分析比較KWIC系統(tǒng)實現(xiàn)四種不同體系結構風格

1、-. z.分析比擬KWIC系統(tǒng)實現(xiàn)四種不同體系構造風格：班級： *： 院系：-. z.TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc25930 一、實驗目的 PAGEREF _Toc25930 3 HYPERLINK l _Toc13515 二、實驗容 PAGEREF _Toc13515 3 HYPERLINK l _Toc29263 三、實驗要求與實驗環(huán)境 PAGEREF _Toc29263 3 HYPERLINK l _Toc8542 四、實驗操作 PAGEREF _Toc8542 3 HYPERLINK l _Toc23121 1數(shù)據(jù)流風格：批處理序列；管道/過濾器 PAG

2、EREF _Toc23121 3 HYPERLINK l _Toc9798 2采用調用/返回風格：主程序/子程序、面向對象風格、層次構造 PAGEREF _Toc9798 4 HYPERLINK l _Toc17005 3倉庫風格：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、超文本系統(tǒng)、黑板系統(tǒng) PAGEREF _Toc17005 5 HYPERLINK l _Toc152 4獨立構件風格：進程通訊、事件系統(tǒng) PAGEREF _Toc152 5 HYPERLINK l _Toc5667 五實驗總結 PAGEREF _Toc5667 6-. z.一、實驗目的通過KWIC 實例分析，理解和掌握軟件體系構造風格設計與實現(xiàn)。 二、實

3、驗容 多種軟件風格設計與實現(xiàn)KWIC 實例： 1采用主/子程序體系構造風格實現(xiàn)KWIC 關鍵詞索引系統(tǒng) 2采用面向對象體系架構風格實現(xiàn)KWIC 關鍵詞索引系統(tǒng) 3采用管道過濾體系架構風格實現(xiàn)KWIC 關鍵詞索引系統(tǒng) 4采用事件過程調用體系架構風格實現(xiàn)KWIC 關鍵詞索引系統(tǒng) 三、實驗要求與實驗環(huán)境 熟練掌握基于主/子程序體系構造風格的KWIC 關鍵詞索引系統(tǒng)，在此根底上，完成基于面向對象體系架構風格的KWIC 關鍵詞索引系統(tǒng)設計與實現(xiàn)。選做基于管道過濾體系架構風格的KWIC 關鍵詞索引系統(tǒng)；選做基于事件過程調用體系架構風格的KWIC 關鍵詞索引系統(tǒng)。 四、實驗操作1數(shù)據(jù)流風格：批處理序列；管道

4、/過濾器管道-過濾器風格將系統(tǒng)的功能邏輯建立為部件集合。每個部件實例完成一個對數(shù)據(jù)流的獨立功能處理，它接收數(shù)據(jù)流輸入，進展轉換和增量后進展數(shù)據(jù)流輸出。連接件是管道機制，它將前一個過濾器的數(shù)據(jù)流輸出傳遞給后一個過濾器作為數(shù)據(jù)流輸入。連接件也可能會進展數(shù)據(jù)流的功能處理，進展轉換或增量，但連接件進展功能處理的目的是為了適配前一個過濾器的輸出和后一個過濾器的輸入，而不是為了直接承載軟件系統(tǒng)的需求。 各個過濾器可以并發(fā)執(zhí)行。每個過濾器都可以在數(shù)據(jù)輸入不完備的情況下就開場進展處理，每次接到一局部數(shù)據(jù)流輸入就處理和產(chǎn)生一局部輸出。這樣，整個的過濾器網(wǎng)絡就形成了一條流水線。 設計詞匯表： Pipe, Filt

5、er構件和連接件類型構件：Filter 連接件：Pipe例子：傳統(tǒng)編譯器優(yōu)缺點：優(yōu)點：易于理解并支持變換的復用。工作流風格與很多業(yè)務處理系統(tǒng)體系構造很匹配。通過添加變換的方式進展進化是很顯然的。可以實現(xiàn)為順序的系統(tǒng)，也可以實現(xiàn)為并發(fā)的系統(tǒng)。1使得軟構件具有良好的隱蔽性和高聚、低耦合的特點；2允許設計者將整個系統(tǒng)的輸入/輸出行為看成是多個過濾器的行為的簡單合成；3支持軟件重用。重要提供適合在兩個過濾器之間傳送的數(shù)據(jù)，任何兩個過濾器都可被連接起來；4系統(tǒng)維護和增強系統(tǒng)性能簡單。新的過濾器可以添加到現(xiàn)有系統(tǒng)中來；舊的可以被改良的過濾器替換掉；5允許對一些如吞吐量、死鎖等屬性的分析；6支持并行執(zhí)行。每

