信息系統(tǒng)項目管理師與系統(tǒng)集成項目管理工程師考點考題梳理（8）：軟件體系結構與軟件中間件

考點梳理

    軟件體系結構為軟件系統(tǒng)提供了一個結構、行為和屬性的高級抽象，并由構成系統(tǒng)的元素的描述及元素的相互作用、元素集成的模式以及這些模式的約束組成。

    在管道，過濾器架構模式中，每個構件都有一組輸入，輸出，構件讀取輸入的數(shù)據(jù)流，經(jīng)過內(nèi)部處理后，產(chǎn)生輸出數(shù)據(jù)流，該過程主要完成輸入流的變換及增量計算。通常，將這里的構件稱為過濾器，其中的連接器就像是數(shù)據(jù)流傳輸?shù)墓艿?，將一個過濾器的輸出傳送到另一過濾器的輸入。管道，過濾器輸出的正確性并不依賴于過濾器進行增量計算過程的順序。

    管道/過濾器模式的優(yōu)點：

1) 體現(xiàn)了各功能模塊的“黑盤”特性及高內(nèi)聚、低耦合的特點。

2) 可以將整個系統(tǒng)的輸入，輸出行為看成是多個過濾器行為的簡單合成。

3) 支持軟件功能模塊的重用。

4) 便于系統(tǒng)維護：新的過濾器可以添加到現(xiàn)有系統(tǒng)中來，舊的可以由改進的過濾器替換。

5) 支持某些特定的分析，如吞吐量計算、死鎖檢測等。

6) 支持并行操作，每個過濾器可以作為一個單獨的任務完成。

管道/過濾器模式的缺點：

1) 通常導致系統(tǒng)處理過程的成批操作。

2) 需要設計者協(xié)調(diào)兩個相對獨立但又存在關系的數(shù)據(jù)流。

3) 可能需要每個過濾器自己完成數(shù)據(jù)解析和合成工作（如加密和解密），從而導

4) 致系統(tǒng)性能下降，并增加了過濾器具體實現(xiàn)的復雜性。

面向對象模式的典型應用是基于構件的軟件開發(fā)。

    面向對象模式的優(yōu)點：

1) 高度模塊化。

2) 封裝功能實現(xiàn)了數(shù)據(jù)隱藏。

3) 繼承性提供了一種實現(xiàn)代碼共享的手段。

4) 提供了系統(tǒng)的靈活性，便于維護及擴充。

面向對象系統(tǒng)的缺點在于：對象之間的調(diào)用需要知道所調(diào)用對象的標識。如果對象的標識發(fā)生改變，就必須通知所有調(diào)用該對象的對象。否則系統(tǒng)將可能無法正常運行。

事件驅動模式的主要特點是事件的觸發(fā)者并不知道哪些構件會受到事件的影響，且不能假定構件的處理順序，甚至不知道會調(diào)用哪些過程，使用事件驅動模式的典型系統(tǒng)包括各種圖形界面工具。

1) 事件驅動模式的優(yōu)點：

2) 支持軟件重用，容易實現(xiàn)并發(fā)處理。

3) 具有良好的可擴展性，通過注冊可引入新的構件，而不影響現(xiàn)有構件。

4) 可以簡化客戶代碼。

事件驅動模式的缺點：

1) 構件削弱了自身對系統(tǒng)的控制能力。一個構件觸及事件時，并不能確定響應該事件的其他構件及各構件的執(zhí)行順序。

2) 不能很好地解決數(shù)據(jù)交換問題。

3) 使系統(tǒng)中各構件的邏輯關系變得更加復雜。

    分層模式的典型應用是分層通信協(xié)議，如ISO/OSI的七層網(wǎng)絡模型。

    分層模式的優(yōu)點：

1) 有助把復雜的問題按功能分解，使整體設計更為清晰。

2) 支持系統(tǒng)設計的逐級抽象。

3) 具有較好的可擴展性。

4) 支持復用。

    分層模式的缺點：

1) 并不是每個系統(tǒng)都可以很容易地劃分出層次來；同時，各層功能的劃分也沒有一個統(tǒng)一的、正確的抽象方法。

2) 層次的個數(shù)過多，系統(tǒng)性能可能會下降。

    知識庫模式采用兩種不同的構件：中央數(shù)據(jù)結構構件說明當前狀態(tài)，獨立構件在中央數(shù)據(jù)存儲上執(zhí)行，中央數(shù)據(jù)構件與獨立的外部構件間的相互作用是系統(tǒng)中的主要問題。

知識庫模式有兩種不同的控制策略：如果輸入流觸發(fā)進程執(zhí)行韻選擇，則為基于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫型的知識庫模式；如果中央數(shù)據(jù)結構的當前狀態(tài)觸發(fā)進程執(zhí)行的選擇，則為基于黑板系統(tǒng)的知識庫模式。

    C/S模式的優(yōu)點：

1) 客戶機與服務器分離，允許網(wǎng)絡分布操作：二者的開發(fā)也可分開同時進行。

2) 一個服務器可以服務于多個客戶機。

    隨著企業(yè)規(guī)模的日益擴大，軟件的復雜程度不斷提高，傳統(tǒng)的二層c/s模式的缺點日益突出：

1) 客戶機與服務器的通訊依賴于網(wǎng)絡，可能成為整個系統(tǒng)運作的瓶頸；客戶機的負荷過重，難以管理大量的客戶機，系統(tǒng)的性能受到很大影響。

