基于架构的软件开发方法(ABSD)

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已于 2024-04-08 08:48:34 修改 · 1k 阅读

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#系统架构 #架构

于 2024-03-24 09:47:58 首次发布

本文介绍了基于体系结构的设计方法ABSD，强调自顶向下的设计流程，涉及功能分解、选择架构风格、视图与视角的应用，以及用例、质量场景在需求捕捉和质量评估中的作用。详细阐述了从架构需求到实现的开发模型，包括架构文档化、复审和演化等关键步骤。

基于体系结构的软件设计（Architecture-Based Software Design，ABSD）方法是由体系结构驱动的，即指由构成体系结构的「商业、质量和功能需求」的组合驱动。

ABSD方法是一个自顶向下、递归细化的方法，软件系统的体系结构通过该方法得到细化，直到能产生软件「构件」和「类」。

ABSD设计活动从项目总体框架明确就开始，此时需求抽取和分析还没完成。

要点1: 使用ABSD方法的3个基础

1. 功能的分解：使用已有的基于模块的内聚和耦合技术。

2. 选择架构风格：实现质量和业务需求。

3. 软件模块的使用：复用软件系统的结构。

要点2: 视图与视角

视角与视图：描述系统的体系结构，体现关注点分离的思想。

静态视角：展示功能组织，判断质量特性。

动态视角：展示并发行为，判断行为特性。

要点3: 用例和质量场景

描述软件架构：视角 + 视图

描述需求：用例(功能需求) + 质量属性场景(质量需求)

用例：用来捕获功能需求。

质量属性：通过定义特定场景来捕获质量需求。

要点4: 基于架构的开发模型

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基于体系结构(架构)的软件设计(Architecture-Based Software Design，ABSD)方法是体系结构驱动的，即指构成体系结构的商业、质量和功能需求的组合驱动的。在基于体系结构的软件设计方法中，采用视角与视图来描述软件架构，采用用例来描述功能需求，采用质量场景来描述质量需求。ABSD方法是架构驱动，强调由业务、质量和功能需求的组合驱动架构设计。它强调采用视角和视图来描述软件架构，采用用例和质量属性场景来描述需求。进一步来说，用例描述的是功能需求，质量属性场景描述的是质量需求。

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【软考架构】第七章 系统架构设计基础知识-7.2基于架构的软件开发方法：Architecture-Based Software Design,ABSD

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您对ABSD的总结非常到位。ABSD是一种前瞻性的、以架构为中心视角和视图为复杂的架构提供了结构化的描述和沟通语言。用例和质量属性场景将模糊的需求（尤其是非功能性需求）转化为具体、可衡量的设计目标。这种方法极大地降低了大型复杂系统的开发风险，确保了系统不仅功能正确，更在性能、安全、可靠性等质量属性上达到预期目标。

软件架构设计 ABSD/DSSA/SAAM/ATAM

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架构权衡分析方法ATAM是一种基于场景的系统架构评估方法，主要在系统开发之前，针对性能、可用性、安全性和可修改性等质量属性进行评价和折中。ATAM分为4个主要的活动包括场景和需求收集、架构视图描述、属性模型构造和分析、架构决策和折中，整个评估过程强调以属性作为架构评估的核心概念。软件架构分析方法SAAM是一种基于场景的系统架构评估方法，最初是用来分析架构的可修改性的，但实践证明也可用于对许多其它质量属性及系统功能的快速评估。分析类图是从业务领域获取信息的，在描述上更多的使用了业务领域的语言和词汇。

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小虾米

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在实际项目中，架构设计往往会复用一些通用的软件模板（Software Patterns），这些模板提供了标准化的软件结构设计方案。采用系统化的方法，通过架构驱动整个软件开发生命周期，以确保系统的稳定性、可扩展性和适应性。不同的架构风格适用于不同的场景，在实际项目中，需要根据业务需求选择合适的架构风格。：分析业务需求，明确系统的功能性和非功能性需求，为架构设计提供依据。：由外部专家或客户评审架构方案，确保架构的合理性和可行性。：随着业务需求的变化，优化架构，确保系统的长期可维护性。基于架构的软件设计包括。

