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          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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          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。

          有经验的二进制编程人员不愿意改变他们的习惯,不愿意采用新的工作// 式并且抵制闩动程序设汁。但是,在丨ntcrnationa丨Business Machines (!BM) 公司为科学计算程序疰立了一个名为FORTRAN < FORmu丨a TKANs!a〖or)的自 动程序设计系统后,自动程序设计已经成了占支配地位的模式。自动稈汴设计 不仅提高^编程人员的生产率,而且还使程序可以在不同的硬件平台上移棺p 在自动程序设计前,将程序移椬到新硬件上盂要审新编写幣个秤序,这样做成 本很高,妨碍了硬件的销肖。在20世纪60年代中期,FORTRAN成了科学程卞 设计的主要语言。

          1.1软件开发的演变

          可电用m件,特别是满足大『"】题空间的可里用绀件大大提高了生产宇。想 像一下,你不得不编写自己的中间件、砬用服务器、数据库以建立一个分布式 业务应川系统。所有这些可审用的技术都包含比中个应用系统史多的功能绀作, 共至建立某个设用系统所莴的一个功能了集也是一项令人生畏的耗时的任务,

          《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

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          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。

          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

          程序设计员或编码员手工把简写的东两翮译成二逬制代砑。

          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

          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

          20世纪80年代,软件工程研究的审点又有所变化,主要研究如何将设丨丨及 设计过程集成到管理的环境中。坫构设汁力法已经跟不L软件系统复杂性的增 长,在20世纪80年代后半期,开始出现一种新的设汁梭式.即面向对象 (objec丨-orienta丨丨on)的设计模式。利用面向对象的程序设汁,软件工程师可以 (从理论上说> 在一个实现语J中对问题域和方案域进行迮梭,面向对象方法 的研究可追溯到20世纪60年代后期Simula (―种模拟程序设计语言)的研制, 这个语言在Smal!丨a!k中得到丫进一步的改进。随者C++的出现,面向对象的挥 序设计开始流行起来。此时,关十敁用程序设计有一个抟变,即从基于文本的 终端到阉形用户界面(GUI)的转变。面向对象的程序设汁很适合于GU丨的研 究。在20世纪80年代后期和90年代初期,术语软件体系蛣构(software archi丨ec丨ure)开始在文献中出现。

          第/章

          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

          1.2软件工程基础

          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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          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。>

          本人认为.我们正经历软件开发的第五次模式转变,这个转变承认软件体 系结构是软件开发的一个审:要方面.并R将软件体系结构方法和活动引入软代 开发生命周期。这次转变,与前一次转变一样,不是设计方法的一个分支.而 是新方法和新活动与现冇方法和活动的一种综合。

          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。

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