软件体系结构Chap02_基本概念

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1.2.5 构件概念

构件是构件（component）是可复用的软件组成成份，可被用来构造 其他软件。它可以是被封装的对象类、类树、一些功能模块、软件 框架（framwork）、软件构架（或体系结构Architectural）、文档 、分析件、设计模式（Pattern）等。构件分为构件类和构件实例， 通过给出构件类的参数，生成实例，通过实例的组装和控制来构造 相应的应用软件，这不仅大大提高了软件开发者的开发效率，也大 大提高了软件的质量。 特点：
类、安全类、日志类、日期类、数据转换类、权限类
、统计分析类等等。通用构件的描述可以参考国际上 的标准的构件描述模型如WSDL，BIDM等。
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应用软件构件
通用构件
领域构件
数 统 打 安 日 日 据 权 计 … 印 全 志 期 转 限 分 … 类 类 类 类 换 类 析 … 类 类
用Rapide体系结构语言描述的客户服务器结构： Type App Is Interface Public action Results (Msg:String) /*提供的功能 */ Extern action Receive (Msg:String) /*需要的功能 */ Behavior (MMsgs(App)) Receive(M)Results(M) End App
框架 模式 中间件 构件 组件 模块
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1.2.2 构件管理
构件管理是构件重用的基础，包括构件描 述、构件分类、构件库组织(存储、检索 、提取)、人员及权限管理； 管理需要描述构件的信息：实现方式、实 现体、注释、生产者、生产日期、大小、 价格、版本、关联构件，等等。

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1.2.2 模式(pattern)
• 模式就是解决某一类问题的方法论。你把解决某类问题的 方法总结归纳到理论高度，那就是模式。
• Alexander给出的经典定义是：每个模式都描述了一个在我 们的环境中不断出现的问题，然后描述了该问题的解决方 案的核心。通过这种方式，你可以无数次地使用那些已有 的解决方案，无需在重复相同的工作。
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1、使用构件需要的描述信息可分为：

计算功能：构件所实现的整体功能； 额外功能特性：构件的执行效率、处理能力、 环境假设和整体特性； 结构特性：描述特定构件如何与其他构件组织 在一起，构成整个系统的信息；


家族特性：描述相同或相关门类的构件之间的 关系；
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ADL构件描述示例
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2、基于构件的软件开发(续)
–从市场上购买现成的商业构件COTS (Commercial Off-The-Shell)； –开发新的符合要求的构件； • 一个企业或组织在进行以上决策时，须考虑到不同 方式获取构件的一次性成本和以后的维护成本，做 出最优的选择。
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6、构件组装(续)
–面向对象的组装技术：面向对象的封装和继承 特征使得它更适用于软件重用； • 构造法：在子类中引进基类的对象作为子 类的成员变量，使用库中基类的属性和方 法； • 子类法：将新子类直接说明为库中基类的 子类，通过继承和修改基类的属性与行为 完成新子类的定义。
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3、构件外部形态上的分类(续)：


装配的构件：可装配在操作系统、数据库管 理系统的不同层次上，使用胶水代码(glue code)连接使用； 可修改的构件：通过版本替换修改错误，增 加功能。可利用重新“包装”或写接口实现 构件的替换。
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4、构件组织：

构件组织的要求 ：


语义完整、语法正确、有可重用价值； 隐藏具体实现，只通过接口提供服务，构件的使用与它的开发、生产 无关。
PS: 开发构件在结构上要考虑语义描述、通信接口和实现代码等三方面 的复合体
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• 构件与组件的区别：
–抽象视觉不同 组件是对客观世界基本实体的抽象，强调和实体的对应及 对实体的建模。关注实体的静态属性特征 构件是对客观世界的实体或实体联合提供的功能和服务的 建模。关注实体的功能和服务 –可复用程度和复用机制 复用是构件的生命线 构件做为“零部件”，构件通过组合 实现复用；继承是组件生命线，组件通过继承来实现复用 ； –粒度不同 构件要包含完整的功能，组件是协作来完成这个构件的功 能；构件的粒度大于组建的粒度
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2、商业化构件的分类：
用户界面类、数据库类； 商务应用类； 工具类、网络通信类：如TCP/IP协议、图 像压缩、加密算法； 核心技术类：语音识别、字符识别。
2015/8/25源自133、构件外部形态上的分类：



