【正文】 取、表示和應(yīng)用等問(wèn)題的軟件方法學(xué)。在引入了體系結(jié)構(gòu)的軟件開(kāi)發(fā)之后，應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)造過(guò)程變?yōu)? “問(wèn)題定義 —— 軟件需求 —— 軟件體系結(jié)構(gòu) —— 軟件實(shí)現(xiàn)”， 可以認(rèn)為軟件體系結(jié)構(gòu)架起了軟件需求和軟件設(shè)計(jì)之間的一座橋梁。重用是軟件工程領(lǐng)域所倡導(dǎo)的有效技術(shù)之一，體系結(jié)構(gòu)級(jí)的重用會(huì)導(dǎo)致大批構(gòu)件的重用，不僅極大地提高了軟件開(kāi)發(fā)的效率、降低了軟件開(kāi)發(fā)的成本，而且對(duì)于提高多種軟件質(zhì)量都有很大的作用。 由于系統(tǒng)需求、技術(shù)、環(huán)境、分布等因素的變化而最終導(dǎo)致軟件體系結(jié)構(gòu)的變動(dòng)，稱(chēng)為軟件體系結(jié)構(gòu)演化。 11 2021/11/10 （ 4）體系結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)、演化與重用 對(duì)于一個(gè)已經(jīng)存在但是不知道其體系結(jié)構(gòu)的軟件系統(tǒng)，對(duì)其進(jìn)行維護(hù)是一件很困難的事情，這時(shí)可以通過(guò)體系結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。體系結(jié)構(gòu)是系統(tǒng)集成的藍(lán)本、系統(tǒng)驗(yàn)收的依據(jù)，體系結(jié)構(gòu)本身需要分析與測(cè)試，以確定這樣的體系結(jié)構(gòu)是否滿足需求。 體系結(jié)構(gòu)是對(duì)系統(tǒng)的高層抽象，并只對(duì)感興趣的屬性進(jìn)行建模。體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有過(guò)程驅(qū)動(dòng)方法和問(wèn)題列表驅(qū)動(dòng)方法。體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的本質(zhì)在于：將系統(tǒng)分解成相應(yīng)的組成成分，并將這些成分重新組裝成一個(gè)系統(tǒng)。 IEEE于 1995年成立了體系結(jié)構(gòu)工作組，綜合了體系結(jié)構(gòu)描述研究的成果，并參考業(yè)界的體系結(jié)構(gòu)描述的實(shí)踐，起草了體系結(jié)構(gòu)描述標(biāo)準(zhǔn) IEEE P1471。在體系結(jié)構(gòu)描述方面， Kruchten提出的“ 4+1”模型是當(dāng)今軟件體系結(jié)構(gòu)描述的一個(gè)經(jīng)典范例，該模型由邏輯視圖、開(kāi)發(fā)視圖、過(guò)程視圖和物理視圖組成，并通過(guò)場(chǎng)景將這四種視圖有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，比較細(xì)致地描述了需求和體系結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。 ADL的目的就是提供一種規(guī)范化的體系結(jié)構(gòu)描述 ，以便與人交流，并能夠用提供的工具對(duì)許多實(shí)例進(jìn)行分析?；诘讓诱Z(yǔ)義的工具為軟件體系結(jié)構(gòu)的表示、分析、演化、細(xì)化、設(shè)計(jì)過(guò)程等提供支持，包括 構(gòu)件、連接件和約束 三個(gè)基本元素。另外，體系結(jié)構(gòu)對(duì)于項(xiàng)目的組織管理也具有重要的意義，合理的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還有利于開(kāi)發(fā)任務(wù)在開(kāi)發(fā)人員之間的分配，有利于開(kāi)發(fā)人員之間關(guān)系的協(xié)調(diào)。在維護(hù)階段，維護(hù)中的大量時(shí)間都花費(fèi)在對(duì)現(xiàn)存代碼的理解上，如果原始的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)能夠得到清楚和明確的表達(dá)，特別是高層次的表達(dá)，就可以大大減少花在這方面的時(shí)間，而如果不知道系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)則使維護(hù)工作很難進(jìn)行。在開(kāi)發(fā)階段，開(kāi)發(fā)人員正確地理解系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)是開(kāi)發(fā)工作順利進(jìn)行的前提。體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是基于需求分析的一個(gè)迭代的過(guò)程，這就不可避免地會(huì)與需求分析階段進(jìn)行交互。體系結(jié)構(gòu)問(wèn)題包括各方面的組織和全局控制結(jié)構(gòu)，通信協(xié)議同步，數(shù)據(jù)存取，給設(shè)計(jì)元素分配特定功能，設(shè)計(jì)元素的組織，規(guī)模和性能，在各設(shè)計(jì)方案間進(jìn)行選擇等。 