數(shù)據(jù)流系統(tǒng)
概念：以算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為中心， 像管道和過濾器般處理數(shù)據(jù)，每個組件都有相對獨(dú)立的數(shù)據(jù)處理功能，數(shù)據(jù)依次經(jīng)過各個組件，最后形成完整的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。優(yōu)點：各個組件都是獨(dú)立的， 可以放方便的組合、重用和擴(kuò)展，流水線式的執(zhí)行，支持大規(guī)模并行處理。缺點：流水線式的處理， 所以一般要求數(shù)據(jù)有比較統(tǒng)一的輸入和輸出格式；各個組件都是獨(dú)立的， 因此的很難提取共性；批處理方式，所以不適合和用戶交互。應(yīng)用：一個最著名的實例是unix的shell編程，多個對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的程序(組件)通過管道聯(lián)結(jié)起來，產(chǎn)生總和的效果。 還有傳統(tǒng)的編譯器，源代碼經(jīng)過詞法分析、語法分析、中間代碼生成、目標(biāo)代碼生成等步驟生成輸出的目標(biāo)代碼。 還有其他經(jīng)過多步才能生成結(jié)果的程序，比如圖像處理，數(shù)值解題等。
層次系統(tǒng)
概念：將系統(tǒng)功能和組件分成不同的功能層次，一般而言，只有最上層的組件和功能可以被系統(tǒng)外的使用者訪問，只有相鄰的層次之間才能夠有函數(shù)調(diào)用。優(yōu)點：把復(fù)雜的問題逐層分解，使整體設(shè)計非常清晰；每層只依賴相連的里層，耦合性較弱。缺點：有些劃分清晰的層次比較困難；層次太多會使性能下降。應(yīng)用：層次系統(tǒng)是我們最常見的方式， 一般軟件都有它的影子，比如程序典型的三層架構(gòu)分為表示層(界面層)、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)訪問層。 操作系統(tǒng)一般分為內(nèi)核層，API層， 應(yīng)用層， 我在理解 Windows API 調(diào)用過程中有相關(guān)介紹。 各層之間的交互方式也值得我們探討下， 一般調(diào)用方式有直接接口調(diào)用和消息發(fā)送二種方式，究竟什么時候該用哪種方式，可以參考我這篇消息耦合還是接口耦合. 總的來說如果很強(qiáng)調(diào)弱耦合和可擴(kuò)展性，可以用消息方式，我們看到Windows上在調(diào)用API進(jìn)入內(nèi)核時用的是中斷消息的方式。
面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)
概念：數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)上的操作被封裝成抽象數(shù)據(jù)類型或者對象。系統(tǒng)由大量的對象組成，在物理上，對象之間通過函數(shù)或者過程調(diào)用相互作用；在邏輯上，對象之間通過集成、復(fù)合等方式實現(xiàn)設(shè)計的復(fù)用。
優(yōu)點：符合人們認(rèn)識事物的方式，支持封裝，繼承，多態(tài)。
缺點：通過函數(shù)調(diào)用，并且需要知道處理的對象，耦合性比較緊密，我這篇范型編程雜談中也有談及。
應(yīng)用：面向?qū)ο笤O(shè)計和開發(fā)基本上已經(jīng)是每個程序員的必修課，各種流行的編程語言都有對它的支持，COM組件技術(shù)也是以此為基礎(chǔ)。
基于事件的系統(tǒng)
概念：這是面向?qū)ο蠛蛿?shù)據(jù)抽象體系的一種變形，系統(tǒng)同樣是由大量的對象組成的，但是對象之間的交互不是通過明確指明對象的函數(shù)或者過程調(diào)用進(jìn)行的，相反，系統(tǒng)提供事件的創(chuàng)建和發(fā)布的機(jī)制，對象產(chǎn)生事件，一個或者多個對象通過向系統(tǒng)注冊關(guān)注這個事件并由此觸發(fā)出相應(yīng)的行為或者產(chǎn)生新的事件。
優(yōu)點：用于函數(shù)和過程的調(diào)用調(diào)用不需要指明特定的對象，所以系統(tǒng)具有非常好的靈活性和擴(kuò)展性，新的組件只需要向系統(tǒng)的事件處理部分注冊就可以立刻加入系統(tǒng)中，同樣，老的組件也可以方便的從系統(tǒng)中刪除。
缺點：由于函數(shù)調(diào)用是通過事件發(fā)送進(jìn)行的，所以，發(fā)出事件的對象不能確認(rèn)是否有對象處理了這個事件、是否是期望的對象處理了這個事件、是否獲得期望的結(jié)果，同樣也無法控制事件發(fā)生的次序，系統(tǒng)的邏輯和時序的正確性必須通過復(fù)雜的時序邏輯和前后條件的斷言加以保證。
應(yīng)用：Windows的鼠標(biāo)鍵盤消息，窗口消息等都是基這種方式, 消息總線(Message Bus)也是基于這種架構(gòu)。該方式與面向?qū)ο蠓绞降谋容^我在消息耦合還是接口耦合這篇中也有提及。
知識庫系統(tǒng)
概念：使用一個中心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)，一組相互獨(dú)立的組件在中心數(shù)據(jù)庫上進(jìn)行操作。如果組件負(fù)責(zé)對中心數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇、處理，這種體系就是傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫模型；如果中心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)自主的引發(fā)一系列的行為，則這種體系可以看成一個黑板模型。
優(yōu)點：以數(shù)據(jù)為中心的體系結(jié)構(gòu)，可以自然的表示大量的數(shù)據(jù)和事務(wù)處理的邏輯，適合表達(dá)以數(shù)據(jù)為中心的應(yīng)用程序。
缺點：只有很少一部分簡單的數(shù)據(jù)庫存儲應(yīng)用可以完全采用這種體系結(jié)構(gòu)表示。
應(yīng)用：傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫。
解釋器系統(tǒng)
概念：如果應(yīng)用程序的邏輯非常復(fù)雜，一個較好的體系就是提供面向領(lǐng)域的一組指令（語言），系統(tǒng)解釋這種語言，產(chǎn)生相應(yīng)的行為，用戶使用這種指令（語言）完成復(fù)雜的操作。
優(yōu)點：非常好的擴(kuò)展性，用戶可以實現(xiàn)對軟件系統(tǒng)的二次開發(fā)。
缺點：軟件開發(fā)復(fù)雜，特別是這種指令集的設(shè)計非常困難。
應(yīng)用：Java虛擬機(jī)， .Net的CLR（Common Language Runtime）， 腳本語言的解釋器等。
在實際開發(fā)中，我們很少會只使用一種體系結(jié)構(gòu)，很多時候是以一種體系結(jié)構(gòu)為主， 其他體系結(jié)構(gòu)為輔。比如我們一個網(wǎng)絡(luò)客戶端軟件總體上是層次系統(tǒng)，可能分為通訊層、業(yè)務(wù)邏輯層、界面層， 但每層內(nèi)部又會用面向?qū)ο蟮姆绞綄崿F(xiàn)。
總之， 軟件系統(tǒng)的分析和設(shè)計的基本任務(wù)是：確立系統(tǒng)中的基本元素（完成系統(tǒng)的功能所必不可少的成分）；確定這些元素之間相互作用的方式（這就是系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)）。
參考資料：百度百科 體系結(jié)構(gòu)
posted on 2013-01-27 21:15
Richard Wei 閱讀(3252)
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架構(gòu)體系