软件的架构与设计模式之什么是架构

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。

具体地说，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。

在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具体设计甚至建造，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。

计算机软件的历史开始于五十年代，历史非常短暂，而相比之下建筑工程则从石器时代就开始了，人类在几千年的建筑设计实践中积累了大量的经验和教训。

建筑设计基本上包含两点，一是建筑风格，二是建筑模式。

独特的建筑风格和恰当选择的建筑模式，可以使一个独一无二。

下面的照片显示了中美洲古代玛雅建筑，Chichen-Itza大金字塔，九个巨大的石级堆垒而上，九十一级台阶（象征着四季的天数）夺路而出，塔顶的神殿耸入云天。

所有的数字都如日历般严谨，风格雄浑。

难以想象这是石器时代的建筑物。

图1、位于墨西哥Chichen-Itza（在玛雅语中chi意为嘴chen意为井）的古玛雅建筑。

（摄影：作者）软件与人类的关系是架构师必须面对的核心问题，也是自从软件进入历史舞台之后就出现的问题。

与此类似地，自从有了建筑以来，建筑与人类的关系就一直是建筑设计师必须面对的核心问题。

英国首相丘吉尔说，我们构造建筑物，然后建筑物构造我们（We shape our buildings, and afterwards our buildings shape us）。

英国下议院的会议厅较狭窄，无法使所有的下议院议员面向同一个方向入座，而必须分成两侧入座。

丘吉尔认为，议员们入座的时候自然会选择与自己政见相同的人同时入座，而这就是英国政党制的起源。

Party这个词的原意就是＂方＂、＂面＂。

政党起源的要害就是建筑物对人的影响。

在软件设计界曾经有很多人认为功能是最为重要的，形式必须服从功能。

与此类似地，在建筑学界，现代主义建筑流派的开创人之一Louis Sullivan也认为形式应当服从于功能（Forms follows function）。

几乎所有的软件设计理念都可以在浩如烟海的建筑学历史中找到更为遥远的历史回响。

最为闻名的，当然就是模式理论和XP理论。

架构的目标是什么正如同软件本身有其要达到的目标一样，架构设计要达到的目标是什么呢？一般而言，软件架构设计要达到如下的目标：·可靠性（Reliable）。

软件系统对于用户的商业经营和治理来说极为重要，因此软件系统必须非常可靠。

·安全行（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。

·可扩展性（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，一个软件系统应当答应导入新技术，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。

架构的种类根据我们关注的角度不同，可以将架构分成三种：·逻辑架构、软件系统中元件之间的关系，比如用户界面，数据库，外部系统接口，商业逻辑元件，等等。

比如下面就是笔者亲身经历过的一个软件系统的逻辑架构图 图2、一个逻辑架构的例子从上面这张图中可以看出，此系统被划分成三个逻辑层次，即表象层次，商业层次和数据持久层次。

每一个层次都含有多个逻辑元件。

比如WEB服务器层次中有Html服务元件、session服务元件、安全服务元件、系统治理元件等。

·物理架构、软件元件是怎样放到硬件上的。

比如下面这张物理架构图描述了一个分布于北京和上海的分布式系统的物理架构，图中所有的元件都是物理设备，包括网络分流器、代理服务器、WEB服务器、应用服务器、报表服务器、整合服务器、存储服务器、主机等等。

图3、一个物理架构的例子·系统架构、系统的非功能性特征，如可扩展性、可靠性、强壮性、灵活性、性能等。

系统架构的设计要求架构师具备软件和硬件的功能和性能的过硬知识，这一工作无疑是架构设计工作中最为困难的工作。

此外，从每一个角度上看，都可以看到架构的两要素：元件划分和设计决定。

首先，一个软件系统中的元件首先是逻辑元件。

这些逻辑元件如何放到硬件上，以及这些元件如何为整...