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ABSD方法是由架构驱动的，即指由构成架构的业务（商业）、质量和功能需求的组合驱动的。例如，一个预期的性能场景是估计每年用户数量增加10%的影响，一个非预期的场景是估计每年用户数量增加100%的影响。包括架构能否满足需求、质量需求是否在设计中得到体现、层次是否清晰、构件的划分是否合理、文档表达是否明确、构件的设计是否满足功能与性能的要求等。：关注系统的功能组织，记录设计元素的功能和概念接口，帮助理解系统内部各组件的功能和职责。：关注系统的并发行为，描述系统的运行时行为，帮助评估系统的性能和可靠性。

基于架构的软件开发方法（ABSD）

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ABSD是架构驱动，即强调由业务【商业】、质量和功能需求的组合驱动架构设计。· ABSD方法有三个基础。第一个基础是功能的分解。在功能分解中，ABSD方法使用已有的基于模块的内聚和耦合技术；第二个基础是通过选择架构风格来实现质量和业务需求；第三个基础是软件模版的使用。视角与视图：从不同的视角来检查，所以会有不同的视图。要从不同的视角(Perspective) 来观察对架构的描述，如：展示功能组织的静态视角：判断质量特性展示并发行为的动态视角：判断系统行为特性。

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ABSD方法通过商业、质量、功能需求来驱动软件开发，采用自顶向下、递归细化的模式，并借助架构模板辅助设计。具体应用案例展示了从需求识别到系统演化的全过程，突出了在复杂系统特别是那些初期需求不确定系统中的...

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基于架构的软件设计（ABSD，Architecture-Based Software Design）是一种架构驱动方法，架构驱动也就是说架构先行，需求获取和分析还没有完成就开始架构设计，需求获取和分析与架构设计并行，例如产品线系统和长期运行的系统，我们不可能开始就能决定所有的需求。

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文章目录基于架构的开发方法体系结构需求体系结构设计体系结构文档化体系结构复审体系结构实现体系结构演化语义上的 "体系结构" = "架构" 基于架构的开发方法自定向下,逐层细化.系统- 子系统 - 逻辑构件 - 实际构件 . 采用视角和视图描述软件架构 ; 用例描述功能需求 ; 使用质量场景(刺激.环境.响应)描述质量属性; 体系结构需求需求获取标识构件(生成类图 - 类分组归类 - 类打包成构件) 需求复审(循环到1步) 体系结构设计建立体系结构模型映射构件分析构件间相互作用生成体系结构设

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经过近十几年的发展,架构设计已经成为软件工程领域一门重要的学科。在一个软件项目设计之初,首先进行体系架构设计已经成为广大软件开发人员的共识。但大多数项目只是停留在整个软件项目的大的体系架构设计层次,渐深则一般采用基于组件(CBD),基于设计模式等方法进行更细粒度的软件设计,这在一定时期对软件设计方法起到了很大的推动作用。提高了软件开发效率及软件复用程度。但也应该看到,在软件开发的过程中,多次的需求变更以及项目完成之后的软件维护,特别是新业务逻辑的增加对软件项目形成越来越大的威胁,如何提高软件开发期质量属性及运行期质量属性,已经成为业界所面临的课题。卡内基梅隆大学软件工程研究所本世纪初曾提出了基于架构的设计(Architecture Based Design)方法,本文着重从软件系统设计方面阐述基于架构的软件设计方法,用于产品线及长生命系统的高层软件架构设计,同时也为项目开发过程中需求不能在短时间内明确的软件项目提供参考。并以一个具体的例子来介绍基于架构的软件设计方法的应用。最后总结了所做的主要工作,提出下一阶段的工作。本论文研究目的和意义在于,从软件架构的角度深入探讨一种软件设计...

