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          ?可重用资源

          《THE》(D丨jkstra,丨968 >。这珐记栽采用层次结构的软忭系统设计的第-篇文献? 抽象层次(丨aycrs of ahs丨rac!丨on )这个短语就足来丹于此文献Dijks丨ra以&次 来绀织系统的设计,以便减少软件的赘体较杂性。虽然当时还没有用术语体系 结构(architecture)来描述软件设计.不过这锃定娃软件体系结构槪念的笫 次出现;1时川来描述软件设计中这个方曲的-个常见术语是大纲程序设汁

          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。

          犮件体系对构介结

          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

          逹模语言和设计衣示法是作为提高软件设计质诂的方法出现的据说,贫 有表现力的建模表示法可提萵设计软件的能力,这与数学使我们能推理出史复 杂的东曲非常相像,如果没冇数学这样一种语言,我们足不能推埋出那畔复杂 的东西的。例如,实体关系阁(ERD)是使软件工程师能设汁和交流衣达数据 的模费的一种强有力的建模语言和表示法r没有这样一种语言,设计倌息系统 是非常困难的,而且如果没有一种表示法来衣示关系图,4別人交流这咚设汁 也很困难。语言的形式化使不同的人能够以种格确的方式埋解-个揆甩。

          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。

          1.2J可霣用资源

          软件体系结构是软件工程学科的内然扩展。在早期文献中,软件体系结构 被简单地称为大型栈序设计。软件体系结构提出了把一个软件系统分解为组件 (component)和连接器(connector)的观点。组件封装某组扣关的功能;连接 器实现组件之间的实时交互。系统设计根据其组件和连接器的构成实现一定的 质S。可以在一个名为体系结构描述的文档中规定软件系统的体系结构。软件 体系结构设计并非与现有软件设丨丨方法完全不同。它只是州附加的系统观点补 充了它们,这些观点从未由渚如曲向对象设计这样的传统方法处理过。我们将 会认识到,软件体系结构适合于较大的企业体系结构,这种体系结构还包含业 务体系结构、信怠技术体系结构和数据体系结构。

          笫二次模式转变发生在20世纪70年代前半期.那时,结构设计和软件幵发 模切已经取得f进展。它们基于更为有机的发展方法,有别于硬件「.程的基f 淨布的方法,软件设计的定坫研究已经开始,但从未在主流行业中发展起来, 部分原闪足山于软件系统的阂有特件所决定的。这一时期的研究人员开始将粞 力集中在软件设计上,H的是解决幵发复杂软件系统的问题。这个工作假设. 软件歼发中的软件设计是一项独立于软件实现的活动,它需要自己的二具、技 术和违模语言。

          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。

          5

          在20世纪60年代后期,人们已经淸楚地知道,软件开发与物理结构的建造 不一样:不能通过简单地雇用更多的编程人员来加快一个滞后的项目(Brooks, 19乃)。软件已经变成了许多系统的一个关键组件,而且由于太复杂,不一定 能按计划或质量进行开发。这引起金融和公共安全方面的关注。这种状况发栈 成了所谓的软件危机(software crisis),为应对这种悄况,软件开发闭体创立 了软件工程(software engineering)这门学科。它要求软件制造业述立相传统 的用于丄程部门的理论基础和规程之上。

          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。

          H前.按技术路线别分工作在实际疢川中比较常见通常会将用户界如 (u丨)或表示开发弓中间M开发成后端幵发分开> 似是,如果没有体系结构. 即使足这种工程专业划分也不一定行助于产生商质坩的系统。冇的程序设丨丨人 员认为,这种分离(称为水f分M>并不一定有效.他丨丨丨提們难宵分层,在承 A分层中,毎个开发人员负炎一组功能浠求,并R从前到后地实现它们。这两 种方法都可以有效使用。差别只不过足个人的技能与技术领导、项丨J筲理技水 的结合而已。

          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。>

          1.2.2通用程序设计语亩

          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

          代妈重用缩短了实现某咚功能所潘的时间,能提布程序设丨丨员的生产韦,

          ?操作环境和平台(例如,操作系统、数据痄、应州服务器从

          逹模语言和设计衣示法是作为提高软件设计质诂的方法出现的据说,贫 有表现力的建模表示法可提萵设计软件的能力,这与数学使我们能推理出史复 杂的东曲非常相像,如果没冇数学这样一种语言,我们足不能推埋出那畔复杂 的东西的。例如,实体关系阁(ERD)是使软件工程师能设汁和交流衣达数据 的模费的一种强有力的建模语言和表示法r没有这样一种语言,设计倌息系统 是非常困难的,而且如果没有一种表示法来衣示关系图,4別人交流这咚设汁 也很困难。语言的形式化使不同的人能够以种格确的方式埋解-个揆甩。

          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。

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