软件体系结构1软件体系结构发展中的若干重要问题79730150优质PPT.ppt

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学习软件体系结构构建模型、软件体系结构组态分析方法、软件体系结构形式化描述方法、软件体系结构集成开发环境的设计与实现方法几个方面的知识，并掌握在实际系统开发过程中分析、设计、应用软件体系结构思想的技能。

THUSAGroup,6,课程介绍,课程成绩平时：

40%课堂测试：

10%（课堂提问、课堂考试、课堂报告）平时作业：

30%期末考查：

60%考试形式：

以45人为一个小组，共同完成一个规定题目的科技论文,THUSAGroup,7,课程介绍,课程安排第一讲：

软件体系结构发展中的若干重要问题（3）第二讲：

软件体系结构风格与模式（9）第三讲：

软件体系结构组态分析与应用（2*）第四讲：

软件体系结构形式化描述（6）第五讲：

CSP和软件体系结构描述语言（3*）第六讲：

软件体系结构集成开发环境的设计与实现（3）第七讲：

柔性软件体系结构（3*）第八讲：

软件体系结构研究的展望（3）括号中为课时数，带星的为助教课,THUSAGroup,8,课程体系,THUSAGroup,9,什么是软件体系结构,如何利用软件体系结构进行宏观设计,软件体系结构设计案例分析,如何利用形式化基础描述软件体系结构,如何进行软件体系结构开发,什么是柔性软件体系结构,软件体系结构还有什么研究问题,目录,THUSAGroup,10,研究背景,什么是软件软件一般认为由三部分组成：

程序：

在运行时，能提供所希望的功能和性能的指令集。

数据结构：

使程序能够正确运行的数据结构。

文档：

描述程序研制过程、方法及使用的文档。

THUSAGroup,11,研究背景,软件的特点抽象性：

逻辑实体，可记录，但看不到可复制性：

与开发成本相比，复制成本很低无折旧受硬件制约未完全摆脱手工工艺开发费用高,THUSAGroup,12,研究背景,计算机软件发展的三个时期早期时代（60年代中期之前）程序设计阶段硬件通用，软件专用；

程序规模小，编写者和使用者为同一人（同组人）。

第二代（60年代中期-70年代中期）程序系统阶段出现“软件作坊”、产品软件；

“个体化”开发方法。

第三代（70年代中期之后）软件工程阶段软件开发成为一门新兴的工程学科软件工程。

THUSAGroup,13,研究背景,THUSAGroup,14,计算机软件发展的三个时期及特点,研究背景,THUSAGroup,15,计算机软件发展的三个时期及特点,研究背景,我们需要的是软件符合质量要求！

软件需求是进行“质量”度量的基础，与需求不符就是质量不高。

通常有一组“隐含需求（implicitrequirements）”是不被提及的（如对维护性的需求）。

如果软件符合了明确的需求却没有满足隐含需求，软件质量仍然值得怀疑。

THUSAGroup,16,为什么需要软件体系结构,随着社会的巨大进步,计算机系统的整体发展,新技术的不断涌现,使计算机应用的需求迅速增加。

而软件费用的增加,高可靠性能下降,维护工作量增大,出现了严重的“软件危机”。

软件危机已经持续了三十多年，表现为：

软件的产品质量难以保障软件的开发效率难以提高,THUSAGroup,17,为什么需要软件体系结构,THUSAGroup,18,软件失败的原因,研究背景,解决问题的想法更好的管理（Bettermanagement）出众的团队组织（Differentteamorganizations）更好的语言和工具（Betterlanguages&

tools）统一的编程规范（Uniformcodingconventions）必须意识到：

“软件”编程，它有自己的生命周期（lifecycle）。

大型软件系统的开发与其它工程项目如建造桥梁、制造飞机、轮船等的开发是同理的。

THUSAGroup,19,研究背景,THUSAGroup,20,软件质量问题对经济的影响：

美国NIST（国家商业标准和技术）报告，“由于软件bug的普遍存在，使美国经济每年损失$590.5亿美元”，而Standish组织的数据是每年2000亿美元改进软件质量已经成为取得高投资回报率的直接途径，质量低的公司只会被遗忘软件质量问题对生命安全的威胁：

