4.1體系結(jié)構(gòu)設(shè)計的重用當(dāng)前，重用是一個流行的新概念。通過基于軟件產(chǎn)品線的眾多研究，可重用軟件元素，專用領(lǐng)域引擎與相關(guān)軟件開發(fā)過程，軟件重用已經(jīng)相當(dāng)成熟。然而，軟件重用并不是“銀彈”。雖然它能帶來諸如節(jié)省開銷，節(jié)約投入市場時間，挺高質(zhì)量上的好處，但簡單說來，還是難以控制與應(yīng)用。4.2體系結(jié)構(gòu)設(shè)計空間與規(guī)則

體系結(jié)構(gòu)設(shè)計始于一系列關(guān)于屬性與行為的需求說明，止于一系列的構(gòu)件連接器風(fēng)格與配置的落實。測試可以用于檢測需求是否被達(dá)到，如果是，這個設(shè)計就可以被認(rèn)為是合格的。4.2體系結(jié)構(gòu)設(shè)計空間與規(guī)則在構(gòu)造一個空間之前，需要相關(guān)的法則與分類方法，來表示在一個維度上的不同值?？赡苤档姆秶Q作“范疇”。4.3基于體系結(jié)構(gòu)的軟件分析設(shè)計過程過程是有特定目標(biāo)的動作序列。定義動作為如下的五元組。Actioni=<ID,SHi,Resi,Acti,Consi>過程是動作的有序集合：Process={Action1,Action2,…,Actionn}SADPBA（基于體系結(jié)構(gòu)的軟件分析設(shè)計過程）是用上述術(shù)語定義的一個過程，其特征就是軟件體系結(jié)構(gòu)動作。SADPBA是一個迭代的過程，項目的每個階段都是以上一個階段的工作為基礎(chǔ)。SADPBA將過程分解為3個動作：需求分析，軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計與系統(tǒng)設(shè)計，因此設(shè)計空間也符合這個模式。使用設(shè)計空間對設(shè)計過程進(jìn)行拆分設(shè)計空間的形式化定義如下：其中di是設(shè)計空間的維度，是對系統(tǒng)某一特性或設(shè)計決策的描述,而di中枚舉出的可能方法稱為“范疇”。在面向領(lǐng)域的的設(shè)計過程中，使用三個空間，意味著設(shè)計過程將依次從一個空間映射到另一個空間，使用設(shè)計空間對設(shè)計過程進(jìn)行拆分設(shè)Fi，F(xiàn)j∈DS且Fi≠Fj，若Fj的取值依賴于Fi的取值，則稱Fj依賴于Fi，記為FjDepFi，設(shè)計空間中的維的依賴關(guān)系描述了多個方案如何組合到一起，以實現(xiàn)一個系統(tǒng)。定義映射關(guān)系如下：DS1、DS2是兩個設(shè)計空間，如果存在一個法則f，使得對任意α∈DS1，在DS2中恰好存在一個b與之對應(yīng)(記為f(α)=b)，則稱f是DS1到DS2的一個映射，記f=DS1→DS2。α稱為b在f中的自變量，b稱為α在f中的值。SADPBA的追蹤機(jī)制追蹤是單一或多個項目空間中的項目元素的可逆關(guān)系，定義如下：在設(shè)計空間中，若從項目元素α可追蹤到其他相關(guān)項目元素β，稱項目元素α和β存在可追蹤關(guān)系，記作SADPBA將可追蹤關(guān)系分為兩類：第一類是DSF與DSA之間的關(guān)系：設(shè)DSF是一個功能設(shè)計空間而DSA是一個體系結(jié)構(gòu)設(shè)計空間，?是他們之間的映射規(guī)則。僅當(dāng)任意項目元素α∈DSF且它的所有依賴關(guān)系都可以被映射到DSA的元素，則稱DSF對于DSA是完備的。另外一類是DSA與DSS之間的關(guān)系設(shè)DSA是一個體系結(jié)構(gòu)設(shè)計空間而DSS是一個系統(tǒng)設(shè)計空間，?是他們之間的映射規(guī)則。僅當(dāng)任意項目元素α∈DSA且它的所有依賴關(guān)系都可以被映射到DSS的元素，則稱DSA對于DSS是完備的。軟件體系結(jié)構(gòu)的生命周期模型實踐中的SADPBA實踐中的SADPBA實踐中的SADPBA需求分析階段，開發(fā)人員需要盡可能的搜集各種有關(guān)系統(tǒng)的功能性需求，以及非功能性需求。一個軟件最終是否成功，通常是以客戶或用戶的滿意度為直接體現(xiàn)的。如果開發(fā)階段初期的需求工程做的不夠完善，需求調(diào)研存在誤差或者遺漏，將對后續(xù)開發(fā)造成影響，甚至不可逆的損失，最終產(chǎn)品評價也將受到嚴(yán)重的質(zhì)量危機(jī)。