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系统架构系列

目前控制系统实现架构有哪些?一般的android开发都用到了系统架构哪些层

admin admin 发表于2022-05-16 11:40:38 浏览99 评论0

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目前控制系统实现架构有哪些


  软件架构(software
  architecture)是一系列相关的抽象模式,用于指导大型软件系统各个方面的设计。 软件架构是一个系统的草图。软件架构描述的对象是直接构成系
  统的抽象组件。各个组件之间的连接则明确和相对细致地描述组件之间的通讯。在实现阶段,这些抽象组件被细化为实际的组件,比如具体某个类或者对象。在面向
  对象领域中,组件之间的连接通常用接口_(计算机科学)来实现。
  软件体系结构是构建计算机软件实践的基础。与建筑师设定建筑项目的设计原则和目标,作为绘图员画图的基础一样,一个软件架构师或者系统架构师陈述软件构架以作为满足不同客户需求的实际系统设计方案的基础。
  软件构架是一个容易理解的概念,多数工程师(尤其是经验不多的工程师)会从直觉上来认识它,但要给出精确的定义很困难。特别是,很难明确地区分设计和构架:构架属于设计的一方面,它集中于某些具体的特征。
  在“软件构架简介”中,David Garlan 和 Mary Shaw
  认为软件构架是有关如下问题的设计层次:“在计算的算法和数据结构之外,设计并确定系统整体结构成为了新的问题。结构问题包括总体组织结构和全局控制结
构;通信、同步和数据访问的协议;设计元素的功能分配;物理分布;设计元素的组成;定标与性能;备选设计的选择。
  但构架不仅是结构;IEEE Working Group
  on Architecture 把其定义为“系统在其环境中的最高层概念”。构架还包括“符合”系统完整性、经济约束条件、审美需求和样式。它并不仅注
重对内部的考虑,而且还在系统的用户环境和开发环境中对系统进行整体考虑,即同时注重对外部的考虑。
  在Rational Unified Process 中,软件系统的构架(在某一给定点)是指系统重要构件的组织或结构,这些重要构件通过接口与不断减小的构件与接口所组成的构件进行交互。
  从和目的、主题、材料和结构的联系上来说,软件架构可以和建筑物的架构相比拟。一个软件架构师需要有广泛的软件理论知识和相应的经验来事实和管
  理软件产品的高级设计。软件架构师定义和设计软件的模块化,模块之间的交互,用户界面风格,对外接口方法,创新的设计特性,以及高层事物的对象操作、逻辑
和流程。
  一般而言,软件系统的架构(Architecture)有两个要素:
  它是一个软件系统从整体到部分的最高层次的划分。
  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。
  详细地说,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。
  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详细设计甚至建造,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。

一般的android开发都用到了系统架构哪些层


开发一个程序,android的系统框架是层层相扣,不能分开的。

应用程序层:
这个层主要指的就是用java语言编写的运行在虚拟机上的程序,Google在最开始时就 在android系统中捆绑了一些核心的应用(核心应用的编写必须使用应用层序框架层的API框架),例如你android手机中SMS发送短消息的程序,通讯录等等。

应用程序框架层:
指的就是开发时所需要的API框架,开发人员是在遵守该框架的原则上,调用他们的,开发自己所需要的程序。

系统运行库层:
用于支持应用框架层的各个组件的。就是说当开发人员使用android应用框架层时,android系统会通过一些C/C++库来支持对我们使用的各个组件,使其能更好地为开发者服务。

linux核心层:
android的核心系统服务如安全性、内存管理、进程管理、网络协议栈和驱动模型等都依赖于Linux2.6内核,Linux内核同时也作为硬件和软件栈之间的抽象层。

因此,你开发的程序是运行在应用程序层,开发中写代码调用的包,是基于应用框架层,而在应用框架中的各个组件是需要系统运行库的支持的,例如,你要登陆查看的信息就必须访问到SQLite数据库,SQLite就位于系统运行库,再有,你登入要输入信息,肯定需要键盘驱动的支持,而各种驱动是依赖Linux内核的。

“系统架构”是什么意思都有哪些架构


系统架构(Framework 或Architecture)或软件架构的定义很难明确,仁者见仁智者见智。
在面向对象范畴中,我认为就是通过若干类、抽象类及其接口有机组成的软件系统,其中类起的作用好比建筑物中的砖瓦钢筋水泥楼板,而接口和抽象类中没有实现的方法好比其中的一个个空间,包括大厅,走廊,房间,厨房,卫生间....,架构使用者的任务就是往这些空间中填充东西,也就是实现那些接口和抽象方法,从而可以创建一座定制了的建筑物。进一步,可以对这个建筑进行修饰使其外观更加漂亮。当然也可以进行改动,以便结构更加合理。-系统架构系列

在《Rational 统一过程实践者指南》(RUP)认为,系统架构为:1. 系统中最重要的组成部分和它们的接口,以及做出的创建、购买或是重用这些组成部分的决定;2.描述这些组成部分在运作时如何交互来实现系统中最重要的脚本;3.实现并测试系统架构的原型,以验证架构是否可行、是否化解了重大风险,以及验证它是否打到了重要的质量指标:性能、可扩展性和成本等。
-系统架构系列

