【正文】 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(kāi)單據(jù)等。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(guò)調(diào)整它們來(lái)產(chǎn)生專門(mén)的業(yè)務(wù)應(yīng)用。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(kāi)發(fā)這些的。這些是最為平常的一類交互式業(yè)務(wù)系統(tǒng)類型。圖 615給出了事務(wù)處理應(yīng)用的概念體系結(jié)構(gòu)。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(kù)服務(wù)器上。用戶通信層處理所有來(lái)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(wèn)和更新數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯。 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(kù)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。它們包括一個(gè)翻譯器和一個(gè)執(zhí)行生成的語(yǔ)言的抽象機(jī)。 圖 619 語(yǔ)言處理系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) 翻 譯 器 檢 查 語(yǔ) 法 檢 查 語(yǔ) 義 生 成 抽 象 機(jī) m / c 指 令解 釋 器 取 執(zhí) 行源 語(yǔ) 言 指 令數(shù) 據(jù) 結(jié) 果 語(yǔ)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。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。工具或小程序通過(guò)它來(lái)實(shí)現(xiàn)通信。 圖 621 語(yǔ)言處理系統(tǒng)的容器體系結(jié)構(gòu) 抽 象 語(yǔ) 法 樹(shù)詞 法 分 析 器 語(yǔ) 法 分 析 器 語(yǔ) 義 分 析 器優(yōu) 化 器語(yǔ) 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(yǔ)言處理系統(tǒng) ? 圖 621說(shuō)明了一個(gè)語(yǔ)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。 ? 在語(yǔ)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。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(lái)自環(huán)境中的數(shù)據(jù)去執(zhí)行它們。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)。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。 ? 圖 617 是一個(gè)信息系統(tǒng)的一般模型。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)。如果用戶事務(wù)不要求數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)生改變，那么就沒(méi)有必要把它作為數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)。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(lái)談?wù)搼?yīng)用。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(lái)檢查自己的設(shè)計(jì)和一般體系結(jié)構(gòu)是否一致。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。 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(lái)闡述體系結(jié)構(gòu)描述的一個(gè)角度。連接件通常也能從層次上分解。 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。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(chē)駕駛系統(tǒng)。家庭自動(dòng)調(diào)溫器就是一個(gè)常見(jiàn)的例子：自動(dòng)調(diào)溫器中的氣體溫度被測(cè)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(kāi)關(guān)。 – ⑧ 反饋控制系統(tǒng)：被控變量是可測(cè)量的，并且使用測(cè)量的結(jié)果操作一個(gè)或更多的過(guò)程變量。系統(tǒng)狀態(tài)（材料、設(shè)備設(shè)置等）可測(cè)屬性的值稱為過(guò)程變量，用來(lái)測(cè)量輸出材料的過(guò)程變量稱為過(guò)程被控變量。 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。 ? 隱式調(diào)用的主要缺點(diǎn)是構(gòu)件放棄了自身對(duì)系統(tǒng)計(jì)算的控制。這種模式主要特點(diǎn)是事件發(fā)布者不知道哪些構(gòu)件會(huì)受到事件的影響。當(dāng)這個(gè)事件發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)本身會(huì)調(diào)用所有注冊(cè)了這個(gè)事件的過(guò)程。與此相反，例如，在管道 過(guò)濾器系統(tǒng)中，過(guò)濾器之間交互不需要知道系統(tǒng)中其他過(guò)濾器的存在。特別是，因?yàn)樗](méi)有定義系統(tǒng)中構(gòu)件的交互關(guān)系，我們認(rèn)為繼承關(guān)系不是一種連接件。靜態(tài)圖片必須保持高分辨率，所以將它們單獨(dú)放在一個(gè)服務(wù)器上是比較妥當(dāng)?shù)摹? 客戶機(jī) 服務(wù)器 ? 客戶機(jī)必須知道可用的服務(wù)器的名字及它們所提供的服務(wù)。包括：打印服務(wù)器，提供打印服務(wù)；文件服務(wù)器，提供文檔管理服務(wù)；編譯服務(wù)器，負(fù)責(zé)對(duì)程序的編譯服務(wù)。一旦黑板的狀態(tài)使某個(gè)知識(shí)源可用，知識(shí)源就會(huì)適時(shí)地響應(yīng)。如果由輸入流中事務(wù)觸發(fā)系統(tǒng)相應(yīng)的進(jìn)程執(zhí)行，這是傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)型知識(shí)庫(kù)。另外一種方法源于人工智能，即使用所謂的“黑板”模型，當(dāng)有特別的數(shù)據(jù)可用時(shí)，就會(huì)主動(dòng)通報(bào)組件。 圖 610 IDE系統(tǒng)的容器體系結(jié)構(gòu) U M L編 輯 器代 碼生 成 器設(shè) 計(jì)翻 譯 器J a v a編 輯 器P y t h o n編 輯 器設(shè) 計(jì) 分 析 器 報(bào) 告 生 成 器項(xiàng) 目 容 器 知識(shí)庫(kù)（容器） ? 把所有適合使用容器的工具組織起來(lái)是共享大量數(shù)據(jù)的一種高效方式。在某些情況下，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫(kù)是被動(dòng)的，也就是說(shuō)，客戶軟件獨(dú)立于數(shù)據(jù)的任何變化或其他客戶軟件的動(dòng)作而訪問(wèn)數(shù)據(jù)。） 分層系統(tǒng) ? 但是分層系統(tǒng)也有缺點(diǎn)，并不是所有的系統(tǒng)都容易用這種模式來(lái)構(gòu)建。首先，它支持基于逐級(jí)抽象的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。再上一層是應(yīng)用程序?qū)?，包括與應(yīng)用功能相關(guān)的組件、可以被其他應(yīng)用組件利用的實(shí)用工具組件等。 分層系統(tǒng) ? 分層的方法支持系統(tǒng)的增量式開(kāi)發(fā)。在某些分層系統(tǒng)中，內(nèi)層只對(duì)其相鄰的層和某些用于輸出的函數(shù)是可見(jiàn)的，對(duì)其他外部的層是隱藏的。 ? 第三，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的要求，設(shè)計(jì)者也需要在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)被迫使用底層公共命名，導(dǎo)致過(guò)濾器必須對(duì)輸入、輸出管道中的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析或反解析的額外工作。第四，支持某些特定的分析，如吞吐量和死鎖檢測(cè)。 ? 管道 過(guò)濾器的通用結(jié)構(gòu)如管線（ Pipelines），限制系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)只能是過(guò)濾器的線性序列；有界管道（ Bounded Pipes）限制了在管道中能容納的數(shù)據(jù)量；類型定義管道（ Typed Pipes）要求明確定義在兩個(gè)過(guò)濾器間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)類型?！