什么是軟件體系結(jié)構(gòu)

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本文目錄:

• 1、為什么要研究軟件體系結(jié)構(gòu)

• 2、軟件體系結(jié)構(gòu)的影響

• 3、什么是動態(tài)軟件體系結(jié)構(gòu)

• 4、幾種常見的軟件體系結(jié)構(gòu)及特點分析

一、為什么要研究軟件體系結(jié)構(gòu)

軟件體系結(jié)構(gòu)為軟件系統(tǒng)提供了一個結(jié)構(gòu) •行為和屬性的高級抽象，由構(gòu)成系統(tǒng)的元素的描述。這些元素的相互作用 。

指導(dǎo)元素成的模式以及這些模式的約束組成。不僅指定了系

統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)和拓撲結(jié)構(gòu)，而且顯示了系統(tǒng)需求和構(gòu)成系統(tǒng)的元素之間的對應(yīng)關(guān)系，提供了

一些設(shè)計決策的基本原理。根據(jù)軟件體系結(jié)構(gòu)的定義，你認為軟件體系結(jié)枸的模型應(yīng)該有哪

些部分組成？

構(gòu)件：可以是一組代碼，如程序的模塊也可以是一個獨立的程序 如數(shù)據(jù)庫 的sQL服務(wù)器；連接件：是關(guān)系的抽象，用以表示構(gòu)件之間的相互作用。如過程調(diào)用、管道、遠程過程調(diào)用等：限制：用于對構(gòu)件和連接件的語義說明。

二、軟件體系結(jié)構(gòu)的影響

軟件體系結(jié)構(gòu)貫穿于軟件研發(fā)的整個生命周期內(nèi)，具有重要的影響。這主要從以下三個方面來進行考察：

利益相關(guān)人員之間的交流

：軟件體系結(jié)構(gòu)是一種常見的對系統(tǒng)的抽象，代碼級別的系統(tǒng)抽象僅僅可以成為程序員的交流工具，而包括程序員在內(nèi)的絕大多數(shù)系統(tǒng)的利益相關(guān)人員都借助軟件體系結(jié)構(gòu)來進行彼此理解、協(xié)商、達成共識或者相互溝通的基礎(chǔ)。

系統(tǒng)設(shè)計的前期決策

：軟件體系結(jié)構(gòu)是我們所開發(fā)的軟件系統(tǒng)最早期設(shè)計決策的體現(xiàn)，而這些早期決策對軟件系統(tǒng)的后續(xù)開發(fā)、部署和維護具有相當(dāng)重要的影響。這也是能夠?qū)λ_發(fā)系統(tǒng)進行分析的最早時間點。

可傳遞的系統(tǒng)級抽象

：軟件體系結(jié)構(gòu)是關(guān)于系統(tǒng)構(gòu)造以及系統(tǒng)各個元素工作機制的相對較小、卻又能夠突出反映問題的模型。由于軟件系統(tǒng)具有的一些共通特性，這種模型可以在多個系統(tǒng)之間傳遞，特別是可以應(yīng)用到具有相似質(zhì)量屬性和功能需求的系統(tǒng)中，并能夠促進大規(guī)模軟件的系統(tǒng)級復(fù)用。

三、什么是動態(tài)軟件體系結(jié)構(gòu)

‍百度百科：軟件體系結(jié)構(gòu)是具有一定形式的結(jié)構(gòu)化元素，即構(gòu)件的集合，包括處理構(gòu)件、數(shù)據(jù)構(gòu)件和連接構(gòu)件。處理構(gòu)件負責(zé)對數(shù)據(jù)進行加工，數(shù)據(jù)構(gòu)件是被加工的信息，連接構(gòu)件把體系結(jié)構(gòu)的不同部分組組合連接起來。這一定義注重區(qū)分處理構(gòu)件、數(shù)據(jù)構(gòu)件和連接構(gòu)件，這一方法在其他的定義和方法中基本上得到保持。

