软件的架构与设计模式之什么是架构
一个系统通常是由元件组成的，而这些元件如何形成、相互之间如何发生作用，则是关于这个系统本身结构的重要信息。具体地说，就是要包括架构元件（Architecture Component）、联结器（Connector）、任务流（Task-flow）。所谓架构元素，也就是组成系统的核心"砖瓦"，而联结器则描述这些元件之间通讯的路径、通讯的机制、通讯的预期结果，任务流则描述系统如何使用这些元件和联结器完成某一项需求。·建造一个系统所作出的最高层次的、以后难以更改的，商业的和技术的决定。在建造一个系统之前会有很多的重要决定需要事先作出，而一旦系统开始进行具体设计甚至建造，这些决定就很难更改甚至无法更改。显然，这样的决定必定是有关系统设计成败的最重要决定，必须经过非常慎重的研究和考察。计算机软件的历史开始于五十年代，历史非常短暂，而相比之下建筑工程则从石器时代就开始了，人类在几千年的建筑设计实践中积累了大量的经验和教训。建筑设计基本上包含两点，一是建筑风格，二是建筑模式。独特的建筑风格和恰当选择的建筑模式，可以使一个独一无二。下面的照片显示了中美洲古代玛雅建筑，Chichen-Itza大金字塔，九个巨大的石级堆垒而上，九十一级台阶（象征着四季的天数）夺路而出，塔顶的神殿耸入云天。所有的数字都如日历般严谨，风格雄浑。难以想象这是石器时代的建筑物。 图1、位于墨西哥Chichen-Itza（在玛雅语中chi意为嘴chen意为井）的古玛雅建筑。（摄影：作者）软件与人类的关系是架构师必须面对的核心问题，也是自从软件进入历史舞台之后就出现的问题。与此类似地，自从有了建筑以来，建筑与人类的关系就一直是建筑设计师必须面对的核心问题。英国首相丘吉尔说，我们构造建筑物，然后建筑物构造我们（We shape our buildings, and afterwards our buildings shape us）。英国下议院的会议厅较狭窄，无法使所有的下议院议员面向同一个方向入座，而必须分成两侧入座。丘吉尔认为，议员们入座的时候自然会选择与自己政见相同的人同时入座，而这就是英国政党制的起源。Party这个词的原意就是"方"、"面"。政党起源的要害就是建筑物对人的影响。在软件设计界曾经有很多人认为功能是最为重要的，形式必须服从功能。与此类似地，在建筑学界，现代主义建筑流派的开创人之一Louis Sullivan也认为形式应当服从于功能（Forms follows function）。几乎所有的软件设计理念都可以在浩如烟海的建筑学历史中找到更为遥远的历史回响。最为闻名的，当然就是模式理论和XP理论。架构的目标是什么正如同软件本身有其要达到的目标一样，架构设计要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）。软件系统对于用户的商业经营和治理来说极为重要，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）。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，一个软件系统应当答应导入新技术，从而对现有系统进行功能和性能的扩展·可维护性（Maintainable）。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（Customer Experience）。软件系统必须易于使用。·市场时机（Time to Market）。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。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，商业逻辑元件，等等。比如下面就是笔者亲身经历过的一个软件系统的逻辑架构图 图2、一个逻辑架构的例子从上面这张图中可以看出，此系统被划分成三个逻辑层次，即表象层次，商业层次和数据持久层次。每一个层次都含有多个逻辑元件。比如WEB服务器层次中有Html服务元件、session服务元件、安全服务元件、系统治理元件等。·物理架构、软件元件是怎样放到硬件上的。