斑^(guò)濾器”這個(gè)詞很形象地描述了數(shù)據(jù)從輸入到輸出這樣一個(gè)過(guò)程。一旦需求工程揭示了待構(gòu)建系統(tǒng)的特征和約束，就可以選擇最適合這些特征和約束的體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格和（或）風(fēng)格的組合。 ? 每一種結(jié)構(gòu)表示體系結(jié)構(gòu)的不同視圖，顯示出進(jìn)行建模和構(gòu)建時(shí)對(duì)軟件團(tuán)隊(duì)的有用信息。特性關(guān)注于結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)時(shí)的質(zhì)量特征（例如，可維護(hù)性、可重用性）。 – 3）體系結(jié)構(gòu)模式傾向于在體系結(jié)構(gòu)環(huán)境中處理特定的行為問(wèn)題（例如，實(shí)時(shí)應(yīng)用系統(tǒng)如何處理同步和中斷）。必須進(jìn)一步規(guī)定房子的細(xì)節(jié)，具體說(shuō)明它的最終尺寸，進(jìn)一步給出定制的特征，確定建筑材料等。我們將采用的框架是把某個(gè)特定系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)看成計(jì)算構(gòu)件集，或者簡(jiǎn)單地說(shuō)，由構(gòu)件再加上描述構(gòu)件間交互的連接件組成。所以，體系結(jié)構(gòu)模式應(yīng)當(dāng)描述一種系統(tǒng)構(gòu)成，這種構(gòu)成在以往的系統(tǒng)中是很成功的。 表 61 MVC（模型 視圖 控制器）模式 體系結(jié)構(gòu)類型 ? 圖 62和圖 63顯示了與 MVC模式相關(guān)的體系結(jié)構(gòu)的圖形模型，它們從不同的角度展現(xiàn)體系結(jié)構(gòu) ——圖 62是概念視圖，而圖 63則給出了當(dāng)該模式用于基于 Web系統(tǒng)交互管理時(shí)的一個(gè)可能的體系結(jié)構(gòu)。 體系結(jié)構(gòu)類型 ? 例如，一種可應(yīng)用于游戲環(huán)境的 immersipresence軟件體系結(jié)構(gòu)描述如下： – immersipresence軟件體系結(jié)構(gòu)（ Software Architecture for Immersipresence, SAI）是一種新的體系結(jié)構(gòu)模型，用于設(shè)計(jì)、分析和實(shí)現(xiàn)執(zhí)行一般數(shù)據(jù)流的分布式、異步并行處理的應(yīng)用系統(tǒng)。 – 操作系統(tǒng) ——位于硬件之上提供基本軟件服務(wù)的系統(tǒng)。 – 娛樂(lè)與運(yùn)動(dòng) ——管理公眾事件或者提供大眾娛樂(lè)體驗(yàn)的系統(tǒng)。例如，在建筑物類型中，會(huì)有房子、單元樓、公寓、辦公樓、工廠廠房、倉(cāng)庫(kù)等一般風(fēng)格。 ADL語(yǔ)言是為特定領(lǐng)域設(shè)計(jì)的（例如，汽車(chē)系統(tǒng)），或許可以作為模型驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)。概念視圖給出系統(tǒng)的本質(zhì)內(nèi)容供不同的信息持有者之間交流。這種視圖對(duì)系統(tǒng)工程師規(guī)劃系統(tǒng)部署非常有用。 – 2）進(jìn)程視圖。 第 6章 體系結(jié)構(gòu)的模式與結(jié)構(gòu) ? 軟件體系結(jié)構(gòu)是有關(guān)軟件系統(tǒng)如何組織的描述。 第 6章 體系結(jié)構(gòu)的模式與結(jié)構(gòu) 體系結(jié)構(gòu)視圖 ? 在單個(gè)體系結(jié)構(gòu)模型中不可能提出所有與系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)相關(guān)的信息，因?yàn)槊恳环N模型只能顯示系統(tǒng)的一種角度和視圖。 – 3）開(kāi)發(fā)視圖。圖 61所描述的打包機(jī)器人的體系結(jié)構(gòu)就是概念性系統(tǒng)視圖的一個(gè)例子。設(shè)計(jì) UML是為了描述面向?qū)ο笙到y(tǒng)，在體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，我們常常要以更高層次的抽象化來(lái)描述系統(tǒng)。應(yīng)當(dāng)開(kāi)發(fā)出這種視圖，它有益于溝通而不在乎體系結(jié)構(gòu)文檔是否完整。 體系結(jié)構(gòu)類型 ? 例如，可以有以下幾種軟件系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)類型： – 人工智能 ——模擬或擴(kuò)大人類認(rèn)知、運(yùn)動(dòng)或其他有機(jī)體過(guò)程的系統(tǒng)。 – 行政管理 ——支持各級(jí)政治實(shí)體的管理和運(yùn)作方式的系統(tǒng)。 – 工具 ——用來(lái)開(kāi)發(fā)其他系統(tǒng)的系統(tǒng)。 體系結(jié)構(gòu)類型 ? 可見(jiàn)，游戲系統(tǒng)類型可以用專門(mén)設(shè)計(jì)的強(qiáng)調(diào)游戲系統(tǒng)關(guān)注點(diǎn)的體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格來(lái)描述。 風(fēng)格與模式 ? 體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格（ Architecture styles）強(qiáng)調(diào)組織模式，是描述特定系統(tǒng)組織方式的慣用范例。隨著系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員對(duì)詳細(xì)的組織原則和某類軟件結(jié)構(gòu)價(jià)值的認(rèn)識(shí)不斷加深，這些慣用模式（或稱體系結(jié)構(gòu)模式）被逐漸總結(jié)出來(lái)。更明確地說(shuō)，一個(gè)體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格定義了構(gòu)件和連接件類型的符號(hào)集，以及規(guī)定它們?cè)鯓咏M合起來(lái)的約束集合。每種風(fēng)格描述一種系統(tǒng)類別，包括： – l）完成系統(tǒng)需要的某種功能的一組構(gòu)件（例如，數(shù)據(jù)庫(kù)、計(jì)算模塊）； – 2）能使構(gòu)件間實(shí)現(xiàn)“通信、合作和協(xié)調(diào)”的一組連接件； – 3）定義構(gòu)件如何集成為系統(tǒng)的約束； – 4）語(yǔ)義模型，能使設(shè)計(jì)者通過(guò)分析系統(tǒng)組成成分的已知屬性來(lái)理解系統(tǒng)的整體性質(zhì)。無(wú)論是構(gòu)件還是連接件，它們都與一組特性相關(guān)，這組特性使設(shè)計(jì)者能夠區(qū)別所使用的構(gòu)件和連接件的類型。與結(jié)構(gòu)相關(guān)的特性包括優(yōu)先級(jí)、搶先占有以及執(zhí)行時(shí)間 ” 。在體系結(jié)構(gòu)中如何管理控制？是否存在清楚的控制層次？如果存在，構(gòu)件在控制層次中有什么作用？構(gòu)件如何在系統(tǒng)中傳遞控制？構(gòu)件間如何共享控制？控制的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（即控制呈現(xiàn)的幾何形狀）如何？控制是否同步或者構(gòu)件操作是否異步？ 組織和求精 – 數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)從一個(gè)處理單元流到另一個(gè)處理單元，每經(jīng)過(guò)一個(gè)單元就做一次變換。管道 過(guò)濾器模式擁有一組稱為過(guò)濾器（ Filter）的構(gòu)件，每個(gè)構(gòu)件都有一組輸入集和輸出集。當(dāng)系統(tǒng)中每個(gè)過(guò)濾器作為一個(gè)單一實(shí)體處理輸入數(shù)據(jù)，即對(duì)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換是順序進(jìn)行時(shí)，就成了一個(gè)退化的管線結(jié)構(gòu)，這時(shí)管道 過(guò)濾器模式就變成了批處理模型。首先，這種系統(tǒng)往往導(dǎo)致處理過(guò)程的成批操作。分層體系結(jié)構(gòu)模式是實(shí)現(xiàn)分離性和獨(dú)立性的一個(gè)方式，表 63和圖 66顯示了這種模式。）連接件通過(guò)協(xié)議來(lái)定義，而協(xié)議規(guī)定了層次之間交互的方式，還限制了相鄰層間的交互。如果一層的接口被保留下來(lái)，這個(gè)層就能被另外的一個(gè)對(duì)等層替換。當(dāng)然，分層的數(shù)量是隨意的。和管線模式相比，由于分層系統(tǒng)每一層最多和上下兩層交互，對(duì)于任意一層的功能的改變最多只影響其他兩層。特別是對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)化的層次模型來(lái)說(shuō)，尤其如此。因此，這個(gè)模型適合于數(shù)據(jù)是由一個(gè)組件產(chǎn)生而由其他組件使用的倩形。這不可避免地要在每個(gè)工具的特定需求之間做出妥協(xié)。 知識(shí)庫(kù)（容器） ? 以數(shù)據(jù)為中心的體系結(jié)構(gòu)促進(jìn)了可集成性，也就是說(shuō)，現(xiàn)有的構(gòu)件可以被修改，而且新的客戶構(gòu)