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四、幾種常見的軟件體系結(jié)構(gòu)及特點分析

20世紀60年代的軟件危機使得人們開始重視軟件工程的研究。起初，人們把軟件設(shè)計的重點放在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的選擇上，然而隨著軟件系統(tǒng)規(guī)模越來越大，對總體的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計和規(guī)格說明變得異常重要。隨著軟件危機程度的加劇，軟件體系結(jié)構(gòu)(software architecture)這一概念應(yīng)運而生。軟件體系結(jié)構(gòu)著眼于軟件系統(tǒng)的全局組織形式，在較高層次上把握系統(tǒng)各部分之間的內(nèi)在聯(lián)系，將軟件開發(fā)的焦點從成百上千的代碼上轉(zhuǎn)移到粒度較大的體系結(jié)構(gòu)元素及其交互的設(shè)計上。與傳統(tǒng)軟件技術(shù)相比，軟件體系結(jié)構(gòu)理論的提出不僅有利于解決軟件系統(tǒng)日益增加的規(guī)模和復(fù)雜度的問題，有利于構(gòu)件的重用，也有利于軟件生產(chǎn)率的提高。面向方面軟件開發(fā)(AOSD)認為系統(tǒng)是由核心關(guān)注點(corn concern)和橫切關(guān)注點(cross-cutting concern)有機地交織在一起而形成的。核心關(guān)注點是軟件要實現(xiàn)的主要功能和目標，橫切關(guān)注點是那些與核心關(guān)注點之間有橫切作用的關(guān)注點，如系統(tǒng)日志、事務(wù)處理和權(quán)限驗證等。AOSD通過分離系統(tǒng)的橫切關(guān)注點和核心關(guān)注點，使得系統(tǒng)的設(shè)計和維護變得容易很多。

Extremadura大學(xué)的Navasa等人［1］在2002年提出了將面向方面軟件開發(fā)技術(shù)引入到軟件體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，稱之為面向方面軟件體系結(jié)構(gòu)(aspect oriented software architecture，AO-SA)，這樣能夠結(jié)合兩者的優(yōu)點，但是并沒有給出構(gòu)建面向方面軟件體系結(jié)構(gòu)的詳細方法。

盡管目前對于面向方面軟件體系結(jié)構(gòu)這個概念尚未形成統(tǒng)一的認識，但是一般認為面向方面軟件體系結(jié)構(gòu)在傳統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上增加了方面構(gòu)件(aspect component)這一新的構(gòu)成單元，通過方面構(gòu)件來封裝系統(tǒng)的橫切關(guān)注點。目前國內(nèi)外對于面向方面軟件體系模型的研究還相對較少，對它的構(gòu)成單元模型的研究更少，通常只關(guān)注方面構(gòu)件這一構(gòu)成單元。方面構(gòu)件最早是由Lieberherr等人［2］提出的，它是在自適應(yīng)可插拔構(gòu)件(adaptive plug and play component，APPC)基礎(chǔ)之上通過引入面向方面編程(AOP)思想擴展一個可更改的接口而形成的，但它關(guān)于請求接口和服務(wù)接口的定義很模糊，未能給出一個清晰的方面構(gòu)件模型。Pawlak等人［3］提出了一個面向方面的框架，該框架主要包含了一個方面構(gòu)件模型———Java方面構(gòu)件(Java aspect component，JAC)，但該方面構(gòu)件模型僅包含了切點(pointcut)，并把AOP中裝備(advice)集成到了切點的表達式中，它主要從實現(xiàn)的角度進行了闡述，并沒有給出詳細的方面構(gòu)件模型。本文沒有只關(guān)注面向方面軟件體系結(jié)構(gòu)中方面構(gòu)件這一構(gòu)成單元模型，還詳細分析了它的另外兩個構(gòu)成單元，即構(gòu)件和連接件，因為面向方面軟件體系結(jié)構(gòu)各部分之間是相互關(guān)聯(lián)的。

