【正文】 而對于集成了其他語言處理工具，比如結(jié)構(gòu)化編輯系統(tǒng)、交互式調(diào)試工具或者是程序的格式轉(zhuǎn)換器，它就不那么有效了。然而，語言處理系統(tǒng)也使用在很多其他系統(tǒng)中，比如在數(shù)據(jù)庫中作為對命令語言的翻譯，在信息系統(tǒng)中和在標(biāo)記語言比如 XML中。 圖 618 MHCPMS系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) 事 務(wù) 管 理病 人 數(shù) 據(jù) 庫 信 息 安 全 病 人 信 息 數(shù) 據(jù) 導(dǎo) 入 報 告 管 理 管 理 器 和 導(dǎo) 出 生 成 登 錄 角 色 檢 查 樣 式 和 菜 單 數(shù) 據(jù) 有 效 性 管 理 器 驗 證W e b 瀏 覽 器 信息系統(tǒng) ? 在模型的每一層中都增加了一些詳細(xì)內(nèi)容，找出了用于支持用戶通信、信息檢索和訪問的組件： – 1）最上層負(fù)責(zé)實現(xiàn)用戶接口。事務(wù)得以創(chuàng)建并傳遞給事務(wù)管理器，事務(wù)管理器嵌入在數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)內(nèi)。如果擁有組件，就可以復(fù)用它。 體系結(jié)構(gòu)的應(yīng)用方式 ? 應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)封裝了一類系統(tǒng)的基本特征。事實上，大多數(shù)系統(tǒng)都是由很多風(fēng)格組合而成的。主程序擔(dān)當(dāng)子程序的驅(qū)動器，為子程序提供一個控制環(huán)路，使子程序以某種次序順序執(zhí)行。 – ⑤ 設(shè)定點：被控變量的期望值。這樣，整體的性能和資源的管理可能成為關(guān)鍵性問題。在這個方案中，調(diào)試器僅僅發(fā)布一個事件，但是它既不需要知道其他工具或動作是否和這個事件相關(guān)聯(lián)，也不需要知道這個事件發(fā)布后它們將要做什么。由于對象對客戶隱藏了實現(xiàn)的細(xì)節(jié)，所以可以在不影響其客戶的情況下改變對象的實現(xiàn)。在這個系統(tǒng)中，有管理和放映不同類型媒體的多個服務(wù)器。表 65描述了客戶機 服務(wù)器模式。 知識庫（容器） ? 通常知識庫模式中有兩個截然不同的功能構(gòu)件：一個是中央數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件，代表系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)；另一個是一些相對獨立的構(gòu)件的集合，這些構(gòu)件對中央數(shù)據(jù)存儲進行操作。 ? 圖 610說明了一個可能會用到容器的情形。像抽象數(shù)據(jù)類型一樣，假如能夠保證為相鄰的層提供一致的接口，它允許系統(tǒng)中同一層的不同實現(xiàn)相互交換使用。因為分層系統(tǒng)的抽象機依賴的是內(nèi)層中的抽象機，因此，轉(zhuǎn)換到其他機器上實現(xiàn)是比較容易的，此時只有內(nèi)部與具體機器相關(guān)的層需要重新實現(xiàn)以適應(yīng)不同的操作系統(tǒng)或數(shù)據(jù)庫。定義的一系列不同層次各自完成其自身的操作，這些操作逐漸接近機器的指令集。首先，設(shè)計者可以將整個系統(tǒng)的輸入、輸出特性理解為各個過濾器功能的簡單合成。這些轉(zhuǎn)換可能順序地或并行地執(zhí)行，數(shù)據(jù)加工可以是一項一項地處理，也可以成批處理。連接件是硬件構(gòu)件之間的接口，特性用來描述容量、帶寬、性能和其他屬性。在對已有體系結(jié)構(gòu)再工程時，一種體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格的強制采用會導(dǎo)致軟件結(jié)構(gòu)的根本性改變，包括對構(gòu)件功能的再分配。 風(fēng)格與模式 ? 體系結(jié)構(gòu)的術(shù)語一般與特定的設(shè)計方法和符號相關(guān)，比如面向?qū)ο蠛蛿?shù)據(jù)流組織結(jié)構(gòu)。在許多基于 Web的系統(tǒng)中，這種模式是交互管理的基礎(chǔ)。 – 法律 ——支持法律的系統(tǒng)。 體系結(jié)構(gòu)類型 ? 盡管體系結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則適用于所有類型（也稱為應(yīng)用領(lǐng)域）的體系結(jié)構(gòu)，但對于需要構(gòu)建的結(jié)構(gòu)，體系結(jié)構(gòu)類型經(jīng)常規(guī)定特定的體系結(jié)構(gòu)方法。 圖 61 打包機器人控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) 打 包 選 擇系 統(tǒng)打 包 系 統(tǒng) 傳 送 帶 控 制 器手 臂 控 制 器 機 械 爪 控 制 器對 象 識 別系 統(tǒng)視 覺 系 統(tǒng) 體系結(jié)構(gòu)視圖 ? 這個機器人系統(tǒng)能夠?qū)Σ煌愋偷膶ο筮M行打包，它使用一個視覺子系統(tǒng)來拾取傳送帶上的對象，識別對象類型并選擇正確的打包方式，然后從傳送帶上移下對象、打包，最后將其送到另一個傳送帶上。 