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  第2题      
  知识点：   开发过程   构件   软件体系结构   软件需求   体系结构   用户需求

 
论软件体系结构的演化
软件体系结构的演化是在构件开发过程中或软件开发完毕投入运行后，由于用户需求发生变化，就必须相应地修改原有软件体系结构，以满足新的变化了的软件需求的过程。体系结构的演化是一个复杂的、难以管理的问题。
 
问题：2.1   请围绕“论软件体系结构的演化”论题，依次从以下三个方面进行论述。
1. 概要叙述你参与管理和开发的软件项目以及你在其中所承担的主要工作。
2. 软件体系结构的演化是使用系统演化步骤去修改系统，以满足新的需求。简要论述系统演化的6个步骤。
3. 具体阐述你参与管理和开发的项目是如何基于系统演化的6个步骤完成软件体系结构演化的。
 
 
 

   知识点讲解    
   · 开发过程    · 构件    · 软件体系结构    · 软件需求    · 体系结构    · 用户需求
 
       开发过程
        嵌入式系统软件的开发过程可以分为项目计划、可行性分析、需求分析、概要设计、详细设计、程序建立、下载、调试、固化、测试及运行等几个阶段。
        项目计划、可行性分析、需求分析、概要设计及详细设计等几个阶段，与通用软件的开发过程基本一致，都可按照软件工程方法进行，如采用原型化方法、结构化方法等。
        ：由于嵌入式软件的运行和开发环境不同，开发工作是交叉进行的，所以每一步都要考虑到这一点。
        程序建立阶段的工作是根据详细设计阶段产生的文档进行的，主要是源代码编写、编译链接等子过程，这些工作都在宿主机上进行，不需要用到目标机。产生应用程序的可执行文件后，就要用到交叉开发环境进行调试，根据实际情况可以选用3.6.3节中提到的调试方法或其有效组合来进行。由于嵌入式系统对安全性和可靠性的要求比通用计算机系统要高，所以，在对嵌入式系统进行白盒测试时，要求有更高的代码覆盖率。
        最后，要将经调试后正确无误的可执行程序固化到目标机上。根据嵌入式系统硬件配置的不同，可以固化在EPROM（Erasable Programmable ROM，可擦除可编程ROM）和Flash等存储器中，也可固化在DOC（DiskOnChip）等电子盘中，通常还要借助一些专用编程器进行。
 