比如下面这张物理架构图描述了一个分布于北京和上海的分布式系统的物理架构，图中所有的元件都是物理设备，包括网络分流器、代理服务器、WEB服务器、应用服务器、报表服务器、整合服务器、存储服务器、主机等等。 图3、一个物理架构的例子·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。系统架构的设计要求架构师具备软件和硬件的功能和性能的过硬知识，这一工作无疑是架构设计工作中最为困难的工作。此外，从每一个角度上看，都可以看到架构的两要素：元件划分和设计决定。 首先，一个软件系统中的元件首先是逻辑元件。这些逻辑元件如何放到硬件上，以及这些元件如何为整个系统的可扩展性、可靠性、强壮性、灵活性、性能等做出贡献，是非常重要的信息。其次，进行软件设计需要做出的决定中，必然会包括逻辑结构、物理结构，以及它们如何影响到系统的所有非功能性特征。这些决定中会有很多是一旦作出，就很难更改的。根据作者的经验，一个基于数据库的系统架构，有多少个数据表，就会有多少页的架构设计文档。比如一个中等的数据库应用系统通常含有一百个左右的数据表，这样的一个系统设计通常需要有一百页左右的架构设计文档。 架构师软体设计师中有一些技术水平较高、经验较为丰富的人，他们需要承担软件系统的架构设计，也就是需要设计系统的元件如何划分、元件之间如何发生相互作用，以及系统中逻辑的、物理的、系统的重要决定的作出。这样的人就是所谓的架构师（Architect）。在很多公司中，架构师不是一个专门的和正式的职务。通常在一个开发小组中，最有经验的程序员会负责一些架构方面的工作。在一个部门中，最有经验的项目经理会负责一些架构方面的工作。但是，越来越多的公司体认到架构工作的重要性，并且在不同的组织层次上设置专门的架构师位置，由他们负责不同层次上的逻辑架构、物理架构、系统架构的设计、配置、维护等工作。
软件架构设计技术？(软件架构设计怎么写)
架构师必看：谈软件架构师如何做好架构设计（
此文转载至：帐前卒
软件架构设计是软件设计的一部分，相当于总体设计，是软件设计过程中一个决定性的环节，架构确定了，软件基本也就定型了。而软件架构师则是软件项目的领军人物，是软件设计过程中最具挑战性的角色，从技术角度来讲，他承担了项目的成败责任。
EEEC给“架构师”的定义为“软件架构师是技术主管”，这就意味着他不仅要有高超的技术才能，还要有很好的领导才能，他的领导能力在团队中和软件质量控制中起着十分重要的作用。作为一个架构师，他要掌握整个软件项目的前景，调节各小组间关系，要让所有的项目组成成员了解大家共同的目的和目标，并发布标准和章程；要能正确理解软件过程，要在宏观上拥有专业知识，应该拥有很好的设计技巧；要是一个很好的沟通员和谈判代表，要能做出正确的决策等，除此，还有许多他要具备的其它素质。
2. 做好需求调研和分析
为保证软件的可用性，要从需求出发设计架构，即：做软件先做需求，这是软件业内人士的共识，但这项工作做得好的却很少。根据调查，属于需求分析和软件设计错误与缺陷的约占软件错误与缺陷的64%；而属于程序代码错误的仅占36%；而因软件错误积累与放大效应，造成整个软件项目拖延或失败情况的高达20%～60%。这些数据表明，搞好需求调研和分析是软件设计和开发的第一步。架构师必须要在需求调研的初期就介入，以保证需求获取的及时、可靠、准确，并对下步工作起指导作用。进行需求调研，不能就事论事，对用户的需求调研要全面、细致。需求要进行全局性的分析，需要有全局的观点，而不是分散地、根据具体的应用开发而进行的调研，这样才能系统地、本质地、概括地把握软件的功能结构。在调研过程中，自始至终都要有用户方的业务人员参加，尤其是强调高层管理人员的重视和亲自参与，架构师及其相应的工作小组要有足够的沟通和理解能力，要能使业务人员在需求调研阶段起主导作用，架构师仅起协助和引导作用，并提供需求调研的科学方法和过程。
2.1 熟悉建设单位，定义职能域
在需求调研阶段，架构师首先要全面了解用户中所有人员的需求，首先要了解建设单位的组织机构、业务关系，并根据建设单位中的一些主要业务活动领域，研究定义职能域，这是第一重要任务。职能域是用户功能规划的抽象，应符合建设单位内部各种业务的逻辑关系，而不是现行机构部门的翻版，一经识别，就要保持相对稳定。研制职能域模型时，需要特别注意，要自顶向下规划，并把握好设计职能域的数目；注意用户需求的主次关系，按照重要性、优先级进行权衡取舍。
