軟件體系結(jié)構(gòu)Chap04_共享系統(tǒng)PPT課件

1、2021/3/91第四章 共享信息系統(tǒng) 4.1 共享信息系統(tǒng)概述 4.2 數(shù)據(jù)庫集成 4.3 軟件開發(fā)環(huán)境集成 4.4 建筑設(shè)計(jì)集成 4.5 共享信息系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) 4.6 結(jié)論2021/3/92 4.1 共享信息系統(tǒng)概述 隨著一類系統(tǒng)的需求不斷增長(zhǎng)，必然會(huì)帶來與這類系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的體系結(jié)構(gòu)的不斷演化，來滿足不斷增長(zhǎng)的需求。本章中， 我們會(huì)圍繞著共享信息系統(tǒng)來考察需求的增長(zhǎng)與其對(duì)應(yīng)體系結(jié)構(gòu)的互相影響。1、共享信息系統(tǒng)有一類非常特殊但又非常重要的系統(tǒng)，有一類非常特殊但又非常重要的系統(tǒng)， 它的主要功能是收集、處它的主要功能是收集、處理、保存大批量復(fù)雜信息體，理、保存大批量復(fù)雜信息體， 這就是共享信息系統(tǒng)

2、。這就是共享信息系統(tǒng)。2、三類共享信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理：從傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫建筑商業(yè)決策系統(tǒng)的需求推動(dòng)其發(fā)展數(shù)據(jù)處理：從傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫建筑商業(yè)決策系統(tǒng)的需求推動(dòng)其發(fā)展； 軟件開發(fā)環(huán)境軟件開發(fā)環(huán)境 描述和處理程序以及程序設(shè)計(jì)的需求推動(dòng)其發(fā)描述和處理程序以及程序設(shè)計(jì)的需求推動(dòng)其發(fā)展展 建筑設(shè)計(jì)：考慮到在結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)中獨(dú)立的設(shè)計(jì)工具計(jì)算結(jié)果之建筑設(shè)計(jì)：考慮到在結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)中獨(dú)立的設(shè)計(jì)工具計(jì)算結(jié)果之間的交互，需要將這些設(shè)計(jì)工具集成起來，這種需求推動(dòng)了建筑設(shè)計(jì)的間的交互，需要將這些設(shè)計(jì)工具集成起來，這種需求推動(dòng)了建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展。發(fā)展。2021/3/93子任務(wù)子任務(wù) 單個(gè)程序單個(gè)程序 子任務(wù)子任務(wù) 單個(gè)程序單個(gè)程序共享信息系

3、統(tǒng)共享信息系統(tǒng)大任務(wù)大任務(wù)多個(gè)獨(dú)立處理步驟多個(gè)獨(dú)立處理步驟數(shù)據(jù)傳送已知的 固定格式差異性 多樣性交互性共享數(shù)據(jù)存儲(chǔ)共享數(shù)據(jù)存儲(chǔ)整合問題 支持獨(dú)立處理子程序共享信息系統(tǒng)演化摸式共享信息系統(tǒng)演化摸式2021/3/944.2 數(shù)據(jù)庫集成業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理基于數(shù)據(jù)庫管理，特別是數(shù)據(jù)庫更新業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理基于數(shù)據(jù)庫管理，特別是數(shù)據(jù)庫更新單個(gè)數(shù)據(jù)庫單個(gè)數(shù)據(jù)庫協(xié)同的周期性協(xié)同的周期性單個(gè)用途更新 事務(wù)集成事務(wù)集成數(shù)據(jù)不一致或不完整數(shù)據(jù)不一致或不完整要求由交互性更新 事務(wù)實(shí)時(shí)完成事務(wù)實(shí)時(shí)完成數(shù)據(jù)擴(kuò)展和集成更新 導(dǎo)致更新 解決方法更新 統(tǒng)一模式統(tǒng)一模式多數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)多數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)2021/3/95多個(gè)事務(wù)合成一個(gè)大的批序列并

