【正文】 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 ◎ Mary Shaw和 David Garlan 軟件體系結(jié)構(gòu) 是 軟件設(shè)計過程中的一個層次 ， 這一層次超越計算過程中的算法設(shè)計和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計 。 ◇ 背景資料 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 ◎ 事實(shí)上，軟件總是有體系結(jié)構(gòu)的，不存在沒有體系結(jié)構(gòu)的軟件。 ? 子類法 將新子類直接說明為庫中 基類的子類 ， 通過繼承和修改基類的屬性與行為完成新子類的定義 。 然后根據(jù)各模塊的功能需求 提取構(gòu)件 ， 對它進(jìn)行適應(yīng)性修改后再掛接在上述功能分解框架中 。 // 求和 }。 n = i。 例如：對函數(shù)、運(yùn)算符重載： 為了減少構(gòu)件修改的工作量，要求開發(fā)人員盡量使構(gòu)件 的功能、行為和 接口 設(shè)計更為抽象化、通用化和 參數(shù)化 。 ◇ 超文本檢索法 利用給定的關(guān)鍵字 ， 在構(gòu)件說明中進(jìn)行匹配 ， 成功后 ， 列出構(gòu)件說明 ， 利用其中的超文本節(jié)點(diǎn) ， 在不同構(gòu)件說明文檔中跳轉(zhuǎn) ， 最終選擇合適的 ponent。◇ 構(gòu)件管理 第 1章 軟件體系結(jié)構(gòu)概論 構(gòu)件與軟件重用 ◎ 人員及權(quán)限管理 一般來講，構(gòu)件庫系統(tǒng)可包括五類用戶 即 注冊用戶 公共用戶 構(gòu)件提交者 一般系統(tǒng)管理員 超級系統(tǒng)管理員 ◇ 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 ◎ 檢索與提取構(gòu)件 ◎ 理解與評價構(gòu)件 ◎ 修改構(gòu)件 ◎ 構(gòu)件組裝 ◇ 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 ◎ 檢索與提取構(gòu)件 ◇ 基于關(guān)鍵字的檢索 方法：用戶利用界面樹狀結(jié)構(gòu)逐級尋找需要的關(guān)鍵字 , 如：在 Visual C++使用 MSDN， 包括 VC++的幫助文件和許多與開發(fā)相關(guān)的技術(shù)文獻(xiàn) 。 例如：使用下列構(gòu)件描述符的模式： { function, object type, system type } 刻面的典型值可能是： function={ copy ,from} or { copy,replace,all } ◇ 構(gòu)件管理 第 1章 軟件體系結(jié)構(gòu)概論 構(gòu)件與軟件重用 ◎ 超文本組織法 (hypertext classification) 是一種非線性的網(wǎng)狀信息組織方法，以節(jié)點(diǎn)為單位，鏈作為節(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)想式關(guān)聯(lián)。 ◇ 構(gòu)件管理 第 1章 軟件體系結(jié)構(gòu)概論 構(gòu)件與軟件重用 ◎ 構(gòu)件描述 ◎ 構(gòu)件分類與組織 ◎ 人員及權(quán)限管理 ◇ 構(gòu)件管理 第 1章 軟件體系結(jié)構(gòu)概論 構(gòu)件與軟件重用 ◎ 構(gòu)件描述 構(gòu)件模型 是對構(gòu)件本質(zhì)的抽象描述，主要是為構(gòu)件的制作與構(gòu)件的重用提供依據(jù)； 從 管理角度 出發(fā)，也需要對構(gòu)件進(jìn)行描述，例如：實(shí)現(xiàn)方式、實(shí)現(xiàn)體、注釋、生產(chǎn)者、生產(chǎn)日期、大小、價格、版本和關(guān)聯(lián)構(gòu)件等信息。 }。 //計算圓的面積及周長 class Circle { private: float radius。管理不善必然導(dǎo)致失敗 。 所謂 “ 復(fù)雜問題 ” 的概念是相對的，一旦人們采用先進(jìn)的組織形式、開發(fā)方法和工具提高了軟件開發(fā)效率和能力，新的、更大的、更復(fù)雜的問題又?jǐn)[在人們的面前。各類人員的信息交流不及時、不準(zhǔn)確、有時還會產(chǎn)生誤解。由于軟件不同于大多數(shù)其他工業(yè)產(chǎn)品，其開發(fā)過程是復(fù)雜的邏輯思維過程，其產(chǎn)品極大程度地依賴于開發(fā)人員高度的智力投入。 特別是在軟件使用過程中，原來的開發(fā)人員可能因各種原因已經(jīng)離開原來的開發(fā)組織，使得軟件幾乎不可維護(hù)。 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) ◎ 軟件質(zhì)量差 軟件項目即使能按預(yù)定日期完成，結(jié)果卻不盡人意。 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) ◎ 開發(fā)進(jìn)度難以控制 由于軟件是邏輯、智力產(chǎn)品，軟件的開發(fā)需建立龐大的邏輯體系，這是與其他產(chǎn)品的生產(chǎn)不一樣的。 ? 數(shù)據(jù)服務(wù)層：指后臺數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) ， 也可以是各種能夠存儲數(shù)據(jù)的文件 。 ? 用戶表現(xiàn)層：接受用戶的請求和操作 ， 將操作信息最終顯示給用戶 。 圖 3 B/S模式原理圖 B/S結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)： 基于 B/S模式的 Web網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用模式主要用于瀏覽 、 查詢Inter/ Intra信息 。 