软件体系结构的层次性

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1、Chapter9软件体系结构的层次性Contents：§9.1从建筑学看软件的构成§9.2软件的物质基础§9.3软件的结构基础§9.4软件的层次结构模型§9.5软件体系结构的层次模型§9.6软件体系结构的体系§9.1从建筑学看软件的构成在构建一幢建筑物和构建一个软件系统之间存在着惊人的相似性。（From软件架构师导读）简单而易于掌握的思想具有改变思想和认识的力量。牛顿与万有引力弗洛伊德：潜意识的存在是行为的动机。如果把软件和信息技术系统都想象成物理建筑，则：我们会看到什么？废弃的房屋不开心的住户空房§9.1从建筑学看软件的构成体系结构需要基础：从建筑的基础性看软

2、件构成地基、材料、材料构成三个方面从根本上决定了建筑物的结构、性能、功用、建造方法，形成了建筑的基础。构造软件同样需要基础。计算机硬件结构、软件的基本组成、构成软件的可用组块三个方面。讨论软件的体系结构必须首先建立一个基础：一旦确立了基础，各种观点的比较就有了共同的标准语言。§9.1从建筑学看软件的构成体系结构需要层次：从建筑的层次性看软件构成。建筑是由基本材料到基础构件再到整体框架逐层次发展和构成的历程。软件的体系结构也是由使用最基本的材料开始，到认识常用基础构件再到组装和构造整体框架的发展过程。§9.1从建筑学看软件的构成体系结构需要模式：从建筑的组合性看软

3、件构成形态和构件组成了建筑模式。20多年建立了现代建筑学的250余种“场景－问题－解决方案”模式，涵盖不同的规模和形态这些建筑学的思想再软件结构的研究中也得到了重视，提出并发展了软件“软件设计模式”的概念。§9.1从建筑学看软件的构成体系结构需要清晰的角色划分：从建筑业看各个角色的划分。§9.2软件的物质基础软件设计的物质基础是当前的计算机硬件，它决定了软件设计和实现的出发点。当前硬件的变革表现在两个方面非冯.诺依曼运行机制的产生并行处理为特征的高性能计算机结构§9.2软件的物质基础计算机硬件体系结构软件是对一组数据进行处理的一串指令。根据处理指令流和数据流的数

4、量，计算机分为：SISDSIMDMISDMIMD§9.2软件的物质基础多处理机系统属于MIMD系统多处理机系统分为共享存储器分布存储器工作在统一的操作系统下进行资源管理挑战：并行算法和软件的设计§9.2软件的物质基础分布计算系统多台计算机通过网络连接起来的大系统分布存储的多处理机系统但各自运行独立的操作系统§9.2软件的物质基础结论多处理机需要并行处理（解决并行任务的调度和自动分解），对软件设计提出了复杂的要求，使软件设计的复杂度大大提高我们以讨论串行计算机环境下的软件体系结构为主§9.3软件的结构基础任何具有固定组成形式的数据、代码、数据集合、代码序列、数据和

5、代码的结合体都可以称作结构。无论多么高层的结构，都是建立在基础结构之上的。软件结构的问题从最初的最基本、最底层的描述过渡到越来越高、越来越抽象的层次上。作为软件结构基础的思想和概念，包括四个方面：结构化控制流结构化连接模式数据结构抽象数据类型越来越抽象§9.3软件的结构基础结构化控制流顺序序列…转向语句goto过程调用§9.3软件的结构基础结构化控制流条件语句ifthenifth

6、enelse开关语句SwithchCasevalue1…Casevaluen§9.3软件的结构基础结构化控制流循环语句ForWhiledoRepeatuntilBreakContinue§9.3软件的结构基础结构化控制流事件/异常语句On<事件>goto中断/事件控制Set<事件>to<过程>Set<事件>on/off§9.3软件的结构基础部件连接方式部件连接器：完成部件与部件之间的连接部件：数据、外部设备、程序段实现部件连接的四

7、种方式过程调用远程过程调用事件触发服务连接§9.3软件的结构基础部件连接方式过程调用方式部件之间通过过程、函数或方法实现连接必须知道对方部件的标识、对外提供的操作过程标识、参数设置远程过程调用RPC网络分布环境下的过程调用通过代理部件完成部件之间的连接§9.3软件的结构基础部件连接方式中断/事件触发方式通过硬件提供的中断及其控制机制实现部件连接的方式用特定名称标识中断号码就形成事件触发的部件连接方式服务连接方式服务连接方式由接口、分析器、执行器构成请求部件接口分析器执行器请求部件各类解释器、功能服务器采用的就是这种连接方式§9.3软件的结构基础任何具有固定组成形

8、式的数据、代码、数据集合