4、組成單個(gè)應(yīng)用，他們順序地對(duì)無結(jié)構(gòu)文檔進(jìn)行更新；編輯：接受事務(wù)輸入并多個(gè)事務(wù)合成一個(gè)大的批序列并組成單個(gè)應(yīng)用，他們順序地對(duì)無結(jié)構(gòu)文檔進(jìn)行更新；編輯：接受事務(wù)輸入并在不訪問數(shù)據(jù)庫的情況下進(jìn)行任何可能的驗(yàn)證；排序：依據(jù)序列話的主文件中的記錄將事務(wù)按照相同的順序在不訪問數(shù)據(jù)庫的情況下進(jìn)行任何可能的驗(yàn)證；排序：依據(jù)序列話的主文件中的記錄將事務(wù)按照相同的順序排列；更新程序序列排列；更新程序序列 ；一個(gè)周期性輸出報(bào)告的打印程序；一個(gè)周期性輸出報(bào)告的打印程序圖圖4。1 批序列數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)流程圖批序列數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)流程圖2021/3/96圖圖4。2 批序列更新過程內(nèi)部結(jié)構(gòu)批序列更新過程內(nèi)部結(jié)構(gòu)事務(wù)處理模板被復(fù)制，每個(gè)

5、事務(wù)擁有它自己的子程序集，可以看出，隨著設(shè)計(jì)的關(guān)注點(diǎn)從體系結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移到了事務(wù)處理模板被復(fù)制，每個(gè)事務(wù)擁有它自己的子程序集，可以看出，隨著設(shè)計(jì)的關(guān)注點(diǎn)從體系結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移到了代碼層次。代碼層次。2021/3/97圖圖4。3 批序列數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu)批序列數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu)處理操作序列以及每一步在它的后繼者開始的之前完成的操作處理操作序列以及每一步在它的后繼者開始的之前完成的操作2021/3/98交互式、實(shí)施查詢、組織結(jié)構(gòu)規(guī)模交互式、實(shí)施查詢、組織結(jié)構(gòu)規(guī)模 簡(jiǎn)單知識(shí)庫：簡(jiǎn)單知識(shí)庫：事務(wù)與操作分開事務(wù)與操作分開 單個(gè)編目可以進(jìn)行多個(gè)操作單個(gè)編目可以進(jìn)行多個(gè)操作圖圖4。4 交互式數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)流圖交互式數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)流圖

6、2021/3/99圖圖4。5 交互式更新程序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)交互式更新程序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)獨(dú)立數(shù)據(jù)庫更新程序獨(dú)立數(shù)據(jù)庫更新程序2021/3/910圖圖4。6 簡(jiǎn)單知識(shí)庫數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單知識(shí)庫數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu)兩個(gè)附加結(jié)構(gòu)：控制元素：接受批序列或者交互式事務(wù)流兩個(gè)附加結(jié)構(gòu)：控制元素：接受批序列或者交互式事務(wù)流 緩沖區(qū)：緩沖區(qū)： 提供周期性報(bào)告功能提供周期性報(bào)告功能圖圖4。7 加入控制和報(bào)告的數(shù)據(jù)庫知識(shí)庫體系結(jié)構(gòu)加入控制和報(bào)告的數(shù)據(jù)庫知識(shí)庫體系結(jié)構(gòu)2021/3/911基于多個(gè)異構(gòu)數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用開發(fā)需要解決兩個(gè)問題：基于多個(gè)異構(gòu)數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用開發(fā)需要解決兩個(gè)問題：系統(tǒng)能夠協(xié)調(diào)表示方式間的差異系統(tǒng)能夠協(xié)調(diào)表示方式間的差

7、異能夠在分布式的系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互操作能夠在分布式的系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互操作虛擬知識(shí)庫虛擬知識(shí)庫： 簡(jiǎn)單知識(shí)庫模型逐漸被支持多視圖的數(shù)據(jù)庫模型所取代，組織重構(gòu)和合并簡(jiǎn)單知識(shí)庫模型逐漸被支持多視圖的數(shù)據(jù)庫模型所取代，組織重構(gòu)和合并以及數(shù)據(jù)融合促使了多個(gè)數(shù)據(jù)的聯(lián)合使用以及數(shù)據(jù)融合促使了多個(gè)數(shù)據(jù)的聯(lián)合使用圖圖4。8 單一構(gòu)造的模式的多樣性單一構(gòu)造的模式的多樣性2021/3/912圖圖4。9 分布式數(shù)據(jù)庫模式集成分布式數(shù)據(jù)庫模式集成圖圖4。10 多個(gè)數(shù)據(jù)庫的集成多個(gè)數(shù)據(jù)庫的集成2021/3/913圖圖4。11 使用中介程序的多數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)使用中介程序的多數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)多級(jí)分層結(jié)構(gòu)多級(jí)分層結(jié)構(gòu) 統(tǒng)一的模式使信息的合

