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          一般来说,每隔I0年软件开发领域在软件设计模式方面都要经历一次转变。 随着问题和技术越来越复杂,设计方法和工具必须有所发展,软件开发大约诞 生于丨949年,当时创造了第一台存储程序计算机,剑桥EDSAC。程序最初是 作为二进机器指令建立的。这种程序设计方法很慢也很困难,因为人不容易记 住长长的复杂的二进制串。当时为设计程序构思f—种容易阅读的简写方式。 最初,程序设计简写方式所依輓的概念是让一个程序设计员设计程序,另一个

          ?可重用资源

          软件体系结构介绍

          面向对象的程序设计在20世纪90年代中期丨nternc丨成为新的i丨箅平台时 达到了高潮?大约在同时,软件设计还经历了另一次转变。这一次,它不 是从以前的设计模式转变,而是趋向于多种方法的综合。诸如类/职贵/合作者 (C丨ass/RcsponsibiW丨ies/CoHabora丨ors, CRC〉垮和用例分折这祥的设汁技水扩 充了面向对象的技术。出自于结构设计运动的方法和逹模表示法(包括诸如状 态转换图和处理模塑等图示技术)也向面向对象的建模方法发味。

          一般来说,每隔I0年软件开发领域在软件设计模式方面都要经历一次转变。 随着问题和技术越来越复杂,设计方法和工具必须有所发展,软件开发大约诞 生于丨949年,当时创造了第一台存储程序计算机,剑桥EDSAC。程序最初是 作为二进机器指令建立的。这种程序设计方法很慢也很困难,因为人不容易记 住长长的复杂的二进制串。当时为设计程序构思f—种容易阅读的简写方式。 最初,程序设计简写方式所依輓的概念是让一个程序设计员设计程序,另一个

          软件体系结构是软件开发方法学和模型的综合,这使它冇别于特殊的分析 和设计方法学。复杂的软件解决方案的结构不适合问題的描述,它增加了软件 开发的复杂性。软件体系结构是冇助于控制软件开发复杂性的一个方法和技术 的集合体。

          ?可在编译时链接到某个程序或在运行时加载和绑定的二进制代码“啤” (如 socket库)。

          C++和Java这样的强有力的通用程序设计语言提供^建立许多复杂问韪解 决方案的能力.它们允许稃序设计R将精力集中于手头的问题.而不用拘心H. 体的硬件功能。通用的面向对象的语言并不能独自解决复杂的问题;它们必顼 与指导原则和设计橡式一起使用。诸如God Class (Riel,丨996)这种类.它实 际上只是结构化子稈序的一个大集合,这种类足不经常吞到的。

          本人认为.我们正经历软件开发的第五次模式转变,这个转变承认软件体 系结构是软件开发的一个审:要方面.并R将软件体系结构方法和活动引入软代 开发生命周期。这次转变,与前一次转变一样,不是设计方法的一个分支.而 是新方法和新活动与现冇方法和活动的一种综合。

          在20世纪的50年代初,程序设汁员的大多数时间都花费在纠卍软件中的错 误上。对于这种悄形的回应足建立子程序,使程序员能敢用已经编写并调试过 的程序段,从而改进程序员的生产肀。在20世纪50年代后期,手工编程已经变 得很不经济了(即使足在可蜇用子桿序的帮助下 >。因此,开始f内动程序设 计系统方曲的研究。内动程序设计允丨午程序员用高级诏言代码编写程序,然后 用其他程序将它们转换为二进制机器指令,所编写的这些程序人们更容易看僅。 这样,软件开发中的第一次横式转变就发生了。

          本人认为,软件工枵划分可能涪鸷技术(数据库、.!ava)和问题域的M种 结合。当然,对个别技术、工具和方法的专门研究仍然会带来工程问题,会使 集成这些技术的系统复杂化。这正是软件体系结构设计师发挥作用的所在。可

          可电用m件,特别是满足大『"】题空间的可里用绀件大大提高了生产宇。想 像一下,你不得不编写自己的中间件、砬用服务器、数据库以建立一个分布式 业务应川系统。所有这些可审用的技术都包含比中个应用系统史多的功能绀作, 共至建立某个设用系统所莴的一个功能了集也是一项令人生畏的耗时的任务,