6、個過濾器是作為一個單獨的任務完成，因此可與其它任務并行執(zhí)行。缺點：在通信變換間所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式必須協(xié)商好。每個變換必須解析它的輸入并寫成約定的格式輸出。這增加了系統(tǒng)的負荷，意味著不可能復用實用不兼容數(shù)據(jù)構造的函數(shù)變換。運行結果：2采用調用/返回風格：主程序/子程序、面向對象風格、層次構造主程序/子程序風格Main Program/Subroutine Style將系統(tǒng)組織成層次構造，包括一個主程序和一系列子程序。主程序是系統(tǒng)的控制器，負責調度各子程 序的執(zhí)行。各子程序又是一個局部的控制器，調度其子程序的執(zhí)行。優(yōu)缺點：優(yōu)點：易于理解并支持變換的復用。工作流風格與很多業(yè)務處理系統(tǒng)體系構造很匹配。通

7、過添加變換的方式進展進化是很顯然的?？梢詫崿F(xiàn)為順序的系統(tǒng)，也可以實現(xiàn)為并發(fā)的系統(tǒng)。缺點：在通信變換間所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式必須協(xié)商好。每個變換必須解析它的輸入并寫成約定的格式輸出。這增加了系統(tǒng)的負荷，意味著不可能復用實用不兼容數(shù)據(jù)構造的函數(shù)變換。運行結果： 面向對象式風格，需要強調說明的是它的對象是部件，屬于高層構造的元素，雖然名稱一樣，但它并不是面向對象方法中所述的對象實體。面向對象式風格的命名是因為它借鑒了面向對象方法的思想，而不是因為它使用面向對象方法實現(xiàn)體系構造，這也是在該風格名稱中有一個式字的原因。面向對象式風格的主要實現(xiàn)機制是模塊實現(xiàn)，它將每個對象部件實例都實現(xiàn)為一個模塊。存在連接的對象

8、部件實例之間會存在模塊的導入/導出關系。每個模塊部可以是基于面向對象方法的實現(xiàn)，也可以是基于構造化方法的實現(xiàn)。優(yōu)缺點：優(yōu)點：1部實現(xiàn)的可修改性。因為面向對象式風格要求封裝部數(shù)據(jù)，隱藏部實現(xiàn)，所 以可以在不影響外界的情況下，變更其部實現(xiàn)。 2易開發(fā)、易理解、易復用的構造組織。面向對象式風格將系統(tǒng)組織為一系列平等、自治的單位，每個單位負責自身的正確性，不同單位之間僅僅是通過方法調用相連接，這非常契合模塊化的思想，能夠建立一個易開發(fā)、易理解、易復用的實現(xiàn)構造。缺點：當一個對象和其他對象交互，它必須知道其他對象的標識。當一個對象的標識改變時，必須修改那些顯式調用它的對象。運行結果：別離性和獨立性的概念

9、是體系構造設計的根底，因為別離性和獨立性使得變更得到局部化。分層體系構造模式是實現(xiàn)別離性和獨立性的一個方式。這里，一個分層系統(tǒng)Layered Systems按照層次構造組織，系統(tǒng)的功能被劃分成幾個獨立的層次，每一層只依賴緊接的下一層所提供的效勞和設施。定義的一系列不同層次各自完成其自身的操作，這些操作逐漸接近機器的指令集。在外層，構件完成建立用戶界面的操作；在層，構件完成建立操作系統(tǒng)接口的操作；中間層提供各種實用工具效勞和應用軟件功能。分層的方法支持系統(tǒng)的增量式開發(fā)。如一個層被開發(fā)完，該層提供的效勞就可以被用戶使用了。這個體系構造還是可改變的和可移植的。如果一層的接口被保存下來，這個層就能被另

10、外的一個對等層替換。當一層的接口改變或增加了新設施的時候，只有毗鄰的層受影響。因為分層系統(tǒng)的抽象機依賴的是層中的抽象機，因此，轉換到其他機器上實現(xiàn)是比擬容易的，此時只有部與具體機器相關的層需要重新實現(xiàn)以適應不同的操作系統(tǒng)或數(shù)據(jù)庫。優(yōu)缺點：優(yōu)點：允許在接口保持不變的條件下更換整個一層。在每一層中可以提供冗余效勞例如身份驗證以增加系統(tǒng)的可靠性。缺點：在具體實踐中，在各層之間提供一個干凈的別離通常是困難的，高層可能不得不直接與低層進展直接交互而不是間接通過緊鄰的下一層進展交互。性能可能是個問題因為效勞請求會在每一層中被處理所以會需要多層解釋。運行結果：3倉庫風格：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、超文本系統(tǒng)、黑板系統(tǒng)數(shù)據(jù)

