【正文】 件抽象技 術(shù)發(fā) 展的 結(jié) 果； 抽象數(shù)據(jù)類型 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法 軟件結(jié)構(gòu)研究的開始 高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言 程序族 軟件體系結(jié)構(gòu) 匯編語言、宏替換；高級(jí)語言編譯器、數(shù)據(jù)類型。 （設(shè)計(jì)模式抽象） 軟件體系結(jié)構(gòu)可以看作是要把程序族中的成員的結(jié)構(gòu)化信息組織起來，使系統(tǒng)在體系結(jié)構(gòu)級(jí)達(dá)到重用。 ？ 2. 為什么應(yīng)用軟件開發(fā)模型和軟件工程方法解決大規(guī)模、復(fù)雜問題時(shí)，軟件系統(tǒng)的質(zhì)量和效率無法得到保證？ 非功能性需求 1. 系統(tǒng)性能要求，可用性要求； 2. 系統(tǒng)可適應(yīng)性和可移植性要求； 3. 系統(tǒng)可靠性和安全保密性要求； 4. 系統(tǒng)可重用性要求等。 為 什么要研究 軟 件體系 結(jié) 構(gòu)？ 分布式網(wǎng) 絡(luò)環(huán) 境下 軟 件的適 應(yīng) 性和開放性要求； 適 應(yīng) 性：要求 軟 件從整體上適 應(yīng) 不斷 發(fā) 生的 變 化。 ⑴ 軟 件體系 結(jié) 構(gòu)是系 統(tǒng) 開 發(fā) 中不同參與者 進(jìn) 行交流和信息 傳 播的媒介。 ⑶ 軟 件體系 結(jié) 構(gòu)可以作 為 一種可 變換 的模型。 支持軟件的功能需求 (系統(tǒng)的功能抽象 ) 軟 件體系 結(jié) 構(gòu)研究角度 2. 軟 件 風(fēng) 格 (style)角度 描述了 對(duì)軟 件 設(shè)計(jì) 成分如何 進(jìn) 行整理和安排，并且 對(duì)這 些整理和安排加以限制，從而形成一種 設(shè)計(jì)軟 件的特定模式。 進(jìn)行體系 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 分配系統(tǒng)功能 到相應(yīng)的構(gòu)建 和連接件上 存放設(shè)計(jì)模式、對(duì)象或 其它可重用的設(shè)計(jì)構(gòu)件。 低 層設(shè)計(jì) 指 軟 件體系 結(jié) 構(gòu) 約 束下的部件和 連 接件的具體 設(shè)計(jì) 。 軟 件 設(shè)計(jì) 的仸 務(wù) 從技 術(shù) 角度將 軟 件 設(shè)計(jì) 劃分 為 數(shù)據(jù) 設(shè)計(jì) 、系 統(tǒng)結(jié) 構(gòu) 設(shè)計(jì) 、過程 設(shè)計(jì) 。 軟 件 設(shè)計(jì) 的 過 程 制定 設(shè)計(jì)規(guī) 范 軟 件體系 結(jié) 構(gòu) 設(shè)計(jì) 軟 件系 統(tǒng)結(jié) 構(gòu)的 總 體 設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù) 結(jié) 構(gòu) 設(shè)計(jì) 編 寫概要 設(shè)計(jì)階 段的文檔：概要 設(shè)計(jì)說 明 書 、數(shù)據(jù) 庫設(shè)計(jì)說 明 書 、用戶 手冊、初步的 測試計(jì) 劃。 軟 件 設(shè)計(jì) 的要求 設(shè)計(jì) 的成果 應(yīng)該 做到： 滿 足需求制定的功能 規(guī) 格 說 明； 符合明確或 隱 含的性能、 資 源等非功能性需求； 符合明確或 隱 含的 設(shè)計(jì) 條件的限制； 滿 足 設(shè)計(jì)過 程的限制（如 經(jīng)費(fèi) 、時(shí)間 及工具等）。 結(jié) 構(gòu)化 設(shè)計(jì) 目 標(biāo) ：將 軟 件 設(shè)計(jì)為結(jié) 構(gòu)相互獨(dú)立、功能 單 一的模 塊 ，建立系統(tǒng) 的模 塊結(jié) 構(gòu) 圖 。 