【正文】 軟件危機(jī)的表現(xiàn) ◎ 軟件成本日益增長(zhǎng) ◎ 開發(fā)進(jìn)度難以控制 ◎ 軟件質(zhì)量差 ◎ 軟件維護(hù)困難 第 1章 軟件體系結(jié)構(gòu)概論 從軟件危機(jī)談起 ◇ 軟件危機(jī)的表現(xiàn) ◎ 軟件成本日益增長(zhǎng) 20世紀(jì) 50年代，軟件成本在整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)成本中所占的比例為 10%20%。 常見的就是一個(gè) IE瀏覽器中的 Web頁面 ， 或者是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 Windows窗體程序 。 但由于面向的是不特定的用戶 ， 客戶機(jī)無須維護(hù)和升級(jí) 。由于有多個(gè)系統(tǒng)，在每個(gè)客戶機(jī)上就要安裝多個(gè)前端客戶程序，因此這種工作模式也被稱為胖客戶機(jī)模式 。典型的分層體系結(jié)構(gòu)有兩種： C/S結(jié)構(gòu)和 B/S結(jié)構(gòu)。 主機(jī) /終端體系結(jié)構(gòu) 早期的軟件系統(tǒng)采用主機(jī) /終端體系結(jié)構(gòu)，如圖所示。軟件體系結(jié)構(gòu) 在軟件需求和設(shè)計(jì)之間架起了一座橋梁，著重解決軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和需求向?qū)崿F(xiàn)平坦地過渡的問題。 軟件設(shè)計(jì)就可以看作是“對(duì)軟件將如何被開發(fā)出來的一種描述”。軟件設(shè)計(jì)與體系結(jié)構(gòu) Software Design amp。如果把設(shè)計(jì)作為一個(gè)動(dòng)詞，那么軟件設(shè)計(jì)就是“得到這種描述的活動(dòng)或過程” 。 為何要學(xué)習(xí)軟件體系結(jié)構(gòu) ？ 需求分析 軟件設(shè)計(jì) 軟件體系結(jié)構(gòu) 《 軟件體系結(jié)構(gòu) 》 系統(tǒng)地介紹 ? 軟件體系結(jié)構(gòu)基本原理 、 方法和實(shí)踐 ? 全面反映軟件體系結(jié)構(gòu)研究和應(yīng)用的最新進(jìn)展 ? 既討論軟件體系結(jié)構(gòu)的基本理論知識(shí) ， 又介紹軟件 體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用實(shí)例 ? 強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐相結(jié)合 本課程的詳細(xì)任務(wù)包括： (1)介紹軟件體系結(jié)構(gòu)的概念 、 發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀； (2)討論軟件體系結(jié)構(gòu)建模 ， 包括視圖模型 、 核心 模型和生命周期模型； (3)介紹軟件體系結(jié)構(gòu)的風(fēng)格 (模式 )； (4)討論軟件體系結(jié)構(gòu)的描述方法 ， 重點(diǎn)介紹軟件 體系結(jié)構(gòu)描述語言； (5)討論基于體系結(jié)構(gòu)的軟件開發(fā)方法 ， 介紹基于 體系結(jié)構(gòu)的軟件過程； (6)討論軟件體系結(jié)構(gòu)評(píng)估方法； (7)介紹軟件產(chǎn)品線的原理和方法 、 框架技術(shù) ， 以 及討論產(chǎn)品線體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和演化 。在大型主機(jī)上部署中央 CPU和各種應(yīng)用系統(tǒng)，典型的系統(tǒng)如批處理、聯(lián)機(jī)交易等。 客戶機(jī) /服務(wù)器（ Client/Server， C/S）模式 ，兩層結(jié)構(gòu)，又稱為胖客戶機(jī)模式，其原理如圖 2所示。 圖 2 C/S模式原理圖 瀏覽器 /服務(wù)器（ Browser/Server， B/S）模式 B/S是 3層結(jié)構(gòu)，又稱為瘦客戶機(jī)模式，其原理如圖 3所示。 