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1、第三章第三章 软件体系件体系结构构风格格13.1 经典的软件体系结构风格3.2 C/S、B/S类架构3.3 分布式对象技术3.4 其他软件体系结构风格 C/S、B/S类体系架构体系架构 1.计算模式的演化史算模式的演化史2.客客户机机/服服务器器(C/S)模式模式3.两两层 C/S 架构架构4.三三层 C/S 架构架构5.阅读器器/服服务器器(B/S)架构架构6.C/S+B/S 混合架构混合架构2计算模式的演化算模式的演化1965-1985：以大型机：以大型机为核心的核心的集中式集中式处理理模式模式1986-1990：以：以PC/文件服文件服务器器为核心的文件共享核心的文件共享计算模式算模式1
2、990-1996：以：以C/S架构架构为主流的分布式主流的分布式计算模式算模式1996-：以：以Web为核心、核心、B/S架构架构为主流的分布式主流的分布式计算模式算模式2000-：以各：以各类移移动设备为核心的核心的普适普适计算算模式模式(无所无所不在的不在的计算，无所不在的通算，无所不在的通讯)2005-：以：以Grid、P2P、Cloud等技等技术为核心的核心的分布分布式式计算模式算模式3集中式集中式计算模式算模式全部的全部的计算算实力均属于中心宿主力均属于中心宿主计算机算机用用户通通过一台物理上与宿主机相一台物理上与宿主机相连的非智能的非智能终端端来来访问宿主机上的宿主机上的应用程序用
3、程序客客户机可能机可能为PC或工作站或工作站4文件共享体系文件共享体系结构构(File Sharing)文件存文件存储在一个中心在一个中心计算机或者共享服算机或者共享服务器中器中被网被网络上的多个上的多个计算机同算机同时访问5文件共享体系文件共享体系结构的特征构的特征最初的最初的PC网网络就是基于此就是基于此类结构，从共享服构，从共享服务器器下下载文件到客文件到客户机的桌面机的桌面环境下境下被被恳求的用求的用户任任务（包括（包括业务逻辑和数据）在客和数据）在客户机机环境下境下执行行适合适合应用于数据量用于数据量较低的低的场合合6文件共享体系文件共享体系结构的缺陷构的缺陷客客户端和服端和服务器之
4、器之间须要移要移动大量不必要的数据，降低了大量不必要的数据，降低了应用性能用性能客客户端必需相当健壮，它要完成几乎全部的功能，同端必需相当健壮，它要完成几乎全部的功能，同时必必需有足需有足够的磁的磁盘空空间来存来存储下下载的文件和表的文件和表简洁破坏数据完整性破坏数据完整性(多个用多个用户共同共同访问同一个文件同一个文件)对环境境变更及用更及用户需求需求变更的适更的适应性差，一旦性差，一旦发生生变更，更，客客户机与服机与服务器的程序都要修改，增加了器的程序都要修改，增加了维护工作量工作量7客客户机机/服服务器模式器模式Client-Server Architecture文件共享文件共享结结构的
5、缺陷构的缺陷导导致了致了C/S模式的出模式的出现现数据数据库库服服务务器代替了文件服器代替了文件服务务器器服服务务器运用器运用DBMS，快速，快速应应答用答用户恳户恳求求RPC 或或 SQL 是客是客户户机和服机和服务务器之器之间间的典型通的典型通讯讯模式模式8客客户机机/服服务器模式特征器模式特征一个一个应用系用系统被分被分为两个两个逻辑上分上分别的部分，每的部分，每一部分充当不同的角色、完成不同的功能，多台一部分充当不同的角色、完成不同的功能，多台计算机共同完成算机共同完成统一的任一的任务客客户机机(前端，前端，front-end)：业务逻辑、与服、与服务器通器通讯的接口的接口服服务器器(
6、后端：后端：back-end)：与客：与客户机通机通讯的接的接口、口、业务逻辑、数据管理、数据管理客客户机机为完成特定的工作向服完成特定的工作向服务器器发出出恳求，而求，而 服服务器器处理客理客户机的机的恳求并返回求并返回结果果9客客户机机/服服务器模式流程器模式流程10客客户机机/服服务器模式的器模式的发展展历程程11两层两层C/S三层三层C/S多层多层C/S客客户机机/服服务器模式的器模式的组成成客客户机：机：GUI，恳求描述，求描述，业务逻辑，服，服务代理及通信代理及通信服服务器：器：调度管理，事度管理，事务处理，理，业务逻辑，共享，共享资源管理，通信源管理，通信二者二者间有通信有通信连
