Chapter6：Architecture

6.1 Architecture

6.1.1 What is architecture design？

• 架构设计，说到底还是一个设计过程，在system design process的早期阶段进行，并且是和需求分析specification同步进行的，最终产出一个software architecture的description。

  这个description描述了系统的sub-system之间的control和communication

• 举例：packing robot control system

  描述了有7个sub-system，以及他们之间的控制和交互情况。
  

6.1.2 architecture有大有小：

1）small：

​ 一个程序被分解为若干的组件【甚至是对象类】

​ an individual program is decomposed into components.

2）large：

​ 复杂的企业级系统，可能包含other systems, programs, and program components.

​ 这些系统可能分布在不同的computers上，甚至被不同的companies管理着。

6.1.3 architecture 的作用？

1. Stakeholder Communication

   ​ 利于stakeholders交流

2. System analysis

   ​ 利于检测系统对non-functional requirements的满足程度。

3. Large-scale reuse

   ​ 利于在相同的domain下复用。还利于建造出style

6.1.4 Architecture和System characters

6.2 Architecture Views

6.2.1 What is architecture view？

每一个architecture model 都只展现了 1 个 view or perspective of the system

我们要对系统进行设计、写文档，我们就需要不同的views，因而需要不同的architecture model

6.2.2 （4+1） view

分别面向四种人：

综合举例：

6.3 Architecture patterns

6.3.1 What is architecture patterns ？

对于一些具体domain的软件问题，可能会有相同的解决方案。

我们将：能解决一类特定问题的体系结构设计，称之为：architecture patterns

6.3.2 MVC pattern

• Model-view-controller pattern 三个逻辑部件组成，彼此互相交互。

1. Model：管理数据，封装数据。

2. View：展示数据，可视化。

3. controller：控制数据流向模型对象，并在数据变化时更新视图。它使视图与模型分离开。
   

• 例子：Web application 使用 MVC pattern

6.3.2 Layered pattern

• 用于建模子系统的接口 model the interfacing of sub-systems 。

  组织成一系列的层的集合，每一层提供一层功能【例如计网中的模型】

  能很好的支持：Incremental 增量式开发和交付

• A generic layered architecture 通用的层次结构
  

• 例子：The architecture of the LIBSYS system
  

6.3.3 Repository pattern

• sub-systems 之间如果需要 exchange data ，该怎么办？

  两种方法：

  1. Shared data is held in a central database or repository 【这就是仓库模型】

  2. Each sub-system maintains its own database

• 特点：

  数据存储：中心存储的，都放在一个repository里。

  适用于：系统有大量的数据且需要长期保留。Data-driven的。

  优点：组件独立，彼此影响小。数据一致性容易得到保证。

  缺点：数据是中心存放的，它崩了就全崩了。组件之间需要通过中间商，效率低了些。

• 例：A repository architecture for an IDE
  

6.3.4 Client-Server pattern

• Client-Server pattern

  Client：提交服务请求。

  Server：处理请求并返回结果。

  好处：功能易扩展（加server就行）

  种类：Two-tier 和 Multi-tier 两种。

• Thin & Fat client

  1. Thin-client model：客户端承担少，比如浏览器。

  2. Fat-client model：客户端承担多，比如ATM取款机。

• Two-tier client server

  比如QQ就是2层结构。Two-tier又分为两种：

• Multi-tier client server

  系统有很多个client-server的层次。

  每个层次 提供的功能是递进的【比如浏览器】。

  通常是Thin-client

6.3.5 Pipe and filter pattern

• 管道过滤器【一种传统的architecture】

  UML活动图描述：数据流图，功能转换过程。

  数据处理模型中的每一个活动，就是一个功能处理模块，即：filter

  数据流入流出的处理，即：pipe

  典型的pipe and filter architecture有：Unix的Shell

• 例子：
  
  管道—过滤器结构就是：数据流的处理过程的转换。

  箭头：管道，即：pipe

  活动：处理活动，即filter

  整个过程中，Invoices 和 Payments 经过一系列的过滤器 + 管道，最后得到了 Receipts 和 Reminders

6.4 Application architectures

• What is Application architectures？

  1. 之前介绍的都是一些通用的 architectures或者patterns，对于一些特定的应用呢，也有一些architectures，这就是Application architectures

  2. 包含了前面通用模型，在具体应用中的体现。仓库模型的编译系统，层次模型的信息系统等。

• The structure of transaction processing applications