需要设计系统的元件如何划分、元件之间如何发生相互作用,以及系统中逻辑的、物理的、系统的重要决定的作出。
但是,越来越多的公司体会到架构工作的重要性,并且在不同的组织层次上设置专门的架构师位置,由他们负责不同层次上的逻辑架构、物理架构、系统架构的设计、配置、维护等工作。
软件架构设计尚没有万灵的方法论支持,还是个非常新兴的行业,给出个人理解的行业软件架构设计过程运孙扮,受个人水平有限,仅供参考:
1.业务分析旁灶:针对目标行业的业务战略、蓝图、业务功能及流程进行分析,提出其中部分功能可以使用信息化进行处理,通过分析可以得出信息化要解决的问题。
2.解决方案设计:根据业务战略,形成行业信息化解决方案。他是一个系统组,同时明确各系统间的支撑关系。
3.系统功能设计:明确信息化系统功能列表及功能层次(层次,例如经验决策层工,管理层功能,业务操作功能等),将功能散列在这些层次中,根据功能及应用特点形成一个或者多个子系统。可参考下图理解。
4.系统架构设计:针对某一系统明确系统IT支撑表达,层次化关系表达及功能、技术核心元素
5.技术体系设计:针对系统的接口、数据存储,技术路线、部署及实现抽象进行设计
总体过程如下图所示
比如希赛推的ADMEMS架构体系,分为以下几种视图:
1. 数据架构:描述数据的存储结构、格式等方面。
2. 物理架构:描述机肆漏器的物理部署、网络拓扑方面。
3. 运行架构:描述运行期线程、进程间的交互工作机制。
4. 逻辑架构:指如何将代码分成不同模块、组件,以及之间的职责分配、交互行为。
5. 开发架构:主要指开发工具的选择,程序单元的划分,开发管理规范流程等方面。
例如分为哪些工程、项目,源代码管理,自裂孝烂动化编译构建、测试、部署等。
目前国际上运用比较广泛的是TOGAF架构体系,他把架构分为业务架构、数据架构、应用架构、技术架构等几个方面。
想详细的了解这些架构视图,可以参考这些架构体系相关的书、资料。
另外有很多人无缘无故的抨击架构概念,不知道是出于调侃还是无知。
埃及的金字塔、神庙的建设,不是几个平常的泥瓦匠聚在一起就能够造出来的。
像SAP、Oracle ERP,国内的金蝶等大规模的系统,以及空间站、火箭的控制系统等,没有系统性的架构方法、规范、流程,结果只能是悲剧。
当规模、复杂度没有达到一定程度,比如在一些小的团队、产品中,架构过程可能融入到老板、经理、组长、资历较深的一些开发者中,融入在大家的日常工作中,以至于感觉不到架构的存在。
就算遇到一些问题,因规模不大、复杂度不高,也比较容易调整。
当这些前提条件发生变化时,架构的作用和必要性就逐步的体现出来。
总的来说,一说到架构,如果懂软件,那么会了解为一个软件系统,这个软件设计的组成结构,如哪些是基础支持组件,哪些是完成A业务,哪些完成B业务……但说道企业架构的时候,就会问,该企业架构的几个架构如业务架构、数据架构、业务架构、技术架构,以及慎备如何链接在一起。
倒觉得,一个企业确实需要这样的架构,但不要神话它,最主要的是业务如何最终体现到软件中和流程中。
而采取分离式设计时,最容易的错误就是各自为政,集成困难。
那么以数据为中心的架构设计,会自然提供集成的基础。
提到过,企业最重要的资产是数据,甚至不是信息,是数据。
企业的业务流程会变,IT系统会变,所需要的信息与知识会变,唯有数据能够积淀下来。
这有点象自然演进,考古那种,啥都
architecture)是一系列相关的抽象模式,用于指导大型软件系统各个方面的设计。 软件架构是一个系统的草图。软件架构描述的对象是直接构成系
统的抽象组件。各个组件之间的连接则明确和相对细致地描述组件之间的通讯。在实现阶段,这些抽象组件被细化为实际的组件,比如具体某塌宴个类或者对象。在面向
慎握对象领域中,组件之间的连接通常用接口_(计算机科学)来实现。
软件体系结构是构建计算机软件实践的基础。与建筑师设定建筑项目的设计原则和目标,作为绘图员画图的基础一样,一个软件架构师或者系统架构师陈述软件构架以作为满足不同客户需求的实际系统设计方案的基础。
软件构架是一个容易理解的概念,多数工程师(尤其是经验不多的工程师)会从直觉上来认识它,但要给出精确的定义很困难。特别是,很难明确地区分设计和构架:构架属于设计的一方面,它集中于某些具体的特征。