8、并成為可能，但是它們的映射是固定的，被動(dòng)的，靜態(tài)的，統(tǒng)一的模式使信息的合并成為可能，但是它們的映射是固定的，被動(dòng)的，靜態(tài)的，導(dǎo)致多數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)一致性問題導(dǎo)致多數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)一致性問題2021/3/914圖圖4。12 多數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的分層體系結(jié)構(gòu)多數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的分層體系結(jié)構(gòu) 采用多級(jí)分層結(jié)構(gòu)將用戶業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)庫，和中介者分離，層之間的交互很象客戶機(jī)采用多級(jí)分層結(jié)構(gòu)將用戶業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)庫，和中介者分離，層之間的交互很象客戶機(jī)服務(wù)器關(guān)系，缺乏中心共享數(shù)據(jù)強(qiáng)制的一致性，因此重新定制了如下結(jié)構(gòu)：服務(wù)器關(guān)系，缺乏中心共享數(shù)據(jù)強(qiáng)制的一致性，因此重新定制了如下結(jié)構(gòu)：2021/3/915業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理的共享信息系統(tǒng)的演化業(yè)務(wù)

9、數(shù)據(jù)處理的共享信息系統(tǒng)的演化業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理開發(fā)模式經(jīng)歷：業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理開發(fā)模式經(jīng)歷： 批處理批處理 交互式處理交互式處理 統(tǒng)一模式統(tǒng)一模式 多數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)多數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)2021/3/9164.3 軟件開發(fā)環(huán)境集成軟件開發(fā)環(huán)境集成數(shù)據(jù)處理依賴實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，軟件開發(fā)完全依賴軟件開發(fā)工具數(shù)據(jù)處理依賴實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，軟件開發(fā)完全依賴軟件開發(fā)工具圖圖4.13 傳統(tǒng)的編譯器模型傳統(tǒng)的編譯器模型圖圖4.14 使用符號(hào)表的傳統(tǒng)編譯器模型使用符號(hào)表的傳統(tǒng)編譯器模型批序列批序列 批序列批序列 符號(hào)表2021/3/917圖圖4.15 現(xiàn)代規(guī)范編譯器模型現(xiàn)代規(guī)范編譯器模型批序列批序列 批序列批序列 過程中間表示2021/3/918

10、圖圖4.16 現(xiàn)代編譯器的知識(shí)庫觀點(diǎn)現(xiàn)代編譯器的知識(shí)庫觀點(diǎn)路徑順序路徑順序 中心共享中心共享 控制流2021/3/919圖圖4.17 使用共享表示的軟件工具使用共享表示的軟件工具軟件工具的知識(shí)庫軟件工具的知識(shí)庫2021/3/920集成通信、用戶接口及表示集成通信、用戶接口及表示圖圖4.18 環(huán)境集成的環(huán)境集成的NIST/ECMA參考模型參考模型2021/3/921軟件開發(fā)環(huán)境的共享信息系統(tǒng)的演化軟件開發(fā)環(huán)境的共享信息系統(tǒng)的演化演化的驅(qū)動(dòng)力：演化的驅(qū)動(dòng)力： 實(shí)時(shí)計(jì)算的到來促使很多功能從批處理過渡到交互式處理實(shí)時(shí)計(jì)算的到來促使很多功能從批處理過渡到交互式處理 對(duì)于效率的關(guān)注促使操作粒度的降低，從系

11、統(tǒng)完全處理對(duì)于效率的關(guān)注促使操作粒度的降低，從系統(tǒng)完全處理過渡到模塊增量開發(fā)的處理過渡到模塊增量開發(fā)的處理 對(duì)整個(gè)軟件開發(fā)過程控制的管理促使管理覆蓋面從編譯對(duì)整個(gè)軟件開發(fā)過程控制的管理促使管理覆蓋面從編譯過渡到整個(gè)開發(fā)周期過渡到整個(gè)開發(fā)周期 2021/3/922建筑設(shè)計(jì)集成建筑設(shè)計(jì)集成在管理問題求解和信息交換上是有效的在管理問題求解和信息交換上是有效的并且有足夠的靈活性來適應(yīng)工具的變化并且有足夠的靈活性來適應(yīng)工具的變化還能很好的對(duì)信息和問題求解策略的變化做出響應(yīng)還能很好的對(duì)信息和問題求解策略的變化做出響應(yīng) 建筑設(shè)計(jì)集成環(huán)境是一個(gè)控制獨(dú)立應(yīng)用集合的框架，這建筑設(shè)計(jì)集成環(huán)境是一個(gè)控制獨(dú)立應(yīng)用集合的