C/S模式的優(yōu)點(diǎn)是速度較快、功能完備，缺點(diǎn)：維護(hù)升級很不方便，主要是基于行業(yè)的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用，如股票接收系統(tǒng)、郵局匯款系統(tǒng)等。 圖 1 主機(jī) /終端體系結(jié)構(gòu) 分層體系結(jié)構(gòu) 隨著 PC的普及和網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，這種單層的體系結(jié)構(gòu)被逐步淘汰，演變?yōu)榉謱拥捏w系結(jié)構(gòu)。 出現(xiàn)了程序結(jié)構(gòu)設(shè)計主題，以控制流圖和數(shù)據(jù)流圖構(gòu)成軟件結(jié)構(gòu)為特征 高級階段 初期階段 關(guān) 于 教 材 ◇ 出版社：清華大學(xué)出版社 ◇ 作者：張友生 參考書 《 軟件體系結(jié)構(gòu)理論與實(shí)踐 》 馮沖等編著 人民郵電出版社 2022年 第 1版 《 軟件體系結(jié)構(gòu) 》 覃征等編著 西安交通大學(xué)出版社 2022年 第 1版 希賽網(wǎng)： 課 程 內(nèi) 容 ◇ 軟件體系結(jié)構(gòu)概論 ◇ 軟件體系結(jié)構(gòu)建模 ◇ 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格 ◇ 軟件體系結(jié)構(gòu)描述 ◇ 基于體系結(jié)構(gòu)的軟件開發(fā) ◇ 軟件體系結(jié)構(gòu)評估 ◇ 軟件產(chǎn)品線體系結(jié)構(gòu) 軟件體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展 伴隨不同的軟件開發(fā)方法，軟件體系結(jié)構(gòu)也經(jīng)歷了 4個發(fā)展階段。對于軟件項目的開發(fā)來說，具有清晰的軟件體系結(jié)構(gòu)是非常重要的。 。Architecture 軟件設(shè)計？ 軟件設(shè)計主要針對需求分析過程得到的軟件需求規(guī)格說明，綜合考慮各種制約因素，探求切實(shí)可行的軟件解決方案并最終給出方案的邏輯表示，包括文檔、模型等。 軟件設(shè)計的方法？ （ 1）面向數(shù)據(jù)流的軟件設(shè)計方法 （ 2）面向?qū)ο蟮能浖O(shè)計方法 “軟件體系結(jié)構(gòu) ” 你可能知道 ?Client/Server ?Threetier ? MVC ? …… “建筑 體系結(jié)構(gòu) ” “建筑體系結(jié)構(gòu)” 建筑學(xué) 軟件工程教育的定位 ? 我國軟件工程的專業(yè)教育與軟件人才的鏈之間的關(guān)系可描述為如下圖： 軟件開發(fā)工程師 架構(gòu)設(shè)計師 產(chǎn)品經(jīng)理 項目管理者 系統(tǒng)分析師 系統(tǒng)設(shè)計師 程序員 研究生教育 本科教育 大專教育 中專教育 隨著軟件系統(tǒng)規(guī)模越來越大、越來越復(fù)雜，整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和規(guī)格說明顯得越來越重要。 SA(Software Architecture)的定義 體系結(jié)構(gòu) = 組件 + 連接件 + 約束 Architecture = Components + Connectors + Constrains 軟件越做越大 現(xiàn)代軟件開發(fā)方法學(xué) 軟件體系結(jié)構(gòu) SA之重要 ? 最早指出 SA的重要性的是大師 Edsger Dijkstra(19302022) “..the larger the project, the more essential the structuring!”(1968) 程序 =？ ? 程序 = 算法 + 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（ 1960’s ） ? 程序 = 子程序 + 子程序（ 1970’s ） 對象 = 算法 + 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ? 程序 = 對象 + 對象（ 1980’s） ? 程序 = 組件 + 連接件（ 1990’s） ? 連接構(gòu)件 把體系結(jié)構(gòu)的不同部分組組合連接起來 ? 處理構(gòu)件 負(fù)責(zé)對數(shù)據(jù)進(jìn)行加工 ? 數(shù)據(jù)構(gòu)件 是被加工的信息 軟件體系結(jié)構(gòu)的 發(fā)展史 “無體系結(jié)構(gòu) ” 設(shè)計階段 萌芽階段 以匯編語言進(jìn)行小規(guī)模應(yīng)用程序開發(fā)為特征 以描述系統(tǒng)的高層抽象結(jié)構(gòu)為中心，不關(guān)心具體的建模細(xì)節(jié)，劃分了體系結(jié)構(gòu)模型與傳統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)的界限，該階段以Kruchten提出的 “ 4+1”模型為標(biāo)志 出現(xiàn)了從不同側(cè)面描述系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型，以 UML為典型代表。這種軟件系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)也稱為單層體系結(jié)構(gòu)，所有的功能和操作集中在主機(jī)上，終端僅僅是作為輸入和輸出設(shè)備使用。 圖 2 C/S模式原理圖 C/S結(jié)構(gòu)的特點(diǎn) 基于 C/S模式的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫在前端計算機(jī)上要安裝專門的應(yīng)用程序來操作后臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中