軟件體系結構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 建筑設計集成 4.5 共享信息系統(tǒng)的體系結構 4.6 結論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，必然會帶來與這類系統(tǒng)對應的體系結構的不斷演化，來滿足不斷增長的需求。本章中， 我們會圍繞著共享信息系統(tǒng)來考察需求的增長與其對應體系結構的互相影響。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、保存大批量復雜信息體，理、保存大批量復雜信息體， 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計的需求推動其發(fā)描述和處理程序以及程序設計的需求推動其發(fā)展展 建筑設計：考慮到在結構化設計中獨立的設計工具計算結果之建筑設計：考慮到在結構化設計中獨立的設計工具計算結果之間的交互，需要將這些設計工具集成起來，這種需求推動了建筑設計的間的交互，需要將這些設計工具集成起來，這種需求推動了建筑設計的發(fā)展。發(fā)展。2021/3/93子任務子任務 單個程序單個程序 子任務子任務 單個程序單個程序共享信息系

3、統(tǒng)共享信息系統(tǒng)大任務大任務多個獨立處理步驟多個獨立處理步驟數(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)存儲共享數(shù)據(jù)存儲整合問題 支持獨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)庫更新單個數(shù)據(jù)庫單個數(shù)據(jù)庫協(xié)同的周期性協(xié)同的周期性單個用途更新 事務集成事務集成數(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 事務實時完成事務實時完成數(shù)據(jù)擴展和集成更新 導致更新 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多個事務合成一個大的批序列并

4、組成單個應用，他們順序地對無結構文檔進行更新；編輯：接受事務輸入并多個事務合成一個大的批序列并組成單個應用，他們順序地對無結構文檔進行更新；編輯：接受事務輸入并在不訪問數(shù)據(jù)庫的情況下進行任何可能的驗證；排序：依據(jù)序列話的主文件中的記錄將事務按照相同的順序在不訪問數(shù)據(jù)庫的情況下進行任何可能的驗證；排序：依據(jù)序列話的主文件中的記錄將事務按照相同的順序排列；更新程序序列排列；更新程序序列 ；一個周期性輸出報告的打印程序；一個周期性輸出報告的打印程序圖圖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 批序列更新過程內部結構批序列更新過程內部結構事務處理模板被復制，每個

5、事務擁有它自己的子程序集，可以看出，隨著設計的關注點從體系結構轉移到了事務處理模板被復制，每個事務擁有它自己的子程序集，可以看出，隨著設計的關注點從體系結構轉移到了代碼層次。代碼層次。2021/3/97圖圖4。3 批序列數(shù)據(jù)庫體系結構批序列數(shù)據(jù)庫體系結構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、實施查詢、組織結構規(guī)模交互式、實施查詢、組織結構規(guī)模 簡單知識庫：簡單知識庫：事務與操作分開事務與操作分開 單個編目可以進行多個操作單個編目可以進行多個操作圖圖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部結構交互式更新程序的內部結構獨立數(shù)據(jù)庫更新程序獨立數(shù)據(jù)庫更新程序2021/3/910圖圖4。6 簡單知識庫數(shù)據(jù)庫體系結構簡單知識庫數(shù)據(jù)庫體系結構兩個附加結構：控制元素：接受批序列或者交互式事務流兩個附加結構：控制元素：接受批序列或者交互式事務流 緩沖區(qū)：緩沖區(qū)： 提供周期性報告功能提供周期性報告功能圖圖4。7 加入控制和報告的數(shù)據(jù)庫知識庫體系結構加入控制和報告的數(shù)據(jù)庫知識庫體系結構2021/3/911基于多個異構數(shù)據(jù)庫的應用開發(fā)需要解決兩個問題：基于多個異構數(shù)據(jù)庫的應用開發(fā)需要解決兩個問題：系統(tǒng)能夠協(xié)調表示方式間的差異系統(tǒng)能夠協(xié)調表示方式間的差

7、異能夠在分布式的系統(tǒng)中實現(xiàn)數(shù)據(jù)互操作能夠在分布式的系統(tǒng)中實現(xiàn)數(shù)據(jù)互操作虛擬知識庫虛擬知識庫： 簡單知識庫模型逐漸被支持多視圖的數(shù)據(jù)庫模型所取代，組織重構和合并簡單知識庫模型逐漸被支持多視圖的數(shù)據(jù)庫模型所取代，組織重構和合并以及數(shù)據(jù)融合促使了多個數(shù)據(jù)的聯(lián)合使用以及數(shù)據(jù)融合促使了多個數(shù)據(jù)的聯(lián)合使用圖圖4。8 單一構造的模式的多樣性單一構造的模式的多樣性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 多個數(shù)據(jù)庫的集成多個數(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)多級分層結構多級分層結構 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，被動的，靜態(tài)的，導致多數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)一致性問題導致多數(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)的分層體系結構多數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的分層體系結構 采用多級分層結構將用戶業(yè)務，數(shù)據(jù)庫，和中介者分離，層之間的交互很象客戶機采用多級分層結構將用戶業(yè)務，數(shù)據(jù)庫，和中介者分離，層之間的交互很象客戶機服務器關系，缺乏中心共享數(shù)據(jù)強制的一致性，因此重新定制了如下結構：服務器關系，缺乏中心共享數(shù)據(jù)強制的一致性，因此重新定制了如下結構：2021/3/915業(yè)務數(shù)據(jù)處理的共享信息系統(tǒng)的演化業(yè)務

