软件体系结构设计案例分析

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1、软件体系结构设计案例体系结构设计案例科学数据共享网空中交通管制科学数据共享网体系结构设计科学数据共享网科学数据共享网的系统需求“中国地球系统科学数据共享网”是国家科学数据共享工程的重要组成部分，同时也是科技部推动“国家科学数据共享工程”2002年试点的三个科学数据共享网之一。该系统针对基于各圈层（大气圈、水圈、生物圈）相互作用的地球系统科学的整体研究，利用互联网，整合、集成各科研院所、高等院校和国际数据组织以及科学家个人手中的相关专业数据资源，瞄准地球系统科学的前沿研究，开展数据组织、加工与服务，构建物理上分布、逻辑上统一的地球系统科学数据管理与共享服务网。这一工作对于增强我国基础科学研究和前

2、沿科学创新能力具有重要的意义。数据方面的特殊需求和特点能够快捷地收集数据科学数据分散在科研院所和科学家手中，要设计开发一套收集数据的机制，使其能够快速地整合到系统中，提供数据共享服务。数据收集的途径应主要通过网络媒介，而且不能影响系统所提供的网络服务的正常运行。有效存储和管理海量数据，并快速定位数据该系统能够提供目录服务，合理地管理数据。提供用户查阅、下载、使用数据的服务。当用户在系统中查找数据时，希望能够快速定位数据，提供服务，平均响应时间最长不超过20秒。数据方面的特殊需求和特点保护数据版权，保证数据的安全性科学数据是科学工作者辛勤劳动的果实，同书籍一样也存在版权的问题。所以在数据的使用上

3、，需要版权保护。此外，由于一些数据有其时效性和保密性，所以在提供服务时需要对数据访问进行相应的安全控制。系统需求架构师一般通过两种途径来获得系统的需求：用户直接主动地提供的需求（一般都是功能性需求和领域知识）希望“科学数据共享网”能通过Internet为用户提供数据服务，包含：数据目录服务、数据资源导航、数据下载功能、对数据进行稳妥地安全管理。构架师设计“对话问题”，通过对用户提问，进一步与他们沟通，从而得到明确的需求。构架师以用软件系统各方面的质量属性为索引，系统地启发用户谈出他们实际需要、但没有表达出来或是表达不完全的内容。非功能性需求质量属性针对质量属性的需求可用性/可靠性系统应能长期稳

4、定地提供服务，近似7×24小时工作强度；在负载过重或是系统崩溃的情况下，能保证用户的请求不丢失；当系统出现故障或崩溃时，恢复时间不超过两小时；可维护性修改某个子系统或服务时，不影响其他子系统或服务；性能高峰时系统的平均响应时间控制在20秒以内；系统能够满足100个并发的用户查询请求；系统至少能够支持2000个用户的在线服务；安全性对有保密性要求的数据实施安全控制；提供系统运行日志监控信息，供管理员了解系统的运行和安全状态；商业属性2005年中期完成系统，年底前投入正式使用；能够利用现有系统的可利用资源；初期总共投资2000万，分别用于系统的集成建设和开发、共享数据标准的制定。科学数据共享网的体

5、系结构？科学数据共享网的体系结构原型的体系结构及其分析根据需求，数据将以Internet为传输途径完成共享。在目前以Internet为前提的系统中，应用最广泛的是B/S（Browser/Server）结构。这样的结构已经相当成熟，并具有很大的灵活性。科学数据共享网也是基于这样初衷而设计的。系统的原型设计系统的原型设计对于科学数据的存储、管理、共享等诸多计算都是由“中心”服务器承担。在中心服务器中，又划分了数据收集、数据访问、平台数据管理和平台管理四个模块。数据收集负责收集用户通过Internet上载或是其它途径（光盘、磁盘）提交上来的科学数据。数据访问负责向用户提供访问科学数据的服务---查询

6、和下载平台数据管理承担了与数据库交互，管理和存储数据的工作。它提供的接口负责将收集的科学数据先暂存在平台数据库中；然后供工作人员对数据进行有效性检查和加工，并将合法数据转移到发布数据库中；最后管理发布数据库中数据的接口提供数据的访问服务。平台管理承担了管理用户信息、管理用户和数据的安全信息，以及生成平台运行日志的任务。是否合适？对原型系统的分析所有的数据都由“中心”服务器负责存储，并向用户提供服务。这样的结果是所有的用户请求都由中心服务器来响应。即使内部的四个模块部署到不同的服务器上，“平台数据管理”和两个数据库所承担的运算量也是可观的。考虑到未来的科学数据将会越来越庞大，大量的数据都存储到服

7、务器中，对服务器来讲必然是巨大的负担。而且，数据管理和维护的成本也随着数据量的增加而加大。“中心”服务器承载了众多服务，因而其运算量会很繁重；因此为了达到性能方面的要求，对“中心”服务器的要求就会比较高，比如：增加内存容量，CPU数量。这也增加了系统的投入成本。有时，仅仅通过提高服务器的性能是不能够达到性能方面要求的。对原型系统的分析请求都由“中心”服务器做出响应，一旦它出现了故障，无法提供服务，