體系結(jié)構(gòu)視圖 ? 4種基礎(chǔ)的體系結(jié)構(gòu)視圖是： – 1）邏輯視圖。顯示了系統(tǒng)中對象和對象類的一些主要抽象。體系結(jié)構(gòu)模型描述了這些組件以及它們之間的關(guān)聯(lián)。在體系結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)境中，“類型”隱含了在整個軟件領(lǐng)域中的一個特定類別。 – 醫(yī)療 ——診斷或治療，或者有助于醫(yī)學(xué)研究的系統(tǒng)。這種格式化的模式描述包括模式的名字，一個簡短的描述（伴有一個相關(guān)的圖形模型），以及一個這種模式適用的系統(tǒng)類型的例子（可能也伴有一個圖形模型）。某些體系結(jié)構(gòu)模式和一些特殊類型的系統(tǒng)相關(guān)，比如編譯器的傳統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的公共系統(tǒng)連接參考模型和面向?qū)ο笤O(shè)計通用模式。 風(fēng)格與模式 ? 與體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格一樣，體系結(jié)構(gòu)模式也對體系結(jié)構(gòu)設(shè)計施加一種變換。 – 開發(fā)結(jié)構(gòu)：該結(jié)構(gòu)定義構(gòu)件、工作產(chǎn)品以及軟件工程過程中所需的其他信息源。 表 62 管道 過濾器模式 圖 64 管道 過濾器模式（數(shù)據(jù)流體系結(jié)構(gòu)） 過 濾 器過 濾 器過 濾 器過 濾 器過 濾 器過 濾 器過 濾 器過 濾 器過 濾 器過 濾 器過 濾 器過 濾 器過 濾 器過 濾 器過 濾 器過 濾 器過 濾 器管 道管 道 和 過 濾 器圖 65 管道 過濾器模式的一個實例 票 據(jù)收 據(jù)提 醒讀 發(fā) 出 的票 據(jù)支 付確 認(rèn) 支 付發(fā) 出 支 付檢 查 支 付截 止 日 期發(fā) 出 支 付提 醒 管道 過濾器 ? “管道 過濾器”的名字最早出自 Unix系統(tǒng)， Unix系統(tǒng)在鏈接進程時可能會用到“管道”，通過提供符號表示要連接的構(gòu)件和提供運行時機制來實現(xiàn)管道，這些管道能從一個進程到另一個進程傳遞文本流。第二，支持功能模塊的重用：任意兩個過濾器只要相互間所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式上達成一致，就可以連接在一起。在外層，構(gòu)件完成建立用戶界面的操作；在內(nèi)層，構(gòu)件完成建立操作系統(tǒng)接口的操作；中間層提供各種實用工具服務(wù)和應(yīng)用軟件功能。 分層系統(tǒng) ? 圖 67是一個分為 4層的體系結(jié)構(gòu)的例子。這使得定義標(biāo)準(zhǔn)層接口成為可能，在此接口上可建立不同實現(xiàn)。該圖顯示了一個包含不同工具來支持模型驅(qū)動開發(fā)的 IDE系統(tǒng)。在不同的系統(tǒng)中，知識庫和外部構(gòu)件集合之間的交互方式存在很大的差異。 表 65 客戶機 服務(wù)器模式 圖 612 電影資料庫的客戶機 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) 器圖 片 商 店網(wǎng) 絡(luò)客 戶 1 客 戶 2 客 戶 3 客 戶 4 客戶機 服務(wù)器 ? 一個采用客戶機 服務(wù)器模式的系統(tǒng)是由一個服務(wù)集合和相關(guān)的服務(wù)器以及訪問和使用這些服務(wù)的客戶機組織起來的。視頻信號需要快速、同步地傳輸，但分辨率相對較低。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)計者能夠把問題分解成交互作用的代理集合。 ? 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。最后，正確性驗證也可能是個問題，因為發(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)。 – 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)。主程序 /子程序體系結(jié)構(gòu)的構(gòu)件分布在網(wǎng)絡(luò)中的多臺計算機上，則構(gòu)成遠(yuǎn)程過程調(diào)用體系結(jié)構(gòu)。 ? 一種組合方式是使用層次結(jié)構(gòu)。例如，在實時系統(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)。在希望復(fù)用時，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。在事務(wù)管理器正確完成事務(wù)后，傳遞一個信號給應(yīng)用，報告處理完畢。在這個例子中， UI是用 Web瀏覽器實現(xiàn)的。 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)。在這種情況下，來自一個組件的變化需要立即反映到其他組件中。 