設計系統(tǒng)體系結構

第8章設計系統(tǒng)體系結構學習目標：理解系統(tǒng)設計的步驟和系統(tǒng)如何分解為物理和邏輯組件在UML部署圖上演示體系結構決策理解聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中產生的并發(fā)和安全問題理解如何分解系統(tǒng)，在UML部署圖中添加分解決策第8章設計系統(tǒng)體系結構8.1引言分析是調查問題，設計是解決問題設計過程由開發(fā)完整系統(tǒng)的需求、小組的經驗、重用機會和個人喜好驅動在設計階段，要確定技術選擇（如編程語言、協(xié)議和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)）2023/4/282第8章設計系統(tǒng)體系結構8.2設計優(yōu)先級面向對象的軟件開發(fā)是遞增的，不可能一次就設計出完整的系統(tǒng)通過優(yōu)先級規(guī)劃系統(tǒng)的設計2023/4/283第8章設計系統(tǒng)體系結構8.3系統(tǒng)設計中的步驟設計分為兩部分：系統(tǒng)設計：（概要設計）注重從較高的層次來考察任務子系統(tǒng)設計：（詳細設計）位于系統(tǒng)設計之后2023/4/284第8章設計系統(tǒng)體系結構系統(tǒng)設計的內容選擇系統(tǒng)拓撲：硬件和過程如何在網(wǎng)絡上分布選擇技術：選擇編程語言、數(shù)據(jù)庫、協(xié)議等設計并發(fā)策略：并發(fā)意味著事情同時發(fā)生——多個過程、用戶、機器；軟件必須能協(xié)調這些事情，以免混亂2023/4/285第8章設計系統(tǒng)體系結構系統(tǒng)設計的內容設計安全策略選擇子系統(tǒng)部分：開發(fā)一個解決所有問題的系統(tǒng)常常是不切實際的，需要開發(fā)若干個軟件，確保這些軟件有效通信把子系統(tǒng)分解為層或其它子系統(tǒng)：每個子系統(tǒng)一般都需要進一步分解為可管理的模塊，然后進行詳細設計2023/4/286第8章設計系統(tǒng)體系結構系統(tǒng)設計的內容決定機器、子系統(tǒng)和層的通信問題2023/4/287第8章設計系統(tǒng)體系結構8.4選擇聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)拓撲系統(tǒng)拓撲是指系統(tǒng)如何分解為幾個物理和邏輯組件2023/4/288第8章設計系統(tǒng)體系結構8.4.1網(wǎng)絡體系結構的簡史大多數(shù)現(xiàn)代的聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)都有三層體系結構2023/4/289第8章設計系統(tǒng)體系結構一層體系結構啞終端大型機優(yōu)點：部署簡單缺點：只能通過購買新大型機或升級已有的大型機，來提高計算能力2023/4/2810第8章設計系統(tǒng)體系結構兩層體系結構客戶層服務器層小型機中型計算機工作站文件服務器數(shù)據(jù)和程序2023/4/2811第8章設計系統(tǒng)體系結構8.4.2三層體系結構桌面計算機應用服務器服務器大型機客戶層中間層數(shù)據(jù)層2023/4/2812第8章設計系統(tǒng)體系結構三層體系結構的優(yōu)點分解重要的部分：業(yè)務邏輯、用戶界面和數(shù)據(jù)安全使用正確的機器完成工作改進性能，便于負載均衡改進安全性，保護內部機器、程序和數(shù)據(jù)保護投資部署靈活支持容納不同類型的客戶2023/4/2813第8章設計系統(tǒng)體系結構8.4.8客戶機－服務器與分布式體系結構只要連接多臺機器或多個軟件系統(tǒng)，就必須在客戶機－服務器與分布式體系結構中選擇客戶機－服務器：大量小型的簡單客戶機給幾個大型多線程的服務器發(fā)送請求，服務器處理并將結果返回給客戶機分布式（或對等peer-to-peer）：一組獨立的對等機器根據(jù)需要在任意方向上實現(xiàn)通信2023/4/2814第8章設計系統(tǒng)體系結構客戶機－服務器與分布式體系結構客戶機－服務器結構分布式體系結構2023/4/2815第8章設計系統(tǒng)體系結構客戶機－服務器與分布式體系結構術語“客戶機－服務器”和“分布式”用于描述軟件體系結構，獨立于軟件部署到物理機器和網(wǎng)絡上的方式客戶機－服務器體系結構易于開發(fā)2023/4/2816第8章設計系統(tǒng)體系結構8.4.9用UML描述網(wǎng)絡拓撲體系結構可以使用UML的部署圖進行描述2023/4/2817第8章設計系統(tǒng)體系結構8.5并發(fā)設計大多數(shù)系統(tǒng)，尤其是聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，會在同一時刻發(fā)生許多事件，即它們是并發(fā)系統(tǒng)在設計上，系統(tǒng)應作為一個整體，各個過程運行為系統(tǒng)的一部分2023/4/2818第8章設計系統(tǒng)體系結構并發(fā)所導致的問題...如何確保在他人訪問之前，完全更新信息如何確保信息在讀取的同時不被更新2023/4/2819第8章設計系統(tǒng)體系結構并發(fā)采用的技術在低層次上，數(shù)據(jù)庫事務和線程監(jiān)視器用于保護各個過程內部的數(shù)據(jù)在較高層次上，需要使用系統(tǒng)規(guī)則和業(yè)務規(guī)則控制并發(fā)活動2023/4/2820第8章設計系統(tǒng)體系結構并發(fā)的一些注意事項設計優(yōu)秀的并發(fā)系統(tǒng)的外觀和操作方式與單用戶版本沒有區(qū)別業(yè)務服務對并發(fā)用戶和單用戶是相同的為了確保業(yè)務對象的并發(fā)操作的安全，只需添加消息和支持對象；因此，業(yè)務消息（和相關的屬性）可以單獨設計2023/4/2821第8章設計系統(tǒng)體系結構8.6安全設計作用：安全系統(tǒng)可以阻止無意或惡意的誤用2023/4/2822第8章設計系統(tǒng)體系結構安全所包含的方面...私密性：必須隱藏信息，只有授權的人才能讀取它驗證：需要知道信息從何而來，以便決定信任或不信任它不能反駁的信息：這是驗證附帶的一個功能，確保信息的初始提供者不能否認它們是信息的來源，如果事情出錯，這將有所幫助2023/4/2823第8章設計系統(tǒng)體系結構安全所包含的方面...完整性：必須確保信息在從其來源傳送給我們的過程中，不受到無意或惡意的破壞安全性：必須控制對資源（例如機器、過程、數(shù)據(jù)庫和文件）的訪問。安全性也稱為授權（authorization）2023/4/28