由于數(shù)據(jù) 結(jié) 構(gòu)和功能分離，當(dāng)不同的數(shù)據(jù) 結(jié) 構(gòu)的差 別細(xì) 微 時(shí)，系 統(tǒng) 往往 難 以 維護(hù) 。高 層設(shè)計(jì)階 段完成系 統(tǒng) 體系 結(jié) 構(gòu) 設(shè)計(jì) ，低 層設(shè)計(jì) 完成 對(duì) 象 設(shè)計(jì) 工作。 軟 件 測試 定 義 ：在 軟 件投入運(yùn)行之前， 對(duì)軟 件需求分析、 設(shè)計(jì)規(guī) 格 說明和 編碼 的最 終 復(fù) 審 ，是 SQA的關(guān) 鍵 步 驟 。包括：有效性 測試 ；軟 件配置復(fù) 查 ；α測試 和 β測試 ；驗(yàn) 收 測試 。 種 類 ： 改正性 維護(hù) （corrective maintenance） 適 應(yīng) 性 維護(hù) （adaptive maintenance） 完善性 維護(hù) （perfective maintenance） 預(yù) 防性 維護(hù) （preventive maintenance） 。 白盒 測試 ：邏輯 覆蓋；基本路徑覆蓋等。 集成 測試 ：對(duì) 相關(guān)的系 統(tǒng) 體系 結(jié) 構(gòu)的構(gòu)造 進(jìn) 行 測試 。 Coad和 Yourdon的 OOD：仍然按照 OOA的 5個(gè) 層 次（主 題 、類和 對(duì) 象、 結(jié) 構(gòu)、屬性、服 務(wù) ）描述增加的用 戶 界面部分、仸 務(wù)管理部分、數(shù)據(jù)管理部分等的 設(shè)計(jì) ，并 對(duì) 原來的 問題 域部分識(shí)別 的 對(duì) 象及其關(guān)系 進(jìn) 行 調(diào) 整。 面向 對(duì) 象 設(shè)計(jì) 面向 對(duì) 象 設(shè)計(jì) 與面向 對(duì) 象分析沒有 嚴(yán) 格的界限，面向 對(duì) 象 設(shè)計(jì)繼 承面向 對(duì) 象分析的成果，在分析 階 段 識(shí)別 出的與 問題 有關(guān)的 類 和 類間 關(guān)系的基 礎(chǔ) 上，加上與解決方案有關(guān)的 類 ，并對(duì)類 與 類間 關(guān)系 進(jìn) 行 優(yōu) 化 調(diào) 整，然后， 對(duì)類進(jìn) 行 編碼 和 測試，得到 結(jié) 果。 適用范 圍 ：適合于確定程序中的 對(duì) 象和 輸 入 輸 出數(shù)據(jù)格式，無助于文件 設(shè)計(jì) 、輸 入 輸 出控制、 訪問 方式 選擇 、運(yùn)行 環(huán) 境設(shè)計(jì) 等。 設(shè)計(jì) 初期：只關(guān)注模 塊 之 間 的 組織結(jié) 構(gòu)，而是模 塊為 功能“黑盒子”； 設(shè)計(jì) 后期：再關(guān)注每個(gè)模 塊 具體 實(shí)現(xiàn) 的 邏輯 算法。 選 定某種 過 程的表達(dá)形式來描述各種算法。 系 統(tǒng)結(jié) 構(gòu) 設(shè)計(jì) ：定 義軟 件系 統(tǒng) 各主要成分之 間 的關(guān)系。 概要 設(shè)計(jì) ：將 軟 件需求 轉(zhuǎn) 化 為 數(shù)據(jù) 結(jié) 構(gòu)和 軟 件的系 統(tǒng)結(jié) 構(gòu)。 軟 件 設(shè)計(jì) 就是要 實(shí)現(xiàn)軟 件需求，解決“如何做”的 問題 。 1. 管道和過濾器 (pipes and filters) 2. 數(shù)據(jù)抽象和面向?qū)ο蠼M織 (data abstraction and OOorganization) 3. 基于事件的隱式調(diào)用 (eventbased,implicit invocation) 4. 分層系統(tǒng) (layered systems) 5. 