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軟件開發的架構設計

2017-03-02

軟(ruan)件(jian)架構(softwarearchitecture)是一系(xi)列相關(guan)的抽象(xiang)模式(shi),用于指導大型軟(ruan)件(jian)系(xi)統各個方面的設(she)計。軟(ruan)件(jian)架構是一個系(xi)統的草(cao)圖。軟(ruan)件(jian)架構描述的對象(xiang)是直接構成系(xi)統的抽象(xiang)組(zu)件(jian)。各個組(zu)件(jian)之間(jian)的連接則明確和相對細致地(di)描述組(zu)件(jian)之間(jian)的通訊(xun)。在(zai)實(shi)現階段,這些抽象(xiang)組(zu)件(jian)被細化(hua)為實(shi)際的組(zu)件(jian),比如具體(ti)某個類或者對象(xiang)。在(zai)面向對象(xiang)領域(yu)中(zhong),組(zu)件(jian)之間(jian)的連接通常用接口(kou)_(計算機(ji)科學)來實(shi)現。

軟(ruan)件(jian)體系結構(gou)(gou)是構(gou)(gou)建(jian)計(ji)(ji)算機軟(ruan)件(jian)實(shi)踐(jian)的基(ji)礎。與建(jian)筑師設定建(jian)筑項目(mu)的設計(ji)(ji)原(yuan)則和目(mu)標,作(zuo)為(wei)繪圖員畫圖的基(ji)礎一(yi)樣,一(yi)個軟(ruan)件(jian)架構(gou)(gou)師或(huo)者系統架構(gou)(gou)師陳(chen)述(shu)軟(ruan)件(jian)構(gou)(gou)架以作(zuo)為(wei)滿足(zu)不同客戶(hu)需(xu)求(qiu)的實(shi)際系統設計(ji)(ji)方案(an)的基(ji)礎。

軟件(jian)構(gou)架是一個容(rong)易理解的(de)(de)概(gai)念,多數工程(cheng)師(尤其是經驗不多的(de)(de)工程(cheng)師)會從直覺上來認識它,但要(yao)給(gei)出精確的(de)(de)定義很(hen)困難(nan)。特(te)別是,很(hen)難(nan)明確地區分設計和(he)構(gou)架:構(gou)架屬于(yu)設計的(de)(de)一方面,它集(ji)中于(yu)某些具(ju)體的(de)(de)特(te)征。

在“軟件構(gou)(gou)架簡介”中(zhong),David Garlan 和(he)(he)(he) Mary Shaw認為(wei)(wei)軟件構(gou)(gou)架是(shi)有關(guan)如下問題的(de)設計(ji)(ji)(ji)層(ceng)次(ci):“在計(ji)(ji)(ji)算的(de)算法和(he)(he)(he)數(shu)據結構(gou)(gou)之外,設計(ji)(ji)(ji)并確(que)定系統整體結構(gou)(gou)成為(wei)(wei)了新(xin)的(de)問題。結構(gou)(gou)問題包括總體組(zu)織結構(gou)(gou)和(he)(he)(he)全局控制(zhi)結構(gou)(gou);通(tong)信(xin)、同(tong)步和(he)(he)(he)數(shu)據訪問的(de)協議;設計(ji)(ji)(ji)元素的(de)功能(neng)分配;物(wu)理分布;設計(ji)(ji)(ji)元素的(de)組(zu)成;定標與性(xing)(xing)能(neng);備選設計(ji)(ji)(ji)的(de)選擇。但構(gou)(gou)架不(bu)僅是(shi)結構(gou)(gou);IEEE Working Group on Architecture 把其定義為(wei)(wei)“系統在其環(huan)(huan)境(jing)中(zhong)的(de)最高(gao)層(ceng)概(gai)念”。構(gou)(gou)架還包括“符合(he)”系統完整性(xing)(xing)、經濟約束條件、審美需求和(he)(he)(he)樣(yang)式。它并不(bu)僅注重對內部的(de)考(kao)(kao)慮(lv),而且還在系統的(de)用戶環(huan)(huan)境(jing)和(he)(he)(he)開(kai)發(fa)環(huan)(huan)境(jing)中(zhong)對系統進行整體考(kao)(kao)慮(lv),即(ji)同(tong)時注重對外部的(de)考(kao)(kao)慮(lv)。

在Rational Unified Process 中,軟件系統的構架(在某一給定點)是指系統重要構件的組織或結構,這些重要構件通過接口與不斷減小的構件與接口所組成的構件進行交互。
從(cong)和(he)目(mu)的(de)、主題、材料和(he)結(jie)構(gou)(gou)的(de)聯(lian)系(xi)上來說,軟(ruan)件(jian)架(jia)構(gou)(gou)可以(yi)和(he)建(jian)筑物(wu)的(de)架(jia)構(gou)(gou)相(xiang)(xiang)比(bi)擬。一個軟(ruan)件(jian)架(jia)構(gou)(gou)師(shi)需要有廣泛的(de)軟(ruan)件(jian)理論知(zhi)識和(he)相(xiang)(xiang)應的(de)經驗來事(shi)實和(he)管(guan)理軟(ruan)件(jian)產品的(de)高級(ji)設計(ji)。軟(ruan)件(jian)架(jia)構(gou)(gou)師(shi)定(ding)義(yi)和(he)設計(ji)軟(ruan)件(jian)的(de)模塊化,模塊之(zhi)間(jian)的(de)交互,用戶界面風格,對外接口方法(fa),創新的(de)設計(ji)特(te)性(xing),以(yi)及高層(ceng)事(shi)物(wu)的(de)對象操作、邏輯(ji)和(he)流程(cheng)。

一般而言,軟(ruan)件(jian)系(xi)統的架構(Architecture)有兩個要素:它是一個軟(ruan)件(jian)系(xi)統從整體到部分的最高(gao)層次的劃分。

一個系統通常是(shi)由元件組成的,而(er)這些(xie)元件如何(he)形成、相互之間如何(he)發生作用(yong),則是(shi)關于這個系統本(ben)身結構的重(zhong)要信息。

詳細(xi)地說(shuo),就是要包括架構元件(Architecture Component)、聯結器(Connector)、任務(wu)流(Task-flow)。

所謂架構元素,也就是組成系統的核心”磚瓦”,而聯結器則描述這些元件之間通訊的路徑、通訊的機制、通訊的預期結果,任務流則描述系統如何使用這些元件和聯結器完成某一項需求。
建造一個系統所作出的最高層次的、以后難以更改的,商業的和技術的決定。
建造(zao)一(yi)個系統之前(qian)會有很多的(de)(de)重(zhong)要(yao)決定(ding)(ding)(ding)需(xu)要(yao)事先作出,而一(yi)旦(dan)系統開始進行詳細設計甚至建造(zao),這些決定(ding)(ding)(ding)就很難更改甚至無法更改。顯然,這樣的(de)(de)決定(ding)(ding)(ding)必定(ding)(ding)(ding)是有關系統設計成敗的(de)(de)最重(zhong)要(yao)決定(ding)(ding)(ding),必須經過非常(chang)慎重(zhong)的(de)(de)研究和考察。