用什么工具画 软件架构设计图

UIDesigner是腾讯用户研究与体验设计部（CDC）设计研发的一款设计类软件，打造一款可以让设计师统一平台和团队协作的平台型设计工具，经过1.0和2.0版本的经验沉淀，我们决定对3.0版本进行全新的架构设计。

开发一个软件系统，前期的架构设计承载着整个软件的设计思想和关键决策，可以说是重中之重。

根据软件架构设计思想，关注分割和交互，好的架构必须使每个关注点相互分离。

我们进行了最基本的需求分析，得出两个关注点：一是工具，二是设计绘图，关系如图1所示。

得到最基本的两个关注点后，接着将提取关键需求（包括：关键功能需求、关键质量需求和关键商业需求），根据两个关注点进行架构的细化设计。

一、关注点——工具 这里我们结合UIDesigner的实际需求，提取出属于“工具”范畴的关键功能需求、关键质量需求和关键商业需求。

首先，“工具”的关键功能需求，必须包括：磁盘文件读写、异常捕捉、日志记录、安全性管理；非工具所必须，但是UIDesigner本身所要求的，包括：配置管理、缓存管理、线程服务、服务器和客户端通讯管理、国际化服务。

其次，“工具”的关键质量需求，质量需求包括开发期质量需求和运行期质量需求两部分，经过分析和权衡，UIDesigner的性能主要取决于设计绘图，而稳定性、可扩展性和可维护性才是决定“工具”本身发展的质量需求，因此，对“工具”的质量需求设计将以稳定性、可扩展性和可维护性为主。

最后，“工具”的关键商业需求，因为UIDesigner本身并没有很复杂的业务需求，因此关键商业需求是在设计流程的优化和规范上得到体现，这方面的设计已经属于高层模块和使用流程的设计，对架构的影响非常小，可以暂时性的忽略。

经过关键需求的提取，我们得到了“工具”的设计目标——可以提供通用功能（关键功能需求）的高稳定性、扩展性和维护性的客户端应用。

根据此目标，我们采取了DI(Dependency-Injection)和MVP(Model-View-Presenter)结合的架构，概念架构设计如图2所示。

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申请软件著作权的设计文档的模版

引言 软件架构是一门学科，开始于 20 世纪 70 年代。

面对不断增加的复杂性和开发复杂实时系统的压力，作为主流系统工程和软件开发的基本构造，软件架构应运而生。

与任何其他久经考验的学科一样，软件架构在诞生之初也面临许多挑战。

软件架构表示系统的结构和行为方面。

在早期为软件架构编写文档说明时，所使用的文本和图解表达常常不足或者不够精确。

所需的是某种一致并得到充分理解的伪（或元）语言，以便将对软件架构进行表示和编写文档说明的不同方式统一起来。

在学术研究的推动下，在用于开发有效软件架构文档说明的最佳实践和指导原则方面，工程和计算机科学领域已取得了长足的发展。

在本系列中，您将了解如何编写软件架构文档说明。

了解编写文档说明的不同方面：系统上下文、体系结构概述、功能体系结构、操作体系结构和体系结构决策。

在这第一篇文章中，了解软件架构是什么，以及为该学科的不同方面编写文档说明的重要性。

回页首软件架构不同的研究人员已解释了软件架构是什么，并且他们对有关如何最好地表示软件系统的体系结构具有不同的观点。

其中没有哪一种解释是错误的；每种解释都具有自己的价值。

Bass L 等人抓住了软件架构的本质： “程序或计算系统的软件架构是该系统的结构，包括软件组件、那些组件的外部可见的属性，以及那些组件之间的关系” 。

此定义重点关注由粗粒度的构造（软件组件）所构成的体系结构，可以将这些构造看作是体系结构的构建块。

每个软件组件或体系结构构建块具有某些外部可见的属性，这是它向其他体系结构构建块公开的属性。

软件组件的内部设计和实现细节不是系统的其他部分所关心的内容，系统的其他部分只是将某个特定组件视为一个黑盒。

该黑盒具有某些所公开的属性，其他软件组件可以使用这些属性来共同实现业务或 IT 目标。

软件架构在恰当的粒度级别标识体系结构构建块。

软件架构还标识那些构建块如何彼此相关，并进行文档记录。

与软件工程相关的体系结构涉及到将单个系统分解或划分为一组可迭代地、渐进地和独立地构造的部分。

各个部分彼此具有显式的关系。

当组合在一起时，各个部分就形成了系统、企业或应用程序的体系结构。

关于体系结构与设计之间的区别，存在一些混淆。

正如 Clements P 等人 所指出的，所有体系结构都是设计，但不是所有设计都是体系结构。

需要绑定以使系统满足其功能性和非功能性需求和目标的设计本质上是体系结构。

体系结构将体系结构构建块视为黑盒，而设计则处理体系结构构建块的配置、自定义和内部工作。

体系结构将软件组件与其外部属性绑定在一起。

设计通常要比体系结构松散得多，因为它允许以更多的方式遵守组件的外部属性。

设计还考虑用于实现组件内部细节的各种方法。

软件架构可以递归地使用。

请考虑一个属于某个系统的软件架构组成部分的软件组件 （C1）。

软件架构师将该组件及其应该公开的属性、功能和非功能特性及其与其他软件组件的关系交给系统设计人员。

设计人员在分析软件组件 C1 之后，决定将该组件分解为更细粒度的组件（C11、C12 和 C13），其中每个组件提供可重用的功能，这些功能将用于实现 C1 的要求属性。

