【正文】 而對(duì)于集成了其他語(yǔ)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(yǔ)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(kù)中作為對(duì)命令語(yǔ)言的翻譯，在信息系統(tǒng)中和在標(biāo)記語(yǔ)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(kù) 信 息 安 全 病 人 信 息 數(shù) 據(jù) 導(dǎo) 入 報(bào) 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(yàn) 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(wèn)的組件： – 1）最上層負(fù)責(zé)實(shí)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(kù)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(lèi)系統(tǒng)的基本特征。事實(shí)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(dòng)器，為子程序提供一個(gè)控制環(huán)路，使子程序以某種次序順序執(zhí)行。 – ⑤ 設(shè)定點(diǎn)：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(wèn)題。在這個(gè)方案中，調(diào)試器僅僅發(fā)布一個(gè)事件，但是它既不需要知道其他工具或動(dòng)作是否和這個(gè)事件相關(guān)聯(lián)，也不需要知道這個(gè)事件發(fā)布后它們將要做什么。由于對(duì)象對(duì)客戶隱藏了實(shí)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(duì)象的實(shí)現(xiàn)。在這個(gè)系統(tǒng)中，有管理和放映不同類(lèi)型媒體的多個(gè)服務(wù)器。表 65描述了客戶機(jī) 服務(wù)器模式。 知識(shí)庫(kù)（容器） ? 通常知識(shí)庫(kù)模式中有兩個(gè)截然不同的功能構(gòu)件：一個(gè)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(gè)是一些相對(duì)獨(dú)立的構(gòu)件的集合，這些構(gòu)件對(duì)中央數(shù)據(jù)存儲(chǔ)進(jìn)行操作。 ? 圖 610說(shuō)明了一個(gè)可能會(huì)用到容器的情形。像抽象數(shù)據(jù)類(lèi)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(shí)現(xiàn)相互交換使用。因?yàn)榉謱酉到y(tǒng)的抽象機(jī)依賴的是內(nèi)層中的抽象機(jī)，因此，轉(zhuǎn)換到其他機(jī)器上實(shí)現(xiàn)是比較容易的，此時(shí)只有內(nèi)部與具體機(jī)器相關(guān)的層需要重新實(shí)現(xiàn)以適應(yīng)不同的操作系統(tǒng)或數(shù)據(jù)庫(kù)。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(jī)器的指令集。首先，設(shè)計(jì)者可以將整個(gè)系統(tǒng)的輸入、輸出特性理解為各個(gè)過(guò)濾器功能的簡(jiǎn)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(xiàng)一項(xiàng)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(lái)描述容量、帶寬、性能和其他屬性。在對(duì)已有體系結(jié)構(gòu)再工程時(shí)，一種體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格的強(qiáng)制采用會(huì)導(dǎo)致軟件結(jié)構(gòu)的根本性改變，包括對(duì)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(yǔ)一般與特定的設(shè)計(jì)方法和符號(hào)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(lèi)型 ? 盡管體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則適用于所有類(lèi)型（也稱為應(yīng)用領(lǐng)域）的體系結(jié)構(gòu)，但對(duì)于需要構(gòu)建的結(jié)構(gòu)，體系結(jié)構(gòu)類(lèi)型經(jīng)常規(guī)定特定的體系結(jié)構(gòu)方法。 圖 61 打包機(jī)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(jī) 械 爪 控 制 器對(duì) 象 識(shí) 別系 統(tǒng)視 覺(jué) 系 統(tǒng) 體系結(jié)構(gòu)視圖 ? 這個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)能夠?qū)Σ煌?lèi)型的對(duì)象進(jìn)行打包，它使用一個(gè)視覺(jué)子系統(tǒng)來(lái)拾取傳送帶上的對(duì)象，識(shí)別對(duì)象類(lèi)型并選擇正確的打包方式，然后從傳送帶上移下對(duì)象、打包，最后將其送到另一個(gè)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(duì)象和對(duì)象類(lèi)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(jì)環(huán)境中，“類(lèi)型”隱含了在整個(gè)軟件領(lǐng)域中的一個(gè)特定類(lèi)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(gè)簡(jiǎn)短的描述（伴有一個(gè)相關(guān)的圖形模型），以及一個(gè)這種模式適用的系統(tǒng)類(lèi)型的例子（可能也伴有一個(gè)圖形模型）。某些體系結(jié)構(gòu)模式和一些特殊類(lèi)型的系統(tǒng)相關(guān)，比如編譯器的傳統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)，國(guó)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(jì)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(duì)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施加一種變換。 – 開(kāi)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(guò)程中所需的其他信息源。 表 62 管道 過(guò)濾器模式 圖 64 管道 過(guò)濾器模式（數(shù)據(jù)流體系結(jié)構(gòu)） 過(guò) 濾 器過(guò) 濾 器過(guò) 濾 器過(guò) 濾 器過(guò) 濾 器過(guò) 濾 器過(guò) 濾 器過(guò) 濾 器過(guò) 濾 器過(guò) 濾 器過(guò) 濾 器過(guò) 濾 器過(guò) 濾 器過(guò) 濾 器過(guò) 濾 器過(guò) 濾 器過(guò) 濾 器管 道管 道 和 過(guò) 濾 器圖 65 管道 過(guò)濾器模式的一個(gè)實(shí)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(guò)濾器 ? “管道 過(guò)濾器”的名字最早出自 Unix系統(tǒng)， Unix系統(tǒng)在鏈接進(jìn)程時(shí)可能會(huì)用到“管道”，通過(guò)提供符號(hào)表示要連接的構(gòu)件和提供運(yùn)行時(shí)機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)管道，這些管道能從一個(gè)進(jìn)程到另一個(gè)進(jìn)程傳遞文本流。第二，支持功能模塊的重用：任意兩個(gè)過(guò)濾器只要相互間所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式上達(dá)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(shí)用工具服務(wù)和應(yīng)用軟件功能。 