免费智能真题库 > 历年试卷 > 系统架构设计师 > 2009年下半年 系统架构设计师 上午试卷 综合知识
  第41题      
  知识点:   软件架构建模   数据流图   架构设计   数据流
  关键词:   处理器   数据流图   网络架构   数据   网络        章/节:   软件架构基础知识       

 
系统应用架构设计中,网络架构数据流的主要作用是将处理器和设备分配到网络中。(41)不属于网络架构数据流的内容。
 
 
  A.  服务器、客户端及其物理位置
 
  B.  处理器说明信息
 
  C.  单位时间的数据流大小
 
  D.  传输协议
 
 
 

 
  第50题    2015年下半年  
   57%
某公司为其研发的硬件产品设计实现了一种特定的编程语言,为了方便开发者进行软件开发,公司拟开发一套针对该编程语言的集成开发..
  第44题    2018年下半年  
   43%
体系结构模型的多视图表示是从不同的视角描述特定系统的体系结构。著名的4+1模型支持从( )描述系统体系结构。
  第45题    2020年下半年  
   37%
考虑软件架构时,重要的是从不同的视角(perspective)来检查,这促使软件设计师考虑架构的不同属性。例如,展示功能组织的(44)..
   知识点讲解    
   · 软件架构建模    · 数据流图    · 架构设计    · 数据流
 
       软件架构建模
        设计软件架构的首要问题是如何表示软件架构,即如何对软件架构建模。根据建模的侧重点不同,可以将软件架构的模型分为5种,分别是结构模型、框架模型、动态模型、过程模型和功能模型。
        (1)结构模型:这是一个最直观、最普遍的建模方法。这种方法以架构的构件、连接件(connector)和其他概念来刻画结构,并力图通过结构来反映系统的重要语义内容,包括系统的配置、约束、隐含的假设条件、风格、性质等。研究结构模型的核心是架构描述语言。
        (2)框架模型:框架模型与结构模型类似,但它不太侧重描述结构的细节而更侧重于整体的结构。框架模型主要以一些特殊的问题为目标建立只针对和适应该问题的结构。
        (3)动态模型:动态模型是对结构或框架模型的补充,研究系统的“大颗粒”的行为性质。例如,描述系统的重新配置或演化。动态可以指系统总体结构的配置、建立或拆除通信通道或计算的过程。这类系统常是激励型的。
        (4)过程模型:过程模型研究构造系统的步骤和过程。因而结构是遵循某些过程脚本的结果。
        (5)功能模型:该模型认为架构是由一组功能构件按层次组成,下层向上层提供服务。它可以看作是一种特殊的框架模型。
        在这5种模型中,最常用的是结构模型和动态模型。这5种模型各有所长,将5种模型有机地统一在一起,形成一个完整的模型来刻画软件架构更合适。例如,Kruchten在1995年提出了一个“4+1”的视图模型。“4+1”视图模型从5个不同的视角包括逻辑视图、进程视图、物理视图、开发视图和场景视图来描述软件架构。每一个视图只关心系统的一个侧面,5个视图结合在一起才能反映系统的软件架构的全部内容。“4+1”视图模型如下图所示。
        
        “4+1”视图模型
        (1)逻辑视图(logic view):主要支持系统的功能需求,即系统提供给最终用户的服务。在逻辑视图中,系统分解成一系列的功能抽象,这些抽象主要来自问题领域。这种分解不但可以用来进行功能分析,而且可用作标识在整个系统的各个不同部分的通用机制和设计元素。在面向对象技术中,通过抽象、封装和继承,可以用对象模型来代表逻辑视图,用类图来描述逻辑视图。逻辑视图中使用的风格为面向对象的风格,逻辑视图设计中要注意的主要问题是要保持一个单一的、内聚的对象模型贯穿整个系统。
        (2)开发视图(development view):也称为模块视图(module view),主要侧重于软件模块的组织和管理。软件可通过程序库或子系统进行组织,这样,对于一个软件系统,就可以由不同的人进行开发。开发视图要考虑软件内部的需求,如软件开发的容易性、软件的重用和软件的通用性,要充分考虑由于具体开发工具的不同而带来的局限性。开发视图通过系统输入输出关系的模型图和子系统图来描述。可以在确定了软件包含的所有元素之后描述完整的开发角度,也可以在确定每个元素之前,列出开发视图原则。
        (3)进程视图(process view):侧重于系统的运行特性,主要关注一些非功能性的需求,例如系统的性能和可用性。进程视图强调并发性、分布性、系统集成性和容错能力,以及逻辑视图中的主要抽象如何适合进程结构。它也定义逻辑视图中的各个类的操作具体是在哪一个线程中被执行的。进程视图可以描述成多层抽象,每个级别分别关注不同的方面。
        (4)物理视图(physical view):主要考虑如何把软件映射到硬件上,它通常要考虑到解决系统拓扑结构、系统安装、通信等问题。当软件运行于不同的结点上时,各视图中的构件都直接或间接地对应于系统的不同结点上。因此,从软件到结点的映射要有较高的灵活性,当环境改变时,对系统其他视图的影响最小。
        (5)场景(scenarios):可以看作是那些重要系统活动的抽象,它使四个视图有机联系起来,从某种意义上说场景是最重要的需求抽象。在开发架构时,它可以帮助设计者找到架构的构件和它们之间的作用关系。同时,也可以用场景来分析一个特定的视图,或描述不同视图构件间是如何相互作用的。场景可以用文本表示,也可以用图形表示。
        :逻辑视图和开发视图描述系统的静态结构,而进程视图和物理视图描述系统的动态结构。对于不同的软件系统来说,侧重点也有所不同。例如,对于管理信息系统来说,比较侧重于从逻辑视图和开发视图来描述系统,而对于实时控制系统来说,则比较注重于从进程视图和物理视图来描述系统。
 
