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          第/章

          6

          软件体系结构介绍

          软件体系结构是软件开发方法学和模型的综合,这使它冇别于特殊的分析 和设计方法学。复杂的软件解决方案的结构不适合问題的描述,它增加了软件 开发的复杂性。软件体系结构是冇助于控制软件开发复杂性的一个方法和技术 的集合体。

          1.2J可霣用资源

          1.1软件开发的演变

          有几个基本的软件.】:程技术,可衔助提岛软件的质M和成本介效性:

          在20世纪60年代,软件开发商和适用于特定市场(如银行和保险)的现成 程序的数H大大增加。术语软件(software)作为一种实体己经得到了广泛的 承认。软件独立于硬件进行交易和出饩.这表示已经饮脱了早期将软件作为硬 件平台的一部分免费发放的惯例。利用抽象程序设丨丨接U隐藏操作系统的内部 细节提离了编程人员的生产率,使程序在不同硬件平台之间的移植史为容场。 程序可以使用逻辑文件而不是磁带或磁盘上的二进制位的物理存储单元。而旦 正是在这一时期,进行了广泛的程序设计语言研究,这种研究一灯持续到20吡 纪70年代。

          某些COTS组件具有注立应川程汴或应用程庁组件的专用程序设汁语言_。 对于具体的问题,这些语g比通用程序设汁语言好用。例如,在使用关系数据

          H前.按技术路线别分工作在实际疢川中比较常见通常会将用户界如 (u丨)或表示开发弓中间M开发成后端幵发分开> 似是,如果没有体系结构. 即使足这种工程专业划分也不一定行助于产生商质坩的系统。冇的程序设丨丨人 员认为,这种分离(称为水f分M>并不一定有效.他丨丨丨提們难宵分层,在承 A分层中,毎个开发人员负炎一组功能浠求,并R从前到后地实现它们。这两 种方法都可以有效使用。差别只不过足个人的技能与技术领导、项丨J筲理技水 的结合而已。

          5

          本章从简要讨论软件开发的演变开始,接着讨论构成软件工程学科的基本 工程技术。琺后,作为软件工程的补充学科探讨软件体系结构的技术。

          术语工程(engineering)在应用于软件时,并不总是完仝恰3的。本人认 为,软件作为一个专业来说,其范围太宽了。软件开发涉及许多子学科这些 子学科包括诸如数据库设计和实现、结构S询语言(Structured Query Language,SQL)、Java、C++程序设计、可扩展样式表语言转换(eX丨cnsihle Stylesheet Language Transformations,XSLT )编码等专门研究9 这些专业甚至 还可以史为详细地划分。就俅电子和机械工程学科中龟々家那样,这些技术中 的每一种技术都滿要专家。这些领域的每一种技术都可以进一步专收化。丨1前, 我们认为软件开发是一个印一的工程学科。实际上,它炝儿个相关的学科、、想 像一下给予XSLT的组件开发人员非常淸楚的规格说明,这呰规格说明必须与 给定的转换或样式表一致,其中包括良好定义的输入和输出。该XSLT设计者 可利用现有的工具和方法生成一个样式表,有可能的话,茧用现冇XSLT库的 组件。这要假定我们能够提供良好定义的规格说明。

          术语工程(engineering)在应用于软件时,并不总是完仝恰3的。本人认 为,软件作为一个专业来说,其范围太宽了。软件开发涉及许多子学科这些 子学科包括诸如数据库设计和实现、结构S询语言(Structured Query Language,SQL)、Java、C++程序设计、可扩展样式表语言转换(eX丨cnsihle Stylesheet Language Transformations,XSLT )编码等专门研究9 这些专业甚至 还可以史为详细地划分。就俅电子和机械工程学科中龟々家那样,这些技术中 的每一种技术都滿要专家。这些领域的每一种技术都可以进一步专收化。丨1前, 我们认为软件开发是一个印一的工程学科。实际上,它炝儿个相关的学科、、想 像一下给予XSLT的组件开发人员非常淸楚的规格说明,这呰规格说明必须与 给定的转换或样式表一致,其中包括良好定义的输入和输出。该XSLT设计者 可利用现有的工具和方法生成一个样式表,有可能的话,茧用现冇XSLT库的 组件。这要假定我们能够提供良好定义的规格说明。

          很显然,滿要一个综合的、多视阓的设计方法来应对设计和开发大沏软件 系统的复杂性。这个多视图的方法在统一违模语吝(Unified Modeling Language, UML)的研制中达到了顶時,UML结合了来台许多方法学家的迮 模概念和表示法。正是在20世纪90年代后期,设丨丨模式开始变成了共亨设计知 识的一种流行方法。

          在软件幵发中有两个主要问题至今尚未阀满解决,它们就岳系统的心效成 本与高质请的问题。提高软件工程师的生产率是使系统成本更头效的一个敢要 方面。而提髙系统的质铒对i?更安全和更有效地完成业夯n标很取费。提高-个系统的设丨丨瑛世也有助于提岛成本的钉效性。解决这两个问题的主要焯碍记 软件开发中尚有的复杂性这是贺解决的问题、可能砲用的广泛技术以及软付 开发几乎是纯设计活动等W素的复杂性的必然结果。(在其他I:稃学科中,制 造是过程的主要耗时因索和成本因岽,而在软件中,即使代码编写也是一个设 计活动,不能像制造过程那样筲理。>

          利用当前的方法、技术和程序设计语苫.我们能够解决.定复杂程度的问 赳。但是,为了突破问题的处杂性所带来的障碍,迮么较大的系统,我丨〖j:要 发展自己的方法和丁具。随右系统复杂性的增长,某些艽他质忭变捋史为 相关了;随若系统规換的增大,系统的维数也增加r。在较小的系统中.可以 将精力集中在功能的正确性和完整性上。而在较大的系统屮右要满足诸如可 移捎性、安全性、可犇性和"〖修改性芩域性。

          ?可以拷贝和修改的,成荇不用修改就能使用的源代码(例如,来自共皁 软件库或从书屮拷贝下来的C++箅法)。

          一般来说,每隔I0年软件开发领域在软件设计模式方面都要经历一次转变。 随着问题和技术越来越复杂,设计方法和工具必须有所发展,软件开发大约诞 生于丨949年,当时创造了第一台存储程序计算机,剑桥EDSAC。程序最初是 作为二进机器指令建立的。这种程序设计方法很慢也很困难,因为人不容易记 住长长的复杂的二进制串。当时为设计程序构思f—种容易阅读的简写方式。 最初,程序设计简写方式所依輓的概念是让一个程序设计员设计程序,另一个

          1.2.3专用程序设计语亩

          可电用m件,特别是满足大『"】题空间的可里用绀件大大提高了生产宇。想 像一下,你不得不编写自己的中间件、砬用服务器、数据库以建立一个分布式 业务应川系统。所有这些可审用的技术都包含比中个应用系统史多的功能绀作, 共至建立某个设用系统所莴的一个功能了集也是一项令人生畏的耗时的任务,

          ?操作环境和平台(例如,操作系统、数据痄、应州服务器从

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