分層系統(tǒng) ? 圖 67是一個(gè)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(shí)現(xiàn)。該圖顯示了一個(gè)包含不同工具來(lái)支持模型驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)的 IDE系統(tǒng)。在不同的系統(tǒng)中，知識(shí)庫(kù)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(jī) 服務(wù)器模式 圖 612 電影資料庫(kù)的客戶機(jī) 服務(wù)器體系結(jié)構(gòu) 目 錄 服 務(wù) 器圖 書(shū) 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(jī) 服務(wù)器 ? 一個(gè)采用客戶機(jī) 服務(wù)器模式的系統(tǒng)是由一個(gè)服務(wù)集合和相關(guān)的服務(wù)器以及訪問(wèn)和使用這些服務(wù)的客戶機(jī)組織起來(lái)的。視頻信號(hào)需要快速、同步地傳輸，但分辨率相對(duì)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(jì)者能夠把問(wèn)題分解成交互作用的代理集合。 ? 從體系結(jié)構(gòu)的角度說(shuō)，隱式調(diào)用模式中的構(gòu)件是模塊，其接口不僅提供過(guò)程的集合（像抽象數(shù)據(jù)類(lèi)型），也提供事件的集合。最后，正確性驗(yàn)證也可能是個(gè)問(wèn)題，因?yàn)榘l(fā)布事件的過(guò)程的具體含義與事件激發(fā)的上下文有關(guān)。 – ⑥ 開(kāi)環(huán)系統(tǒng)：在這種系統(tǒng)中，過(guò)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(tái)計(jì)算機(jī)上，則構(gòu)成遠(yuǎn)程過(guò)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(shí)時(shí)系統(tǒng)中就有不同系統(tǒng)類(lèi)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(shí)，可以將它們與一般結(jié)構(gòu)做比較來(lái)看在應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)中是否有類(lèi)似的組件。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。在這個(gè)例子中， UI是用 Web瀏覽器實(shí)現(xiàn)的。 語(yǔ)言處理系統(tǒng) ? 圖 619給出了編程語(yǔ)言的一種語(yǔ)言處理系統(tǒng)的可能的體系結(jié)構(gòu)。在這種情況下，來(lái)自一個(gè)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(guò)濾器體系結(jié)構(gòu) 符 號(hào) 表語(yǔ) 法 樹(shù)詞 法 分 析 句 法 分 析 語(yǔ) 義 分 析 代 碼 生 成 語(yǔ)言處理系統(tǒng) ? 語(yǔ)言編譯的管道 過(guò)濾器模型對(duì)于程序的編譯和執(zhí)行無(wú)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。它將高層語(yǔ)言翻譯成機(jī)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(kù)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(wèn)題前來(lái)咨詢專(zhuān)家的病人的詳細(xì)信息。請(qǐng)求會(huì)被應(yīng)用相關(guān)的邏輯進(jìn)行處理。 – 4）作為評(píng)估組件以便復(fù)用的手段。這些共性導(dǎo)致了用來(lái)描述特殊類(lèi)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(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(lái)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。對(duì)于一個(gè)沒(méi)有模塊化支持的語(yǔ)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。 – ④ 操縱變量：一種過(guò)程變量，它的值能被控制器改變。有時(shí)數(shù)據(jù)通過(guò)事件傳遞，但在某些情況下，事件系統(tǒng)必須依賴一個(gè)共享緩沖區(qū)，以便于數(shù)據(jù)的交換。這些過(guò)程會(huì)使編輯器滾動(dòng)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(diǎn)。 客戶機(jī) 服務(wù)器 ? 圖 612所示是一個(gè)基于 Web的提供電影和圖片庫(kù)的多用戶系統(tǒng)。 客戶機(jī) 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(yùn)行組織。另外，數(shù)據(jù)可以在客戶間通過(guò)“黑板”機(jī)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(dú)立地執(zhí)行過(guò)程。這種類(lèi)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(kāi)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(shí)候，只有毗鄰的層受影響。這里，一個(gè)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(gè)獨(dú)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(guò)濾器 ? 管道 過(guò)濾器系統(tǒng)有很多優(yōu)點(diǎn)。輸入數(shù)據(jù)流經(jīng)過(guò)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(lèi)似于設(shè)計(jì)開(kāi)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(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)上的一種變換，目的是為系統(tǒng)的所有構(gòu)件建立一個(gè)結(jié)構(gòu)。通過(guò)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(gè)基礎(chǔ)上對(duì)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(guò)程的系統(tǒng)。不過(guò)，例外的情況是，當(dāng)正在開(kāi)發(fā)關(guān)鍵性系統(tǒng)，當(dāng)需要做一個(gè)詳細(xì)的系統(tǒng)可依賴性分析時(shí)，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(huì)需要完整的體系結(jié)構(gòu)文檔。該圖顯示了一個(gè)打包機(jī)器人系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的抽象模型，描述了所要開(kāi)發(fā)的子系統(tǒng)。通常體系結(jié)構(gòu)可能會(huì)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(guò)邏輯視圖，可以將系統(tǒng)需求和實(shí)體關(guān)聯(lián)起來(lái)。 體系結(jié)構(gòu)視圖 ? 實(shí)際上，在設(shè)計(jì)過(guò)程中通常都會(huì)形成概念視圖，它對(duì)體系結(jié)構(gòu)的決策很有幫助。在每種類(lèi)別中，會(huì)有很多的子類(lèi)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(jìn)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(shí)機(jī)和優(yōu)缺點(diǎn)。