部分 新编教材

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1、第5章.理解软件体系结构5.1软件体系结构的出现如[Kruchten2006a]所述，虽然早在1969年的NATO软件工程会议就出现了“软件体系结构”一词，但是一个真正有意义的“软件体系结构”概念是出现在上世纪90年代。它是在上世纪80年代中后期的设计方法发展中自然出现的[Shaw2006]。上世纪70年代开发复杂软件系统的初步尝试[Brooks1975]使得人们明确和发展了独立的软件设计体系，提出了模块化、信息隐藏等最为基础的设计思想。到了随后的80年代中期，这些思想逐一走向成熟，并且成功融入了软件

2、开发过程。这时，一些新的探索就出现了，其中包括面向对象设计，也包括针对大规模软件系统设计的一些总结与思考[Shaw2006]。在对（尤其是同领域的）大规模系统的设计经验进行总结时，人们发现越来越需要有一种更高抽象层次的设计体系来进行思想的汇总与提升。于是，研究者们[Perry1992,Garlan1993]在上世纪90年代初正式提出了“软件体系结构”这一命题，并结合上世纪90年代之后出现的软件系统规模日益扩大的趋势，在其后的十年中对其进行了深入的探索与研究。人们在体系结构的基本内涵、风格、描述、设计、

3、评价等方面开展了卓有成效的工作，在本世纪初建立了一个比较系统的软件体系结构方法体系。到了2000年之后，软件体系结构方法开始在实际开发中得到广泛的关注和应用，软件体系结构设计变成了大规模软件系统开发中必须和核心的工作，它改变了大规模软件系统的开发方式，提高了大规模软件系统开发的成功率和产品质量。5.2什么是软件体系结构与很多重要的软件工程术语一样，虽然得到了广泛的应用，但是“软件体系结构”概念还处于百家争鸣的状态，没有形成统一的定义。在较早期的工作当中，[Perry1992]定义了一个具有广泛影响的软

4、件体系结构模型：软件体系结构={元素（Elements），形式（Form），理由（Rationale）}其中：“元素”是软件体系结构的基本组成单位，包括处理（Process）元素、数据（Data）元素与连接（Connection）元素。“形式”定义了元素的特征和元素之间关系的特征。“理由”是“元素”和“形式”得以形成的依据。后来，[Shaw1995]的工作将软件体系结构的基本元素确定为“部件”（Component）和“连接件”（Connector），并将软件体系结构模型定义为：软件体系结构={部

5、件，连接件，配置（Configuration）}其中：“部件”是软件体系结构的基本组成单位之一，承载系统的主要功能，包括处理与数据；“连接件”是软件体系结构的另一个基本组成单位，定义了部件间的交互，是连接的抽象表示；“配置”是对“形式”的发展，定义了“部件”以及“连接件”之间的关联方式，将它们组织成系统的总体结构。按照这个模型，[Shaw1996]给出了一个简洁的软件体系结构定义：“一个软件系统的体系结构规定了系统的计算部件和部件之间的交互”。到目前为止，在众多的定义当中，[Bass2003]给

6、出的软件体系结构定义是获得认同较多的一个：“一个程序或计算系统的软件体系结构是由该系统的部件、部件外部可见特征和部件间关系组成的一个或多个结构”。展开来看，[Bass2003]的定义包含了以下几个重要的信息：不论是复杂的计算系统还是简单的程序都有软件体系结构。对于一个简单程序来说，它的流程设计就是自己的体系结构，虽然这个体系结构不是特意设计的。复杂计算系统的体系结构通常也会比较复杂，往往需要进行专门的设计。软件体系结构不是一个单一结构，它通常包含多个结构。以建筑为例，建筑的体系结构除了框架结构之外

7、，可能还会需要通风、消防等其他结构。每一个结构由相互联系的部件组成，每个部件具有一定的外部可见特征。部件之间的联系可能是静态的结构联系，也可能是动态的交互联系。作为计算科学领域的国际权威，IEEE给出的软件体系结构定义是[IEEE-Std-1471-2000]：“软件体系结构是一个系统的基本组织，它包括：系统的部件、部件间关系、部件与环境的关系，以及在系统设计与演化中起到指导作用的原则”。与[Bass1998]的定义相比，[IEEE-Std-1471-2000]的软件体系结构定义强调：环境的作用，

8、要求体系结构的部件能够与环境（尤其是涉众）形成互动。原则的作用，指出体系结构应当包含那些基本原则，它们能够指导和控制整个系统的设计与演化。到了2000年之后，原则的作用得到了进一步的重视，并以设计决策（DesignDecision）的方式表现出来。[Bosch2004]提出：“软件体系结构是设计决策的集合”。分析上面几个不同的软件体系结构定义，甚至更多、更普遍的软件体系结构表述[White1996,Eeles2006a]，可以发现在这些不同的定义当中也