【正文】 ）。在幾個微秒內(nèi)，它便發(fā)現(xiàn)對等程序還不存在，于是就發(fā)出一條錯誤消息，然后退出。還需記住，計算機(jī)的運(yùn)行速度要比人的操作速度高出許多數(shù)量級。 請求服務(wù)器客戶機(jī) 響應(yīng) Client和Server之間的通訊以“請求——響應(yīng)”的方式進(jìn)行采用“請求——響應(yīng)”這種通訊方式的基本動機(jī)是為了解決“聚集”（Rendezvous）問題?？蛻魴C(jī)和服務(wù)器之間的通訊以“請求——響應(yīng)”的方式進(jìn)行。（2）可以共享資源。客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)存在兩個顯然的優(yōu)點(diǎn)：（1）以集中的方式高效率地管理通訊。[Tanenbaum 1998]交換局（a）完全互聯(lián)的電話系統(tǒng) （b）集中交換式的電話系統(tǒng)（b）中的電話看成是客戶程序，將中心的交換局看成是服務(wù)程序，（b）就是典型的客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)。很快地，貝爾系統(tǒng)的交換局就出現(xiàn)在各地。打電話時，客戶搖動電話的曲柄使電話公司辦公室的鈴響起來，操作員聽到鈴聲以后根據(jù)要求將呼叫方和被呼叫方用跳線手工連接起來。貝爾電話公司在1878年開辦了第一個交換局。于是在很短的時間內(nèi)，城市里到處都是穿過房屋和樹木的混亂的電話線。那時期的電話必須一對一對地賣，用戶自己在兩個電話之間拉一根線。MiddlewareApplication SystemsBusinessspecific ComponentsSystem Software 包含中間件的層次結(jié)構(gòu) 客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)讓我們先回顧一下早期的電話系統(tǒng)。[Tanenbaum 1998]小 學(xué) （56年）碩 士（23年） 考上“舉人”時已五十多歲了本 科（4年） 復(fù)習(xí)報考“舉人”用了幾十年秀 才中 學(xué)（6年）私 塾博 士（34年） （a）從小學(xué)讀到博士存在的五個學(xué)習(xí)階段 （b）范進(jìn)的知識結(jié)構(gòu)舉人應(yīng)用層應(yīng)用層表示層表示層會話層主機(jī)A會話層傳輸層傳輸層主機(jī)B網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的OSI參考模型三、其它的層次結(jié)構(gòu)目前在大型商業(yè)應(yīng)用軟件系統(tǒng)中還流行一種包含中間件（Middleware）的層次結(jié)構(gòu)，[Jacobson 1997]。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計者在決定一個網(wǎng)絡(luò)應(yīng)包含多少層，每一層應(yīng)當(dāng)做什么的時候，其中很重要的工作是在相鄰層之間定義清晰的接口。每一對相鄰層之間都有接口。最低層是物理介質(zhì)，它進(jìn)行實(shí)際的通訊。數(shù)據(jù)不是從一臺機(jī)器的第n層直接傳送到另一臺機(jī)器的第n層。一臺機(jī)器上的第n層與另一臺機(jī)器上的第n層進(jìn)行對話。為了減少設(shè)計的復(fù)雜性，大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)都按層（Layer）或級（Level）的方式組織。二、順序相鄰關(guān)系的層次結(jié)構(gòu)順序相鄰關(guān)系的層次結(jié)構(gòu)表明通訊只能在相鄰兩層之間發(fā)生，信息只能被一層一層地順序傳遞。如同在軍隊中，上級可以命令下級，而下級不能命令上級。而范進(jìn)的知識結(jié)構(gòu)只有兩層：“私塾”和“秀才”，但讀了五十多年。層次關(guān)系主要有兩種：上下級關(guān)系和順序相鄰關(guān)系。 層次結(jié)構(gòu)層次結(jié)構(gòu)表達(dá)了這么一種常識：有些事情比較復(fù)雜，我們沒法一口氣干完，就把事情分為好幾層，一層一層地去做。良好的體系結(jié)構(gòu)意味著普適、高效和穩(wěn)定。就如人們對住宿的需求也會變動，你可以經(jīng)常改變房間的裝璜和擺設(shè)，但不會在每次變動時都要去折墻、拆柱、挖地基。軟件開發(fā)最怕的就是需求變化，但“需求會發(fā)生變化”是個無法逃避的現(xiàn)實(shí)?？茖W(xué)告訴我們，宇宙間萬物無時無刻不在運(yùn)動、飛行。（2）體系結(jié)構(gòu)在一定的時間內(nèi)保持穩(wěn)定。不論是辦公樓還是民房，同一類建筑物（甚至不同類的建筑物）之間都具有非常相似的體系結(jié)構(gòu)和構(gòu)造方式。一提起“房子”，我們的腦中馬上就會出現(xiàn)房子的印象（而不是地洞的印象）。體系結(jié)構(gòu)是軟件系統(tǒng)中最本質(zhì)的東西：（1）體系結(jié)構(gòu)是對復(fù)雜事物的一種抽象。漫畫家可以“幾筆”就把一個人畫出來，不管怎么美化或丑化，就是活像。我們在開發(fā)軟件時，一定要吸取這個教訓(xùn)。據(jù)說上帝把所有的女士都設(shè)計成天使，可是天使們在下凡時有些雙腳先著地，有些臉先著地。即使把系統(tǒng)設(shè)計做好了，也并不意味著就能產(chǎn)生好的軟件系統(tǒng)。