因此 ， 隨著 Inter的普及 ， 這種模式逐漸為我們所重視 ， 典型的例子是 Inter上購物等使用的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) ， 這也是目前開展電子商務(wù)應(yīng)用的常用模式 。 ? 業(yè)務(wù)邏輯層：業(yè)務(wù)邏輯層完成業(yè)務(wù)功能和邏輯 。到 20世紀(jì) 60年代中期，軟件成本在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中所占的比例已經(jīng)增長(zhǎng)到 50%左右。 盲目增加軟件開發(fā)人員并不能成比例地提高軟件開發(fā)能力 。 在 “ 軟件作坊 ” 里，由于缺乏工程化思想的指導(dǎo)，程序員幾乎總是習(xí)慣性地以自己的想法去代替用戶對(duì)軟件的需求，軟件設(shè)計(jì)帶有隨意性，很多功能只是程序員的 “ 一廂情愿 ”而已，這是造成軟件不能令人滿意的重要因素。 第 1章 軟件體系結(jié)構(gòu)概論 從軟件危機(jī)談起 ◇ 軟件危機(jī)的原因 ◎ 用戶需求不明確 ◎ 缺乏正確的理論指導(dǎo) ◎ 軟件規(guī)模越來越大 ◎ 軟件復(fù)雜度越來越高 第 1章 軟件體系結(jié)構(gòu)概論 從軟件危機(jī)談起 ◎ 用戶需求不明確 在軟件開發(fā)完成之前，用戶不清楚軟件的具體需求； 用戶對(duì)軟件需求的描述不精確，可能有遺漏、有二義性、甚至有錯(cuò)誤； 在軟件開發(fā)過程中，用戶還提出修改軟件功能、界面、支撐環(huán)境等方面的要求； 開發(fā)人員對(duì)用戶需求的理解與用戶本來愿望有差異。 第 1章 軟件體系結(jié)構(gòu)概論 從軟件危機(jī)談起 ◇ 軟件危機(jī)的原因 ◎ 軟件規(guī)模越來越大 隨著軟件應(yīng)用范圍的增廣，軟件規(guī)模愈來愈大。 第 1章 軟件體系結(jié)構(gòu)概論 從軟件危機(jī)談起 ◇ 軟件危機(jī)的原因 ◎ 軟件復(fù)雜度越來越高 軟件不僅僅是在規(guī)模上快速地發(fā)展擴(kuò)大，而且其復(fù)雜性也急劇地增加。這一項(xiàng)目花了 5千人 一年 的工作量，最多時(shí)有 1千人 投入開發(fā)工作，寫出了近 100萬 行源程序。 在技術(shù)上，應(yīng)該采用基于 重用的軟件生產(chǎn)技術(shù) ；在管理上，應(yīng)該采用多維的工程管理模式。 float Circumference( )。 } ◇ 構(gòu)件模型及實(shí)現(xiàn) 第 1章 軟件體系結(jié)構(gòu)概論 構(gòu)件與軟件重用 ◎ 構(gòu)件模型的 三個(gè)主要 (main)流派 ? OMG（ Object Management Group， 對(duì)象管理集團(tuán)） 的 CORBA（ Common Object Request Broker Architecture， 通用對(duì)象請(qǐng)求代理結(jié)構(gòu)） ? Sun的 EJB（ Enterprise Java Bean） ? Microsoft的 DCOM（ Distributed Component Object Model， 分布式構(gòu)件對(duì)象模型） ◇ 構(gòu)件模型及實(shí)現(xiàn) 第 1章 軟件體系結(jié)構(gòu)概論 構(gòu)件與軟件重用 ◎ 青鳥構(gòu)件模型 參數(shù)化屬性構(gòu)件名稱 功能描述虛擬成員所需的構(gòu)件具體成員成員關(guān)系提供的功能◇ 構(gòu)件獲取 第 1章 軟件體系結(jié)構(gòu)概論 構(gòu)件與軟件重用 從 現(xiàn)有構(gòu)件 中獲得符合要求的構(gòu)件，直接使用或作適應(yīng)性修改，得到可重用的構(gòu)件；（ Microsoft MFC、 Sun Java類庫） 通過 遺留工程 ，將具有潛在重用價(jià)值的構(gòu)件提取出來，得到可重用的構(gòu)件； 從市場(chǎng)上購買 現(xiàn)成的商業(yè)構(gòu)件，即 COTS（ Commercial OffTheShell）構(gòu)件； 如：利用 eclipse開發(fā) Java Web程序，需安裝商業(yè)插件 Myeclipse，支持 struts開發(fā)。