设计人员详细设计了 C11、C12、C13 及其接口。

此时，对设计人员来说，C11、C12 和 C13 是体系结构构造（或组件）；其中每个构造具有显式定义的外部接口。

对设计人员来说，C11、C12 和 C13 是软件组件 C1 的体系结构，并且这些构造需要进一步的改进和设计，以处理它们的内部实现。

通过将大型、复杂的系统划分为小型的构成部分并集中于每个部分，可以递归地使用体系结构。

体系结构使用共同满足行为和质量目标的体系结构构建块将系统绑定在一起。

参与者必须能够理解体系结构。

因此必须为体系结构编写足够的文档说明，下一个部分将对此进行讨论。

回页首编写体系结构文档说明的重要性参与者：体系结构的下游设计和实现用户。

为体系结构的定义、维护和增强功能进行投资的人。

向参与者传达您正在构建的系统蓝图的关键是为系统体系结构编写文档说明。

软件架构通过不同的视图进行表示——功能、操作、决策等等。

没有任何单一视图能够表示整个体系结构。

并非所有视图都需要表示特定企业或问题领域的系统体系结构。

架构师将确定足以表示所需软件架构范畴的视图集。

通过编写不同视图的文档说明并捕获每个部分的开发，您可以向开发团队和业务及 IT 参与者传达有关该不断发展的系统的信息。

软件架构具有一组其预期要满足的业务和工程目标。

体系结构的文档说明可以向参与者传达这些目标将如何实现。

为体系结构的各个方面编写文档说明，有助于架构师弥补用白板描述解决方案（使用框线图方法）与以对下游设计和实现团队有意义的方式表示解决方案之间众所周知的差距。

体系结构的框线图留下了大量有待解释的空间。

需要揭示的细节通常隐藏并令人混淆地固守在那些框线背后。

文档说明还可以促进创建切合实际并且可以系统开发（例如遵循标准模板）的体系结构构件。

作为一门学科，软件架构是非常成熟的。

您可以利用最佳实践和指导...

word文档里已经绘制的图形怎么修改将Word文档模板用来修改时

1、单击“插入”选项卡，在“插图”控件组中单击“SmartArt”，在“选择SmartArt图形”对话框中单击左侧的“层次结构”，在中间栏中选择一种样式，最后点“确定”。

2、在左侧“文本窗格”中从组织结构的最高级开始输入组织结构图中每个小方框中的文字。

3、如发现结构图中的小方框不够用，如想添加一个后勤副校长框，可以右键单击副书记框，在弹出的快捷菜单中单击“添加形状”，根据实际情况选择“在后面添加形状”或者是“在前面添加形状”、“在上边添加形状”、“在下边添加形状”。

在文本窗格中或直接单击插入的小方框，把其中输入文字。

右键单击后勤副校长框，在弹出的快捷菜单中单击“添加形状”→在下边添加形状，添加出其下级组织结构框。

把新插入的组织结构框中输入文字。

4、在组织结构图总框内空白处单击左键后按Ctrl+A（选择所有），然后单击“开始”选项卡，在“字体”控件组中设置字体、字号等。

5、可以拖动组织结构图总框周围的控制点，来调整组织结构图的大小。

6、在新出现的“SmartArt工具”下单击“设计”选项卡，在“SmartArt样式”控件组中可以选择“三维”组织结构图样式。

在“SmartArt样式”控件组中单击“更改颜色”可以选择预设的组织结构图颜色。

7、在“设计”选项卡下的“创建图形”控件组中可以通过选择“从右向左”来改变组织结构图的左右顺序。

8、如要删除组织结构图的某个小方框，可以右键单击该小方框的四框，在弹出的快捷菜单中选择“剪切”即可。

9、在“设计”选项卡下的“布局”控件组中选择“组织结构图”样式（先前的其实是层次结构图）来改换组织结构图样式，改为真正组织结构图后，就可以给某小方框添加“助理”了。

10、单击某小方框后，在“格式”选项卡下的“形状”控件组中单击“更改形状”，可单独更改组织结构图中的每个小方框的形状。

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