[工學(xué)]軟體系結(jié)構(gòu)南理工1概述-資料下載頁
2025-10-04 21:23本頁面
【正文】 的指派是依據(jù)標(biāo)識而非地址，由此產(chǎn)生了操作的接口和動態(tài)約束描述。在處理系統(tǒng)復(fù)雜性方面，抽象起到了重要的作用。減少構(gòu)件耦合、接口與實現(xiàn)的分離等，都得益于抽象。 （ 2）封裝 在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計當(dāng)中，封裝是一種重要的機(jī)制。所謂對象的概念就是屬性（數(shù)據(jù)）及其操作（行為）的封裝體。但封裝的機(jī)制并不局限于面向?qū)ο箢I(lǐng)域，在結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計中，封裝在函數(shù)和子程序當(dāng)中也得到了體現(xiàn)。封裝有利于提高抽象的層次，有利于結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)的分離，最終提高了軟件的可維護(hù)性、可重用性和可靠性。 40 2021/11/10 （ 1）信息隱藏 信息隱藏是軟件工程的最基本和最重要的原理之一。信息隱藏對用戶隱藏了構(gòu)件的實現(xiàn)細(xì)節(jié)，用來更好地處理系統(tǒng)的復(fù)雜性和減少各構(gòu)件之間的耦合。為了更好地應(yīng)用，用戶不需要知道的細(xì)節(jié)都應(yīng)該由構(gòu)件封裝起來。封裝原理經(jīng)常被用來作為實現(xiàn)信息隱藏的方法，信息隱藏也可以通過接口與實現(xiàn)分離的原理來實現(xiàn)。 （ 4）模塊化 模塊化主要關(guān)心的是如何將一個軟件系統(tǒng)分解成子系統(tǒng)和構(gòu)件，其主要任務(wù)就是決定怎樣將構(gòu)成應(yīng)用的邏輯結(jié)構(gòu)物理地分割成代碼實體。模塊化的主要做法，就是在一個系統(tǒng)內(nèi)引入具有良好定義的分界，依次來處理系統(tǒng)的復(fù)雜性。模塊化與封裝原理的聯(lián)系非常密切。模塊化帶來了復(fù)雜系統(tǒng)資源管理、維護(hù)和應(yīng)用的邏輯和條理性，增加了應(yīng)用設(shè)計的靈活性。另外，它對于系統(tǒng)的運(yùn)行設(shè)計和管理調(diào)度也提供了方便。 41 2021/11/10 （ 5）注意分離點 不同和無關(guān)聯(lián)的責(zé)任應(yīng)該在軟件系統(tǒng)中分離開來，讓它們出現(xiàn)在不同的構(gòu)件中。相互協(xié)作完成某一個特定任務(wù)的構(gòu)件應(yīng)該和其他任務(wù)中執(zhí)行計算的構(gòu)件分離開來。如果一個構(gòu)件在不同的環(huán)境下扮演不同的角色，在構(gòu)件中這些角色應(yīng)該獨(dú)立且相互分離。例如，在多層體系結(jié)構(gòu)的組件設(shè)計中，在多種應(yīng)用場景中擔(dān)任不同角色的同一組件，需要并且可以使用不同的接口定義。這樣，對某一角色開發(fā)的只是與角色相關(guān)的信息和服務(wù)，避免了過多暴露所造成對應(yīng)用設(shè)計的負(fù)擔(dān)和混亂，并保證了組件運(yùn)行的可靠和安全。 42 2021/11/10 （ 6）耦合和內(nèi)聚 耦合和內(nèi)聚最初是作為結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法的部分原理而提出的。耦合強(qiáng)調(diào)模塊之間的特性，而內(nèi)聚強(qiáng)調(diào)模塊內(nèi)部的特性。耦合是用來衡量一個模塊同另一個模塊的聯(lián)系的緊密程度的。緊密的耦合就會使系統(tǒng)變得復(fù)雜，因為如果一個模塊和另外的模塊有很密切關(guān)聯(lián)的話，這個模塊就很難理解、調(diào)試、維護(hù)。通過弱耦合構(gòu)件的設(shè)計可以降低系統(tǒng)的復(fù)雜性。內(nèi)聚用來衡量單一模塊內(nèi)功能和元素間聯(lián)系的緊密程度。內(nèi)聚有幾種形式，最期望獲得的是功能內(nèi)聚，它說明一個模塊或者構(gòu)件內(nèi)的所有元素都共同來完成具有良好邊界的行為。