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为此，团队对需求的变动进行了二次系统梳理，对相关变更的必要性进行了仔细的校对，对技术实现的约束限制进行了全面仔细的验证测试，在这些信息的基础上，反推到需求层，对需求进行调整，改变了最初过于苛刻的性能要求和体验目标，在大家达成共识的基础上，进行了二次演进处理，并增加了更为全面的测试，收集了系统化的测试数据，为业务的调整提供了更为合理的边界。平台层，可以构建对业务层其关键支撑的技术框架，包括多媒体的采集渲染，数据的编解码支持，网络通信的支持，异步事件的支持，开发框架的支持等。这个过程是不断迭代的过程。

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基于架构的软件设计ABSD要点解析

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<think>好的，我现在需要回答用户关于基于架构的软件设计（ABSD）的核心要点与实现方法的问题。用户已经提供了四个参考资料，我需要综合这些信息，并结合之前的对话内容来构建一个清晰的回答。首先，我应该先理解ABSD的基本概念。根据引用[1]，ABSD有三个基础：功能分解、选择架构风格实现质量和业务需求、使用软件模板。引用[2]提到ABSD是由商业、质量和功能需求驱动，采用视角和视图描述架构，使用用例和质量属性场景描述需求，并且是自顶向下递归细化的方法。引用[3]和[4]提供了实际应用的例子，比如使用领域驱动设计（DDD）、架构复审方法（ATAM）、微服务架构和多种设计风格。接下来，我需要确定用户的问题的核心：ABSD的要点和关键概念，以及实现方法。需要将这些信息结构化，分点说明，确保覆盖每个引用中的关键点。可能的结构： 1. ABSD的核心要点 - 基于需求驱动（商业、质量、功能） - 架构风格的选择 - 递归细化与分解 - 使用模板和模式 - 关注质量属性 2. 关键概念 - 视图与视角 - 用例和质量场景 - 架构复审（如ATAM） - 构件和类的识别（如DDD） 3. 实现方法 - 需求阶段的方法 - 设计阶段的技术（微服务、设计模式） - 架构风格的应用（虚拟机、独立构件、B/S） - 实现和验证阶段同时，需要结合引用中的例子，如引用[3]中的项目案例，说明实际应用。还要注意引用[4]中提到的架构风格选择，如虚拟机风格、独立构件风格和B/S架构风格，以及它们带来的好处。需要确保回答符合用户之前的指示：使用中文，分点清晰，使用LaTeX公式，生成相关问题。另外，检查是否有遗漏的关键点，如功能分解、质量属性场景、自顶向下的方法等。可能需要注意的细节： - 功能分解使用内聚和耦合技术（引用[1]） - 架构需求阶段使用DDD识别构件（引用[3]） - 架构复审使用ATAM（引用[3]） - 实现阶段使用微服务和同步/异步通信（引用[3]） - 架构风格的具体应用案例（引用[4]）在组织这些内容时，要确保逻辑连贯，从核心要点到关键概念再到实现方法，逐步深入。同时，需要引用正确的来源，如引用[1]、[2]等，并在适当的位置添加引用标识。最后，生成相关问题，可能涉及ABSD与其他方法的对比、实际应用中的挑战、质量属性的评估方法等。</think>### 基于架构的软件设计（ABSD）核心要点与实现方法 --- #### 一、ABSD 核心要点 1. **需求驱动设计** - **三维需求融合**：结合 **商业目标**（如市场策略）、**质量属性**（如性能、可扩展性）、**功能需求**（如业务流程）共同驱动架构设计[^2]。 - **质量属性场景**：通过定义场景（如“系统在每秒 10,000 次请求下响应时间 ≤2s”）量化非功能性需求，指导架构决策[^2]。 