7、接机制，遵循公共的通信接机制，遵循公共的通信协议：描述描述恳求，描述返回求，描述返回结果，描述果，描述连接关系和状接关系和状态例如：例如：RPC，HTTP，SOAP(简洁对象象访问协议)C/S的的优势：降低了网：降低了网络通通讯量（供量（供应恳求求/应答模式，答模式，而非文件而非文件传输），多用），多用户通通过GUI访问共享数据共享数据库12客客户机机/服服务器的器的连接方式接方式13两两层 C/S 架构架构14两两层 C/S 架构的流程架构的流程15用用户界面界面处于于客客户机机数据数据库管理服管理服务处于服于服务器器端，通常是存端，通常是存储过程程/触触发器的形式器的形式业务处理理过程程（
8、即（即业务逻辑）被分解被分解为客客户机与服机与服务器两器两部分部分两两层 C/S 架构的基本构件架构的基本构件数据数据库服服务器：存放数据的数据器：存放数据的数据库、负责数据数据处理的理的业务逻辑客客户机机应用程序：用程序：GUI用用户界面、利用客界面、利用客户机上机上的的应用程序用程序对数据数据进行行处理的理的业务逻辑连接件：接件：经由网由网络的的调用用/返回机制或事返回机制或事务机制，机制，客客户机向服机向服务器器发送送恳求，并接收返回求，并接收返回结果果16两两层 C/S 架构的架构的业务逻辑划分划分业务逻辑的划分比重：在客的划分比重：在客户端多？端多？还是在服是在服务器多？器多？胖客胖
9、客户端端：客：客户端端执行大部分的数据行大部分的数据处理操作理操作瘦客瘦客户端端：客：客户端具有很少或没有端具有很少或没有业务逻辑17胖客胖客户端端 or 瘦客瘦客户端端18两两层 C/S 架构的限制架构的限制系系统伸伸缩性差：当用性差：当用户数超数超过确定数量，性能急确定数量，性能急剧恶化化 导致：服致：服务器成器成为系系统的瓶的瓶颈互操作性差：运用互操作性差：运用DBMS所供所供应的私有数据的私有数据编程程语言来开言来开发业务逻辑，降低了，降低了DBMS的敏捷的敏捷选择 导致：致：软件移植困件移植困难，新技，新技术无法无法轻易运用易运用系系统管理与配置成本高：当系管理与配置成本高：当系统升
10、升级时，每个客，每个客户端都端都须要随之要随之变更更 导致：致：维护和升和升级困困难19两两层 C/S 架构的适用范架构的适用范围两两层C/S架构通常被用在那些管理与操作不太困架构通常被用在那些管理与操作不太困难的非的非实时的信息的信息处理系理系统适合于适合于轻量量级事事务，客，客户机机对服服务器的器的恳求少，求少，数据数据传输量少量少当当业务逻辑较少少变更以及用更以及用户数少于数少于100时，两，两层C/S架构的性能架构的性能较好好20三三层 C/S 架构架构三三层C/S体系体系结构的出构的出现克服了两克服了两层C/S的缺陷的缺陷在客在客户端与数据端与数据库服服务器之器之间增加了一个中增加了
11、一个中间层中中间层可能可能为：事：事务处理服理服务器、消息服器、消息服务器、器、应用服用服务器等器等中中间层负责调度、度、业务逻辑执行、数据行、数据传输等功能等功能21三三层 C/S 架构架构22三三层 C/S 架构的流程架构的流程23三三层 C/S 架构的内容架构的内容24三三层 C/S 架构示意架构示意25数数数数 据据据据 库库库库为用户供应为用户供应交互操作界面交互操作界面 负责关键业务的负责关键业务的处理和数据传递处理和数据传递 实现数据库实现数据库访问访问 服务员服务员 厨师厨师 选购选购员员 客客户户请请求求客客户户请请求求响响应应数数据据响响应应数数据据三三层 C/S 架构的物