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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。

构架模式

构架模式是解决复杂构架问题的现成形式。构架框架或构架基础设施(中间件)是可以在其上构建某种构架的构件集。许多主要的构架困难应在框架或基础设施中进行解决,而且通常针对于特定的领域:命令和控制、MIS、控制系统等等。-系统架构系列

模式示例

[BUS96] 根据构架模式最适用的系统的特征将其分类,其中一个类别处理更普遍的结构问题。下表显示了 [BUS96] 中所提供的类别和这些类别所包含的模式。

类别 模式结构 层管道和过滤器黑板分布式系统代理交互系统 模型-视图-控制器表示-抽象-控制自适应系统反射微核

在“软件构架简介”中,David Garlan 和 Mary Shaw 认为软件构架是有关如下问题的设计层次:“在计算的算法和数据结构之外,设计并确定系统整体结构成为了新的问题。结构问题包括总体组织结构和全局控制结构;通信、同步和数据访问的协议;设计元素的功能分配;物理分布;设计元素的组成;定标与性能;备选设计的选择。”[GS93]-系统架构系列

但构架不仅是结构;IEEE Working Group on Architecture 把其定义为“系统在其环境中的最高层概念”[IEEE98]。构架还包括“符合”系统完整性、经济约束条件、审美需求和样式。它并不仅注重对内部的考虑,而且还在系统的用户环境和开发环境中对系统进行整体考虑,即同时注重对外部的考虑。-系统架构系列

在 Rational Unified Process 中,软件系统的构架(在某一给定点)是指系统重要构件的组织或结构,这些重要构件通过接口与不断减小的构件与接口所组成的构件进行交互。

为阐明其含义,下面将详述其中的两个;完整说明请参见。模式以下列广泛使用的形式来表示:

模式名环境问题影响,描述应考虑的不同问题方面解决方案基本原理结果环境示例模式名层

环境需要进行结构分解的大系统。

问题必须处理不同抽象层次的问题的系统。例如:硬件控制问题、常见服务问题和针对于不同领域的问题。最好不要编写垂直构件来处理所有抽象层次的问题。否则要在不同的构件中多次处理相同的问题(可能会不一致)。

影响

系统的某些部分应当是可替换的构件中的变化不应波动相似的责任应归为一组构件大小 -- 复杂构件可能要进行分解解决办法将系统分成构件组,并使构件组形成层叠结构。使上层只使用下层(决不使用上层)提供的服务。尽量不使用非紧邻下层提供的服务(不跳层使用服务,除非中间层只添加通过构件)。-系统架构系列

示例:

1. 通用层

严格的分层构架规定设计元素(类、构件、包、子系统)只能使用下层提供的服务, 服务可以包括事件处理、错误处理、数据库访问等等。 相对于记录在底层的原始操作系统级调用,它包括更明显的机制。

2. 业务系统层

上图显示了另一个分层示例,其中有垂直特定应用层、水平层和基础设施层。注意:此处的目标是采用非常短的业务“烟囱”并实现各种应用程序间的通用性。 否则,就可能有多个人解决同一问题,从而导致潜在的分歧。

有关该模式的深入讨论,请参见指南:分层。

模式名黑板

环境没有解决问题的确定方法(算法)或方法不可行的领域。例如 AI 系统、语音识别和监视系统。

问题多个问题解决顾问(知识顾问)必须通过协作来解决他们无法单独解决的问题。各顾问的工作结果必须可以供所有其他顾问访问,使他们可以评估自己是否可以参与解决方案的查找并发布其工作结果。

影响

知识顾问参与解决问题的顺序不是确定的,这可能取决于问题解决策略

不同顾问的输入(结果或部分解决方案)可能有不同的表示方式

各顾问并不直接知道对方的存在,但可以评估对方发布的工作

解决办法多名知识顾问都可访问一个称为“黑板”的共享数据库。黑板提供监测和更新其内容的接口。控制模块/对象激活遵循某种策略的顾问。激活后,顾问查看黑板,以确定它是否能参与解决问题。如果顾问决定它可以参与,控制对象就可以允许顾问将其部分(或最终)解决方案放置于黑板上。-系统架构系列

示例:

以上显示了使用 UML 建模的结构或静态视图。 它将成为参数化协作的一部分,然后会绑定到实参上对模式进行实例化。

构架风格软件构架(或仅是构架视图)可以具有名为构架风格的属性,该属性减少了可选的形式,并使构架具有一定程度的一致性。样式可以通过一组模式或通过选择特定构件或连接器作为基本构件来定义。对给定系统,某些样式可作为构架描述的一部分记录在构架风格指南(Rational Unified Process 中设计指南文档的一部分)中。样式在构架的可理解性与完整性方面起着主要的作用。-系统架构系列

逻辑视图:类图、状态机和对象图。进程视图:类图与对象图(包括任务 - 进程与线程)。实施视图:构件图。部署视图:配置图。