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题目 基于架构的软件设计#xff08;Architecture-Based Software Design, ABSD#xff09;方法以构成软件架构的商业、质量和功能需求等要素来驱动整个软件开发过程。ABSD是一个自顶向下#xff0c;递归细化的软件开发方法#xff0c;它以软件系统功能的…2025年3月22日作
题目 基于架构的软件设计Architecture-Based Software Design, ABSD方法以构成软件架构的商业、质量和功能需求等要素来驱动整个软件开发过程。ABSD是一个自顶向下递归细化的软件开发方法它以软件系统功能的分解为基础通过选择架构风格实现质量和商业需求并强调在架构设计过程中使用软件架构模板。采用ABSD方法设计活动可以从项目总体功能框架明确后就开始因此该方法特别适用于开发一些不能预先决定所有需求的软件系统如软件产品线系统或长生命周期系统等也可为需求不能在短时间内明确的软件项目提供指导。 请围绕“基于架构的软件开发方法及应用”论题依次从以下三个方面进行论述。 ① 概要叙述你参与开发的、采用ABSD方法的软件项目以及你在其中所承担的主要工作。 ② 结合项目实际详细说明采用ABSD方法进行软件开发时需要经历哪些开发阶段每个阶段包括哪些主要活动 ③ 阐述你在软件开发的过程中都遇到了哪些实际问题及解决方法。 摘要 我司自主研发的某省预约挂号系统以后简称预约挂号系统该系统集众多功能与一体旨为提高医疗服务质量和患者体验。随着用户量的逐年增加系统面临的性能瓶颈和可用性的严峻挑战严重阻碍了系统服务质量进一步提升。我担任公司的系统架构设计师主要工作是对系统架构的整体设计。面对系统的两大问题我们采用了基于架构的软件设计方法其有架构驱动设计、递归细化的特点让我门在面对预约挂号的整体业务时有了切入点我们又通过体系结构的需求、设计、文档化、复审、实现和演化的阶段完美完成了系统的升级工作为后期的千万级的用户量奠定基础更是顶住了名医抢号功能的高并发访问轻松应对万级的用户请求得到了领导和组员的高度认可。 背景 随着信息化时代的到来各大医院纷纷拥抱线上系统。我司顺应时代的潮流自主研发了一套功能全面的预约挂号系统系统集预约挂号、体检预约、报告查询和名医抢号等核心功能于一体旨为提高医疗服务质量和患者体验。但随着用户基数的逐年增长系统面临着性能瓶颈和可用性的挑战严重阻碍了系统服务质量的进一步提高。为了保证系统能够持续稳定的运行我司于2023年3月毅然决定对系统进行全面升级和新功能的开发工作计划一年时间投资800万我担任系统架构设计师主要工作涵盖了系统架构的整体设计、技术栈精准选型和每个核心阶段的评审工作。根据系统需求和讨论我们选择了基于架构的软件设计方法通过对业务的分析细化得出构件组装成系统架构。根据架构驱动设计通过了体系结构的需求、设计、文档化、复审、实现和演化等阶段经过一年的不懈努力成功如期圆满完成我们挺住了千万级的用户量并在名医抢号功能的高并发环节轻松应对万级的请求量项目组成员和领导给予了高度认可。 理论 由于预约挂号系统涉及业务量巨大各个系统的技术含量和价值又高低不同比较难以划分而基于架构的软件开发方法正好有通过架构来驱动系统的设计完美的指导了预约挂号系统的设计接下来我描述一下基于架构的软件设计方法主要经历的阶段以及每个阶段的具体活动。 基于架构的软件设计方法是一个架构驱动设计、用例标识系统的功能需求、视图视角标识系统的架构、质量场景标识质量需求。还有指导自顶向下递归细化的特点。该方法需要经历六个阶段 一、体系结构需求阶段。1.需要从需求库或用户等处获取需求使用用例图表示。2.根据用例图生成类图然后对类进行分组最后把类打包成构件。3.邀请项目组成员对构件评审。 二、体系结构设计阶段。1.提出复合系统的架构模型。2.获取构件。3.设计构件间的相互作用。4.分析出体系结构模型。5.阶段评审。 三、体系结构文档化。1.根据整理出来的设计材料编写体系结构规格说明书、测试体系结构的说明书。 四、体系结构复审。1.