實踐中的SADPBA體系結(jié)構(gòu)設(shè)計階段則需要軟件架構(gòu)師根據(jù)上一階段可靠的需求報告，根據(jù)自己豐富的專業(yè)架構(gòu)知識與積累的軟件架構(gòu)經(jīng)驗，對軟件體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，形成合適的架構(gòu)風(fēng)格。根據(jù)需求功能設(shè)計出構(gòu)件與連接器，確定體系結(jié)構(gòu)規(guī)范，進(jìn)行評審，看是否能夠滿足系統(tǒng)要求的功能以及非功能需求，并經(jīng)過不斷改進(jìn)確定構(gòu)件集合、連接器集合與結(jié)構(gòu)規(guī)范。實踐中的SADPBA系統(tǒng)設(shè)計階段則在確定構(gòu)件與連接器的基礎(chǔ)上，對整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)劃。當(dāng)前有很多流行的架構(gòu)思想與概念，比如插件架構(gòu)、組態(tài)、虛擬化、嵌入式等等。實踐中的SADPBA插件架構(gòu)實踐中的SADPBA組態(tài)實踐中的SADPBA虛擬化實踐中的SADPBA嵌入式4.4示例：MEECS移動設(shè)備已經(jīng)與七八年前相比有了長足進(jìn)步。他們的計算能力與存儲能力已經(jīng)超過了2000年的個人電腦。同時，移動設(shè)備擁有出色的特征，例如你可以方便地將其帶到任何地方，可以接受多種模式的輸入：按鍵，聲音甚至是上下文感知。緊跟著這些特征的是創(chuàng)造性的應(yīng)用與更進(jìn)一步的新的商業(yè)模式。然而，移動環(huán)境中的軟件系統(tǒng)是不同的，導(dǎo)致了對他們構(gòu)造的特別關(guān)注。異構(gòu)不穩(wěn)定性不對稱性資源限制4.4示例：MEECS將SADPBA應(yīng)用到MEECS1.需求分析將SADPBA應(yīng)用到MEECS2.體系結(jié)構(gòu)設(shè)計將SADPBA應(yīng)用到MEECS2.體系結(jié)構(gòu)設(shè)計將SADPBA應(yīng)用到MEECS2.體系結(jié)構(gòu)設(shè)計將SADPBA應(yīng)用到MEECS2.體系結(jié)構(gòu)設(shè)計將SADPBA應(yīng)用到MEECS2.體系結(jié)構(gòu)設(shè)計將SADPBA應(yīng)用到MEECS3.系統(tǒng)設(shè)計將SADPBA應(yīng)用到MEECS3.系統(tǒng)設(shè)計4.5軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格選擇PSAS（Bhattacharya,2006）方法適用于基于組件的軟件工程方法（CBSE），設(shè)計者將首先進(jìn)行需求分析和功能設(shè)計，并搜集軟件的不同用例，然后設(shè)計者將依照PSAS方法分析這些用例并且從構(gòu)件庫中選擇可以滿足用例功能的組件，連接器等軟件元素。最后PSAS將通過選擇出的軟件元素的特性來給出最符合的軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格。值得注意的是，PSAS方法可以在開發(fā)的過程中不斷預(yù)測最合適的體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格，這樣可以得到相對比較優(yōu)良的設(shè)計。4.5軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格選擇在PSAS開始之前需要分析用例列表，并且構(gòu)建出一個PSAS說明書模型。PSAS說明書模型應(yīng)該包含軟件的軟件架構(gòu)元素在特定的領(lǐng)域中的詳細(xì)說明文檔。軟件架構(gòu)元素即軟件中與領(lǐng)域相關(guān)的必要連接器（connector）和組件（component）。詳細(xì)的說明文檔包括功能描述和非功能描述。4.5軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格選擇特征類別分析特征類別分析組成元素（ConstituentParts）組成元素代表軟件的構(gòu)成單元方面的特征，主要包含構(gòu)件（Components）和連接器（Connector）兩個成分。構(gòu)件是系統(tǒng)中的獨立程序，主要特征就是構(gòu)件具有相對獨立性，它們可以不依賴其他的構(gòu)件，也可以與其他的構(gòu)件互相協(xié)作，是系統(tǒng)功能的主要提供者，也是系統(tǒng)服務(wù)的載體。連接器也是體系結(jié)構(gòu)概念，在不同的風(fēng)格中可以被具化為其他的名稱。