       数据流图
        DFD是结构化分析中的重要方法和工具,是表达系统内数据的流动并通过数据流描述系统功能的一种方法。DFD还可被认为是一个系统模型,在信息系统开发中,一般将它作为需求说明书的组成部分。
        DFD从数据传递和加工的角度,利用图形符号通过逐层细分描述系统内各个部件的功能和数据在它们之间传递的情况,来说明系统所完成的功能。具体来说,DFD的主要作用如下:
        (1)DFD是理解和表达用户需求的工具,是系统分析的手段。由于DFD简明易懂,理解它不需要任何计算机专业知识,因此通过它同客户交流很方便。
        (2)DFD概括地描述了系统的内部逻辑过程,是系统分析结果的表达工具,因而也是系统设计的重要参考资料,是系统设计的起点。
        (3)DFD作为一个存档的文字材料,是进一步修改和充实开发计划的依据。
        在DFD中,通常会出现4种基本符号,分别是数据流、加工、数据存储和外部实体(数据源及数据终点)。数据流是具有名字和流向的数据,在DFD中用标有名字的箭头表示。加工是对数据流的变换,一般用圆圈表示。数据存储是可访问的存储信息,一般用直线段表示。外部实体是位于被建模的系统之外的信息生产者或消费者,是不能由计算机处理的成分,它们分别表明数据处理过程的数据来源及数据去向,用标有名字的方框表示。下图是一个典型的DFD示例。
        
        办理取款手续的DFD
        为了表达数据处理过程中的数据加工情况,用一个DFD是不够的。稍微复杂的实际问题,在DFD中常常出现十几个甚至几十个加工。这样的DFD看起来很不清楚。层次结构的DFD能很好地解决这一问题。按照系统的层次结构进行逐步分解,并以分层的DFD反映这种结构关系,能清楚地表达整个系统。
        下图给出分层DFD的示例。数据处理S包括三个子系统1、2、3。顶层下面的第一层DFD为DFD/L1,第二层的DFD/L2.1、DFD/L2.2及DFD/L2.3分别是子系统1、2和3的细化。对任何一层数据流图来说,我们称它的上层图为父图,在它下一层的图则称为子图。
        
        分层数据流图
        概括地说,画DFD的基本步骤,就是“自顶向下,逐层分解”。检查和修改的原则如下:
        (1)DFD中的所有图形符号只限于前述4种基本图形元素。
        (2)顶层DFD必须包括前述4种基本元素,缺一不可。
        (3)顶层DFD中的数据流必须封闭在外部实体之间。
        (4)每个加工至少有一个输入数据流和一个输出数据流。
        (5)在DFD中,需按层给加工框编号。编号表明了该加工处在哪一层,以及上下层的父图与子图的对应关系。
        (6)规定任何一个数据流子图必须与它上一层的一个加工对应,两者的输入数据流和输出数据流必须一致。此即父图与子图的平衡。
        (7)可以在DFD中加入物质流,帮助用户理解DFD。
        (8)图上每个元素都必须有名字。
        (9)DFD中不可夹带控制流。
 
       架构设计
        WebApp描述了使WebApp达到其业务目标的基础结构,典型使用多层架构来构造,包括用户界面或展示层、基于一组业务规则来指导与客户端浏览器进行信息交互的控制器,以及可以包含WebApp的业务规则的内容层或模型层,描述将以什么方式来管理用户交互、操作内部处理任务、实现导航及展示内容。模型-视图-控制器(Model-View-Controller,MVC)结构是WebApp基础结构模型之一,它将WebApp功能及信息内容分离。
 
       数据流
        数据流由一组固定成分的数据组成,表示数据的流向。在DFD中,数据流的流向可以有以下几种:从一个加工流向另一个加工;从加工流向数据存储(写);从数据存储流向加工(读);从外部实体流向加工(输入);从加工流向外部实体(输出)。
        DFD中的每个数据流用一个定义明确的名字表示。除了流向数据存储或从数据存储流出的数据流不必命名外,每个数据流都必须有一个合适的名字,以反映该数据流的含义。
        数据流或者由具体的数据属性(也称为数据结构)构成,或者由其他数据流构成。组合数据流是由其他数据流构成的数据流,它们用于在高层的数据流图中组合相似的数据流,以使数据流图更便于阅读。
        控制流是对数据流图的补充,采用虚线表示,是对由触发系统功能的事件进行描述。
        另外,一个加工可以有多个输入数据流和多个输出数据流,此时可以加上一些扩充字符符号或图形元素来描述多个数据流之间的关系。如:
        (1)星号(*)。星号表示数据流之间存在“与”关系。如果是输入流则表示所有输入数据流全部到达后才能进行加工处理;如果是输出流则表示加工结束将同时产生所有的输出数据流。
        (2)加号(+)。加号表示数据流之间存在“或”关系。如果是输入流则表示其中任何一个输入数据流到达后就能进行加工处理;如果是输出流则表示加工处理的结果是至少产生其中一个输出数据流。
        (3)异或(⊕)。异或表示数据流之间存在“互斥”关系。如果是输入流则表示当且仅当其中一个输入流到达后才能进行加工处理;如果是输出流则表示加工处理的结果是仅产生这些输出数据流中的一个。
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