1963年,美国金星探测火箭飞行失败,造成经济损失达一千万美元，因为控制程序中的一个极小的错误,即将一逗号误写为一小数点！

由于着陆系统的高度报警程序问题部分导致了1997年发生在关岛的韩国客机空难，228人遇难。

1996年,欧洲耗资高达7亿美元的Ariane5火箭发射后解体爆炸,究其原因是惯性参考系统中的一个软件设计错误,并由于认为这个软件不会发生错误而缺乏充分的测试。

.,研究背景,如果有什么东西可以在软件开发之前用于描述软件，并能进行质量分析，从而保证软件质量就好了软件体系结构,THUSAGroup,21,软件体系结构起源,THUSAGroup,22,结构设计师：

设计图纸,管理人员：

施工计划,施工人员：

建造建筑物,软件体系结构思想来源于建筑业,软件体系结构起源,THUSAGroup,23,建立模型,软件体系结构起源,THUSAGroup,24,结构设计,软件体系结构起源,THUSAGroup,25,最终的建筑,鸟巢,更多的建筑源自于体系结构设计,THUSAGroup,26,玛雅阿兹特克金字塔,瑞士保险公司大楼,如果建筑的复杂度还不够高，那么一个城市呢？

THUSAGroup,27,软件体系结构的本意,THUSAGroup,28,对于大规模的，分布的，需要协作的，需要交互的，需要监测的，需要扩展的，需要演化的复杂软件系统的规划。

软件体系结构发展简史,程序设计语言的进化抽象级别（AbstractLevel）,THUSAGroup,29,软件体系结构发展简史,软件开发的进化关注点（Concern）,THUSAGroup,30,软件体系结构发展简史,1960年代，软件危机爆发1968年，软件工程被提出NATOsoftwareengineeringconference1968年，软件体系结构思想被提出“TheStructureoftheTHEMultiprogrammingSystem”authoredbyEdsgerDijkstra（艾德勒戴克斯加,荷兰）1975年，软件体系结构思想被升华“Architectureisthecompleteanddetailedspecificationoftheuserinterface”byFrederickBrooks（弗兰德里克布鲁克斯，美国）,THUSAGroup,31,EdsgerDijkstra,FrederickP.Brooks,软件体系结构发展简史,19721976年，现代软件开发思想被提出informationhidingandusageofinterface（Parnas，1972）structureseparation（Parnas,1974）therelationshipsbetweensoftwarestructureanditsquality（Parnas，1976）戴维帕纳斯，美国1991年，”SoftwareArchitecture”在正式文献中被使用SoftwareArchitecture:

IntegratingProcessandTechnologyauthoredWalkerE.RoyceandWinstonW.Royce沃克罗伊斯；

温斯顿罗伊斯，美国,THUSAGroup,32,DavidParnas,WalkerE.Royce,软件体系结构发展简史,1993年,SoftwareArchitecture被定义，此定义成为软件体系结构研究的公认基础AnIntroductiontoSoftwareArchitectureauthoredbyDavidGarlanandMaryShaw20世纪90年代，软件体系结构描述语言（ADL）兴盛Darwin,Wright,C2,Rapide,MetaH,ACME,20世纪90年代，软件体系结构评估方法兴起SAAM,ATAM,2000年，IEEE1471-2000标准IEEERecommendedpracticeforarchitecturaldescriptionofsoftware-intensivesystems,THUSAGroup,33,软件体系结构发展简史,2000年,SoftwareArchitectureProductLineTheDesignandUseofSoftwareArchitectureauthoredbyBosch2003年，UML2.0发布2000年至今，动态软件体系结构-ADL，LIME，dynamicWright,THUSAGroup,34,一些经典的文献列表,M.ShawandD.Garlan,“AnIntroductiontoSoftwareArchitecture,”V.AmbriolaandG.Tortora,eds.,AdvancesinSoftwareEngineeringandKnowledgeEngineering,vol.2,WorldScientificPublishing,1993,pp.139D.E.PerryandA.L.Wolf,“FoundationsfortheStudyofSoftwareArchitecture,”ACMSoftwareEng.Notes,vol.17,no.4,1992,pp.4052.D.L.Parnas,“OntheCriteriatoBeUsedinDecomposingSystemsintoModules,”Comm.ACM,vol.15,no.12,1972,pp.10531058.D.L.Parnas,“OntheDesignandDevelopmentofProgramFa