9、數(shù)據(jù)處理的共享信息系統(tǒng)的演化業(yè)務數(shù)據(jù)處理開發(fā)模式經歷：業(yè)務數(shù)據(jù)處理開發(fā)模式經歷： 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)處理依賴實時數(shù)據(jù)庫，軟件開發(fā)完全依賴軟件開發(fā)工具數(shù)據(jù)處理依賴實時數(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 使用符號表的傳統(tǒng)編譯器模型使用符號表的傳統(tǒng)編譯器模型批序列批序列 批序列批序列 符號表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)代編譯器的知識庫觀點現(xiàn)代編譯器的知識庫觀點路徑順序路徑順序 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庫軟件工具的知識庫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)的演化演化的驅動力：演化的驅動力： 實時計算的到來促使很多功能從批處理過渡到交互式處理實時計算的到來促使很多功能從批處理過渡到交互式處理 對于效率的關注促使操作粒度的降低，從系

11、統(tǒng)完全處理對于效率的關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 對整個軟件開發(fā)過程控制的管理促使管理覆蓋面從編譯對整個軟件開發(fā)過程控制的管理促使管理覆蓋面從編譯過渡到整個開發(fā)周期過渡到整個開發(fā)周期 2021/3/922建筑設計集成建筑設計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工具的變化并且有足夠的靈活性來適應工具的變化還能很好的對信息和問題求解策略的變化做出響應還能很好的對信息和問題求解策略的變化做出響應 建筑設計集成環(huán)境是一個控制獨立應用集合的框架，這建筑設計集成環(huán)境是一個控制獨立應用集合的

12、框架，這些獨立應用用來解決建筑設計中部分問題，些獨立應用用來解決建筑設計中部分問題， 他們必須：他們必須：PS PS ： 一個集成環(huán)境的目標是：一個集成環(huán)境的目標是： 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 設計決策設計決策 知識集成知識集成2021/3/923針對分布式的問題求解的系統(tǒng)必須具備以下功能針對分布式的問題求解的系統(tǒng)必須具備以下功能問題分解（將任務分解為獨立的代理者）問題分解（將任務分解為獨立的代理者）任務分配（已最佳的性能將任務分配給代理者）任務分配（已最佳的性能將任務分配給代理者）代理控制（保證任務以有組織的方式被執(zhí)行的策略）代理控制（保證任務以有組織的方式被執(zhí)行的策略）代理通信（當任務交互或沖突時，信息的

13、交換）代理通信（當任務交互或沖突時，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) 通常式知識庫：能將共享的通用的表示方式轉化成工具專有表示方式通常式知識庫：能將共享的通用的表示方式轉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：分內部（專門為系統(tǒng)設計的工具）和開放的（可以被集成的外部工具）工具：分內部（專門為系統(tǒng)設計的工具）和開放的（可以被集成的外部工具）控制：大部分是單級別的層次結構，工具位于底層，在頂層進行協(xié)調控制：大部分是單級別的層次結構，工具位于底層，在頂層進行協(xié)調規(guī)劃：主要針對類別和處理順序的固定分解；腳本有時有限的靈活性規(guī)劃：主要針對類別和處理

14、順序的固定分解；腳本有時有限的靈活性2021/3/924IBDEIBDE中的工具：中的工具：ARCHPLANARCHPLAN從地點預算幾何約束設從地點預算幾何約束設計出的體系結構規(guī)劃計出的體系結構規(guī)劃CORECORE列出了建筑核心服務（電梯列出了建筑核心服務（電梯樓梯等）樓梯等）STPYPRESSTPYPRES配置結構化的系統(tǒng)（懸配置結構化的系統(tǒng)（懸架架 固定框架等）固定框架等）STANLAYSTANLAY執(zhí)行基本的結構設計和執(zhí)行基本的結構設計和大概的結構系統(tǒng)分析大概的結構系統(tǒng)分析SPEXSPEX進行結構化構件的初步設計進行結構化構件的初步設計FOOTERFOOTER設計了基礎設計了基礎CONDSTRUCTION PLANEXCONDSTRUCTION PLANEX產生構造產生構造進度表，并預算成本進度表，并預算成本圖圖4.19 集成建筑設計環(huán)境集成建筑設計環(huán)境2021/3/925典型的知識庫要擁有成熟的控制和規(guī)劃構件典型的知識庫要擁有成熟的控制和規(guī)劃構件圖圖4