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软件结构设计的目的、原则和基本视图

1.软件结构设计的目的

可重用:为大规模开发提供基础和规范,并提供可重用的资产,软件系统的大规模开发,必须要有一定的基础和遵循一定的规范,这既是软件工程本身的要求,也是客户的要求。架构设计的过程中可以将一些公共部分抽象提取出来,形成公共类和公共接口,其他功能模块所需相关功能即可调用,以达到重用的目的。

缩短周期:一定程度上缩短项目的周期,利用软件架构提供的框架或重用组件,缩短项目开发的周期。

降低开发和维护的成本:大量的重用和抽象,可以提取出一些开发人员不用关心的公共部分,这样便可以使开发人员仅仅关注于业务逻辑的实现,从而减少了很多工作量,提高了开发效率。

提高产品的质量:好的软件架构设计是产品质量的保证,特别是对于客户常常提出的非功能性需求的满足。

2.软件架构的基本设计原则

满足功能性需求和非功能需求:这是一个软件系统最基本的要求,也是架构设计时应该遵循的最基本的原则。

实用性原则:就像每一个软件系统交付给用户使用时必须实用,能解决用户的问题一样,架构设计也必须实用,否则就会“高来高去”或“过度设计”。

接口复用:公共部分可设计成接口,减少冗余,最大程度的提高开发人员的工作效率。

低耦合:耦合是描述模块之间的依赖程度,如果一个模块的修改,都有另一个模块会受到影响,则两模块之间是相互依赖耦合的。(依赖具有传递性,耦合的两个模块可能间接依赖),低耦合是我们的设计目的,但不是不可以存在耦合不存依赖,依赖是必须的,因为模块之间是必须要通信交互。设计依赖应该依赖于不变或者不易变的接口,无需了解模块的具体实现,即为面向对象的封装性。

高内聚:高内聚是指某个特定模块包括程序、类型都应完成一系列相关功能,描述了不同程序和类型中方法,方法中不同操作描述的逻辑之间的距离相近。高内聚意味可维护性,可重塑性,因为模块对外部的依赖少(功能的完备性)。如果两个模块之间的修改,互不影响各个模块的业务,这说明模块之间是高内聚的。模块的内聚和其担当的职责成反比,即模块的职责越多,模块的内聚性越低,这也是模块的单一原则(SRP),SRP提倡每个类型都最好只承担单一的职责,只有单一的改变因素。

3.软件架构设计的基本视图

由于软件系统的不同的角色会站在不同的角度上提出的问题,我们就得从不同的视角来看待软件架构设计这项工作:

逻辑架构视角:从系统用户的角度考虑问题,设计出来的软件架构能够满足业务逻辑的需求,能够处理现在越来越复杂的业务逻辑需求。

开发架构视角:从系统开发人员的角度来考虑问题,设计的架构要易于理解,易于开发,易于单元测试,最好做到让开发人员可以用最少的代码行数完成功能的开发。

运行架构视角:从系统运行时的质量需求考虑问题,特别关注于系统的非功能需求,客户常常都会要求我们系统的功能画面的最长响应时间不超过4秒,能满足2000个用户同时在线使用,基于角色的系统资源的安全控制等。

物理架构视角:关注系统安装和部署在什么样的环境上,例如现在最流行的企业应用服务解决方案IBM Http Server + WebSphere Application Server + DB2,WebLogic + Oracle等。

数据架构视角:如今我们开发的各类系统,如管理信息系统(Management Information System,MIS)、ERP(企业资源计划),SAP,基本上都是对各类数据的操作,把一堆不太好懂的数据展现成用户容易看懂的数据,自动处理各类数据的运算等,所以数据的持久化是十分重要的一件事情。

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