【正文】 以便于數(shù)據(jù)的交換。 解釋器 ? 一個(gè)解釋器包括正在被解釋執(zhí)行的偽碼和解釋引擎本身。 圖 613 解釋器 數(shù) 據(jù)（ 程 序 狀 態(tài) ）被 解 釋 的 程 序（ 偽 碼 ）內(nèi) 部解 釋 器狀 態(tài)解 釋 引 擎存 儲(chǔ) 區(qū)選 擇 的 指 令 和 數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù) 存 取輸 入輸 出計(jì) 算（ 狀 態(tài) 機(jī) ） 解釋器 ? 解釋器模式通常用來構(gòu)建虛擬機(jī)，以彌合程序語義所期望的與硬件提供的計(jì)算引擎之間的差距。系統(tǒng)狀態(tài)（材料、設(shè)備設(shè)置等）可測屬性的值稱為過程變量，用來測量輸出材料的過程變量稱為過程被控變量。 – ④ 操縱變量：一種過程變量，它的值能被控制器改變。 – ⑧ 反饋控制系統(tǒng)：被控變量是可測量的，并且使用測量的結(jié)果操作一個(gè)或更多的過程變量。這樣的一個(gè)過程稱為開環(huán)系統(tǒng)（ Openloop System）。家庭自動(dòng)調(diào)溫器就是一個(gè)常見的例子：自動(dòng)調(diào)溫器中的氣體溫度被測量出，根據(jù)設(shè)定的期望溫度（即設(shè)定點(diǎn)），控制爐子的開關(guān)。對(duì)于一個(gè)沒有模塊化支持的語言，系統(tǒng)通常會(huì)被組織成一個(gè)主程序和一系列子程序的集合。這種體系結(jié)構(gòu)提供一種被剪裁成應(yīng)用程序族的組織結(jié)構(gòu)，比如航空電子技術(shù)，命令和控制，汽車駕駛系統(tǒng)。這些系統(tǒng)被定義成狀態(tài)集合和指定的轉(zhuǎn)換集合，轉(zhuǎn)換將系統(tǒng)從一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一個(gè)狀態(tài)。 應(yīng)用框架 ? 框架的關(guān)鍵還在于框架內(nèi)對(duì)象間的交互模式和控制流模式。 應(yīng)用框架 ? 體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格、設(shè)計(jì)模式和應(yīng)用框架的概念是基于不同的目的和出發(fā)點(diǎn)來討論軟件體系結(jié)構(gòu)，它們之間的概念經(jīng)?；ハ嘟梃b和引用。連接件通常也能從層次上分解。（事實(shí)上， Unix管道 過濾器就是以這種方式組織的；文件系統(tǒng)充當(dāng)知識(shí)庫的角色，初始化轉(zhuǎn)換器充當(dāng)控制器的角色。 應(yīng)用框架 ? 第三種組合方法是用完全不同的體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格來闡述體系結(jié)構(gòu)描述的一個(gè)角度。這些共性導(dǎo)致了用來描述特殊類型軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和組成的軟件體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展。應(yīng)用系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的一般模型能幫助我們理解應(yīng)用的運(yùn)作，比較相同類型的應(yīng)用，驗(yàn)證應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的有效性并能達(dá)到對(duì)大粒度組件的復(fù)用。 體系結(jié)構(gòu)的應(yīng)用方式 ? 軟件設(shè)計(jì)人員可以以多種方式來使用這些應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)模型： – 1）作為體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程的一個(gè)起點(diǎn)。如果已經(jīng)為一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)完成了系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以將它與一般應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較，來檢查自己的設(shè)計(jì)和一般體系結(jié)構(gòu)是否一致。 – 4）作為評(píng)估組件以便復(fù)用的手段。