       构件
        为了达到门户站点的基本要求，一个企业的网站应当由以下构件组成：
        （1）应用服务器（Application Server）。主要用于企业较大规模电子商务应用的开发、发布和管理，同时实现与企业原有系统的集成。
        （2）工作流和群件服务器。主要用于使工作人员和商业伙伴能通过Internet共享资源、协同工作。
        （3）内容管理子系统。简化企业网站的产品管理、提高效率，并将相应的、经过筛选的内容发送给最终用户。
        （4）目录服务器。企业使用它来管理防火墙内外的用户、资源和控制安全权限，同时为用户的通信和电子商务提供一个通道。
        （5）性能优化工具。改善网站服务质量，包括流量管理、动态数据缓存、网络动态负载（Load Balancing）、知识管理等。
        （6）邮件和消息服务器。使企业和服务提供者能为所有员工、合作伙伴和客户社区提供商业级的通信架构。
        （7）个性化信息服务。在实时分析用户数据的基础上提供一对一的交易平台。通过对用户行为的更好理解，企业更跟踪、分析和理解网站用户。
        （8）搜索引擎。用户提供更广泛的资源。
        （9）安全服务器。包括数据安全、应用安全和交易完全。其基本内容有用防火墙阻止对网络的非授权访问，在安全和个人的角色授权的基础上，只需一次登录就可以访问网站的所有应用，通过提供一种对在线交易的每一方的可信任的授权方式，帮助客户、合作伙伴和员工访问Internet应用。
        （10）网站服务器（Web Server）。将各种网站的信息发布给用户。
        以上是通常构建网站所需要的构件，企业可针对自己的特点以及网站规模大小，应用的类型等自行选择。
        在网站结构的实现上，通常在逻辑上将网站分为三层：表示层、应用逻辑层、数据层。这种结构使得网站具有较好的可扩充性，将表示层与业务功能的实现分离开来，能够更灵活地适应业务的发展。网站不需要对业务逻辑组件进行任何变动，就能够适用新出现的表示形式和客户端。例如，为了使用户更方便地在网站上购物，网站调整了页面格局和页面风格。由于网站结构层次分明，只需要改动网站表示层，业务逻辑层和数据连接层则不需要改变。
        （11）表示层和相关技术。表示层用于为最终用户提供一个友好的用户界面，接受用户提交的事件，并将处理的结果返还给用户。这一层作为应用的前端和“窗口”，决定了用户对网站优劣的评价和总体印象。
        网站从总体上说是独立于客户端的，客户端包括基于浏览器的HTML客户端、给予Java的客户端、传统的C/C++应用、Power Builder客户端以及VB客户端。
        在表示层除了使用最基本的HTML语言外，通常还利用JavaScript Internet脚本语言，以及Java Internet程序开发语言。JavaScript程序运行在客户端，能够完成用户事件获取、数据提交前的合法性校验、错误检查和实现动画效果等。而利用Java开发的JavaServlet程序运行于服务器端，负责实现与业务逻辑层的交互，从业务逻辑层获得数据，并将用户提交的信息传给业务逻辑层，而基于Java语言的JSP程序，则实现数据的动态显示，它将JavaServlet程序获得的数据形成相应的HTML页面传给客户端。
        为了适应电子商务的各种需求，新的表示层技术不断发展。如XML（可扩展标记语言）和RDF（资源描述框架）等都是当前最新的、对表示层产生重大影响的技术。XML通过一种结构化的文本方式来表述数据；RDF提供一种统一的、可互操作的方法通过Internet在程序间交换元数据。
        （12）商务逻辑与实现。商务逻辑层是电子商务系统的核心，也是系统建造过程中的重点和难点。商务逻辑层包括商务应用程序、支持平台（包括商务服务层、商务支持层和基础支持层）。
        支持层向上层（商务应用层）提供的服务主要包括：表达、商务支持、运行支持、开发与集成服务。构成支持平台的技术产品至少应当包括：Web服务器、商务支持软件、集成与开发工具、计算机主机、网络及其他系统软件（如操作系统、管理工具软件等）。
        通常，Web服务器、商务支持软件、部分集成开发环境被集成到一个被称为“应用服务器”的软件包里，所以商务逻辑层在物理上可以简化为以下三个部门：应用软件（实现商务逻辑）；应用服务器（为应用软件提供软件支持平台）和其他支持软件；计算机主机及网络（为应用软件提供硬件支持平台）。
        构造商务逻辑层的任务是为选择合适的应用服务器和其他支持软件，开发实现商务逻辑的应用软件系统。
        （13）数据层及实现。构造数据层的关键是开发电子商务与外部系统、内部资源系统的接口，完成系统集成。
        数据层的数据源主要包括：相关信息系统（如ERP系统）的数据与企业的数据库，企业与协作企业（如供应商）间交换的数据，企业与银行间交换的数据，企业与认证中心之间的认证数据，企业与其他商务中介交换的电子数据。
        由于企业商务逻辑的处理过程是一个从市场、销售、采购到客户服务的整体，所以必须将商务逻辑处理过程中所涉及到的数据集成到一起，因此构造数据层的任务是：实现电子商务系统与企业内部和外部信息系统之间的网络互联，并确保安全的网络环境，基于应用服务器平台的商务应用系统与企业内部数据的共享。
 
       软件体系结构
        随着嵌入式技术的发展，特别是在后PC时代，嵌入式软件系统得到了极大的丰富和发展，形成了一个完整的软件体系。如下图所示，这个体系自底向上由3部分组成，分别是嵌入式操作系统、支撑软件和应用软件。
        
