软件体系结构讲座：（一）软件体系结构引论

本讲讨论软件体系结构的定义、研究内容和发展现状以及它同软件工程的关系。     

软件体系结构研究

软件体系结构目前是软件界研究的一个热点,为什么要研究软件体系结构,软件体系结构目前的现状如何,这些都是该文讨论的问题。     

管理信息系统软件体系结构的合约模式

管理信息系统软件体系结构的设计需要良好的设计模式来保障系统的开放性、可扩展性和系统的持续发展。合约的概念来源于社会、经济系统,是区别和联系社会、经济单元的基本准则。文章把合约的概念用于抽象管理信息系统软件体系结构,作为划分和联结系统部件的原则和方法。使管理信息系统的体系结构具有更加丰富的语意,缩短了问题领域和求解软件系统之间的距离,方便和简化了管理信息系统软件体系结构的设计,在开发实践中证明,这种设计模式可以有效地保证管理信息系统的开放性、扩展性和不断发展的增殖性。     

DDR:一种自适应的面向模式的软件体系结构

信息系统必须处于开放、可更改状态以响应对技术和需求的修改。为满足信息系统这种变化和演化的特征,提出了一种自适应的面向模式的软件体系结构,称之为“显示-定义-实现”(DDR)体系结构模式。描述了DDR体系结构模式适合的问题领域,并给出了相应的解决方案和组织结构。DDR体系结构模式由显示层、定义层与实现层组成。显示层是系统数据表现形式的实现,它实现了应用程序显示逻辑。定义层是DDR体系结构模式的核心,它封装了可更改的系统内部成分——通常以元对象的方式表示,所有元对象的集合形成定义层的数据字典。该层还提供了一个对外接口以方便对自身具体内容的修改,即元对象协议。实现层描述了开发应用功能的用户接口,实现了系统的业务逻辑。用DDR体系结构模式实现的系统,是一个自适应性系统,具有主动性、高安全性等特点,有利于系统的维护、扩展与移植。     

适配器模式在软件体系结构中的应用

本文主要讨论了软件设计模式中的适配器模式在软件体系结构中的应用,主要介绍了适配器模式的概念,适配器模式的实现,对象适配器和类适配的区别以及适配器模式的优缺点。通过讨论适配器模式的实现方式和特点来帮助设计良好的软件结构,从而提高软件开发的效率。     

面向模式软件体系结构合成中的冲突消解方法

面向模式的软件体系结构合成主要包括两个核心活动：（1）将软件职责分配到对象类的职责合成活动;（2）减少体系结构模式约束违背的模式合成活动.但如何从以上两个核心活动生成的候选方案中无冲突地组合出最终的软件体系结构设计方案,是面向模式的软件体系结构合成所面临的挑战.以基于搜索的软件工程技术为框架,提出了基于学习的协作式协同演化方法（CoEA-L）,以解决自动化软件体系结构合成中面临的上述问题.CoEA-L使用学习运算子扩展了传统遗传算法中的运算子.在学习运算子中,使用数据挖掘的关联算法自动发现软件职责间的关系,并用于解决面向模式的软件体系结构合成中的冲突问题.实验结果表明,该方法能够有效地消解面向模式的软件体系结构合成中产生的冲突.     

面向对象的有限元工程软件体系结构研究

软件体系结构对软件性能和质量及生命周期的影响是非常关键的，它与具体的开发过程紧密相关。面向对象的有限元程序设计可以大大提高程序的模块化和代码的重用性。文章在有限元基本数据封装和单元过程设计的基础上，构建了有限元工程软件构架和原型，详细讨论了如何使用该软件构架进行有限元程序开发的方法。实例应用表明，和传统的方案相比，此方法能更完整地抽象出各类有限元数据的共性，能更好地适应系统的扩充。     

面向CBSD的软件体系结构模型研究

基于构件的软件开发（简称CBSD）是在一定构件模型的支持下,复用构件库中的一个或多个软件构件,通过组合构件来构造应用软件系统的开发过程。但是,目前CBSD关注的重点局限在二进制构件的规范上,仅仅提供了在实现层次上支持构件交互的基础机制．缺乏一套系统的方法来指导整个开发过程。为此提出了一种面向CBSD的软件体系结构六视图模型,为系统的设计与实现提供了参考模型和技术指导。并将该视图模型应用到图书馆管理系统的体系结构描述中。     

面向CBSD的软件体系结构模型研究

基于构件的软件开发(简称CBSD)是在一定构件模型的支持下,复用构件库中的一个或多个软件构件,通过组合构件来构造应用软件系统的开发过程。但是,目前CBSD关注的重点局限在二进制构件的规范上,仅仅提供了在实现层次上支持构件交互的基础机制,缺乏一套系统的方法来指导整个开发过程。为此提出了一种面向CBSD的软件体系结构六视图模型,为系统的设计与实现提供了参考模型和技术指导。并将该视图模型应用到图书馆管理系统的体系结构描述中。     

