软件架构论文

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1、湖南农业大学课程论文学院：班级：姓名：学号:课程论文题目：软件架构综述课程名称：高级软件架构评阅成绩：评阅意见：成绩评定教师签名：日期：年月软件架构综述学生：黄鸿江（信科院学院10级计算机软件2班班级，学号201041842322）扌商要：软件构架是一个容易理解的概念，多数工程师（尤其是经验不多的工程师）会从直觉上来认识它，但要给出精确的定义很困难。特别是，很难明确地区分设计和构架：构架属于设计的一方面，它集中于某些具体的特征。关键词：软件架构、架构风格、目标1.什么是软件架构？1.1软件架构的定义

2、软件架构（softwarearchitecture）是一个系统的草图，是一系列相关的抽象模式，用于指导大型软件系统各个方面的设计。软件架构描述的对象是直接构成系统的抽象组件。在实现阶段，这些抽象组件被细化为实际的组件，比如具体某个类或者对象。软件构架是一个容易理解的概念，多数工程师（尤其是经验不多的工程师）会从直觉上来认识它，但要给出精确的定义很困难。特别是，很难明确地区分设计和构架：构架屈于设计的一方面，它集中于某些具体的特征。在“软件构架简介”一书中，DavidGArlan和MaryShaw认为

3、软件构架是有关如下问题的设计层次：“在计算的算法和数据结构之外，设计并确定系统整体结构成为了新的问题。结构问题包括总体组织结构和全局控制结构；通信、同步和数据访问的协议；设计元素的功能分配；物理分布；设计元素的组成;定标与性能；备选设计的选择。”1・2研究背景在经历60年代的软件危机之后，使人们开始重视软件工程的研究。来自不同应用领域的软件专家总结了大量的有价值的知识.当初，人们把软件设计的重点放在数据结构和算法的选择上，如Knuth提出了数据结构+算法二程序.但是随着软件系统规模越来越大、越来越复

4、杂，使软件系统的架构越来越重耍。软件危机的程度H益加剧，现有的软件工程方法对此显得力不从心。对于大规模的复杂软件系统来说，软件体系架构比起对程序的算法和数据结构的选择己经变得明显重要得多。在此种背景下，人们认识到软件体系架构的重耍性，并认为对软件体系架构系统、深入的研究将会成为提高软件生产效率和解决软件危机的最有希望的途径。2、架构的目标正如同软件本身有其要达到的目标一样，架构设计耍达到的目标是什么呢？一般而言，软件架构设计要达到如下的目标：•可靠性(Reliable)o软件系统对于用户的商业经营和

5、管理来说极为重耍,因此软件系统必须非常可靠。•安全行(Secure)□软件系统所承担的交易的商业价值极高，系统的安全性非常重要。•可扩展性(SCAlable)o软件必须能够在用户的使用率、用户的数目增加很快的情况下，保持合理的性能。只有这样，才能适应用户的市场扩展得可能性。•可定制化(CuSTomizable)。同样的一套软件，可以根据客户群的不同和市场需求的变化进行调整。•可扩展性(Extensible)。在新技术出现的时候，一个软件系统应当允许导入新技术，从而对现有系统进行功能和性能的扩展•可维

6、护性(IAlntainable)。软件系统的维护包括两方面，一是排除现有的错误，二是将新的软件需求反映到现有系统中去。一个易于维护的系统可以有效地降低技术支持的花费•客户体验(CustomerExperience)o软件系统必须易于使用。•市场时机(TimetoMarket)□软件用户要面临同业竞争,软件提供商也要面临同业竞争。以最快的速度争夺市场先机非常重要。3、架构的种类根据我们关注的角度不同，可以将架构分成三种：•逻辑架构：软件系统中元件之间的关系，比如用户界面，数据库，外部系统接口，商业逻

7、辑元件，等等。•物理架构：软件元件是怎样放到硕件上的。•系统架构：系统的非功能性特征，如可扩展性、可靠性、强壮性、灵活性、性能等。3.1架构可分为四个层次：3.1.1硬件通讯层这一层是一些直接与硕件设备通讯的对象，这里包括一个与机器人主体的数据交流的串口通讯对象。这一层是直接与机器人下位机打交道的，相当于机器人底层下位机的“驱动程序”。用户通过这一层与机器人的全部硬件进行交互。视频捕捉因为对通信速率要求很高，通过USB连接，所以其设备对象与机器人主体独立开。3.1.2指令协议解析层这一层是机器人控制

8、架构的核心，指令协议对象将进行机器人实体控制指令的编制以以及对下位机返回的传感器数据和机器人状态数据的解析转换。3.1.3彳丁为层这一层是一些抽象行为的对象，这些对象通过对协议对象的传感器数据进行局部的行为规划，并操作协议对象向机器人底层发送控制指令。值得注意的是这一层虽然并存了很多对象，但是同一时刻只能允许一个行为对象与协议对象连接，以避免出现行为混乱的情形。机器人的各种行为切换通过改变与协议层连接的行为对象来实现，这种切换操作可以由当前活动行为进行，也可由决策层对