组织项目干系人、外部的用户和领域人员等对系统的设计进行全面的评审主要任务是分析出系统的风险因素和设计的缺陷阶段迭代进行。2.得到最终的体系结构设计文档。 五、体系结构实现。1.根据体系结构设计文档选择构件。2.按照构件的关系图组装部署构件成系统。3.对系统进行测试。4.发现问题然后阶段迭代直至完成最终系统。 六、体系结构演化。1.收集变更需求并分类。2.编写变更计划。3.增删改构件并更新体系结构的关联关系。4.对系统测试。5.演化后的体系结构。 实践 预约挂号系统基于架构的软件设计方法实施有六个阶段其中遇到的问题以及解决方法如下 一、体系结构需求阶段。1.首先我从需求库中整理了老系统的需求又进行问卷调查、与领导探讨整理了预约挂号的需求发现业务需求都融合在一起杂乱无章。我通过分析把业务类总体分成医院、患者、订单、支付和三方对接服务得到了用例图。2.我根据用例图a.把医院、科室和医生归类为机构类b.患者和用户归类为用户类c.预约挂号、体检预约和抢号产生的订单信息等归类为订单类d.患者的所有支付操作归类为支付类e.与三方医院的对接归类为三方服务类f.最后把类打包成构件即机构服务、用户服务、订单服务、支付服务和三方服务等。3.组织项目干系人、领域专家和领导进行评审发现在各类中有很多公共类比如机构服务中查询地区编号用户、订单等服务中也会查询没有必要编写多套经过讨论在原来的类别中增加公共服务构件用来处理所有应用的公共操作部分。 二、体系结构设计阶段。1.我根据需求分析得到的用例图和获得的构件进行分析提出了独立构件和调用返回等架构风格。2.我组织了一场通过质量场景的架构评估方法经过对构件和系统质量需求的分析发现a.预约挂号系统的构件众多相互调用没有明确的操作顺序很容易产生循环调用的风险为了系统的可用性我决定牺牲部分性能对现有构件进行下沉设计形成基础构件上层增加聚合器服务用来聚合处理基础构件提供的数据而基础构件之间隔离。b.而在性能方面为面对即将突破千万的用户量我决定应用层采用负载均衡、多副本部署构件。数据层采用分布式代理、分布式部署和缓存的策略来部署构件。3.经过多轮的评审讨论我们决定采用层次式架构风格并使用分布式、微服务部署策略。 三、体系结构文档化。1.根据具体的架构风格我通过活动图、序列图和通信图描述系统的行为。通过状态图描述对象的生命周期内状态间转换的条件和事件例如患者产生的订单从预约到就诊的一系列状态转换。最后形成体系结构规格说明书指导实现阶段工作。2.我与测试人员共同编写了测试体系结构的说明书方便后续的测试工作。 四、体系结构复审。1.我邀请了外部医院、用户和领域人员等代表还有项目组内干系人一起评审了体系结构的设计文档。经过讨论感觉预约挂号系统的可用性还未达标我又提出了同城主备、异地主备的两种方案经讨论异地主备两地系统通信实现成本较高决定采用同城主备的方案。2.经过多轮评审和文档改造得到了最终的体系结构规格说明书和测试体系结构说明书等文档。 五、体系结构实现和演化。1.根据最终的设计文档我们从构件库中获取到了支付服务、三方服务和公共服务等构件还有机构服务、订单服务、用户服务构件没有需要新开发不过可以通过机会复用从老系统中拆分代码到构件中。2.根据体系结构规格说明书部署获得的构件。3.根据测试体系结构说明书按步骤测试预约挂号系统。4.预约挂号系统上线运行和运维。5.最后进入演化阶段收集用户评价、变更的需求、对需求进行优先级排序和分类根据变更增删改构件更新设计文档测试上线得到演化后的体系结构。 结尾 预约挂号系统使用了基于体系结构的软件设计方法效果不错经过一年的不懈努力最终成功实施2024年3月初正式上线经过一个月的精心推广又吸引了大批的用户现已突破千万大关系统平稳运行特别是应对名医抢号功能的并发处理能力轻松应对万级的用户请求显著提升了系统的性能和可用性赢得了项目组成员和领导的高度认可。然而在开发初期有项目组成员对开发模型的理解模糊不清一度阻碍了项目进度的推进针对这一问题我们迅速行动通过项目组间人员的灵活调配完美解决了这一短板。接下来我们准备迁移老数据库的数据到新库经过此次实施我们对迁移方案充满信息将以更高的要求和标准完成任务。对于我而言此次架构的设计是一个不可多得的机会我的技术和经验得到了显著的提升。
