软件体系结构-第5章

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1、1软件体系结构北京理工大学计算机科学技术学院徐进第五章2课程内容第一章软件体系结构基本概念第二章软件体系结构经典风格第三章软件体系结构应用第四章软件体系结构设计模式第五章软件体系结构研究与发展3第5章软件体系结构研究与发展5.1软件体系结构的研究现状5.2软件体系结构语言5.1.1ADL核心模型5.1.2ADL构成要素5.1.3几种ADL介绍5.3软件体系结构形式化描述5.2.1形式化方法简述5.2.2软件体系结构抽象模型5.2.3Z标记形式化描述语言45.1软件体系结构的研究现状软件体系结构已

2、经成为国内外软件研究的热点，人们已经把解决复杂软件设计的难题，以及提高软件设计效率和质量寄托在软件体系结构研究的突破上。然而，软件体系结构的技术研究从理论到实践还处在发展时期。主要研究包括：1）软件体系结构形式化2）软件体系结构的描述语言、工具和环境3）软件体系结构经典风格、应用框架和设计模式的总结51）软件体系结构形式化①用形式化体系解释体系结构抽象定义体系结构的精确语义，证明某种体系结构运用的必然性和充分性，进而扩展证明它的使用性，并且，作为验证结构合理性的基础，用于系统设计中的结构选取。主

3、要软件体系结构的形式化体系：形式化对象关系表达：类属理论(CategoryTheory)形式化描述语言：Z标记语言(ZNotation)抽象代数理论：抽象模型等等形式化方法的两方面研究：6②体系结构描述语言ADL(ArchitectureDescriptionLanguage)用形式化的符号表示体系，进行建模和结构分析。抽象描述结构的形式，便于掌握系统全局和特征，便于分析系统的构成角色和特性，便于复用和继承已有结构，目标是体系结构自动化。研究进展：ACME:描述系统结构交互机制Aesop:对体系

4、结构特定风格的规范性描述C2:描述分布式可延展动态系统的结构MetaH:用于描述导航和控制体系结构Rapide:对体系结构描述中的动态行为建模并模拟运行SADL:用形式化对体系结构不同层次的细节描述Unicom:用公共接口协议连结构件，粘合生成系统Wright:用于并发系统建模，可对死锁等动态行为分析72）软件体系结构的工具和环境描述语言和工具环境的关系：描述语言--研究语言的成分和表示能力工具环境--研究工程平台和系统建设能力描述语言的可用性，直接反映在工具所提供的环境中软件体系结构工具环境应

5、该具备的基本功能：提供设计规范提供多视角表达提供分层细化，以及性能分析可生成运行代码提供动态行为描述，可进行运行配置8ADL研究现状：认识不统一，ADL商业产品大都来自企业和学术团体，它们的手段和目标不尽相同。ADL研究虽然在界有影响，但并没有达到一般性的实际应用。ADL具备的共同点：提供图形句法表示手段，给了形式化的句法和语义提供分布式系统建模描述除支持数据流和控制流连接，很少支持其他类型的连接支持详细结构层次的表示，并支持子结构的模板实例化除了一般的注释说明，不支持设计的依据和历史跟踪5.2

6、软件体系结构语言ADL9各种ADL目前存在的问题：描述结构的实际处理角度不同。有从硬件结构的角度，也有从软件优先级角度的。描述结构的范围不同。大部分都包含管道过滤器体系结构形式，有的包含了层次式部件结构，有的包含了对象式结构，还有的包含了动态体系以及类继承体系。描述结构支持一致性的完整程度不同。大部分支持内部一致性，有的支持部件间的一致性。描述结构在分析能力的支持方面存在明显不足。描述结构在处理相同体系结构的不同实例能力上，或者说可变性方面，存在明显不足。10IEEEP1471规定了应用体系结构

7、的描述标准：(2000.9)•体系结构的存档要求•能区别个体及其关系•体系结构视点•体系结构视点的选择•体系结构视点之间的一致性•体系结构原理ADL应该具备的基本特点：能使用较小的独立体系结构元素来建造软件系统；•关注的是构件和连接件描述，而无需关注实现；•构件和连接件以及体系结构都是开发设计的重用部件；•描述的每个元素都有自己局部的结构，支持动态变化组合；•可描述不同体系结构的关联；•可对描述的体系结构进行性能及功能的分析。11所有ADL都围绕着被称为“软件体系结构核心模型”而设计的。软件体系

8、结构核心模型由五个基本元素：构件、连接件、配置、端口和角色。5.2.1ADL核心模型软件体系结构配置构件连接件端口角色1:N1:N1:N返回本章目录12构件：是软件结构的构造块，是计算与状态存在的场所构件的大小：可小到只有一个过程或大到整个应用系统构件的存储：有自己的或与其它成分共享的存储和执行空间构件的属性：如类型、语义、状态，等1）构件的概念5.2.2ADL的构成要素构件构件接口（端口）构件类型构件演变返回本章目录13构件接口（端口）：构件与外部交互的端口点。构件接口可以有多个，不同的接口对