在“软件构架简介”中,David Garlan 和 Mary Shaw
认为软件构架是有关如下问题的设计层次:“在计算的算法和数据结构之外,设计并确定系统整体结构成为了新的问题。结构问题包括总体组织结构和全局控制结
构;通信、同步和数据访问的协议;设计元素的功能分配;物理分布;设计元素的组成;定标与性能;备选设计的选择。
但构架不仅是结构;IEEE Working Group
on Architecture 把其定义为“系统在其环境中的最高层概念”。构架还包括“符合”系统完整性、经济约束条件、审美需求和样式。它并不仅注
重对内部的考虑,而且还在系统的用户环境和开发环境中对系统进行整体考虑,即同时注重对外部的考虑。
在Rational Unified Process 中,软件系统的构架(在某一给定点)是指系统重要构件的组织或结构,这些重要构件通过接口与不断减小的构件与接口所组成的构件进行交互。
从团孝银和目的、主题、材料和结构的联系上来说,软件架构可以和建筑物的架构相比拟。一个软件架构师需要有广泛的软件理论知识和相应的经验来事实和管
理软件产品的高级设计。软件架构师定义和设计软件的模块化,模块之间的交互,用户界面风格,对外接口方法,创新的设计特性,以及高层事物的对象操作、逻辑
和流程。
一般而言,软件系统的架构(Architecture)有两个要素:
它是一个软件系统从整体到部分的最高层次的划分。
一个系统通常是由元件组成的,而这些元件如何形成、相互之间如何发生作用,则是关于这个系统本身结构的重要信息。
详细地说,就是要包括架构元件(Architecture Component)、联结器(Connector)、任务流(Task-flow)。
所谓架构元素,也就是组成系统的核心"砖瓦",而联结器则描述这些元件之间通讯的路径、通讯的机制、通讯的预期结果,任务流则描述系统如何使用这些元件和
联结器完成某一项需求。
建造一个系统所作出的最高层次的、以后难以更改的,商业的和技术的决定。
建造一个系统之前会有很多的重要决定需要事先作出,而一旦系统开始进行详细设计甚至建造,这些决定就很难更改甚至无法更改。显然,这样的决定必定是有关系统设计成败的最重要决定,必须经过非常慎重的研究和考察。
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年耐键凯,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昌唤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、平亮胡衡各种利弊的、有技术和市场前瞻性的设计系统和实施系统。
1、确认需求
在项目开发过程中,架构师是在需求规格说明书完成后介入歼纯的,需求规格说明书必须得到架构师的认可。架构师需要和分析人员反复交流,以保证自己完整并准确地理解用户需求。
2、系统分解
依据用户需求,架构师将系统整体分解为更小的子系统和组件,从而形成不同的逻辑层或服务。随后,架构师会确定各层的接口,层与层相互之间的关系。架构师不仅要对整个系统分层,进行“纵向”分解,还要对同一逻辑层分块,进行“横向”分解。
软件架构师的功力基本体现于此,这是一项相对复杂的工作。
3、技术选型
架构师通过对系统的一系列的分解,最终形成了软件的整体架构。技术选择主要取决于软件架构。
Web Server运行在Windows上还是Linux上?数据库采用MSSql、Oracle还是Mysql?需要不需要采用MVC或者Spring等轻量级的框架?前端采用富客户端还是瘦客户端方式?类似的工作,都需要在这个阶段提出,并进行评估。
架构师对产品和技术的选型仅仅限于评估,没有决定权,最终的决定权归项目经理。架构师提出的技术方案为项目经理提供了重要的参考信息,项目经理会从项目预算、人力资源、时间进度等实际情况进行权衡,最终进行确认。
4、制定技术规格说明
架构师在项目开发过程中,是技术权威。他需要协调所有的开发人员,与开发人员一直保持沟通,始终保证开发者依照它的架构意图去实现各项功能。
架构师不庆改大仅要保持与开发者的沟通,也需要与项目经理、需誉竖求分析员,甚至与最终用户保持沟通。所以,对于架构师来讲,不仅有技术方面的要求,还有人际交流方面的要求。