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应用RUP 4+1视图方法进行软件架构设计[转](二)

2012-08-26 
运用RUP 4+1视图方法进行软件架构设计[转](二)开发视图:设计满足开发期质量属性的架构软件架构的开发视图

运用RUP 4+1视图方法进行软件架构设计[转](二)
开发视图:设计满足开发期质量属性的架构

软件架构的开发视图应当为开发人员提供切实的指导。任何影响全局的设计决策都应由架构设计来完成,这些决策如果"漏"到了后边,最终到了大规模并行开发阶段才发现,可能造成"程序员碰头儿临时决定"的情况大量出现,软件质量必然将下降甚至导致项目失败。

其中,采用哪些现成框架、哪些第三方SDK、乃至哪些中间件平台,都应该考虑是否由软件架构的开发视图确定下来。图6展示了设备调试系统的(一部分)软件架构开发视图:应用层将基于MFC设计实现,而通讯层采用了某串口通讯的第三方SDK。

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图6 设备调试系统架构的开发视图
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在说说约束性需求。约束应该是每个架构视图都应该关注和遵守的一些设计限制。例如,考虑到"一部分开发人员没有嵌入式开发经验"这条约束情况,架构师有必要明确说明系统的目标程序是如何编译而来的:图7展示了整个系统的桌面部分的目标程序pc-moduel.exe、以及嵌入式模块rom-module.hex是如何编译而来的。这个全局性的描述无疑对没有经验的开发人员提供了实感,利于更全面地理解系统的软件架构。

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图7 设备调试系统架构的开发视图
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处理视图:设计满足运行期质量属性的架构

性能是软件系统运行期间所表现出的一种质量水平,一般用系统响应时间和系统吞吐量来衡量。为了达到高性能的要求,软件架构师应当针对软件的运行时情况进行分析与设计,这就是我们所谓的软件架构的处理视图的目标。处理视图关注进程、线程、对象等运行时概念,以及相关的并发、同步、通信等问题。图8展示了设备调试系统架构的处理视图。

可以看出,架构师为了满足高性能需求,采用了多线程的设计:

应用层中的线程代表主程序的运行,它直接利用了MFC的主窗口线程。无论是用户交互,还是串口的数据到达,均采取异步事件的方式处理,杜绝了任何"忙等待"无谓的耗时,也缩短了系统响应时间。?
通讯层有独立的线程控制着"上上下下"的数据,并设置了数据缓冲区,使数据的接收和数据的处理相对独立,从而数据接收不会因暂时的处理忙碌而停滞,增加了系统吞吐量。?
嵌入层的设计中,分别通过时钟中断和RS232口中断来激发相应的处理逻辑,达到轮询和收发数据的目的。?

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图8 设备调试系统架构的处理视图
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物理视图:和部署相关的架构决策

软件最终要驻留、安装或部署到硬件才能运行,而软件架构的物理视图关注"目标程序及其依赖的运行库和系统软件"最终如何安装或部署到物理机器,以及如何部署机器和网络来配合软件系统的可靠性、可伸缩性等要求。图9所示的物理架构视图表达了设备调试系统软件和硬件的映射关系。可以看出,嵌入部分驻留在调试机中(调试机是专用单板机),而PC机上是常见的桌面可执行程序的形式。

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图9 设备调试系统架构的物理视图
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我们还可能根据具体情况的需要,通过物理架构视图更明确地表达具体目标模块及其通讯结构,如图10所示。

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图10 设备调试系统架构的物理视图
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小结与说明

所谓本立道生。深入理解软件需求分类的复杂性,明确区分功能需求、约束、运行期质量属性、开发期质量属性等不同种类的需求就是"本",因为各类需求对架构设计的影响截然不同。本文通过具体案例的分析,展示了如何通过RUP的4+1视图方法,针对不同需求进行架构设计,从而确保重要的需求一一被满足。

本文重点在于方法的解说,因此省略了对架构设计中不少具体问题的说明,同时本文提供的说明架构设计方案的模型也经过了简化。请读者注意。


参考资料?

Philippe Kruchten著,周伯生等译. Rational统一过程引论(原书第2版). 机械工业出版社,2002?
Karl E. Wiegers著,刘伟琴等译. 软件需求(第2版). 清华大学出版社,2004?


关于作者

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温昱。架构设计师,技术咨询顾问,松耦合空间网站创办人。擅长面向对象、架构和框架设计,对设计模式、UML、RUP和软件工程有深入研究。曾在金融、航空、多媒体、网络管理、中间件平台等领域负责和参与多个大型系统的设计和开发。发表《拥抱变化:敏捷设计从理论到实践》、《随需而变的RUP》等文章数十篇,目前译著有《应用框架的设计与实现--.NET平台》一书。可以通过wenyu@china.com与温昱联系。

地址 :http://safe.it168.com/t/2007-09-01/200709011740892_3.shtml

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