4 2021/11/10 軟件體系結(jié)構(gòu)是一個(gè)軟件系統(tǒng)的高層結(jié)構(gòu)，它高度抽象，超越了算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，基本著眼點(diǎn)是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和需求與實(shí)現(xiàn)之間的交互，是一個(gè)用于理解系統(tǒng)級(jí)目標(biāo)的框架。軟件體系結(jié)構(gòu) 1. 緒論 趙學(xué)龍 2 2021/11/10 “建筑體系結(jié)構(gòu)” 3 2021/11/10 “計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu) ” 定義是 1964年 C. M. Amdahl在介紹 IBM 360系統(tǒng)時(shí)提出的：計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)是程序員所看到的計(jì)算機(jī)的屬性，即概念性結(jié)構(gòu)與功能特性。 “ 軟件體系結(jié)構(gòu) ” 的概念是 20世紀(jì) 90年代中期 David Garlan和 Mary Shaw在 《 An Introduction to Software Architecture》 中提到的。 Mary Shaw和 David Garlan認(rèn)為，軟件體系結(jié)構(gòu)是軟件設(shè)計(jì)過(guò)程中，超越計(jì)算中的 算法設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 的一個(gè)層次。 5 2021/11/10 軟件體系結(jié)構(gòu)對(duì)軟件生命周期中的各個(gè)階段以及項(xiàng)目的管理有著重要的影響。體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)又是后續(xù)階段詳細(xì)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。在測(cè)試階段，體系結(jié)構(gòu)對(duì)測(cè)試起指導(dǎo)作用。對(duì)于一些已經(jīng)存在但是不知其體系結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，甚至有必要進(jìn)行體系結(jié)構(gòu)重構(gòu)。 6 2021/11/10 綜上所述，軟件體系結(jié)構(gòu)是整個(gè)軟件設(shè)計(jì)成功的基礎(chǔ)和關(guān)鍵所在： ? 軟件體系結(jié)構(gòu)是軟件開(kāi)發(fā)中各種角色之間進(jìn)行交流的手段 ? 軟件體系結(jié)構(gòu)是早期設(shè)計(jì)決策的體現(xiàn) ? 軟件體系結(jié)構(gòu)制約著軟件的質(zhì)量屬性 ? 軟件體系結(jié)構(gòu)是可重用的模型 ? 軟件體系結(jié)構(gòu)影響著開(kāi)發(fā)和維護(hù)組織的組織結(jié)構(gòu) ? 軟件體系結(jié)構(gòu)為軟件系統(tǒng)的整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程都提供了有力的支持 7 2021/11/10 軟件體系結(jié)構(gòu)研究的主要內(nèi)容 ? 軟件體系結(jié)構(gòu)描述語(yǔ)言 ? 體系結(jié)構(gòu)描述構(gòu)造與表示 ? 體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、分析與驗(yàn)證 ? 體系結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)、演化與重用 ? 基于體系結(jié)構(gòu)的軟件開(kāi)發(fā)方法 ? 特定領(lǐng)域的軟件體系結(jié)構(gòu) ? 軟件體系結(jié)構(gòu)支持工具 ? 軟件產(chǎn)品線體系結(jié)構(gòu) 8 2021/11/10 （ 1）軟件體系結(jié)構(gòu)描述語(yǔ)言 軟件體系結(jié)構(gòu)描述語(yǔ)言（ Architecture Description Language，簡(jiǎn)稱(chēng)為 ADL）是一種形式化語(yǔ)言，它在 底層語(yǔ)義模型 的支持下，為軟件系統(tǒng)的概念體系結(jié)構(gòu)建模提供了具體的語(yǔ)法和概念框架。主要的體系結(jié)構(gòu)描述語(yǔ)言有 C2， UniCon， MetaH，Aesop， SADL， Rapide， Wright等。 9 2021/11/10 （ 2）體系結(jié)構(gòu)描述構(gòu)造與表示 按照一定的描述方法，用體系結(jié)構(gòu)描述語(yǔ)言對(duì)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明的結(jié)果則稱(chēng)為體系結(jié)構(gòu)的表示，而將描述體系結(jié)構(gòu)的過(guò)程稱(chēng)為體系結(jié)構(gòu)構(gòu)造。而 Booch從 UML的角度出發(fā)給出了一種由設(shè)計(jì)視