如果在討論一個(gè)特殊的應(yīng)用或者試圖比較幾個(gè)具有相同類型的應(yīng)用時(shí)，可以使用在一般體系結(jié)構(gòu)中所有的概念來談?wù)搼?yīng)用。這種類型系統(tǒng)包括交互式銀行系統(tǒng)、電子商務(wù)系統(tǒng)、信息系統(tǒng)和預(yù)訂系統(tǒng)。如果用戶事務(wù)不要求數(shù)據(jù)庫發(fā)生改變，那么就沒有必要把它作為數(shù)據(jù)庫事務(wù)。請(qǐng)求會(huì)被應(yīng)用相關(guān)的邏輯進(jìn)行處理。例如，允許客戶在ATM機(jī)上查詢賬戶余額和提取現(xiàn)金的銀行系統(tǒng)。 圖 616 ATM機(jī)系統(tǒng)的軟件體系結(jié)構(gòu) 獲 取 客 戶賬 戶 標(biāo) 識(shí) 符驗(yàn) 證 卡選 擇 服 務(wù)查 詢 賬 戶更 新 賬 戶打 印 明 細(xì)返 回 卡分 發(fā) 現(xiàn) 金輸 入 處 理 輸 出A T M 數(shù) 據(jù) 庫 A T M 信息系統(tǒng) ? 所有涉及與共享數(shù)據(jù)庫交互的系統(tǒng)都可以看成是基于事務(wù)的信息系統(tǒng)。 ? 圖 617 是一個(gè)信息系統(tǒng)的一般模型。 圖 617 分層的信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu) 事 務(wù) 管 理 數(shù) 據(jù) 庫信 息 檢 索 和 修 改 用 戶 身 份 驗(yàn) 證 通 信 和 授 權(quán)用 戶 界 面 信息系統(tǒng) ? 作為分層模型的一個(gè)實(shí)例，圖 618給出了 MHCPMS系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，這個(gè)系統(tǒng)維護(hù)并管理那些具有心理問題前來咨詢專家的病人的詳細(xì)信息。該層包括允許用戶登錄系統(tǒng)的組件和確保他們使用的操作符合他們身份的檢驗(yàn)組件。 信息系統(tǒng) ? 信息和資源管理系統(tǒng)通?；?Web系統(tǒng)，用戶接口使用Web瀏覽器實(shí)現(xiàn)。這些系統(tǒng)總是實(shí)現(xiàn)大多層的客戶機(jī) /服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)。它將高層語言翻譯成機(jī)器代碼。這些指令然后由另一個(gè)組件解釋，它首先取指令，然后（在必要的時(shí)候）再使用來自環(huán)境中的數(shù)據(jù)去執(zhí)行它們。 語言處理系統(tǒng) ? 程序語言編譯器是更一般化的編程環(huán)境的一部分，它具有一般的體系結(jié)構(gòu)，包括以下組件： – ① 詞法分析器，將一個(gè)輸入的語言記號(hào)轉(zhuǎn)換為內(nèi)部形式； – ② 符號(hào)表，保持實(shí)體名字相關(guān)的信息（變量、類名字、對(duì)象名字等），實(shí)體是正在翻譯的文本； – ③ 語法分析器，它檢查正在翻譯的語言的語法。 ? 在語言處理系統(tǒng)中可能會(huì)用到的還有另外可用的體系結(jié)構(gòu)模式。 圖 620 編譯器的管道 過濾器體系結(jié)構(gòu) 符 號(hào) 表語 法 樹詞 法 分 析 句 法 分 析 語 義 分 析 代 碼 生 成 語言處理系統(tǒng) ? 語言編譯的管道 過濾器模型對(duì)于程序的編譯和執(zhí)行無需用戶交互的批處理環(huán)境很有效，例如，把一個(gè) XML文件翻譯成另一個(gè)文件。 圖 621 語言處理系統(tǒng)的容器體系結(jié)構(gòu) 抽 象 語 法 樹詞 法 分 析 器 語 法 分 析 器 語 義 分 析 器優(yōu) 化 器語 法 定 義符 號(hào) 表 輸 出 定 義容 器代 碼 生 成 器美 編 工 具編 輯 器 語言處理系統(tǒng) ? 圖 621說明了一個(gè)語言處理系統(tǒng)是如何成為集成化編程支持工具的一部分的。因此，語法制向的編輯器能夠在程序輸入時(shí)檢查程序的語法是正確的，而程序格式轉(zhuǎn)換器能夠以一種十分方便閱讀的格式創(chuàng)建程序清單。工具或小程序通過它來實(shí)現(xiàn)通信。在這種情況下，來自一個(gè)組件的變化需要立即反映到其他組件中。在編譯器的體系結(jié)構(gòu)中，符號(hào)表是共享數(shù)據(jù)容器。 語言處理系統(tǒng) ? 還會(huì)有其他一些組件，這些組件可能用于從所生成的機(jī)器代碼中分析和變換語法樹來提高效率和降低冗余。 