软件体系结构Chap04_共享系统

2020/9/211第四章共享信息系统§4.1共享信息系统概述§4.2数据库集成§4.3软件开发环境集成§4.4建筑设计集成§4.5共享信息系统的体系结构§4.6结论2020/9/212§4.1共享信息系统概述随着一类系统的需求不断增长，必然会带来与这类系统对应的体系结构的不断演化，来满足不断增长的需求。本章中，我们会围绕着共享信息系统来考察需求的增长与其对应体系结构的互相影响。1、共享信息系统有一类非常特殊但又非常重要的系统，它的主要功能是收集、处理、保存大批量复杂信息体，这就是共享信息系统。2、三类共享信息系统数据处理：从传统数据库建筑商业决策系统的需求推动其发展；软件开发环境描述和处理程序以及程序设计的需求推动其发展建筑设计：考虑到在结构化设计中独立的设计工具计算结果之间的交互，需要将这些设计工具集成起来，这种需求推动了建筑设计的发展。2020/9/213子任务单个程序……子任务单个程序共享信息系统大任务多个独立处理步骤数据传送已知的固定格式差异性多样性交互性共享数据存储整合问题支持独立处理子程序共享信息系统演化摸式2020/9/214§4.2数据库集成业务数据处理基于数据库管理，特别是数据库更新单个数据库协同的周期性单个用途更新事务集成数据不一致或不完整要求由交互性更新事务实时完成数据扩展和集成更新导致更新解决方法更新统一模式多数据库系统2020/9/215多个事务合成一个大的批序列并组成单个应用，他们顺序地对无结构文档进行更新；编辑：接受事务输入并在不访问数据库的情况下进行任何可能的验证；排序：依据序列话的主文件中的记录将事务按照相同的顺序排列；更新程序序列；一个周期性输出报告的打印程序图4。1批序列数据库数据流程图2020/9/216图4。2批序列更新过程内部结构事务处理模板被复制，每个事务拥有它自己的子程序集，可以看出，随着设计的关注点从体系结构转移到了代码层次。2020/9/217图4。3批序列数据库体系结构处理操作序列以及每一步在它的后继者开始的之前完成的操作2020/9/218交互式、实施查询、组织结构规模简单知识库：事务与操作分开单个编目可以进行多个操作图4。4交互式数据库的数据流图2020/9/219图4。5交互式更新程序的内部结构独立数据库更新程序2020/9/2110图4。6简单知识库数据库体系结构两个附加结构：控制元素：接受批序列或者交互式事务流缓冲区：提供周期性报告功能图4。7加入控制和报告的数据库知识库体系结构2020/9/2111基于多个异构数据库的应用开发需要解决两个问题：•系统能够协调表示方式间的差异•能够在分布式的系统中实现数据互操作虚拟知识库：简单知识库模型逐渐被支持多视图的数据库模型所取代，组织重构和合并以及数据融合促使了多个数据的联合使用图4。8单一构造的模式的多样性2020/9/2112图4。9分布式数据库模式集成图4。10多个数据库的集成2020/9/2113图4。11使用中介程序的多数据库系统多级分层结构统一的模式使信息的合并成为可能，但是它们的映射是固定的，被动的，静态的，导致多数据库的数据一致性问题2020/9/2114图4。12多数据库系统的分层体系结构采用多级分层结构将用户业务，数据库，和中介者分离，层之间的交互很象客户机－服务器关系，缺乏中心共享数据强制的一致性，因此重新定制了如下结构：2020/9/2115业务数据处理的共享信息系统的演化业务数据处理开发模式经历：批处理交互式处理统一模式多数据库系统2020/9/21164.3软件开发环境集成数据处理依赖实时数据库，软件开发完全依赖软件开发工具图4.13传统的编译器模型图4.14使用符号表的传统编译器模型批序列批序列符号表2020/9/2117图4.15现代规范编译器模型批序列批序列过程中间表示2020/9/2118图4.16现代编译器的知识库观点路径顺序中心共享控制流2020/9/2119图4.17使用共享表示的软件工具软件工具的知识库2020/9/2120集成通信、用户接口及表示图4.18环境集成的NIST/ECMA参考模型2020/9/2121软件开发环境的共享信息系统的演化演化的驱动力：实时计算的到来促使很多功能从批处理过渡到交互式处理对于效率的关注促使操作粒度的降低，从系统完全处理过渡到模块增量开发的处理对整个软件开发过程控制的管理促使管理覆盖面从编译过渡到整个开发周期2020/9/2122建筑设计集成•在管理问题求解和信息交换上是有效的•并且有足够的灵活性来适应工具的变化•还能很好的对信息和问题求解策略的变化做出响应建筑设计集成环境是一个控制独立应用集合的框架，这些独立应用用来解决建筑设计中部分问题，他们必须：PS：一个集成环境的目标是：数据设计决策知识集成2020/9/2123针对分布式的问题求解的系统必须具备以下功能•问题分解（将任务分解为独立的代理者）•任务分配（已最佳的性能将任务分配给代理者）•代理控制（保证任务以有组织的方式被执行的策略）•代理通信（当任务交互或冲突时，信息的交换）通过集成建筑环境发现：•数据通常式知识库：能将共享的通用的表示方式转化成工具专有表示方式•通信共享数据：消息•工具：分内部（专门为系统设计的工具）和开放的（可以被集成的外部工具）•控制：大部分是单级别的层次结构，工具位于底层，在顶层进行协调•规划：主要针对类别和处理顺序的固定分解；脚本有时有限的灵活性2020/9/2124IBDE中的工具：•ARCHPLAN从地点预算几何约束设计出的体系结构规划•CORE列出了建筑核心服务（电梯楼梯等）•STPYPRES配置结构化的系统（悬架固定框架等）•STANLAY执行基本的结构设计和大概的结构系统分析•SPEX进行结构化构件的初步设计•FOOTER设计了基础•CONDSTRUCTIONPLANEX产生构造进度表，并预算成本图4.19集成建筑设计环境2020/9/2125典型的知识库要拥有成熟的控制和规划构件图4.20智能IBDE的高层次体系结构描述图4.21智能IBDE的详细体系结构描述2020/9/21264.5共享信息系统的体系结构领域知识：通过计算需求（共享信息系统）和行业（数据处理软件开发工具设计）使其特性化