2. **架构风格选择** - 根据需求选择适配的架构风格，例如： - **虚拟机风格**（如解释器模式）用于复杂流程解析（引用[4]示例中的灵活解析引擎） - **独立构件风格**（如隐式调用）通过消息发布/订阅降低耦合度[^4] - **分层风格**或 **微服务架构**实现模块化与可维护性[^3] 3. **递归细化与分解** - 采用 **自顶向下** 的分解方法： - **功能分解**：使用内聚性（模块内部一致性）和耦合性（模块间依赖）技术划分子系统[^1] - **技术分解**：通过 DDD（领域驱动设计）识别构件、包、类，例如在精准营销平台中建模用户行为分析模块[^3] 4. **模板与模式重用** - **软件模板**：复用已验证的架构结构（如电商系统的订单处理流程模板） - **设计模式**：在实现阶段应用工厂模式、观察者模式等提升构件可重用性[^3] --- #### 二、关键概念解析 1. **架构视图与视角** - **逻辑视图**：描述系统功能组件及其交互（如微服务划分） - **开发视图**：展示代码结构、模块依赖（如 Maven 模块化配置） - **物理视图**：部署架构（如 Kubernetes 集群部署方案）[^2] 2. **架构复审机制** - **ATAM（架构权衡分析法）**：评估质量属性达成度，例如： $$Q_{score} = \sum_{i=1}^n (W_i \times S_i)$$ （$W_i$为属性权重，$S_i$为满足评分）用于验证精准营销平台的可靠性和扩展性[^3] 3. **构件化设计** - **构件识别**：通过用例分析提取可复用单元（如支付网关构件） - **构件组合**：采用同步调用（REST API）与异步消息（Kafka）实现服务协作[^3] --- #### 三、实现方法与技术实践 1. **架构需求阶段** - **用例建模**：使用 UML 用例图描述核心业务流程（如用户购车流程） - **质量场景定义**：通过表格明确性能、安全性等指标（示例）： | 质量属性 | 场景描述 | 目标值 | |----------|----------------------------|-----------------| | 性能 | 高峰期订单提交响应时间 | ≤500ms（P99） | | 可用性 | 系统全年停机时间 | <5分钟（99.99%）| 2. **架构设计阶段** - **风格组合应用**（引用[4]案例）： - **B/S 架构**：简化客户端部署，基于 HTTP 协议实现浏览器与服务器交互 - **隐式调用风格**：通过事件总线（如 Spring Cloud Stream）实现服务解耦 - **技术选型**： ```java // 微服务架构示例（Spring Cloud） @Service public class OrderService { @Autowired private KafkaTemplate<String, String> kafkaTemplate; @HystrixCommand(fallbackMethod = "fallbackPayment") public void processOrder(Order order) { paymentService.charge(order); // 同步调用 kafkaTemplate.send("notification", order.getUserId()); // 异步通知 } } ``` 3. **架构实现与验证** - **代码生成**：利用模板生成基础框架代码（如 OpenAPI 生成 REST 接口） - **混沌测试**：注入网络延迟（`tc netem delay`）验证熔断机制有效性[^3] - **持续交付**：通过 CI/CD 流水线实现架构变更的快速迭代 --- #### 四、典型应用场景 1. **复杂业务系统** - 如车厂精准营销平台，通过 ABSD 实现线上线下业务融合，支持动态促销策略配置[^3] 2. **高并发服务平台** - 使用微服务架构（ABSD 的递归细化）应对每秒万级请求，结合熔断器保障稳定性 3. **遗留系统改造** - 通过功能分解将单体应用重构为独立构件，降低维护成本（如引用[4]的隐式调用改造） --- #### 相关问题 1. ABSD 与 DDD（领域驱动设计）的协同应用方式是什么？ 2. 如何通过 ATAM 方法量化评估架构设计的质量属性？ 3. 在微服务架构中如何选择适合的 ABDS 分解粒度？ 4. 架构风格组合可能产生哪些冲突？如何解决？ --- 通过结合需求驱动、风格选择、递归分解和模板重用，ABSD 提供了一套系统化的架构设计方法论，在复杂系统开发中显著提升可维护性与扩展性[^1][^2][^4]。