圖 620 編譯器的管道 過濾器體系結(jié)構(gòu) 符 號 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 XML文件翻譯成另一個文件。它將高層語言翻譯成機器代碼。 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 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實例，圖 618給出了 MHCPMS系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，這個系統(tǒng)維護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。請求會被應(yīng)用相關(guān)的邏輯進行處理。 – 4）作為評估組件以便復(fù)用的手段。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)用框架 ? 體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格、設(shè)計模式和應(yīng)用框架的概念是基于不同的目的和出發(fā)點來討論軟件體系結(jié)構(gòu)，它們之間的概念經(jīng)常互相借鑒和引用。對于一個沒有模塊化支持的語言，系統(tǒng)通常會被組織成一個主程序和一系列子程序的集合。 – ④ 操縱變量：一種過程變量，它的值能被控制器改變。有時數(shù)據(jù)通過事件傳遞，但在某些情況下，事件系統(tǒng)必須依賴一個共享緩沖區(qū)，以便于數(shù)據(jù)的交換。這些過程會使編輯器滾動到相應(yīng)的代碼行，或者重新顯示被監(jiān)視的變量的值。 數(shù)據(jù)抽象和面向?qū)ο蠼M織 ? 面向?qū)ο笙到y(tǒng)有很多眾所周知的優(yōu)點。 客戶機 服務(wù)器 ? 圖 612所示是一個基于 Web的提供電影和圖片庫的多用戶系統(tǒng)。 客戶機 服務(wù)器 ? 容器模式與系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)有關(guān)，但是不能展現(xiàn)出它的運行組織。另外，數(shù)據(jù)可以在客戶間通過“黑板”機制傳送（即黑板構(gòu)件負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)信息在客戶間的傳遞），客戶構(gòu)件獨立地執(zhí)行過程。這種類型的系統(tǒng)例子包括指揮和控制系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)、 CAD系統(tǒng)和軟件的交互開發(fā)環(huán)境等。第三，它支持重用。當(dāng)一層的接口改變或增加了新設(shè)施的時候，只有毗鄰的層受影響。這里，一個分層系統(tǒng)（ Layered Systems）按照層次結(jié)構(gòu)組織，系統(tǒng)的功能被劃分成幾個獨立的層次，每一層只依賴緊接的下一層所提供的服務(wù)和設(shè)施。 管道 過濾器 ? 管道 過濾器系統(tǒng)有很多優(yōu)點。輸入數(shù)據(jù)流經(jīng)過這些變換直到轉(zhuǎn)換為輸出。 基本體系結(jié)構(gòu) – 物理結(jié)構(gòu)：物理結(jié)構(gòu)類似于設(shè)計開發(fā)中的部署模型，構(gòu)件是物理硬件，軟件駐留在硬件、上。 風(fēng)格與模式 ? 一種體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格就是施加在整個系統(tǒng)設(shè)計上的一種變換，目的是為系統(tǒng)的所有構(gòu)件建立一個結(jié)構(gòu)。通過熟悉一些體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格，可以了解軟件體系結(jié)構(gòu)豐富的選擇空間以及在這個基礎(chǔ)上對風(fēng)格選擇的一些權(quán)衡。 ? 表 61描述了 MVC（模型 視圖 控制器）模式。 – 工業(yè) ——模擬或控制物理過程的系統(tǒng)。不過，例外的情況是，當(dāng)正在開發(fā)關(guān)鍵性系統(tǒng)，當(dāng)需要做一個詳細(xì)的系統(tǒng)可依賴性分析時，或許需要使外部的管理者確定我們的系統(tǒng)符合他們的規(guī)則而且可能會需要完整的體系結(jié)構(gòu)文檔。該圖顯示了一個打包機器人系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的抽象模型，描述了所要開發(fā)的子系統(tǒng)。通常體系結(jié)構(gòu)可能會從許多不同的視角和視圖被文檔化，我們需要提供系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的多重視圖。通過邏輯視圖，可以將系統(tǒng)需求和實體關(guān)聯(lián)起來。 體系結(jié)構(gòu)視圖 ? 實際上，在設(shè)計過程中通常都會形成概念視圖，它對體系結(jié)構(gòu)的決策很有幫助。在每種類別中，會有很多的子類別。 – 軍事 ——用于商議、通信、指揮、控制和信息的系統(tǒng)，也有用于進攻和防衛(wèi)武器的系統(tǒng)。此外，還應(yīng)該包括這種模式的應(yīng)用時機和優(yōu)缺點。