2.2 详细调研各项业务过程及其功能分解
每个职能域都包括一定数目的业务过程，业务过程可以继续分解为业务活动（对应于未来的软件功能），每个功能再分解为更低层的功能，逐级向下分解，直到产生最基本的、不可再分的最小功能单元。
职能域和业务过程都要独立于当前的组织机构，因为组织机构可能变化，部门的分工也会变化，但整个单位的基本职能和业务相对稳定。职能域或业务过程可能横跨两个或多个业务部门。业务过程的确定可以对照组织机构中各部门负责人的职责来考虑，这样，也可能获得未来软件的操作权限、数据权限的分配和功能模块的划分，这些业务过程是一个单位运作的基本工作，不受报告层次和具体负责人变动的影响。
调研前，架构师要对调研的内容事先准备，针对不同管理层的用户询问不同的问题，列出问题清单，将操作层、管理层、决策层的需求既联系又区分开来，形成一个金字塔，使下层满足上层的需求。调研时，要收集用户工作中涉及的所有内容，如各种单据、报表、处理规则，再将其串成流程图，以流程图为主线，同时把握以下方面：
（1）该流程中是否存在不必要的环节；
（2）流程是否可以简化，是否可以省略一些环节；
（3）流程中的每个处理环节是否起到了增值提效的作用；
（4）哪些流程可以并行处理。
2.3 在调研具体业务时工作小组要把握的重点
（1）平均频度
业务发生的频繁程度称为频度，这个数字可以是一个平均值或统计值。频度越高，数据量越大，对响应时间、易操作性等要求就越高。在数据存储时，对大频度的业务或单据要进行充分的考虑。
（2）高峰期的频度
必须保证软件在高峰期的响应时间，对软件进行测试时，要模拟高峰期的业务频度。
（3）单据要求
单据上的内容也就是单据的属性，它是进行数据结构设计的最基本依据。数据的精度是定义数据库中字段长度的依据；计算生成方法是设计算法的依据；取值范围与计算生成方法是数据完整性检测的依据。
（4）利于减轻工作量
减轻人员的工作量是采用新软件的一个目的，花费时间最多、处理方法最复杂的地方往往是软件最关键的地方，也是用户将来验收时最关心的地方。实际上有很多报表由于工作量相当大，用户没有足够的人力与时间来进行处理，这时他便想到了计算机。
（5）单据报表流程
要了解单据或报表的来源、单据联数、每联用途、送交单位、送交时间，对来源与去向的追踪可以调查出各个业务、各个单据、各个报表及各个部门之间的联系。
（6）特殊情况的处理与纠错
对于特殊情况的处理，体现了软件灵活性，但这其中也隐含着安全危机。用户领域中有很多“合理但不合法，不合理也不合法”的特殊情况，它们出现的机会比较少，在调研时要将这些易遗漏的问题挖掘出来，这些特殊情况有时是软件必须要处理的。
当用户在某个作业环节出现失误时，手工软件有的采用正规的手续进行纠错，有的则相当随便，这些情况出现的概率也很小，在调研时，可采用穷举的方法，假定在每一个环节都出现失误，逐个环节询问用户的处理方法，防止遗漏。这些细节如果不调研清楚，往往会对软件产生深远的影响。
（7）考虑长远
将来用户需求的变化是很正常的现象，如果仅仅着眼于现在，而不对将来有所考虑，软件的寿命便不会长久，要将以后可能的变化考虑在内。需求获取后，务必要将调研的成果编制为文档，可视化需求调研，提供不同的图给不同层次的用户进行确认。对高层领导，可提供总体职能域图或业务流程图，对业务管理人员可提供业务流程图或业务活动图，甚至可以画出用户界面的草图。
3 需求分析与设计
架构师所带领的团队做出的关于软件体系结构的决策，将直接影响软件开发的难度和软件维护的难易度，最终决定软件开发的成败。
作为一个架构师，在进行架构设计时，必须具备以下基本能力：
（1）他要把整个团队组织在架构周围，并积极地投入到计划活动上，要把架构转化完成任务的先后顺序，这样才能及时地确定在什么位置用什么技术。
（2）架构师要在技术上做宏观决策，不必关心细节化的事情，由于技术的变化过于频繁，架构师要时与这些变化同步；架构师必须至少能对各种技术有一个整体上的了解，能够熟知每种技术特点及优缺点，只有这样，架构设计师才能在特定的应用场景下，正确地选择各种技术来设计软件架构。
（3）架构师要能预测最小化项目中可能出现的风险，因为这直接影响到软件架构的稳定性。
（4）架构师要能与开发人员保持良好的沟通，确保软件设计的实现。这个还真是不知道啊