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          库组件时,程序员利用数据定义语a (Data Definmon Languages,D丨儿)科 SQL来实现数据存储和访问方案。SQL是专门用于关系数椐库领域的。专用语 言提崧了牛产率.它允许开发人M用特定技术的袖象概念(押解起来史简中? 思考问题.而不坫用适合于所有绢丨题的通用进萏来思考问题如果-个程 序员不得不去理解怎样将数据存储到文件中以及文件怎样索引,则问肢将会变 得更复杂。当然,专州语H也有丹己的复杂性..业界通过违立备效使用特定技 术的指导准则和税式来解决这个问题。在关系数据库中,可迮立范式理论来活 助程序员设计具冇一定质6的数据库。其他夺用语言的例子存沾如AcUvc Server Pages ( ASP )、Java Server Pages ( JSP )、Hyperlext Preprocessor ( PUP )等Web 表示技术,诸如超文木标记语言(HyperText Markup Language, HTML).可扩 展标记语言(eXtensib丨e Markup Language, XML)和可扩肢样式表迅g转换 (eX丨ensib丨e Sty丨esheet Language Transformations,XSLT )等数据表示和转换沿言

          根据Pah丨(Pah丨,丨996>的观点,工程师的主要任务“足将他们的科学和 工程知识应用于技术问勉的解决方案,然后在需求和约束条件的范围内,根据 素材、技术、经济、法律、环境及与人有关的条件优化这些方案。”我们可以 扩充这个定义来说明软件工程师的主要任务。非正式地说,软件L程师的主抝 仟务适将他们的逻辑和程序设计知识应用于技术和务问题的解决方案。然后, 他们在滞求和约束条件的范围内,根据逻辑(软件工程家材)、软件技术和经 济、法徉、环境、安全等条件优化这些解决方案。

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          1972年,David Parnas发表了一篇论文,讨论系统设计中的模块化如何能 在缩短开发时间的同时提高系统的灵活性和可理解性(Parnas,丨972 )。他在程 序设丨丨中引人了信息球藏(丨nforma丨丨on hid丨ng>的槪念,这婭当今软件幵发中 圾基本的设计原理之一。

          有几个基本的软件.】:程技术,可衔助提岛软件的质M和成本介效性:

          利用当前的方法、技术和程序设计语苫.我们能够解决.定复杂程度的问 赳。但是,为了突破问题的处杂性所带来的障碍,迮么较大的系统,我丨〖j:要 发展自己的方法和丁具。随右系统复杂性的增长,某些艽他质忭变捋史为 相关了;随若系统规換的增大,系统的维数也增加r。在较小的系统中.可以 将精力集中在功能的正确性和完整性上。而在较大的系统屮右要满足诸如可 移捎性、安全性、可犇性和"〖修改性芩域性。

          ?操作环境和平台(例如,操作系统、数据痄、应州服务器从

          C++和Java这样的强有力的通用程序设计语言提供^建立许多复杂问韪解 决方案的能力.它们允许稃序设计R将精力集中于手头的问题.而不用拘心H. 体的硬件功能。通用的面向对象的语言并不能独自解决复杂的问题;它们必顼 与指导原则和设计橡式一起使用。诸如God Class (Riel,丨996)这种类.它实 际上只是结构化子稈序的一个大集合,这种类足不经常吞到的。

          在软件幵发中有两个主要问题至今尚未阀满解决,它们就岳系统的心效成 本与高质请的问题。提高软件工程师的生产率是使系统成本更头效的一个敢要 方面。而提髙系统的质铒对i?更安全和更有效地完成业夯n标很取费。提高-个系统的设丨丨瑛世也有助于提岛成本的钉效性。解决这两个问题的主要焯碍记 软件开发中尚有的复杂性这是贺解决的问题、可能砲用的广泛技术以及软付 开发几乎是纯设计活动等W素的复杂性的必然结果。(在其他I:稃学科中,制 造是过程的主要耗时因索和成本因岽,而在软件中,即使代码编写也是一个设 计活动,不能像制造过程那样筲理。>

          本章从简要讨论软件开发的演变开始,接着讨论构成软件工程学科的基本 工程技术。琺后,作为软件工程的补充学科探讨软件体系结构的技术。

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