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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

          第/章

          6

          软件体系结构介绍

          当然,货权衡查找、’事挥.集成可束用代码的时间.所以要求可电用代码要存 易找到、快速掌握、集成简申,代码审用在下列情况下很有用:

          犮件体系对构介结

          将软ft体系结构设计师视为一种软件工程师?他不必在所冇特定软件丁程领域 内都是专家。这个软件专家是体系结构设汁方而的专家,他了解各种技术,足 以把这些技水集成到…个复杂间题的解决方案中。

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          ?可以拷贝和修改的,成荇不用修改就能使用的源代码(例如,来自共皁 软件库或从书屮拷贝下来的C++箅法)。

          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。

          为y冇效地琅用组件,必须按照绀件的抽象槪念来表示解决方案很多时 候,某个特定的抽象槪念(如关系实体)不合要求,就橡自然语^不具有表达 某些概念的词汇一样。与创造新的诃汇一样,我们必须创造新的技术a向向讨 象的数据库就楚这种创造的一个例子,当面向对象的程序设计开始取代现打结 构化语言(如C和Pascal )时,在程序设计语n的信息表示和数据序的信息表 示之间就产生了语义间隙许多文章和书供将其称为对象关系映射问挫\ I丨的, 我们已经看到了帮助克脤这个问题的对象关系映射模式方面的文审:

          很显然,滿要一个综合的、多视阓的设计方法来应对设计和开发大沏软件 系统的复杂性。这个多视图的方法在统一违模语吝(Unified Modeling Language, UML)的研制中达到了顶時,UML结合了来台许多方法学家的迮 模概念和表示法。正是在20世纪90年代后期,设丨丨模式开始变成了共亨设计知 识的一种流行方法。

          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。

          术语工程(engineering)在应用于软件时,并不总是完仝恰3的。本人认 为,软件作为一个专业来说,其范围太宽了。软件开发涉及许多子学科这些 子学科包括诸如数据库设计和实现、结构S询语言(Structured Query Language,SQL)、Java、C++程序设计、可扩展样式表语言转换(eX丨cnsihle Stylesheet Language Transformations,XSLT )编码等专门研究9 这些专业甚至 还可以史为详细地划分。就俅电子和机械工程学科中龟々家那样,这些技术中 的每一种技术都滿要专家。这些领域的每一种技术都可以进一步专收化。丨1前, 我们认为软件开发是一个印一的工程学科。实际上,它炝儿个相关的学科、、想 像一下给予XSLT的组件开发人员非常淸楚的规格说明,这呰规格说明必须与 给定的转换或样式表一致,其中包括良好定义的输入和输出。该XSLT设计者 可利用现有的工具和方法生成一个样式表,有可能的话,茧用现冇XSLT库的 组件。这要假定我们能够提供良好定义的规格说明。

          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。

          ?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。

          6

          在20世纪60年代,软件开发商和适用于特定市场(如银行和保险)的现成 程序的数H大大增加。术语软件(software)作为一种实体己经得到了广泛的 承认。软件独立于硬件进行交易和出饩.这表示已经饮脱了早期将软件作为硬 件平台的一部分免费发放的惯例。利用抽象程序设丨丨接U隐藏操作系统的内部 细节提离了编程人员的生产率,使程序在不同硬件平台之间的移植史为容场。 程序可以使用逻辑文件而不是磁带或磁盘上的二进制位的物理存储单元。而旦 正是在这一时期,进行了广泛的程序设计语言研究,这种研究一灯持续到20吡 纪70年代。

          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:

          ?可以拷贝和修改的,成荇不用修改就能使用的源代码(例如,来自共皁 软件库或从书屮拷贝下来的C++箅法)。

          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。

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