12、理架构的物理结构构两两层C/S已已经将数据将数据层分分别出来，三出来，三层C/S则要将表示要将表示层与功能与功能层分分别开来，形成独立的程序，并使二者之开来，形成独立的程序，并使二者之间的的接口接口简洁明白明白问题：这三个三个层次在物理上是如何分布的？次在物理上是如何分布的？26基于集群基于集群(Cluster)的的C/S物理分布物理分布事事实上，功能上，功能层并不确定只并不确定只驻留在一台服留在一台服务器上，数据器上，数据层也是如此；也是如此；假如功能假如功能层(或数据或数据层)分布于多台服分布于多台服务器，那么就形成了基于集群器，那么就形成了基于集群(Cluster)的的C/S物理分布模式
13、物理分布模式用来改善速度、提高牢靠性与可用性，降低成本用来改善速度、提高牢靠性与可用性，降低成本负载均衡是集群里的一个关均衡是集群里的一个关键要素要素27三三层 C/S 架构的架构的优点点在用在用户数目数目较多的状况下，三多的状况下，三层C/S结构将极大改善性构将极大改善性能与敏捷性能与敏捷性允允许合理地划分三合理地划分三层结构的功能，使之在构的功能，使之在逻辑上保持相上保持相对独立性，能提高系独立性，能提高系统和和软件的可件的可维护性和可性和可扩展性展性 UI、BL、DB可以分可以分别加以复用加以复用允允许更敏捷有效地更敏捷有效地选用相用相应的平台和硬件系的平台和硬件系统，并且，并且这些些平
14、台和各个平台和各个组成部分可以具有良好的可升成部分可以具有良好的可升级性和开放性性和开放性各各层可以并行开可以并行开发，选择各自适合的开各自适合的开发平台和开平台和开发语言言利用功能利用功能层有效地隔离开表示有效地隔离开表示层与数据与数据层，未授，未授权的用的用户难以以绕过功能功能层而非法的而非法的访问数据数据层，为严格的平安管理格的平安管理奠定了奠定了坚实的基的基础28三三层 C/S 架构的缺点架构的缺点三三层C/S结构各构各层间的通信效率若不高，即使安排的通信效率若不高，即使安排给各各层的硬件的硬件实力很力很强，其作，其作为整体来整体来说也达不到所要求也达不到所要求的的性能性能设计时必需慎
15、重考必需慎重考虑三三层间的通信方法、通信的通信方法、通信频度及数据度及数据量，量，这和提高各和提高各层的独立性一的独立性一样是三是三层C/S结构的关构的关键问题（分（分层风格的固有缺点）格的固有缺点）29实现C/S应用系用系统的的黄金黄金10原原则 1、尽量、尽量简简化化项项目目,使使项项目易于管理。目易于管理。应应尽快建起一个初始系尽快建起一个初始系统统,并并尽早投入运行尽早投入运行2、当、当项项目目规规模模较较大大时时,能将其分割成由更小研能将其分割成由更小研发组发组担担负负的子的子项项目目3、要把精力花在、要把精力花在设计设计上。首先要完全弄清上。首先要完全弄清“需求需求”,然后建立一个
16、原然后建立一个原型型,以便以便测试设计测试设计中的中的“薄弱薄弱”环节环节。后来增加的特性或部件要确保和。后来增加的特性或部件要确保和系系统结统结构兼容。要奉行构兼容。要奉行“拿来主拿来主义义”。近来。近来,可供可供选购选购的市售的市售C/S产产品品特特别别多多,要要坚坚持持“能能买买就就买买,为为我所用我所用”的原的原则则。必要。必要时时,买买来后可来后可对对系系统统加以修改加以修改,其中既包括基其中既包括基础础部件也包括部件也包括应应用用4、严严格遵守格遵守业业界界标标准准5、接受、接受TP监视监视器或器或对对象事象事务处务处理管理器理管理器(Object Transaction Mana
17、ger,OTM)30实现C/S应用系用系统的的黄金黄金10原原则 6、要按部就班。、要按部就班。刚刚好得到用好得到用户户的反的反馈馈,确保确保项项目各部分的良好目各部分的良好连连接接,及早解决接口及早解决接口问题问题,以确保以确保项项目目进进展展协调协调;坚坚持持“边边分析分析,边设计边设计;边边编码编码,边测试边测试”7、在、在应应用研用研发过发过程中程中,不行忽不行忽视视系系统统管理管理8、反复、反复测试测试,包括用包括用户户信任信任测试测试、基准、基准测试测试、系、系统测试统测试、性能、性能测试测试、系系统统集成集成测试测试、坚实坚实性性测试测试、服、服务务交付交付测试测试等等9、制定合