1面向方面軟件體系結(jié)構(gòu)相關(guān)概念

面向方面軟件體系結(jié)構(gòu)涉及諸多概念，以下將分別介紹。軟件體系結(jié)構(gòu)在軟件工程領(lǐng)域有著廣泛的影響，但當(dāng)前仍未形成一個統(tǒng)一的、標準的定義。目前國內(nèi)外普遍認可的看法是軟件體系結(jié)構(gòu)包含構(gòu)件、連接件和約束［4］。其中約束描述了體系結(jié)構(gòu)配置和拓撲的要求，確定了體系結(jié)構(gòu)的構(gòu)件與連接件的連接關(guān)系。這樣就可以把軟件體系結(jié)構(gòu)寫成

軟件體系結(jié)構(gòu)(software architecture)=構(gòu)件(components)+

連接件(connectors)+約束(constraints)

構(gòu)件是軟件體系結(jié)構(gòu)的基本元素之一。一般認為，構(gòu)件是指具有一定功能、可明確辨識的軟件單位，并且具備語義完整、語法正確、有可重用價值的特點，然而目前對于構(gòu)件的具體結(jié)構(gòu)及構(gòu)成并沒有一個統(tǒng)一的標準［5］，而且一些主要的構(gòu)件技術(shù)也沒有使用相同的構(gòu)件類型。另外，當(dāng)前被廣泛接受的構(gòu)件定義并不包含具體的軟件構(gòu)件模型(software component model)。例如，Szyperski等人［6］給出了軟件構(gòu)件一個很有名的定義:軟件構(gòu)件是一個僅帶特定契約接口和顯式語境依賴的結(jié)構(gòu)單位，它可以獨立部署，易于第三方整合。但是關(guān)于軟件構(gòu)件模型有一個被普遍接受的觀點是:軟件構(gòu)件是一個具有服務(wù)提供和服務(wù)請求功能的軟件單元［7］。

連接件是軟件體系結(jié)構(gòu)另一個基本的構(gòu)成元素，是用來建立構(gòu)件間交互以及支配這些交互規(guī)則的構(gòu)造模塊。連接件最先是由Shaw［8］提出來的，她建議把連接件作為軟件體系結(jié)構(gòu)中第一類實體，用來表示普通構(gòu)件之間的交互關(guān)系。目前對于連接件尚未形成統(tǒng)一的認識，盡管在軟件體系結(jié)構(gòu)中強調(diào)了連接件存在的必要性，但是關(guān)于連接件模型的研究還很少，連接件的實際應(yīng)用還不成熟。

面向方面軟件體系結(jié)構(gòu)在傳統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加了方面構(gòu)件單元。通常認為，方面構(gòu)件是封裝了系統(tǒng)橫切關(guān)注點的一類特殊的構(gòu)件。目前關(guān)于方面構(gòu)件模型的研究還處于起步階段。

2面向方面軟件體系結(jié)構(gòu)模型

由于傳統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)模型包含構(gòu)件、連接件和約束，而面向方面軟件體系結(jié)構(gòu)是在傳統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)之上擴展了方面構(gòu)件，所以面向方面軟件體系模型結(jié)構(gòu)包含構(gòu)件、連接件、方面構(gòu)件和約束。其中約束描述了面向方面體系結(jié)構(gòu)配置和拓撲的要求，確定了體系結(jié)構(gòu)的構(gòu)件、連接件和方面構(gòu)件之間的連接關(guān)系，而構(gòu)件、連接件、方面構(gòu)件是它的三個基本的構(gòu)成單元。以下對這三個構(gòu)成單元的模型進行詳細的設(shè)計。

以上就是關(guān)于什么是軟件體系結(jié)構(gòu)相關(guān)問題的回答。希望能幫到你，如有更多相關(guān)問題，您也可以聯(lián)系我們的客服進行咨詢，客服也會為您講解更多精彩的知識和內(nèi)容。

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