12、框架，這些獨(dú)立應(yīng)用用來解決建筑設(shè)計(jì)中部分問題，些獨(dú)立應(yīng)用用來解決建筑設(shè)計(jì)中部分問題， 他們必須：他們必須：PS PS ： 一個(gè)集成環(huán)境的目標(biāo)是：一個(gè)集成環(huán)境的目標(biāo)是： 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 設(shè)計(jì)決策設(shè)計(jì)決策 知識(shí)集成知識(shí)集成2021/3/923針對(duì)分布式的問題求解的系統(tǒng)必須具備以下功能針對(duì)分布式的問題求解的系統(tǒng)必須具備以下功能問題分解（將任務(wù)分解為獨(dú)立的代理者）問題分解（將任務(wù)分解為獨(dú)立的代理者）任務(wù)分配（已最佳的性能將任務(wù)分配給代理者）任務(wù)分配（已最佳的性能將任務(wù)分配給代理者）代理控制（保證任務(wù)以有組織的方式被執(zhí)行的策略）代理控制（保證任務(wù)以有組織的方式被執(zhí)行的策略）代理通信（當(dāng)任務(wù)交互或沖突時(shí)，信息的

13、交換）代理通信（當(dāng)任務(wù)交互或沖突時(shí)，信息的交換）通過集成建筑環(huán)境發(fā)現(xiàn)：通過集成建筑環(huán)境發(fā)現(xiàn)：數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 通常式知識(shí)庫：能將共享的通用的表示方式轉(zhuǎn)化成工具專有表示方式通常式知識(shí)庫：能將共享的通用的表示方式轉(zhuǎn)化成工具專有表示方式通信通信 共享數(shù)據(jù)：消息共享數(shù)據(jù)：消息工具：分內(nèi)部（專門為系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工具）和開放的（可以被集成的外部工具）工具：分內(nèi)部（專門為系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工具）和開放的（可以被集成的外部工具）控制：大部分是單級(jí)別的層次結(jié)構(gòu)，工具位于底層，在頂層進(jìn)行協(xié)調(diào)控制：大部分是單級(jí)別的層次結(jié)構(gòu)，工具位于底層，在頂層進(jìn)行協(xié)調(diào)規(guī)劃：主要針對(duì)類別和處理順序的固定分解；腳本有時(shí)有限的靈活性規(guī)劃：主要針對(duì)類別和處理

14、順序的固定分解；腳本有時(shí)有限的靈活性2021/3/924IBDEIBDE中的工具：中的工具：ARCHPLANARCHPLAN從地點(diǎn)預(yù)算幾何約束設(shè)從地點(diǎn)預(yù)算幾何約束設(shè)計(jì)出的體系結(jié)構(gòu)規(guī)劃計(jì)出的體系結(jié)構(gòu)規(guī)劃CORECORE列出了建筑核心服務(wù)（電梯列出了建筑核心服務(wù)（電梯樓梯等）樓梯等）STPYPRESSTPYPRES配置結(jié)構(gòu)化的系統(tǒng)（懸配置結(jié)構(gòu)化的系統(tǒng)（懸架架 固定框架等）固定框架等）STANLAYSTANLAY執(zhí)行基本的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和執(zhí)行基本的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和大概的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)分析大概的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)分析SPEXSPEX進(jìn)行結(jié)構(gòu)化構(gòu)件的初步設(shè)計(jì)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化構(gòu)件的初步設(shè)計(jì)FOOTERFOOTER設(shè)計(jì)了基礎(chǔ)設(shè)計(jì)了基礎(chǔ)CONDSTRUCTION PLANEXCONDSTRUCTION PLANEX產(chǎn)生構(gòu)造產(chǎn)生構(gòu)造進(jìn)度表，并預(yù)算成本進(jìn)度表，并預(yù)算成本圖圖4.19 集成建筑設(shè)計(jì)環(huán)境集成建筑設(shè)計(jì)環(huán)境2021/3/925典型的知識(shí)庫要擁有成熟的控制和規(guī)劃構(gòu)件典型的知識(shí)庫要擁有成熟的控制和規(guī)劃構(gòu)件圖圖4