最差的形式是偶然內(nèi)聚，這種形式將毫無聯(lián)系的抽象放置到同一模塊之中。其他形式的內(nèi)聚還有：偶然內(nèi)聚、時間內(nèi)聚、過程內(nèi)聚、通信內(nèi)聚、順序內(nèi)聚和不規(guī)則內(nèi)聚。 43 2021/11/10 （ 7）充分性、完備性和簡單性 Grady Booch指出軟件系統(tǒng)的每個構(gòu)件都應(yīng)該是充分的、完備的和簡單的。充分性指的是構(gòu)件應(yīng)該把握住與其進(jìn)行有意義和高效交互抽象的所有特性。完備性指的是一個構(gòu)件應(yīng)該把握住所有與其抽象相關(guān)的特性。簡單性指的是構(gòu)件所應(yīng)該完成的操作都可以容易地得到實現(xiàn)。在對一個指定的問題尋找構(gòu)件設(shè)計方案時，使其具有充分性和完備性是一個主要目標(biāo)。 （ 8）分而制之 分而制之來自古時的政治，在軟件體系結(jié)構(gòu)中該原理得到大量的應(yīng)用。例如，在設(shè)計中將一個復(fù)雜任務(wù)或構(gòu)件分割成可以獨(dú)立設(shè)計的更小的部分。該原理經(jīng)常被用來作為實現(xiàn)注意點分離的方法，但是更重要的還是簡化了問題的復(fù)雜度。 44 2021/11/10 （ 9）策略和實現(xiàn)的分離 軟件系統(tǒng)的構(gòu)件應(yīng)該實現(xiàn)策略或處理問題，但不能同時處理兩者。策略構(gòu)件負(fù)責(zé)處理上下文相關(guān)的決策、信息的語義和解釋的知識、把不相交計算組合成結(jié)果、對參數(shù)值進(jìn)行選擇等問題。實現(xiàn)構(gòu)件負(fù)責(zé)全面規(guī)范算法的執(zhí)行，執(zhí)行中不需要對上下文相關(guān)信息進(jìn)行決策。由于獨(dú)立于特定的上下文環(huán)境，實現(xiàn)構(gòu)件容易重用和維護(hù)，而策略構(gòu)件通常是與特定應(yīng)用相關(guān)的，需要隨著應(yīng)用的變化而改變。也可以說策略和實現(xiàn)的分離強(qiáng)調(diào)分離出業(yè)務(wù)邏輯，將業(yè)務(wù)邏輯部分和與業(yè)務(wù)邏輯無關(guān)的實現(xiàn)部分分離開來，這樣軟件的結(jié)構(gòu)更清晰。 45 2021/11/10 （ 10）接口和實現(xiàn)的分離 任何一個構(gòu)件都應(yīng)該包含兩個部分：接口和實現(xiàn)。接口部分定義了構(gòu)件所提供的功能，并規(guī)范了功能的使用方法。實現(xiàn)部分包括了實現(xiàn)構(gòu)件所提供功能的實際代碼。該原理的主要目的是防止構(gòu)件的客戶接觸到實現(xiàn)的細(xì)節(jié)，而只為客戶提供構(gòu)件的接口規(guī)范和使用方法。另外，該原理還允許獨(dú)立于其他構(gòu)件的應(yīng)用而實現(xiàn)一個構(gòu)件的功能。就像封裝一樣，接口和實現(xiàn)的分離也是一種用來獲得信息隱藏的技術(shù)。接口和實現(xiàn)的分離還支持可修改性，如果構(gòu)件的接口和實現(xiàn)進(jìn)行了分離，那么構(gòu)件它就更容易在系統(tǒng)中進(jìn)行改變，而且這種分離避免了客戶直接受到構(gòu)件變化的影響。該原理使構(gòu)件行為和表示的改變變得容易，尤其是那些不影響接口的修改，例如對運(yùn)行性能的提高。 46 2021/11/10 （ 11）層次性 處理復(fù)雜問題有兩種方法，即：分而制之的橫向分割和分層次處理的縱向分割。后者是一種把問題分解成建立在基礎(chǔ)概念和思想上多層次的、從底向上逐步抽象的分析和表達(dá)的結(jié)構(gòu)，每一層處理該層次的問題、服務(wù)于該層次的要求。層次結(jié)構(gòu)在日常生活中是很常見的，例如企業(yè)的組織結(jié)構(gòu)和社會結(jié)構(gòu)都是分層的。分層的思想也深入地滲透到人們的思維之中，有些工作比較復(fù)雜，我們沒法一下子完成，只能把工作分為幾層，一層一層地去做，高層工作總是建立在低層工作的基礎(chǔ)之上。 47 2021/11/10 結(jié) 束
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