軟件體系結(jié)構(gòu)的層次性

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1、Chapter9軟件體系結(jié)構(gòu)的層次性Contents：§9.1從建筑學(xué)看軟件的構(gòu)成§9.2軟件的物質(zhì)基礎(chǔ)§9.3軟件的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)§9.4軟件的層次結(jié)構(gòu)模型§9.5軟件體系結(jié)構(gòu)的層次模型§9.6軟件體系結(jié)構(gòu)的體系§9.1從建筑學(xué)看軟件的構(gòu)成在構(gòu)建一幢建筑物和構(gòu)建一個軟件系統(tǒng)之間存在著驚人的相似性。（From軟件架構(gòu)師導(dǎo)讀）簡單而易于掌握的思想具有改變思想和認識的力量。牛頓與萬有引力弗洛伊德：潛意識的存在是行為的動機。如果把軟件和信息技術(shù)系統(tǒng)都想象成物理建筑，則：我們會看到什么？廢棄的房屋不開心的住戶空房§9.1從建筑學(xué)看

2、軟件的構(gòu)成體系結(jié)構(gòu)需要基礎(chǔ)：從建筑的基礎(chǔ)性看軟件構(gòu)成地基、材料、材料構(gòu)成三個方面從根本上決定了建筑物的結(jié)構(gòu)、性能、功用、建造方法，形成了建筑的基礎(chǔ)。構(gòu)造軟件同樣需要基礎(chǔ)。計算機硬件結(jié)構(gòu)、軟件的基本組成、構(gòu)成軟件的可用組塊三個方面。討論軟件的體系結(jié)構(gòu)必須首先建立一個基礎(chǔ)：一旦確立了基礎(chǔ)，各種觀點的比較就有了共同的標(biāo)準(zhǔn)語言。§9.1從建筑學(xué)看軟件的構(gòu)成體系結(jié)構(gòu)需要層次：從建筑的層次性看軟件構(gòu)成。建筑是由基本材料到基礎(chǔ)構(gòu)件再到整體框架逐層次發(fā)展和構(gòu)成的歷程。軟件的體系結(jié)構(gòu)也是由使用最基本的材料開始，到認識常用基礎(chǔ)構(gòu)件再到組

3、裝和構(gòu)造整體框架的發(fā)展過程。§9.1從建筑學(xué)看軟件的構(gòu)成體系結(jié)構(gòu)需要模式：從建筑的組合性看軟件構(gòu)成形態(tài)和構(gòu)件組成了建筑模式。20多年建立了現(xiàn)代建筑學(xué)的250余種“場景－問題－解決方案”模式，涵蓋不同的規(guī)模和形態(tài)這些建筑學(xué)的思想再軟件結(jié)構(gòu)的研究中也得到了重視，提出并發(fā)展了軟件“軟件設(shè)計模式”的概念?！?.1從建筑學(xué)看軟件的構(gòu)成體系結(jié)構(gòu)需要清晰的角色劃分：從建筑業(yè)看各個角色的劃分?！?.2軟件的物質(zhì)基礎(chǔ)軟件設(shè)計的物質(zhì)基礎(chǔ)是當(dāng)前的計算機硬件，它決定了軟件設(shè)計和實現(xiàn)的出發(fā)點。當(dāng)前硬件的變革表現(xiàn)在兩個方面非馮.諾依曼運行機制的

4、產(chǎn)生并行處理為特征的高性能計算機結(jié)構(gòu)§9.2軟件的物質(zhì)基礎(chǔ)計算機硬件體系結(jié)構(gòu)軟件是對一組數(shù)據(jù)進行處理的一串指令。根據(jù)處理指令流和數(shù)據(jù)流的數(shù)量，計算機分為：SISDSIMDMISDMIMD§9.2軟件的物質(zhì)基礎(chǔ)多處理機系統(tǒng)屬于MIMD系統(tǒng)多處理機系統(tǒng)分為共享存儲器分布存儲器工作在統(tǒng)一的操作系統(tǒng)下進行資源管理挑戰(zhàn)：并行算法和軟件的設(shè)計§9.2軟件的物質(zhì)基礎(chǔ)分布計算系統(tǒng)多臺計算機通過網(wǎng)絡(luò)連接起來的大系統(tǒng)分布存儲的多處理機系統(tǒng)但各自運行獨立的操作系統(tǒng)§9.2軟件的物質(zhì)基礎(chǔ)結(jié)論多處理機需要并行處理（解決并行任務(wù)的調(diào)度和自動分解

5、），對軟件設(shè)計提出了復(fù)雜的要求，使軟件設(shè)計的復(fù)雜度大大提高我們以討論串行計算機環(huán)境下的軟件體系結(jié)構(gòu)為主§9.3軟件的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)任何具有固定組成形式的數(shù)據(jù)、代碼、數(shù)據(jù)集合、代碼序列、數(shù)據(jù)和代碼的結(jié)合體都可以稱作結(jié)構(gòu)。無論多么高層的結(jié)構(gòu)，都是建立在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)之上的。軟件結(jié)構(gòu)的問題從最初的最基本、最底層的描述過渡到越來越高、越來越抽象的層次上。作為軟件結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的思想和概念，包括四個方面：結(jié)構(gòu)化控制流結(jié)構(gòu)化連接模式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)抽象數(shù)據(jù)類型越來越抽象§9.3軟件的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)化控制流順序序列…

6、tn>轉(zhuǎn)向語句goto過程調(diào)用§9.3軟件的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)化控制流條件語句ifthenifthenelse開關(guān)語句SwithchCasevalue1…Casevaluen§9.3軟件的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)化控制流循環(huán)語句ForWhiledoRepeatuntilBreakC

7、ontinue§9.3軟件的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)化控制流事件/異常語句On<事件>goto中斷/事件控制Set<事件>to<過程>Set<事件>on/off§9.3軟件的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)部件連接方式部件連接器：完成部件與部件之間的連接部件：數(shù)據(jù)、外部設(shè)備、程序段實現(xiàn)部件連接的四種方式過程調(diào)用遠程過程調(diào)用事件觸發(fā)服務(wù)連接§9.3軟件的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)部件連接方式過程調(diào)用方式部件之間通過過程、函數(shù)或方法實現(xiàn)連接必須知道對方部件的標(biāo)識、對外提供的操作過程標(biāo)識、參數(shù)設(shè)置遠程過程調(diào)用RPC網(wǎng)絡(luò)分布環(huán)境下的過程調(diào)用通過代理部件完成部件之間

8、的連接§9.3軟件的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)部件連接方式中斷/事件觸發(fā)方式通過硬件提供的中斷及其控制機制實現(xiàn)部件連接的方式用特定名稱標(biāo)識中斷號碼就形成事件觸發(fā)的部件連接方式服務(wù)連接方式服務(wù)連接方式由接口、分析器、執(zhí)行器構(gòu)成請求部件接口分析器執(zhí)行器請求部件各類解釋器、功能服務(wù)器采用的就是這種連接方式§9.3軟件的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)任何具有固定組成形式的數(shù)據(jù)、代碼、數(shù)據(jù)集合