        嵌入式系统的软件体系结构
        嵌入式操作系统（Embedded Operating System, EOS）由操作系统内核、应用程序接口、设备驱动程序接口等几部分组成。嵌入式操作一般采用微内核结构。操作系统只负责进程的调度、进程间的通信、内存分配及异常与中断管理最基本的任务，其他大部分的功能则由支撑软件完成。
        嵌入式系统中的支撑软件由窗口系统、网络系统、数据库管理系统及Java虚拟机等几部分组成。对于嵌入式系统来讲，软件的开发环境大部分在通用台式计算机和工作站上运行，但从逻辑上讲，它仍然被认为是嵌入式系统支撑软件的一部分。支撑软件一般用于一些浅度嵌入的系统中，如智能手机、个人数字助理等。
        嵌入式系统中的应用软件是系统整体功能的集中体现。系统的能力总是通过应用软件表现出来的。
 
       软件需求
        在进行需求获取之前，首先要明确需要获取什么，也就是需求包含哪些内容。软件需求是指用户对目标软件系统在功能、行为、性能、设计约束等方面的期望。通常，这些需求包括功能需求、性能需求、用户或人的因素、环境需求、界面需求、文档需求、数据需求、资源使用需求、安全保密需求、可靠性需求、软件成本消耗与开发进度需求等，并预先估计以后系统可能达到的目标。此外，还需要注意其他非功能性的需求。具体内容如下。
        （1）功能需求。
        （2）性能需求。
        （3）用户或人的因素。
        （4）环境需求。
        （5）界面需求。
        （6）文档需求。
        （7）数据需求。
        （8）资源使用需求。
        （9）安全保密要求。
        （10）可靠性要求。
        （11）软件成本消耗与开发进度需求。
        （12）其他非功能性要求。
               需求分析的任务
               需求分析主要是确定待开发软件的功能、性能、数据、界面等要求。具体来说有下面几点。
               （1）确定软件系统的综合要求，包括系统界面、功能、性能、安全性、保密性、可靠性、运行等方面的要求。
               （2）分析软件系统的数据要求，包括基本数据元素、数据元素之间的逻辑关系、数据量、峰值等。
               （3）导出系统的逻辑模型，在结构化方法中可用数据流图来描述；在面向对象分析方法中可以用类模型来描述。
               （4）修正项目开发计划。
               （5）如有必要，可开发一个原型系统以验证用户的需求。
               软件需求的分类
               下面介绍软件需求的分类。
               （1）功能需求。所开发的软件必须具备什么样的功能。
               （2）非功能需求。它是指产品必须具备的属性或品质，如可靠性、性能响应时间、容错性和可扩展性等。
               （3）设计约束。其也称为限制条件、补充规约，这通常是对解决方案的一些约束说明。
               软件需求分析方法
               需求分析方法由对软件的数据域和功能域的系统分析过程及其表示方法组成。它定义了表示系统逻辑视图和物理视图的方式。大多数的需求分析方法是由数据驱动的，数据域具有数据流、数据内容和数据结构3种属性。通常一种需求分析方法总要利用其中一种或几种属性。
 
       体系结构
        RPR的体系结构如下图所示。RPR采用了双环结构，由内层的环1和外层的环0组成，每个环都是单方向传送。相邻工作站之间的跨距包含传送方向相反的两条链路。RPR支持多达255个工作站，最大环周长为2000km。
        
        RPR体系结构
 
       用户需求
        收集用户需求是要找出用户需要的重要服务和功能。收集用户需求的机制主要包括与用户群的交流、用户服务和需求归档3个方面。
        收集用户需求最常用的方式有观察和问卷调查、集中访谈、采访关键人物。在整个设计和实施阶段，应始终保持与关键人员之间的交流，以确保网络工程建设不偏离用户需求。
        用户服务表用于表示收集和归档的需求信息，也用来指导管理人员和网络用户进行讨论。
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