該機(jī)制中，定義若干用于 刻畫構(gòu)件特征的“ 面 (facet)” 。 ????????????????????????????????????????????????????????????????? （ 2） 利用 CASE工具在構(gòu)件庫中 ， 查找相應(yīng)的構(gòu)件 (檢索構(gòu)件 )。 包括：重用成功的次數(shù) ， 對(duì)構(gòu)件的修改量 ， 性能度量 ◇ 構(gòu)件重用 第 1章 軟件體系結(jié)構(gòu)概論 構(gòu)件與軟件重用 ◎ 修改構(gòu)件 理想的情形是對(duì)庫中的構(gòu)件不作修改而直接用于新的軟件項(xiàng)目。 // 定義數(shù)組元素集合 int n。 // 排序 int seek(T key)。 ◇ 構(gòu)件重用 第 1章 軟件體系結(jié)構(gòu)概論 構(gòu)件與軟件重用 ◎ 構(gòu)件組裝 ◇ 基于功能的組裝技術(shù) 它要求 庫中的構(gòu)件以子程序 /過程 /函數(shù)的形式 出現(xiàn) ， 并且接口說明必須清晰 （ 如： C中的庫函數(shù) ） , 基于功能的組裝技術(shù)采用 子程序調(diào)用 和 參數(shù)傳遞 的方式將構(gòu)件組裝起來 。 此后 ， 構(gòu)件的組裝方式它所依賴的軟件設(shè)計(jì)方法不再是功能分解 ，而是面向數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)方法 ， 例如 Jackson系統(tǒng)開發(fā)方法 。 ◎ 對(duì)于大規(guī)模的復(fù)雜軟件系統(tǒng)來說，對(duì)總體的 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和 規(guī)格說明 比起對(duì)計(jì)算的 算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 的選擇已經(jīng)變得明顯重要得多。 ?1970年代中后期 ，隨著結(jié)構(gòu)化軟件開發(fā)方法的出現(xiàn)與廣泛應(yīng)用，軟件開發(fā)中出現(xiàn)了概要設(shè)計(jì)與詳細(xì)設(shè)計(jì)，為將來軟件體系結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)和發(fā)展建立了基礎(chǔ)；模塊 第 1章 軟件體系結(jié)構(gòu)概論 體系結(jié)構(gòu)的興起和發(fā)展 ? 到 1990年代，面向?qū)ο蠹夹g(shù)已成為軟件開發(fā)的主流技術(shù)，對(duì)大型軟件系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)、開發(fā)和維護(hù)的需要促使人們從更高的抽象層次關(guān)注軟件，軟件體系結(jié)構(gòu)也在這一階段得到廣泛關(guān)注； 類 ?1990年代后期，基于構(gòu)件的軟件開發(fā)逐漸受到重視 和推廣，軟件體系結(jié)構(gòu)已經(jīng)作為一個(gè)明確的文檔和中間產(chǎn)品存在于軟件開發(fā)過程中； 組件 ◇ 軟件體系結(jié)構(gòu)的定義 第 1章 軟件體系結(jié)構(gòu)概論 體系結(jié)構(gòu)的興起和發(fā)展 ◎ Dewayne Perry和 A1exander Wolf 軟件體系結(jié)構(gòu)是具有一定形式的 結(jié)構(gòu)化元素 ， 即構(gòu)件的集合 ， 包括處理構(gòu)件 、 數(shù)據(jù)構(gòu)件和連接構(gòu)件 。 軟件體系結(jié)構(gòu)處理 算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之上關(guān)于整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和描述方面的一些問題 ， 如全局組織和全局控制結(jié)構(gòu) 、 關(guān)于通訊 、 同步與數(shù)據(jù)存取的