第8章 設(shè)計系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

第8章設(shè)計系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

學(xué)習(xí)目標：理解系統(tǒng)設(shè)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(jié)構(gòu)決策理解聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中產(chǎn)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2021/5/918.1引言分析是調(diào)查問題，設(shè)計是解決問題設(shè)計過程由開發(fā)完整系統(tǒng)的需求、小組的經(jīng)驗、重用機會和個人喜好驅(qū)動在設(shè)計階段，要確定技術(shù)選擇（如編程語言、協(xié)議和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)）2021/5/928.2設(shè)計優(yōu)先級面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)是遞增的，不可能一次就設(shè)計出完整的系統(tǒng)通過優(yōu)先級規(guī)劃系統(tǒng)的設(shè)計2021/5/938.3系統(tǒng)設(shè)計中的步驟設(shè)計分為兩部分：系統(tǒng)設(shè)計：（概要設(shè)計）注重從較高的層次來考察任務(wù)子系統(tǒng)設(shè)計：（詳細設(shè)計）位于系統(tǒng)設(shè)計之后2021/5/94系統(tǒng)設(shè)計的內(nèi)容選擇系統(tǒng)拓撲：硬件和過程如何在網(wǎng)絡(luò)上分布選擇技術(shù)：選擇編程語言、數(shù)據(jù)庫、協(xié)議等設(shè)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(diào)這些事情，以免混亂2021/5/95系統(tǒng)設(shè)計的內(nèi)容設(shè)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(shè)計2021/5/96系統(tǒng)設(shè)計的內(nèi)容決定機器、子系統(tǒng)和層的通信問題2021/5/978.4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2021/5/988.4.1網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)2021/5/99一層體系結(jié)構(gòu)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2021/5/910兩層體系結(jié)構(gòu)客戶層服務(wù)器層小型機中型計算機工作站文件服務(wù)器數(shù)據(jù)和程序2021/5/9118.4.2三層體系結(jié)構(gòu)桌面計算機應(yīng)用服務(wù)器服務(wù)器大型機客戶層中間層數(shù)據(jù)層2021/5/912三層體系結(jié)構(gòu)的優(yōu)點分解重要的部分：業(yè)務(wù)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(nèi)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2021/5/9138.4.8客戶機－服務(wù)器與分布式體系結(jié)構(gòu)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(wù)器與分布式體系結(jié)構(gòu)中選擇客戶機－服務(wù)器：大量小型的簡單客戶機給幾個大型多線程的服務(wù)器發(fā)送請求，服務(wù)器處理并將結(jié)果返回給客戶機分布式（或?qū)Φ萷eer-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2021/5/914客戶機－服務(wù)器與分布式體系結(jié)構(gòu)客戶機－服務(wù)器結(jié)構(gòu)分布式體系結(jié)構(gòu)2021/5/915客戶機－服務(wù)器與分布式體系結(jié)構(gòu)術(shù)語“客戶機－服務(wù)器”和“分布式”用于描述軟件體系結(jié)構(gòu)，獨立于軟件部署到物理機器和網(wǎng)絡(luò)上的方式客戶機－服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)易于開發(fā)2021/5/9168.4.9用UML描述網(wǎng)絡(luò)拓撲體系結(jié)構(gòu)可以使用UML的部署圖進行描述2021/5/9178.5并發(fā)設(shè)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(shè)計上，系統(tǒng)應(yīng)作為一個整體，各個過程運行為系統(tǒng)的一部分2021/5/918并發(fā)所導(dǎo)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2021/5/919并發(fā)采用的技術(shù)在低層次上，數(shù)據(jù)庫事務(wù)和線程監(jiān)視器用于保護各個過程內(nèi)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(wù)規(guī)則控制并發(fā)活動2021/5/920并發(fā)的一些注意事項設(shè)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(wù)服務(wù)對并發(fā)用戶和單用戶是相同的為了確保業(yè)務(wù)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(wù)消息（和相關(guān)的屬性）可以單獨設(shè)計2021/5/9218.6安全設(shè)計作用：安全系統(tǒng)可以阻止無意或惡意的誤用2021/5/922安全所包含的方面...私密性：必須隱藏信息，只有授權(quán)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2021/5/923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(quán)