独立成熟的构件：经过多次实践检验，隐藏所有 接口，只需按命令调用，如数据库管理系统和操 作系统等； 有限制的构件：提供接口，但用一定的前提条件 ，装配过程中可能产生资源冲突、覆盖等影响， 使用时需要测试，如面向对象的基础类库等； 适应性构件：通过包装或接口技术，处理了不兼 容性和资源冲突等因素，可直接使用如ActiveX 等；
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4、理解与评价构件
–面向重用的构件开发：遵循公共软件工程规范 ，在文档中给出构件功能、行为、领域知识、 约束条件、修改方法等方面的详细说明； –CASE工具：扫描分析，提取相关信息入库； –逆向工程：通过对构件的分析，结合领域知识 ，半自动地生成相应的设计信息； –评价：给收集分析构件用户在实际重用该构件 历史过程中的各种反馈信息来完成：成功重用 次数、修改量、性能度量。
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§1.3 连接件
1、连接件的概念及特点

连接件(Connector)是用来建立构件间的交互以及 支配这些交互规则的体系结构构造模块；

构件之间的交互包括消息或信号量的传递，功能 或方法调用，数据的传送和转换，构件之间的同 步关系、依赖关系，等等； 例：管道/过滤器体系结构中的管道，客户服务器 体系结构中的通信协议或通信机制。
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5、修改构件
–构件开发应使构件的功能、行为和接口设计更 为抽象化、通用化和参数化； –通过对实参的选取来调整构件的功能和行为； –借助设计信息和文档来理解、修改构件； –改写实现方法，如Java到C++。
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6、构件组装
–基于功能的组装技术：对系统进行功能分解， 对各个模块选择构件，通过子程序调用和参数 传递完成组装；首先应将目标软件系统分解为 强内聚、松耦合的功能模块； –基于数据的组装技术：根据当前问题的核心数 据结构设计框架，对各节点提取构件；面向数 据的设计方法；
第二章 软件体系结构基本概念
§ 1.1 概述 § 1.2 词汇定义 § 1.3 连接件 § 1.4 约束(配置) § 1.5 风格、模式、框架 § 1.6 非功能属性
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§1.1 概述
体系结构(Architecture) = 构件(Components) + 连 接件(Connectors) + 约束(Constraints)
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2、基于构件的软件开发(ComponentBased Software Development: CBSD)
• 通常包括构件获取、构件分类和检索、构件评估、 适应性修改以及将现有构件在新的语境下组装成新 的系统； • 构件获取的主要途径： –从现有构件中获得符合要求的构件，直接使用 或作适应性修改； –通过遗产工程(legacy engineering)，将具有 潜在重用价值的构件提取出来；

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软件体系结构
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构件 连接件 约束 通用风格
1~*
端口
1~*
角色 管 道 /过 滤 器 分层
......
解释器
图 1.1 软 件 体 系 结 构 的 基 本 概 念
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软件体系结构 ::= 软件体系模型 | 软件体系风格 体系结构模型 ::= （构件，连接件，约束） 构件 ::= ｛端口1，端口2，……，端口n｝ 连接件 ::= ｛角色1，角色2，……，角色n｝ 约束 ::= ｛(端口i，角色j)，……｝ 体系结构风格 ::= {管道过滤器，客户服务器，…… ，解释器｝
投 保 信 息 管 理
保 单 信 息 管 理
批 理 单 赔 赔 … 信 报 查 立 损 追 付 … 计 息 案 勘 案 失 偿 明 … 算 管 细 书 理
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1.2.3 构件重用
1、面向领域工程的构件重用
–领域是一组具有相似或相近软件需求的应用系统 所覆盖的功能区域；领域工程是一组相似或相近 系统的应用工程建立基本能力和必备基础的过程 ； –可重用信息具有领域特定性，依赖于特定问题及 其解决方法； –领域具有内聚性(cohesion)和稳定性(stability) ，内聚性使得可通过一组有限的、相对较少的可 重用信息来解决大量问题；稳定性使得获取的信 息可以在较长的时间内多次使用。
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§1.2 词汇定义
1.2.1 中间件： 中间件是一种独立的系统软件或服务程序，分 布式应用软件借助这种软件在不同的技术之间共享 资源，中间件位于客户机服务器的操作系统之上， 管理计算资源和网络通信。
中间件是一类软件，而非一种软件； 中间件不仅仅实现互连，还要实现应用之间的互操作； 中间件是基于分布式处理的软件，最突出的特点是其网络通信功能。 IDC提供