18、理的工程、制定合理的工程进进度度10、制定完善的系、制定完善的系统统拓展支配拓展支配,包括用包括用户户的培的培训训和技和技术术支持、高效支持、高效的硬的硬软软件装件装载载、已有数据和系、已有数据和系统统的平滑迁移的平滑迁移31小小结32阅读器器/服服务器器(B/S)架构架构B/S 是三是三层层 C/S 架构的一种架构的一种实现实现方式方式 表表现层现层：阅读阅读器器 逻辑层逻辑层：Web服服务务器、器、应应用服用服务务器器 数据数据层层：数据数据库库服服务务器器33J2EE平台架构示意平台架构示意34B/S 架构的架构的优点点阅读器端成器端成为真正意真正意义上的上的“瘦客瘦客户端端”,客客户端
19、无任何端无任何业务逻辑，用，用户在运用系在运用系统时，仅仅须要一个要一个阅读器就可运器就可运行全部的模行全部的模块良好的敏捷性和可良好的敏捷性和可扩展性：展性：对于于环境和境和应用条件常常用条件常常变动的状况，只要的状况，只要对业务逻辑层实施相施相应的的变更，就能更，就能够达到达到目的，系目的，系统维护成本低成本低较好的平安性：客好的平安性：客户应用程序不能干脆用程序不能干脆访问数据，数据，应用服用服务器不器不仅可限制哪些数据被可限制哪些数据被变更和被更和被访问，而且，而且还可限制可限制数据的数据的变更和更和访问方式方式三三层模式可以将服模式可以将服务进行集中管理，行集中管理，统一服一服务于客
20、于客户端，端，从而具从而具备了良好的容了良好的容错实力和力和负载平衡平衡实力力35B/S 架构的缺点架构的缺点客客户端端阅读器以同步的器以同步的恳求求/响响应模式交模式交换数据，每数据，每恳求求一次服一次服务器就要刷新一次器就要刷新一次页面面受受HTTP协议“基于文本的数据交基于文本的数据交换”的限制，在数据的限制，在数据查询的响的响应速度上，要速度上，要远远低于低于C/S体系体系结构构数据提交一般以数据提交一般以页面面为单位，数据的位，数据的动态交互性不交互性不强，不，不利于在利于在线事事务处理理(OLTP)应用用受限于受限于HTML的表达的表达实力，力，难以支持困以支持困难GUI(如如报表
21、表等等)36C/S 与与 B/S 的比的比较（1/4）开开发和和维护升升级：B/S 简化了客化了客户端，无需像端，无需像C/S 那那样在不同的客在不同的客户机上机上安装不同的客安装不同的客户应用程序，而只需安装通用的用程序，而只需安装通用的阅读器。器。这样不但可以不但可以节约客客户机的硬机的硬盘空空间与内存，而且使安装与内存，而且使安装过程更加程更加简便、网便、网络结构更加敏捷构更加敏捷 B/S 简化了系化了系统的开的开发和和维护，系，系统的开的开发者无者无须再再为不同不同级别的用的用户设计开开发不同的客不同的客户应用程序了，只需把用程序了，只需把全部的功能都全部的功能都实现在在Web服服务器
22、上，并就不同的功能器上，并就不同的功能为各个各个组别的用的用户设置置权限即可限即可当形当形势变更更时，B/S 无无须再再为每一个每一个现有的客有的客户应用程用程序升序升级，而只需，而只需对Web服服务器上的服器上的服务处理程序理程序进行修行修订。这样不但可以提高公司的运作效率，不但可以提高公司的运作效率，还省去了省去了维护时协调工作的不少麻工作的不少麻烦37C/S 与与 B/S 的比的比较（2/4）用用户的操作：的操作：接受接受C/S 时，客，客户应用程序有自己特定的用程序有自己特定的规格，运用者格，运用者须要接受特地培要接受特地培训；而接受；而接受B/S 时，客，客户端只是一个端只是一个简洁
23、易用的易用的阅读器器软件，无件，无论是决策是决策层还是操作是操作层的人的人员都都无需培无需培训就可以干脆运用，就可以干脆运用，B/S的的这种特性，种特性，还使使MIS系系统维护的限制因素更少的限制因素更少成本成本选择：接受接受B/S 使成本降低，使成本降低，选择更多。服更多。服务器操作系器操作系统的的选择多多样，用，用户操作不受影响操作不受影响B/S 特殊适用于网上信息特殊适用于网上信息发布，使得布，使得传统的的MIS的功能的功能有所有所扩展，展，这是是C/S所无法所无法实现的。而的。而这种新增的网上种新增的网上信息信息发布功能恰是布功能恰是现代企代企业所需的。所需的。这使得企使得企业的大部分