倉庫系統(tǒng) (repositories)：數(shù)據(jù)庫、黑板 6. 表格驅(qū)動(dòng)的解釋器 (table driven interpreters)：規(guī)則基系統(tǒng) 7. 其它類型的體系結(jié)構(gòu)：客戶 /服務(wù)器、基于數(shù)據(jù)共享的主從程序 基于 軟 件體系 結(jié) 構(gòu)的開 發(fā) 模式 提煉特定應(yīng)用領(lǐng)域的穩(wěn) 定需求和易變需求，建 立可復(fù)用的領(lǐng)域模型。 目前常用的“ 4+1”角度模式： 支持模塊的 組織與管理 (軟件的 靜態(tài)結(jié)構(gòu) ) 系統(tǒng)的并發(fā)與同步等 控制結(jié)構(gòu)，支持系統(tǒng) 的非功能性需求。 ⑵ 軟 件體系 結(jié) 構(gòu)代表了早期的 設(shè)計(jì) 決策成果。 開放性：要求 軟 件提供良好的接口定 義 以使外部的接插件能方便地和本系 統(tǒng)協(xié) 同工作。 軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軟件概要設(shè)計(jì)的主要任務(wù)就是進(jìn)行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是不是就是軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)？ 概要設(shè)計(jì) ?結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì) ?面向?qū)ο笤O(shè)計(jì) 構(gòu)件 連接模塊 模塊調(diào)用關(guān)系類和對(duì)象 對(duì)象關(guān)聯(lián)、聚集、繼承注意 ： 以往的概要設(shè)計(jì)中的功能實(shí)體（構(gòu)件）的設(shè)計(jì)是首位的，也是顯式的，構(gòu)件間的連接并沒有單獨(dú)作為實(shí)體顯式地設(shè)計(jì)，而是作為構(gòu)件的附屬形式出現(xiàn)。 如何更多、更好、更方便、更快地開發(fā)軟件？ ?工程化管理軟件開發(fā) ?以滿足功能需求為主 問題定義；需求分析；概要設(shè)計(jì)；詳細(xì)設(shè)計(jì)；編碼；測試；維護(hù) 瀑布模型；演化模型；螺旋模型；噴泉模型；增量模型；原型模型；組裝可重用構(gòu)件模型。 （模塊抽象） 數(shù)據(jù)類型抽象、封裝、信息隱藏、多態(tài)性等。 軟 件體系 結(jié) 構(gòu)中每一部件的行 為 是體系 結(jié) 構(gòu)的一部分，反映部件 間 如何 進(jìn) 行交互。 1997年， Bass,Clements和 Kazman在 《使用 軟 件體系 結(jié) 構(gòu) 》一 書 中的定義 ：一個(gè)程序或 計(jì) 算機(jī)系 統(tǒng) 的 軟 件體系 結(jié) 構(gòu)包括一個(gè)或一 組軟 件部件、軟 件部件的外部可 見 特性及其相互關(guān)系。 面向 對(duì) 象分析具有更好的 擴(kuò) 展性，因 為對(duì) 象的 結(jié) 構(gòu)和關(guān)系相對(duì) 于系 統(tǒng) 的功能而言更 穩(wěn) 定，功能的 變 化通 過 更新 對(duì) 象的操作加以適 應(yīng) 。 Booch的 Booch93方法 Jacobson的 OOSE：強(qiáng)調(diào) 以 Use Case分析系 統(tǒng) 的 實(shí)際 操作入手，逐步展開系 統(tǒng) 分析 過 程。并 針對(duì) 重要的 對(duì) 象建立狀 態(tài) 模型。 面向 對(duì) 象思想的一些基本性 質(zhì) ：抽象（ 繼 承）性、封裝（信息 隱藏）性、多 態(tài) 性、滯后 聯(lián)編 等。當(dāng)系 統(tǒng) 行 為發(fā) 生 變化 時(shí) ，系 統(tǒng)維護(hù) 非常困 難 。 數(shù)據(jù)分析工具：