软件架构设计过程
过程总览
一般的软件过程：
概念化阶段 -> 分析阶段 -> 架构设计阶段 -> 并行开发与测试阶段 -> 验收与交付阶段
软件架构设计过程：
需求分析 -> 领域建模 -> 确定关键需求 -> 概念性架构设计 -> 细化架构 -> 验证架构
需求分析
需求捕获 ， 需求分析 ， 系统分析：
- 需求捕获是获取知识的过程，知识从无到有。
- 需求分析是挖掘和整理知识的过程，它在已掌握知识的基础上进行。
- 系统分析？如果说需求分析致力于“做什么”，那么系统分析则涉及“怎么做”。
软件架构师不必是需求捕获专家，也不必是编写《软件需求规格说明书》的专家。但他一定应在需求分类、需求折衷和需求变更的研究方面是专家，否则他和其他软件架构师相比，就输在了“起跑线”上。
软件需求的类型
概念性架构设计
◎ 概念性架构设计的步骤(这三个步骤以迭代方式进行)：
1. 鲁棒性分析；
2. 引入架构模式；
3. 质量属性分析。
鲁棒性分析
◎ 所谓鲁棒性分析是这样一种方法：通过分析用例规约中的事件流，识别出实现用例规定的功能所需的主要对象及其职责，形成以职责模型为主的初步设计。
◎ 鲁棒性分析是从功能需求向设计方案过度的第一步，所获得的初步设计是一种理想化的职责模型，它的重点是识别组成软件系统的高级职责块、规划它们之间的关系。
◎ 鲁棒性分析填补了分析和设计之间的鸿沟。
◎ 鲁棒图包含三种元素：边界对象、控制对象和实体对象。(见书P196)
3.5.2 引入架构模式
◎ 较为经典的几种架构模式：
分层、MVC、微内核、基于元模型的架构、管道-过滤器。
◎ 关于架构模式的几点说明：
* 分层
避免名不副实的分层架构，即对各层之间交互接口和交互机制的设计严重不足。
* 微内核
缺点：设计和实现的复杂性；性能较低。
优点：扩展性强，可移植性强，软件系统的生命周期长。
质量属性分析
可用性，可修改性，性能，安全性，可测试性和易用性。
细化架构设计
◎ 架构细化工作主要体现在基于五视图方法进行架构细化：
约束
↓
┌───────┐
领域模型 -> │基于五视图方法│
关键需求 -> │ │-> 架构方案
概念架构 -> │ 进行架构细化 │
└───────┘
↑
经验
◎ 架构细化设计的工作内容：
| 架构设计视图 | 设计任务 |
| 逻辑架构 |
细化功能单元； 发现通用机制； 细化领域模型； 确定子系统接口和交互机制。 |
| 开发架构 |
确定要开发或直接利用的程序包之间的依赖关系； 确定采用的技术； 确定采用的框架等。 |
| 数据架构 |
持久化数据存储方案； 数据传递、数据复制、数据同步等策略(可选)。 |
| 运行架构 | 确定引入哪些进程与线程； 确定主动对象、被动对象，以及控制关系； 处理进程线程的创建、销毁、通信机制、资源争用等； 协议设计。 |
| 物理架构 |
确定物理配置方案； 确定如何将目标程序映射到物理节点。 |
◎ 逻辑架构设计中，“发现通用机制”是应被特别强调的。
机制(Mechanism)是模式的实例。机制是特定上下文中重复出现的问题的特定解决方案。
具有良好架构的系统具备概念完整性。它通过对系统架构建立一种清晰的认识来发现通用的抽象和机制。利用这种共性使最终产生的系统结构更为简单。
实现并验证软件架构
◎ 好的策略必须是一再求证、测试、发现瑕疵漏洞，另想途径或方法来弥补策略不足，有时甚至得全盘放弃，重新策划。-- 张明正，《挡不住的趋势》
◎ 架构原型对功能性需求的实现非常有限，那么“架构验证”要验证什么？
答案是要验证架构对质量属性需求的支持程度，包括运行期质量属性和开发期质量属性。
◎ 验证架构的两种方法：
* 原型法。
对于项目型开发，常采用“原型法”。即对一组架构设计决策在非功能需求方面的满足程度进行验证。该原型往往是演进型，而非抛弃型。
* 框架法。
对于产品型开发，采用“框架法”有更多优点。该方法将架构设计方案用框架的形式实现，并在此基础上进行评估验证。在框架实现后，在框架基础上实现部分应用的功能，即实现一个小的垂直原型，从而进行实际非功能测试和开发期质量属性评价。