软件体系结构讲座：（三）实例研究

本讲通过若干例子说明如何利用体系结构原理增加对软件系统的理解。     

基于模式的软件体系结构建模

文中给出了一种应用程序组件的领域建模方法,将组件静态方面的面向对象建模(类图)、组件行为或功能等动态方面的基于模式的建模(模式实例模型)与代码生成实现技术结合起来。并试图用模式描述组件体系结构风格,指导如何构造和组织一个系统。基于模式的软件体系结构设计方法可在很短的时间内创建各种组件,并通过改变模型中的抽象体系结构特性来满足应用程序中的体系结构要求,因而该方法是切实可行的。     

面向模式的分布式软件构架可视化建模

主要阐述了面向模式的分布式软件构架的概念、原理和常用构架模式的特点。重点研究了提出的面向模式的软件构架建模语言、可视化建模工具的设计原理、功能及特点等,并以一个具体应用实例展示了该建模工具的实用性。     

MVC体系架构从模式到框架的持续抽象进化

针对有互动响应要求的复杂软件系统的设计和开发,提出一种“(组合)模型-视图-控制器”软件体系架构框架的设计方案。该方案基于进化式软件架构设计理念体系,运用以持续抽象策略为导引的进化式迭代方法,对传统的模型-视图-控制器体系架构模式进行了进化式抽象迭代,并在SAL Studio 1.0项目中予以应用。结果证明,由该方法得出的设计方案提高了相应软件体系的可靠性、可扩展性和可复用性,促进了软件体系的技术进化,能优质、有效、可靠地完成软件开发。     

某无人机机载软件架构研究

无人机的飞控系统日益复杂,机载软件的开发难度增大,如何开发稳健的飞控系统软件成为一个技术难题;面对这个问题,首先针对某型无人机飞控系统的质量属性要求,研究了软件架构技术和机载软件的特点,给出了机载软件架构的一般步骤,设计了此型无人机的机载软件架构,并描述了此架构的分解结构、分层结构和数据流结构;试验表明,此软件架构能很好的指导机载软件的开发,从根本上提高了机载软件的鲁棒性,保证了飞控系统软件的高可靠性和灵活性,达到了设计目的.     

软件体系结构评估技术

作为在软件生命周期早期保障软件质量的重要手段之一,软件体系结构评估技术是软件体系结构研究中的一个重要组成部分.将现有的软件体系结构评估方法划分为3类:基于场景的评估方法、基于度量和预测的评估方法以及特定软件体系结构描述语言的评估方法.按照软件体系结构评估技术的评价框架,分别从评估方法的目标、质量属性、关键技术等方面对这3类方法的特点进行介绍和对比.最后分析了现有研究中存在的不足并进一步探讨了软件体系结构评估技术的研究趋势.     

反射式软件体系结构一致性研究

给出了支持软件体系结构设计时重用的反射式软件体系结构.基于Object-Z形式化描述了支持软件重用的操作.给出了反射式软件体系结构的元级和基本级的一致性性质的定义,以及经过重用操作后元级和基本级的一致性的证明方法和过程.     

软件体系结构建模研究

提出了软件体系结构工程的概念，建立了软件体系结构的生命周期模型并对软件体系结构进行了分类和建模，介绍了几种典型的软件体系结构语言，提出了一个基于时序逻辑的形式化体系结构语言－ＸＹＺ／ＳＡＥ．该语言可作为系列化时序逻辑语言族ＸＹＺ／Ｅ的子语言，支持对软件体系结构可的构件，连接件和配置的描述，并可在统一的框架下描述软件体系的结构静态行为和动态行为。     

基于CORBA的分布式MVC软件体系结构

MVC作为一种经典的软件模式,在界面程序设计和B/S系统中得到广泛应用,但对于分布式实时交互应用而言,其高效性和可扩展性等仍有待提高。本文深入分析了MVC软件模式的结构特点,提出一种基于CORBA的分布式MVC软件体系结构SEV。SEV将动态数据处理从模型中分离出来,并采用CORBA分布对象机制提高系统可扩展性,为面向分布式实时交互式系统的设计提供了高效可扩展的软件参考模型。     

软件体系结构的概念

软件体系结构作为软件的整体结构,从整个系统的角度来看,除了包括由构件、连接件和约束构成的软件结构之外,软件体系结构还应包括软件完成的业务、执行业务的组织、组织的位置、运行软件所需的信息和技术基础设施等方面的内容。软件体系结构对软件性能和质量的影响是致命的,它与具体的开发过程紧密相关。文章从系统的角度阐述了软件体系结构的概念,基于此概念,说明了以体系结构为中心的开发过程,并结合软件体系结构与软件过程的关系说明了软件体系结构对软件质量的影响,最后总结了研究软件体系结构的目的。