圖 619 語言處理系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) 翻 譯 器 檢 查 語 法 檢 查 語 義 生 成 抽 象 機(jī) m / c 指 令解 釋 器 取 執(zhí) 行源 語 言 指 令數(shù) 據(jù) 結(jié) 果 語言處理系統(tǒng) ? 當(dāng)然，對(duì)于很多編譯器，解釋器是一個(gè)處理機(jī)器指令的硬件單元，抽象機(jī)是一個(gè)真處理器。 語言處理系統(tǒng) ? 圖 619給出了編程語言的一種語言處理系統(tǒng)的可能的體系結(jié)構(gòu)。它們包括一個(gè)翻譯器和一個(gè)執(zhí)行生成的語言的抽象機(jī)。在電子商務(wù)系統(tǒng)中，應(yīng)用相關(guān)層包括額外的功能，支持所謂的“購物車”，即用戶可以在不同的事務(wù)中購買多個(gè)項(xiàng)目，然后在一個(gè)事務(wù)中完成對(duì)所有項(xiàng)目的叉付。 信息系統(tǒng) – 3）第三層實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能，并提供：實(shí)現(xiàn)有關(guān)系統(tǒng)信息安全，病人信息的建立和更新，從其他數(shù)據(jù)庫載入和導(dǎo)出病人數(shù)據(jù)，以及報(bào)告生成器建立管理報(bào)告。在這個(gè)例子中， UI是用 Web瀏覽器實(shí)現(xiàn)的。用戶通信層處理所有來自用戶界面的輸入和輸出，信息檢索層包括應(yīng)用相關(guān)的訪問和更新數(shù)據(jù)庫的邏輯。這些大數(shù)據(jù)庫例子有圖書館書目庫、航班時(shí)刻表、醫(yī)院的病人記錄等。輸入輸出組件實(shí)現(xiàn)為 ATM機(jī)上的軟件，而處理組件位于銀行數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上。在事務(wù)管理器正確完成事務(wù)后，傳遞一個(gè)信號(hào)給應(yīng)用，報(bào)告處理完畢。圖 615給出了事務(wù)處理應(yīng)用的概念體系結(jié)構(gòu)。事務(wù)中的所有操作都必須在數(shù)據(jù)庫永久改變之前完成，確保在事務(wù)中操作失敗不會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫的不一致性。這些是最為平常的一類交互式業(yè)務(wù)系統(tǒng)類型。在希望復(fù)用時(shí)，可以將它們與一般結(jié)構(gòu)做比較來看在應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)中是否有類似的組件。應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)尋找系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)特征，而且，在很多情況下，是可能并行地開發(fā)這些的。當(dāng)然，這些都必須針對(duì)被開發(fā)的專門系統(tǒng)進(jìn)行特殊處理，但不管怎樣，它們都是設(shè)計(jì)的一個(gè)很好的開始。例如出自 SAP和 Oracle公司的企業(yè)資源規(guī)劃（ ERP）系統(tǒng)以及為特殊應(yīng)用所提供的垂直軟件包（ COTS），在這些系統(tǒng)中，我們可以發(fā)現(xiàn)存在一個(gè)通用的配置，通過調(diào)整它們來產(chǎn)生專門的業(yè)務(wù)應(yīng)用。例如，在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中就有不同系統(tǒng)類型的通用的體系結(jié)構(gòu)模型，像數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)或監(jiān)控系統(tǒng)。除了一般的業(yè)務(wù)功能之外，所有的電話公司都需要系統(tǒng)去連通線路、管理它們的網(wǎng)絡(luò)、向客戶開單據(jù)等。這是一個(gè)知識(shí)庫，它通過隱式調(diào)用來激活外部的構(gòu)件。 應(yīng)用框架 ? 第二種組合風(fēng)格的方式是允許單一構(gòu)件使用復(fù)合的連接件。 ? 一種組合方式是使用層次結(jié)構(gòu)。體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格描述了軟件系統(tǒng)的整體組織結(jié)構(gòu)，它獨(dú)立于實(shí)際問題?？