系统概要设计：架构模式与实践

"本资源是一份关于概要设计与架构设计的教程，涵盖了系统软件、分布式软件和交互软件中常见的架构模式，旨在指导软件工程的概要设计阶段。" 在软件开发过程中，概要设计是至关重要的一步，它将软件需求转化为实际的系统结构，定义了软件的静态组成部分，如程序、数据库、过程和文件。概要设计也被称为结构设计，其目的是为了在需求分析的基础上，创建一个更详尽的设计模型，以便更好地实现软件的功能和性能。 系统设计通常包括两个主要阶段：概要设计和详细设计。概要设计关注的是软件的宏观结构，而详细设计则关注微观层面的数据结构和算法。在概要设计阶段，设计者需要考虑如何划分系统的各个组件，以及它们之间的关系，以确保系统具有良好的可扩展性和可维护性。 在本资料中，几种典型的架构模式被提及： 1. **分层架构**（Layer）：这种模式将系统划分为多个层次，每个层次负责不同的功能，层与层之间通过接口通信，降低了复杂性和耦合度。 2. **管道和过滤器**（Pipes and Filters）：常见于数据处理系统，数据流经一系列独立的组件（过滤器），每个组件执行特定的操作，形成流水线式处理。 3. **黑板架构**（Blackboard）：适用于复杂的、知识驱动的系统，其中各个专家组件在共享的黑板上交互，以解决问题。 4. **经纪人架构**（Broker）：在分布式系统中，经纪人作为中央协调者，负责管理服务发现、消息传递和任务调度。 5. **客户/服务器架构**（Client/Server）：经典的两层架构，客户端发起请求，服务器端提供服务响应。 6. **点对点架构**（Peer to Peer）：所有节点既是服务消费者也是服务提供者，分布式且去中心化的网络结构。 7. **模型-视图-控制器**（MVC）：常用于用户界面设计，分离了业务逻辑（模型）、用户界面展示（视图）和用户交互处理（控制器）。 8. **显示-抽象-控制**（Presentation-Abstraction-Control）：另一种用户界面设计模式，强调将界面显示、用户操作和数据处理分离。 这些架构模式的选择取决于系统的具体需求，例如性能、可扩展性、可维护性等。一个好的设计应考虑到系统的长期发展，避免过早优化，同时要兼顾开发效率和用户体验。 在进行概要设计时，设计师还需要制定一套规范，如代码体系、接口规约和命名风格，以确保团队间的有效沟通和代码质量。此外，设计应充分理解用户需求，明确设计的目标和原因，遵循“3W”原则：Who（为谁设计），What（解决用户的问题），Why（为何解决这些问题）。 概要设计应在需求分析基本明确并进行了域建模之后进行，因为这个阶段的设计将对后续的开发、测试、实施和维护产生深远影响。概要设计的质量直接影响到软件系统的整体质量，因此它是软件开发过程中不可或缺的关键环节。