24、的大部分书面文件可以被面文件可以被电子文件取代，从而提高了企子文件取代，从而提高了企业的工作效的工作效率，使企率，使企业行政手行政手续简化，化，节约人力物力人力物力38C/S 与与 B/S 的比的比较（3/4）交互性交互性：交互性交互性强是是C/S 固有的一个固有的一个优点。在点。在C/S 中，客中，客户端有端有一套完整的一套完整的应用程序，在出用程序，在出错提示、在提示、在线帮助等方面都有帮助等方面都有强大的功能，并且可以在子程序大的功能，并且可以在子程序间自由切自由切换。B/S 虽然然由由JavaScript、VBScript供供应了确定的交互了确定的交互实力，但力，但与与C/S的一整套客
25、的一整套客户应用相比是太有限了用相比是太有限了平安性：平安性：C/S 供供应了更平安的存取模式。由于了更平安的存取模式。由于C/S是配是配对的点的点对点的点的结构模式，接受适用于局域网、平安性比构模式，接受适用于局域网、平安性比较好的网好的网络协议，平安性可以得到，平安性可以得到较好的保好的保证。而。而B/S 接受点接受点对多多点、多点点、多点对多点多点这种开放的种开放的结构模式，并接受构模式，并接受TCP/IP这一一类运用于运用于Internet的开放性的开放性协议，其平安性只能靠，其平安性只能靠数据服数据服务器上管理密器上管理密码的数据的数据库来保来保证39C/S 与与 B/S 的比的比较
26、（4/4）网网络通信量通信量：B/S 接受了接受了逻辑上的三上的三层结构，而在物理上的网构，而在物理上的网络结构构仍旧是原来的以太网或仍旧是原来的以太网或环形网。形网。这样，第一，第一层与其次与其次层结构之构之间的通信、其次的通信、其次层与第三与第三层结构之构之间的通信都需占用的通信都需占用同一条网同一条网络线路。而路。而C/S 只有两只有两层结构，网构，网络通信量只通信量只包括包括Client与与Server之之间的通信量。所以，的通信量。所以，C/S处理大理大量信息的量信息的实力是力是B/S所无法比所无法比拟的的数据数据处理速度：理速度：由于由于C/S 在在逻辑结构上比构上比B/S少一少一
27、层，对于相同的任于相同的任务，C/S完成的速度完成的速度总比比B/S 快，使得快，使得C/S更利于更利于处理大量理大量数据数据40C/S+B/S 内外有内外有别模式模式遵循“内外有别”的原则企业内部用户通过局域网干脆访问数据库服务器 C/S 结构 交互性增加 查和改数据的响应速度高企业外部用户通过Internet访问Web服务器/应用服务器 B/S结构 用户不干脆访问数据库 数据平安41C/S+B/S 查改有改有别模式模式遵循“查改有别”的原则不管用户处于企业内外什么位置(局域网或Internet)，凡是须要对数据进行更新操作的(Add,Delete,Update)则考虑运用C/S结构假如只是
28、执行一般的查询与阅读操作(Read/Query)，则考虑运用B/S 结构42J2EE中的中的 B/S+C/S 体系架构体系架构C/S与与B/S的混合相当于分的混合相当于分层风格里的格里的松散分松散分层模式模式43B/SC/S小小结44重点：三重点：三层C/S、B/S、C/S与与B/S混合混合风格格实践作践作业 基于基于Web的信息系的信息系统系系统功能：功能：1、调研研团购网站的基本功能，网站的基本功能，实现校内校内团购系系统；2、实现教学互教学互动专区，学生和老区，学生和老师都可以都可以实名制建立主名制建立主题，并在某一个主，并在某一个主题下匿名下匿名发表看法，形成探表看法，形成探讨组3、其他、其他软件系件系统，但，但选题需征得我的同意需征得我的同意编程要求：程要求：Struts+Hibernate 框架，框架，Spring为可可选，4月底完成，五一休假后月底完成，五一休假后检查实践目的：践目的：1、体会分、体会分层、事、事务调用、用、MVC、B/S 等多种体系等多种体系结构构风格格2、驾驭基于框架的基于框架的web应用程序用程序设计方法方法45