梢哉f，一個(gè)框架是一個(gè)可復(fù)用的設(shè)計(jì)構(gòu)件，它規(guī)定了應(yīng)用的體系結(jié)構(gòu)，闡明了整個(gè)設(shè)計(jì)、協(xié)作構(gòu)件之間的依賴關(guān)系、責(zé)任分配和控制流程，表現(xiàn)為一組抽象類以及其實(shí)例之間協(xié)作的方法，它為構(gòu)件復(fù)用提供了上下文（ Context）關(guān)系。在很多案例中，可執(zhí)行系統(tǒng)就是從體系結(jié)構(gòu)描述本身自動(dòng)或半自動(dòng)生成的。主程序 /子程序體系結(jié)構(gòu)的構(gòu)件分布在網(wǎng)絡(luò)中的多臺(tái)計(jì)算機(jī)上，則構(gòu)成遠(yuǎn)程過程調(diào)用體系結(jié)構(gòu)。圖 614描述了該類型的體系結(jié)構(gòu)。通常，通過監(jiān)測諸如溫度、壓力和流速這類屬性，計(jì)算它們的值，再通過改變設(shè)備（比如氣閥，加熱器，冷卻器）的設(shè)置，來控制過程。 ? 過程控制系統(tǒng)的目標(biāo)是將過程輸出的指定屬性維持在一個(gè)（充分接近的）特定的參考值即設(shè)定點(diǎn)。 – ⑥ 開環(huán)系統(tǒng)：在這種系統(tǒng)中，過程變量的相關(guān)信息不用于調(diào)整系統(tǒng)。尤其是，為了對(duì)過程做出調(diào)整，被控變量要與控制系統(tǒng)的某些屬性聯(lián)系起來，這些屬性能夠被控制系統(tǒng)改變（過程變量不能和程序變量混淆）。 過程控制 ? 基于過程控制環(huán)路是另一個(gè)體系結(jié)構(gòu)模式，這種模式在軟件開發(fā)中并沒有得到廣泛認(rèn)可；這種模式不像面向?qū)ο蠡蚬δ茉O(shè)計(jì)那樣以出現(xiàn)的某類構(gòu)件為特征，控制環(huán)路的設(shè)計(jì)特點(diǎn)是不僅具有某類構(gòu)件，還具有在構(gòu)件間必須保持的特殊關(guān)系。而解釋引擎包括語法、解釋器的定義和解釋器當(dāng)前執(zhí)行狀態(tài)。最后，正確性驗(yàn)證也可能是個(gè)問題，因?yàn)榘l(fā)布事件的過程的具體含義與事件激發(fā)的上下文有關(guān)。即使它能夠肯定該事件會(huì)被其他構(gòu)件響應(yīng)，它也不能依賴事件被處理的先后順序。第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)是隱式調(diào)用能夠簡化系統(tǒng)的演化。正因?yàn)檫@個(gè)原因，許多隱式調(diào)用系統(tǒng)也包括顯式調(diào)用（比如，正常的過程調(diào)用），以此作為構(gòu)件交互的補(bǔ)充。 ? 從體系結(jié)構(gòu)的角度說，隱式調(diào)用模式中的構(gòu)件是模塊，其接口不僅提供過程的集合（像抽象數(shù)據(jù)類型），也提供事件的集合。比如在 Field系統(tǒng)中，諸如編輯器和變量監(jiān)視器等工具會(huì)注冊調(diào)試器的中斷點(diǎn)事件。 ? 隱式調(diào)用的思想是，不直接調(diào)用一個(gè)過程，而是發(fā)布或廣播一個(gè)或多個(gè)事件。在模塊化語言中，當(dāng)一個(gè)模塊改變后需要修改每一個(gè)引用了這個(gè)模塊的“導(dǎo)入”列表。另外，由于把操作的數(shù)據(jù)和一組存取例程綁定在一起，使得設(shè)計(jì)者能夠把問題分解成交互作用的代理集合。 ? 抽象數(shù)據(jù)類型的使用，以及面向?qū)ο笙到y(tǒng)的使用己經(jīng)非常普遍。 數(shù)據(jù)抽象和面向?qū)ο蠼M織 ? 在這種描述中并沒有提及繼承?？蛻魴C(jī)程序只是對(duì)訪問這些服務(wù)提供一個(gè)集成的用戶界面（用 Web瀏覽器構(gòu)造）。視頻信號(hào)需要快速、同步地傳輸，但分辨率相對(duì)較低。客戶機(jī)通過遠(yuǎn)程過程調(diào)用來獲取服務(wù)器提供的服務(wù)，遠(yuǎn)程過程調(diào)用使用一個(gè)請(qǐng)求 回答協(xié)議，比如在 WWW上使用的 協(xié)議。此外，更重要的好處是分離性和獨(dú)立性。一個(gè)客戶機(jī)程序通常有多個(gè)實(shí)例，可以在不同的計(jì)算機(jī)上并發(fā)執(zhí)行。 表 65 客戶機(jī) 服務(wù)器模式 圖 612 電影資料庫的客戶機(jī) 服務(wù)器體系結(jié)構(gòu) 目 錄 服 務(wù) 器圖 書 館 目 錄W e b 服 務(wù) 器電 影 和 圖 片信 息視 頻 服 務(wù) 器電 影 商 店圖 片 服 務(wù) 器