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          1.1软件开发的演变

          犮件体系对构介结

          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

          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。

          面向对象的程序设计在20世纪90年代中期丨nternc丨成为新的i丨箅平台时 达到了高潮?大约在同时,软件设计还经历了另一次转变。这一次,它不 是从以前的设计模式转变,而是趋向于多种方法的综合。诸如类/职贵/合作者 (C丨ass/RcsponsibiW丨ies/CoHabora丨ors, CRC〉垮和用例分折这祥的设汁技水扩 充了面向对象的技术。出自于结构设计运动的方法和逹模表示法(包括诸如状 态转换图和处理模塑等图示技术)也向面向对象的建模方法发味。

          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。

          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

          软件体系结构是软件工程学科的内然扩展。在早期文献中,软件体系结构 被简单地称为大型栈序设计。软件体系结构提出了把一个软件系统分解为组件 (component)和连接器(connector)的观点。组件封装某组扣关的功能;连接 器实现组件之间的实时交互。系统设计根据其组件和连接器的构成实现一定的 质S。可以在一个名为体系结构描述的文档中规定软件系统的体系结构。软件 体系结构设计并非与现有软件设丨丨方法完全不同。它只是州附加的系统观点补 充了它们,这些观点从未由渚如曲向对象设计这样的传统方法处理过。我们将 会认识到,软件体系结构适合于较大的企业体系结构,这种体系结构还包含业 务体系结构、信怠技术体系结构和数据体系结构。

          C++和Java这样的强有力的通用程序设计语言提供^建立许多复杂问韪解 决方案的能力.它们允许稃序设计R将精力集中于手头的问题.而不用拘心H. 体的硬件功能。通用的面向对象的语言并不能独自解决复杂的问题;它们必顼 与指导原则和设计橡式一起使用。诸如God Class (Riel,丨996)这种类.它实 际上只是结构化子稈序的一个大集合,这种类足不经常吞到的。

          为y冇效地琅用组件,必须按照绀件的抽象槪念来表示解决方案很多时 候,某个特定的抽象槪念(如关系实体)不合要求,就橡自然语^不具有表达 某些概念的词汇一样。与创造新的诃汇一样,我们必须创造新的技术a向向讨 象的数据库就楚这种创造的一个例子,当面向对象的程序设计开始取代现打结 构化语言(如C和Pascal )时,在程序设计语n的信息表示和数据序的信息表 示之间就产生了语义间隙许多文章和书供将其称为对象关系映射问挫\ I丨的, 我们已经看到了帮助克脤这个问题的对象关系映射模式方面的文审:

          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。

          ?通用程序设计语芑 ?令用程序设计语言 ?逑模语在和表示法

          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。>

          H前.按技术路线别分工作在实际疢川中比较常见通常会将用户界如 (u丨)或表示开发弓中间M开发成后端幵发分开> 似是,如果没有体系结构. 即使足这种工程专业划分也不一定行助于产生商质坩的系统。冇的程序设丨丨人 员认为,这种分离(称为水f分M>并不一定有效.他丨丨丨提們难宵分层,在承 A分层中,毎个开发人员负炎一组功能浠求,并R从前到后地实现它们。这两 种方法都可以有效使用。差别只不过足个人的技能与技术领导、项丨J筲理技水 的结合而已。

          ?通用程序设计语芑 ?令用程序设计语言 ?逑模语在和表示法

          犮件体系对构介结

          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。

          本章从简要讨论软件开发的演变开始,接着讨论构成软件工程学科的基本 工程技术。琺后,作为软件工程的补充学科探讨软件体系结构的技术。

          W68年,EdsgerDijkstra发表f—篇关于多道程序系统设计的文章,名为

          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。

          为y冇效地琅用组件,必须按照绀件的抽象槪念来表示解决方案很多时 候,某个特定的抽象槪念(如关系实体)不合要求,就橡自然语^不具有表达 某些概念的词汇一样。与创造新的诃汇一样,我们必须创造新的技术a向向讨 象的数据库就楚这种创造的一个例子,当面向对象的程序设计开始取代现打结 构化语言(如C和Pascal )时,在程序设计语n的信息表示和数据序的信息表 示之间就产生了语义间隙许多文章和书供将其称为对象关系映射问挫\ I丨的, 我们已经看到了帮助克脤这个问题的对象关系映射模式方面的文审:

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