有鑒于此，我們應(yīng)該鼓勵女士多買化妝品（男士付錢）以獲得更好的界面。如果把Unix系統(tǒng)比作是健壯的漢子和婦人，那么Windows系統(tǒng)就象嫵媚的小白臉和狐貍精。象人類追求心靈美和外表美那樣，軟件系統(tǒng)也追求（內(nèi)在的）功能強(qiáng)大和（外表的）界面友好。人體的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法設(shè)計真是十分神奇并且十分可笑。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法分布在體系結(jié)構(gòu)和模塊中，它將協(xié)調(diào)系統(tǒng)的各個功能。人體中最糟糕的模塊設(shè)計之一是嘴巴，嘴巴將最有價值但毫無相干的幾種功能如吃飯、說話、親吻混為一體，使之無法并行處理，真乃人類之不幸。（2）模塊就如同人的器官，具有特定的功能。如果將軟件系統(tǒng)比喻為人體，那么：（1）體系結(jié)構(gòu)就如同人的骨架?！疤煜挛骱蠲朗呛贾荨?，千年前蘇東坡大學(xué)士對西湖精采絕倫的系統(tǒng)設(shè)計，使杭州榮升為“天堂”，讓后人只剩下贊嘆和破壞的份了。系統(tǒng)設(shè)計要比純粹的編程困難得多。Windows NT的一位系統(tǒng)設(shè)計師擁有8輛法拉利跑車，讓Microsoft公司的一些程序員十分眼紅。就象“一切帝國主義都是紙老虎”那樣可以斷定“差的系統(tǒng)設(shè)計必定產(chǎn)生差的軟件系統(tǒng)。第五章 系 統(tǒng) 設(shè) 計系統(tǒng)設(shè)計是把需求轉(zhuǎn)化為軟件系統(tǒng)的最重要的環(huán)節(jié)。系統(tǒng)設(shè)計的優(yōu)劣在根本上決定了軟件系統(tǒng)的質(zhì)量?！彼晕覀円ΡＷC系統(tǒng)設(shè)計“根正苗紅”，把一切左傾、右傾的設(shè)計思潮消滅在萌芽狀態(tài)。但你只能羨慕而不能憤恨，因為并不是每個程序員都有本事成為復(fù)雜軟件系統(tǒng)的設(shè)計師。即便你清楚客戶的需求，卻未必知道應(yīng)該設(shè)計什么樣的軟件系統(tǒng)——既能掙最多的錢又能讓客戶滿意。本章講述系統(tǒng)設(shè)計的四方面內(nèi)容：體系結(jié)構(gòu)設(shè)計、模塊設(shè)計、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法設(shè)計、用戶界面設(shè)計。如果某個家伙的骨架是猴子，那么無論怎樣喂養(yǎng)和美容，這家伙始終都是猴子，不會成為人。人體中最出色的模塊設(shè)計之一是手，手只有幾種動作，卻能做無限多的事情。（3）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法就如同人的血脈和神經(jīng)，它讓器官具有生命并能發(fā)揮功能。人的耳朵和嘴巴雖然是相對獨(dú)立的器官，但如果耳朵失聰了，嘴巴就只能發(fā)出“啊”“嗚”的聲音，等于喪失了說話的功能（所以聾子天生就是啞巴），可人們卻又能用手勢代替說話。（4）用戶界面就如同人的外表，最容易讓人一見鐘情或一見惡心。但隨著生活節(jié)奏的加快，人們已少有興趣去品味深藏不露的內(nèi)在美。想不到Windows系統(tǒng)竟然能興風(fēng)作浪，占去大半市場。在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計時，我們要深情地關(guān)注軟件的質(zhì)量因素，如正確性與精確性、性能與效率、易用性、可理解性與簡法性、可復(fù)用性與可擴(kuò)充性等等。在程序設(shè)計、測試、維護(hù)等環(huán)節(jié)還要做大量的工作，無論哪個環(huán)節(jié)出了差錯，都會把好事搞砸了。上帝的這一疏忽讓很多女孩傷透了心。 體系結(jié)構(gòu)設(shè)計楊叔子院子曾這樣指點(diǎn)其弟子：文學(xué)中有科學(xué)，音樂中有數(shù)學(xué)，漫畫中有現(xiàn)代數(shù)學(xué)的拓?fù)鋵W(xué)。為什么？因為那“幾筆”不是別的，而是拓?fù)鋵W(xué)中的特征不變量，這是事物最本質(zhì)的東西。良好的體系結(jié)構(gòu)是普遍適用的，它可以高效地處理多種多樣的個體需求?！胺孔印笔侨藗儗ψ∷藁蜣k公環(huán)境的一種抽象。如果13億中國人民每個人都要用特別的方式構(gòu)造奇異的房子，那么960萬平方公里的土地將會變得千瘡百孔，終日不得安寧。只有在穩(wěn)定的環(huán)境下，人們才能干點(diǎn)事情，社會才能發(fā)展。由于我們的生活環(huán)境在地球上保持相對穩(wěn)定，以致于我們可以無憂無慮地吃飯和睡覺，壓根就意識不到自己是活生生的導(dǎo)彈。人們希望在需求發(fā)生變化時，最好只對軟件做些皮皮毛毛的修改，可千萬別改動軟件的體系結(jié)構(gòu)。如果當(dāng)需求發(fā)生變化時，程序員不得不去修改軟件的體系結(jié)構(gòu)，那么這個軟件的系統(tǒng)設(shè)計是失敗的。本節(jié)將論述兩種非常通用的軟件體系結(jié)構(gòu)：層次結(jié)構(gòu)和客戶機(jī)/服務(wù)器（Client/Server）結(jié)構(gòu)。高層的工作總是建立在低層的工作之上。一、上下級關(guān)系的層次結(jié)構(gòu)我們從小學(xué)一直讀到博士研究生畢業(yè)，要讀20多年，可以分為五個層次。一般地處于較高層次的學(xué)生應(yīng)該懂得所有低層次的知識，而處于低層次學(xué)