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架構設計 Architectural Design 大綱 軟體架構 資料設計 架構的型態與模式 架構的設計 評估可供選擇的架構設計 將資料流向映對成軟體架構 軟體架構 什麼是架構(architecture) 架構設計表示建立一個以電腦為基礎系統所必須要的資料結構與程式元件。它考慮系統所採取的架構型態、建構系統元件的結構與性質，和發生於系統的所有架構元件之間的交互關係。 組合軟體元件、元件外部可見的性質、它們之間的關係 軟體的整體架構，和其內結構所提供系統概念整合的方式。 軟體架構(con’t) The architecture is not the operational software. Rather, it is a representation that enables a software engineer to: analyze the effectiveness of the design in meeting its stated requirements, consider architectural alternatives at a stage when making design changes is still relatively easy, and reduce the risks associated with the construction of the software. 軟體架構(con’t) 為何重要，有三大理由 溝通 早期決策 構成易於掌握的模型 提供你大的圖，並確保你得到對的東西 資料設計 設計金字塔(圖9.1) 資料設計(data design)： 讓我們在物件導向的系統中，表示傳統系統與類別定義(包括屬性與操作)中架構的資料元件。 架構設計(architectural design)： 聚焦於軟體元件的結構、及它們的性質和互動的表示。 資料設計(Con’t) 資料設計的原則： 應用到功能與行為的系統化分析原則也應該能應用於資料上。 所有的資料結構和其所要實行的操作都應該確認。 應該建立定義每個資料物件內容的機制，並用來定義應用於它的資料與操作。 低層級的資料設計決策應該延遲到設計流程的後期。 資料結構的表示只有對那些必須準備直接使用包含於結構裡的資料模組，才應該要知道。 有用的資料結構程式庫和可能應用它們的操作應該被發展。 軟體設計與程式語言應該支援抽象資料型態的規格與實現(realization)。 架構的型態與模式 架構的型態(Styles) 以資料為中心的架構(Data-centered architecture) 資料流向的架構(Data-flow architecture) 呼叫與返回架構(Call and return architecture) 主程式/副程式架構(Main program/subprogram architecture) 遠端程序呼叫架構(Remote procedure architecture) 主程式/副程式架構的元件分散跨越於網路上的多部電腦中。 物件導向的架構(Object-oriented architecture) 系統的元件將資料和應用於操縱資料的操作封裝起來。 通訊與協調經由訊息傳遞(message passing)而完成。 層級架構(Layered architecture) 架構的型態與模式(Con’t) 架構型態的選擇 這些架構型態只是對軟體設計者可以利用的小型子集合。 一旦需求工程揭開所要建造系統的特性與侷限時，最適合此特性與侷限的架構型態或型態的組合可被選擇。 許多情形中，超過一種以上的型態可能是較為恰當的，且可供選舉的方案可被設計與評估。 例如，在許多資料庫的應用程式中，階層的型態(適用於大多數的系統)能結合以資料為中心的架構。 ?簡單的說可以選擇一個或結合多種架構 架構的型態與模式(Con’t) 架構的模式 房屋建造者決定建構一棟殖民地式的中央大廳。?形態 架構的模式則有一些不同。 例如，廚房模式。定義基本的廚房家電、水槽、廚櫃的安置。廚房的設計是超過一種以上，但每一種設計能藉由廚房模式所建議的「解決方案」環境中構想出。?模式 架構的型態與模式(Con’t) 軟體的架構模式定義特別的方式以處理某些系統的行為特性。 架構的模式 併行(Concurrency) 模擬平行的方式處理多重的任務 例如：作業系統行程管理(operating system process management)、任務排程器(task scheduler) 持續(Persistence) 執行後資料要持續 例如：資料庫管理系統(Database management system) 分散(Distribution) 在分散式環