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系统架构设计应考虑的因素

摘要：

本⽂从程序的运⾏时结构和源代码的组织结构两个⽅⾯探讨了系统构架设计应考虑的各种因素，列举了系统构架设计⽂档应考虑的⼀些问题。

1.与构架有关的⼏个基本概念

1、模块（module）：⼀组完成指定功能的语句，包括：输⼊、输出、逻辑处理功能、内部信息、运⾏环境（与功能对应但不是⼀对⼀关系）。

2、组件（component）：系统中相当重要的、⼏乎是独⽴的可替换部分，它在明确定义的构架环境中实现确切的功能。

3、模式（pattern）：指经过验证，⾄少适⽤于⼀种实⽤环境（更多时候是好⼏种环境）的解决⽅案模板（⽤于结构和⾏为。在UML中：模式由参数化的协

作来表⽰，但UML不直接对模式的其他⽅⾯（如使⽤结果列表、使⽤⽰例等，它们可由⽂本来表⽰）进⾏建模。存在各种范围和抽象程度的模式，例如，构架

模式、分析模式、设计模式和代码模式或实施模式。模式将可以帮助我们抓住重点。构架也是存在模式的。⽐如，对于系统结构设计，我们使⽤层模式；对于分

布式系统，我们使⽤代理模式（通过使⽤代理来替代实际的对象，使程序能够控制对该对象的访问）；对于交互系统，我们使⽤MVC（M模型(对象)／V视图

(输出管理)／C控制器(输⼊处理)）模式。模式是针对特定问题的解，因此，我们也可以针对需求的特点采⽤相应的模式来设计构架。

4、构架模式（architecturalpattern）：表⽰软件系统的基本结构组织⽅案。它提供了⼀组预定义的⼦系统、指定它们的职责，并且包括⽤于组织其间关系

的规则和指导。

5、层（layer）：对模型中同⼀抽象层次上的包进⾏分组的⼀种特定⽅式。通过分层，从逻辑上将⼦系统划分成许多集合，⽽层间关系的形成要遵循⼀定的规

则。通过分层，可以限制⼦系统间的依赖关系，使系统以更松散的⽅式耦合，从⽽更易于维护。（层是对构架的横向划分，分区是对构架的纵向划分）。

6、系统分层的⼏种常⽤⽅法：

1）常⽤三层服务：⽤户层、业务逻辑层、数据层；

2）多层结构的技术组成模型：表现层、中间层、数据层；

3）⽹络系统常⽤三层结构：核⼼层、汇聚层和接⼊层；

4）RUP典型分层⽅法：应⽤层、专业业务层、中间件层、系统软件层；

5）基于Java的B/S模式系统结构：浏览器端、服务器端、请求接收层、请求处理层；

6）某六层结构：功能层（⽤户界⾯）、模块层、组装层（软件总线）、服务层（数据处理）、数据层、核⼼层；

7）构架（Architecture，愿意为建筑学设计和建筑物建造的艺术与科学）:在RUP中的定义：软件系统的构架（在某⼀给定点）是指系统重要构件的组织或

结构，这些重要构件通过接⼝与不断减⼩的构件与接⼝所组成的构件进⾏交互；《软件构架实践》中的定义：某个软件或者计算系统的软件构架即组成该系统的

⼀个或者多个结构，他们组成软件的各个部分，形成这些组件的外部可见属性及相互间的联系；IEEE1471-2000中的定义：thefundamentalorganization

ofasystememboidedinitscomponents,theirrelationshipstoeachother,andtotheenviromentandtheprinciplesguidingitsdesignand

evolution，构架是系统在其所处环境中的最⾼层次的概念。软件系统的构架是通过接⼝交互的重要构件（在特定时间点）的组织或结构，这些构件⼜由⼀些更

⼩的构件和接⼝组成。（“构架”可以作为名词，也可作为动词，作为动词的“构架”相当于“构架设计”）

8）构架的描述⽅式：“4＋1”视图（⽤例视图、设计视图、实现视图、过程视图、配置视图）是⼀个被⼴为使⽤的构架描述的模型；RUP过程的构架描述模

板在“4＋1”视图的基础上增加了可选的数据视图（从永久性数据存储⽅⾯来对系统进⾏说明）；HP公司的软件描述模板也是基于“4＋1”视图。

9）结构：软件构架是多种结构的体现，结构是系统构架从不同⾓度观察所产⽣的视图。就像建筑物的结构会随着观察动机和出发点的不同⽽有多种含义⼀

样，软件构架也表现为多种结构。常见的软件结构有：模块结构、逻辑或概念结构、进程或协调结构、物理结构、使⽤结构、调⽤结构、数据流、控制流、类结

构等等

2.构架设计应考虑的因素概揽

模块构架设计可以从程序的运⾏时结构和源代码的组织结构⽅⾯考虑。

1、程序的运⾏时结构⽅⾯的考虑：

1）需求的符合性：正确性、完