11、共享風格也稱為倉庫風格。這種風格的典型代表有數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、超文本系統(tǒng)、黑板系統(tǒng)。該風格中，主要有兩類部件：1中心數(shù)據(jù)構造部件，又可稱作數(shù)據(jù)倉庫表示系統(tǒng)的當前狀態(tài)。2是一組相對獨立的部件集，它們可以以不同方式與數(shù)據(jù)倉庫進展交互，這也就是數(shù)據(jù)共享體系構造的技術實現(xiàn)根底。根據(jù)所使用的控制策略不同，數(shù)據(jù)共享體系構造主要有兩大分支：1如果系統(tǒng)輸入業(yè)務流的類型是激發(fā)進程執(zhí)行的主要原因，則數(shù)據(jù)倉庫是黑板，其中黑板體系構造風格主要應用于需要進展復雜解釋的信號處理領域。稱為黑板的原因是：它反映了信息共享，如同教室里的黑板一樣，其模擬一組人類專家，對于同一個問題或者是一個問題的各個方面，每一位專家都根據(jù)自己的專業(yè)經(jīng)

12、歷提出自己的看法，寫在黑板上，其他人都能看到，隨意使用，共同解決好這個問題?？梢杂卸鄠€人讀上面的字，也可以有多個人在上面寫字。優(yōu)缺點：優(yōu)點：便于多客戶共享大量數(shù)據(jù)，而不必關心數(shù)據(jù)是何時產(chǎn)生的、由誰提供的以及通過何種途徑來提供。便于將構件作為知識源添加到系統(tǒng)中來。缺點：容器是一個單個失敗點，因而容器中的問題會影響整個系統(tǒng)。在組織所有通過容器進展的通信時會比擬低效，將容器分布到多個計算機上會很困難。4獨立構件風格：進程通訊、事件系統(tǒng)事件驅動架構的根本思想是：系統(tǒng)對外部的行為表現(xiàn)可以通過它對事件的處理來實現(xiàn)。一個基于事件驅動構架的應用程序系統(tǒng)，各個功能設計為封裝的、模塊化的、可用于共享的事件效勞組件

13、，并在這些獨立非耦合的組件之間將事件所觸發(fā)信息進展傳遞。隱式調用的思想是，不直接調用一個過程，而是發(fā)布或播送一個或多個事件。系統(tǒng)中的其他構件通過注冊與一個事件關聯(lián)起來的過程，來表示對*一個事件感興趣。當這個事件發(fā)生時，系統(tǒng)本身會調用所有注冊了這個事件的過程。這樣一個事件的激發(fā)會導致其他模塊中過程的隱式調用。比方在Field系統(tǒng)中，諸如編輯器和變量監(jiān)視器等工具會注冊調試器的中斷點事件。從體系構造的角度說，隱式調用模式中的構件是模塊，其接口不僅提供過程的集合像抽象數(shù)據(jù)類型，也提供事件的集合。過程可能以一般的方式被調用，但構件可以將過程注冊到與其相關聯(lián)的系統(tǒng)事件中，這樣，當事件發(fā)生時，過程會被間接調

14、用。這種模式主要特點是事件發(fā)布者不知道哪些構件會受到事件的影響。因此，構件不能對事件的處理順序，或者事件發(fā)生后的處理結果做任何假設。正因為這個原因，許多隱式調用系統(tǒng)也包括顯式調用比方，正常的過程調用，以此作為構件交互的補充。事件元數(shù)據(jù)：用來實現(xiàn)事件定義和事件處理規(guī)則預定義。事件處理：包括事件處理引擎和事件處理對象實例兩局部。事件處理引擎按照所處理的事件類型分為簡單事件處理和復雜事件處理兩類。事件工具：有事件開發(fā)工具和事件管理工具兩種組成。優(yōu)缺點：優(yōu)點：1事件聲明者不需要知道哪些構建會響應事件，因此，不能確定構件處理的先后順序，甚至不能確定事件會引發(fā)哪些過程調用。 2提高了軟件重用能力，只要在系

15、統(tǒng)事件中注冊構件，就可以將該構件集成到系統(tǒng)中。 3便于系統(tǒng)升級，只要構件名和事件中所注冊的過程名保持不變，原有構件就可以被新構件所替代。缺點：1構件放棄了自身對系統(tǒng)計算的控制。當一個構件發(fā)布一個事件，它不能保證其他構件會對其做出響應。即使它能夠肯定該事件會被其他構件響應，它也不能依賴事件被處理的先后順序。 2涉及到數(shù)據(jù)交換。有時數(shù)據(jù)通過事件傳遞，但在*些情況下，事件系統(tǒng)必須依賴一個共享緩沖區(qū)，以便于數(shù)據(jù)的交換。這樣，整體的性能和資源的管理可能成為關鍵性問題。 3正確性驗證，因為發(fā)布事件的過程的具體含義與事件激發(fā)的上下文有關。這和傳統(tǒng)的過程調用驗證不同，當對調用功能行為進展驗證時，傳統(tǒng)的過程調用只需考慮過程前和過程后的條件。五實驗總結 通過本次實驗認識到軟件體系構造風格是描述*一特定應用領域中系統(tǒng)組織方式的慣用模式。軟件體系構造設計的一個核心問題是能否使用重復的體系構造模式，即