2) 如果服務器及其界面定義有改變，則客戶機也要做相應改變。

3) 二層c/s模式采用單一服務器且以局域網(wǎng)為中心，難以擴展至廣域網(wǎng)或Internet。

4) 數(shù)據(jù)安全性不好。客戶端程序可以直接訪問數(shù)據(jù)庫服務器，使數(shù)據(jù)庫的安全性受到威脅。

c/s模式適用于分布式系統(tǒng)，得到了廣泛的應用。為了解決as模式中客戶端的問題，發(fā)展形成了瀏覽器和服務器（ Browser/Server，B/S）模式；為了解決c/s模式中服務器端的問題，發(fā)展形成了三層（多層）c/s模式，即多層應用架構。

    總體目標可以概括如下：

1) 最大化復用：復用包括構件的復用和設計模式的使用等多個方面。

2) 復雜問題簡單化：這也是中間件或多層技術的根本目標。在設計過程中，如果需要多個類協(xié)調(diào)完成某些功能時，應能正確使用適當?shù)脑O計模式。

3) 靈活的擴展性：具備靈活的擴展性使得用戶可以在架構上進行二次開發(fā)或更加具體的開發(fā)。

1) 軟件架構設計需要考慮如下問題：

2) 關系數(shù)據(jù)庫與對象數(shù)據(jù)庫的選擇問題——應盡量采用關系數(shù)據(jù)庫。

3) 用戶界面選擇使用HTML——HTML界面的開發(fā)和維護比其他圖形界面應用程序更容易。此外，HTML使用的HTTP （S）協(xié)議可以穿越防火墻，解決了Internet應用中的一個重要問題。

4) 靈活性和性能的考慮——在開發(fā)系統(tǒng)之前，需要權衡獨立于廠商抽象定義所提供的靈活性和特定廠商產(chǎn)品帶來的性能。

5) 技術的選擇——選擇成熟的技術可以規(guī)避項目風險。掌握技術不僅需要理解技術是什么及如何運用，還需要理解技術的適用范圍和局限性。

6) 聘請經(jīng)驗豐富的架構設計師：可以有效地保證項目的成功。

    中間件是位于硬件、操作系統(tǒng)等平臺和應用之間的通用服務，如下圖所示，這些服務具有標準的程序接口和協(xié)議。不同的硬件及操作系統(tǒng)平臺，可以有符合接口和協(xié)議規(guī)范的多種實現(xiàn)。

幾種主要的中間件

（1）數(shù)據(jù)庫訪問中間件。數(shù)據(jù)庫訪問中間件通過一個抽象層訪問數(shù)據(jù)庫，從而允許使用相同或相似的代碼訪問不同的數(shù)據(jù)庫資源。典型的技術如Windows平臺的ODBC和Java平臺的JDBC等。

（2）遠程過程調(diào)用（Remote Procedure Call，RPC）是一種廣泛使用的分布式應用程序處理方法。一個應用程序使用RPC來“遠程”執(zhí)行一個位于不同地址空間內(nèi)的過程，從效果上看和執(zhí)行本地調(diào)用相同。

（3）面向消息中間件（Message-Oriented Middleware，MOM）利用高效可靠的消息傳遞機制進行平臺無關的數(shù)據(jù)交流，并可基于數(shù)據(jù)通信進行分布系統(tǒng)的集成。

（4）分布式對象中間件。隨著對象技術與分布式計算技術的發(fā)展，兩者相互結合形成了分布式對象技術，并發(fā)展成為當今軟件技術的主流方向。典型的產(chǎn)品如OMG的CORBA、Sun的RIVU/EJB、Microsoft的DCOM等。

（5）事務中間件，也稱事務處理監(jiān)控器（Transaction Processing Monitor，TPM）最早出現(xiàn)在大型機上，為其提供支持大規(guī)模事務處理的可靠運行環(huán)境。隨事務處理監(jiān)控程序位于客戶和服務器之問，完成事務管理與協(xié)調(diào)、負載平衡、失效恢復等任務，并提高系統(tǒng)的整體性能。典型產(chǎn)品如BEA的Tuxedo。隨著對象技術與事務技術的結合，近年還出現(xiàn)了一類新產(chǎn)品，即對象事務監(jiān)控器（Object Transaction Monitor，OTM），可以保證分布式對象的事務完整性，支持EJB的J2EE應用服務器就屬于該類產(chǎn)品。

信息系統(tǒng)項目管理師、系統(tǒng)集成項目管理工程師真題考題舉例

用一系列軟件的修改來評價軟件體系結構的易修改性，屬于基于（ ）的軟件體系結構評估方式。
A、調(diào)查問卷或檢查表
B、場景
C、度量
D、實際運行

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下列描述中，（ ）不是軟件體系結構研究的內(nèi)容。
A、軟件體系結構描述語言及工具
B、軟件體系結構分析、設計及驗證
C、軟件開發(fā)過程中應遵守的政策和法規(guī)
D、特定領域的體系結構

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小王在公司局域網(wǎng)中用Delphi 編寫了客戶端應用程序，其后臺數(shù)據(jù)庫使用MS+SQL Server，應用程序通過ODBC 連接到后臺數(shù)據(jù)庫。此處的ODBC 是（ ）。
A.中間件
B. WEB Service
C. COM 構件
D. WEB 容器

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中間件是位于硬件、操作系統(tǒng)等平臺和應用之間的通用服務。（ ）位于客戶和服務器之間，負責負載均衡、失效恢復等任務，以提高系統(tǒng)的整體性能。
A.數(shù)據(jù)庫訪問中間件
B.面向消息中間件
C.分布式對象中間件
D.事務中間件

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關于中間件特點的描述，（ ）是不正確的。
A．中間件可運行于多種硬件和操作系統(tǒng)平臺上
B．跨越網(wǎng)絡、硬件、操作系統(tǒng)平臺的應用或服務可通過中間件透明交互
C。中間件運行于客戶機/服務器的操作系統(tǒng)內(nèi)核中，提高內(nèi)核運行效率
D．中間件應支持標準的協(xié)議和接口

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