連接器主要性質(zhì)就是連接構(gòu)件，即定義構(gòu)件之間信息交互的方式。特征類別分析控制因素（ControlFactors）控制因素信息主要側(cè)重考慮構(gòu)成系統(tǒng)的組件之間的交互關(guān)系，并以此來分析系統(tǒng)的行為。控制因子相關(guān)的部分主要有三種，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（Topology），同步性（Synchronicity）和綁定時間（BindingTime）。綁定時間在說明書中的組件交互細(xì)節(jié)中被申明，主要描述的是構(gòu)件之間控制轉(zhuǎn)移的時間消耗需求。特征類別分析數(shù)據(jù)因素（DataFactors）與控制因素相對應(yīng)，數(shù)據(jù)因素主要考察系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流動的關(guān)系。構(gòu)件之間不僅具有控制的流動，也具有數(shù)據(jù)的流動，數(shù)據(jù)因素就是主要捕獲數(shù)據(jù)流動上的關(guān)系并且將不同的捕獲關(guān)系分類以提供選擇軟件體系結(jié)構(gòu)的依據(jù)。數(shù)據(jù)因素同樣分為三個部分：拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，連續(xù)性（Continuity）和時間。特征類別分析控制/數(shù)據(jù)交互（Control/DataInteraction）這個層面描述了系統(tǒng)中控制和數(shù)據(jù)的交互關(guān)系。這里我們著重考慮數(shù)據(jù)流和控制流形狀（Shape）是否相同。如果一個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制流拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相同，被稱為形狀同構(gòu)系統(tǒng)（Isomorphic），否則稱為非同構(gòu)系統(tǒng)。很多體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格的數(shù)據(jù)流和控制流都是同構(gòu)的，包括順序批處理風(fēng)格，數(shù)據(jù)流網(wǎng)絡(luò)和C/S風(fēng)格架構(gòu)，但是也有一些體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格是不同構(gòu)的，例如黑板模型。PSAS方法主流程1.為系統(tǒng)需要提供的服務(wù)進(jìn)行進(jìn)行用例分析。需要提供的服務(wù)在架構(gòu)功能說明書中被指定。2.對于每一個在用例中的服務(wù)，從構(gòu)架庫中選擇最合適的構(gòu)件，并且構(gòu)件基礎(chǔ)構(gòu)件列表。3.如果基本構(gòu)件列表中的每一個構(gòu)件，通過4.5.2中的方法判別系統(tǒng)整體的構(gòu)件類型，如果所有的構(gòu)件不是同一種類型，我們把最多的類型作為系統(tǒng)整體構(gòu)件類型。4.如果基本構(gòu)件列表中的每一個構(gòu)件，通過4.5.2中的方法判別系統(tǒng)整體的連接器屬性類型，如果所有的連接器不是同一種類型，我們把最多的類型作為系統(tǒng)整體連接器類型。5.使用4.5.2中的方法繪制控制列表，判別系統(tǒng)的控制類型，包括拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和同步方式6.使用4.5.2中的方法繪制數(shù)據(jù)列表，判別系統(tǒng)的數(shù)據(jù)類型，包括數(shù)據(jù)拓?fù)浜瓦B續(xù)性類型。7.確定是或否同構(gòu)8.查找表4-1來判斷最合適的軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格。如果找不到最合適的，可以選擇有相對較多的共性的風(fēng)格。4.6小結(jié)在本章中，介紹了軟件體系結(jié)構(gòu)級別上的設(shè)計策略。設(shè)計行為被抽象成設(shè)計空間。擴(kuò)展了設(shè)計空間，并將它分為功能設(shè)計空間，體系結(jié)構(gòu)設(shè)計空間與系統(tǒng)設(shè)計空間。而這就是SADPBA的核心概念，以體系結(jié)構(gòu)為中心的設(shè)計過程。介紹了SADPBA的概念與術(shù)語，并討論