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运用RUP4+1视图方法进行软件架构设计

    开发视图:设计满足开发期质量属性的架构

    软件架构的开发视图应当为开发人员提供切实的指导。任何影响全局的设计决策都应由架构设计来完成,这些决策如果"漏"到了后边,最终到了大规模并行开发阶段才发现,可能造成"程序员碰头儿临时决定"的情况大量出现,软件质量必然将下降甚至导致项目失败。

    其中,采用哪些现成框架、哪些第三方SDK、乃至哪些中间件平台,都应该考虑是否由软件架构的开发视图确定下来。图6展示了设备调试系统的(一部分)软件架构开发视图:应用层将基于MFC设计实现,而通讯层采用了某串口通讯的第三方SDK。

    图6 设备调试系统架构的开发视图
     
   

    在说说约束性需求。约束应该是每个架构视图都应该关注和遵守的一些设计限制。例如,考虑到"一部分开发人员没有嵌入式开发经验"这条约束情况,架构师有必要明确说明系统的目标程序是如何编译而来的:图7展示了整个系统的桌面部分的目标程序pc-moduel.exe、以及嵌入式模块rom- module.hex是如何编译而来的。这个全局性的描述无疑对没有经验的开发人员提供了实感,利于更全面地理解系统的软件架构。

    图7 设备调试系统架构的开发视图
          

    处理视图:设计满足运行期质量属性的架构

    性能是软件系统运行期间所表现出的一种质量水平,一般用系统响应时间和系统吞吐量来衡量。为了达到高性能的要求,软件架构师应当针对软件的运行时情况进行分析与设计,这就是我们所谓的软件架构的处理视图的目标。处理视图关注进程、线程、对象等运行时概念,以及相关的并发、同步、通信等问题。图8展示了设备调试系统架构的处理视图。

    可以看出,架构师为了满足高性能需求,采用了多线程的设计:

    * 应用层中的线程代表主程序的运行,它直接利用了MFC的主窗口线程。无论是用户交互,还是串口的数据到达,均采取异步事件的方式处理,杜绝了任何"忙等待"无谓的耗时,也缩短了系统响应时间。
    * 通讯层有独立的线程控制着"上上下下"的数据,并设置了数据缓冲区,使数据的接收和数据的处理相对独立,从而数据接收不会因暂时的处理忙碌而停滞,增加了系统吞吐量。
    * 嵌入层的设计中,分别通过时钟中断和RS232口中断来激发相应的处理逻辑,达到轮询和收发数据的目的。

    图8 设备调试系统架构的处理视图
     

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