第2章 软件体系结构建模精要.ppt

第二章 软件体系结构建模 本章内容 2.1 建模概述 2.2 建模语言 2.3 基于UML体系结构描述方式的案例分析 2.4 软件体系结构的生命周期 2.5 基于体系结构的软件开发过程 2.1 建模概述 软件体系结构模型是以具体的形式来表现软件体系结构的，如果让软件体系结构局限于软件架构师的头脑之中，或局限在项目组成员的意会言传之中，那么软件体系结构应用的作用就不能充分发挥出来，所以软件体系结构应该以模型的形式具体化。 软件体系结构建模，就是建立软件体系结构模型的方法和过程。这里，软件体系结构是建模的对象，建模的结果是软件体系结构模型。 2.2 建模语言 软件体系结构是在较高的抽象层次上对软件基本结构的一种抽象描述，能够把信息准确地、无二义性地传递给所有的开发者和使用者。为了使软件体系结构能够满足系统的功能、性能和质量需求，就需要有一种规范的软件体系结构描述方法，这就是建模语言。 1995年IEEE体系结构标准指出：体系结构是一个系统概念；体系结构描述则是用于把体系结构文档化的工具集合，是一个具体的人为产物。通常被组织成一个或多个体系结构视图来负责处理一个或多个系统参与者所关心的侧面。 目前，在描述软件的框架结构时，常用的方法主要有两种： 一种是实践派风格，使用通用的建模符号。 另一种是学院派风格，使用了体系结构描述语言(ADL)。 在实践派风格中，将软件体系结构设计与描述同传统的系统建模视为一体，例如：使用UML可视化建模技术来直接表示软件体系结构。实践派风格包括：图形表示方法、模块内连接语言、基于构件的系统描述语言和UML描述方法。 图形表示方法。 模块内连接语言。 基于构件的系统描述语言。 UML描述方法。 实践派风格的特点是：关注更广范围的开发问题，提供多视角的体系结构模型集，强调实践可行性而非精确性，将体系结构看成开发过程的蓝本，给出针对通用目标的解决方案。 学院派风格则侧重于软件体系结构形式化理论的研究。在学院派风格中，倡导使用体系结构描述语言来刻画软件的框架结构。ADL集中描述了整个系统的高层结构。通常，ADL提供了一个概念框架和一套具体的语法规则。此外，在每种体系结构描述语言中，还会提供相应的工具支持，用于分析、显示、编译和模拟该语言所表示的软件体系结构。 学院派风格的特点是：模型单一，具有严格的建模符号，注重体系结构模型的分析与评估，给出强有力的分析技术，提供针对专门目标的解决方案。 基于ADL的软件体系结构描述 在设计ADL时，需要明确ADL能对体系结构的哪些方面进行建模以及如何进行建模。此外，还要考虑需要为开发者提供哪些支持工具。有无工具的支持是ADL是否可用的重要标志。 在建立软件体系结构模型时，必须考虑它的三个基本组成成分的表示：构件、连接件和配置关系。其中，构件是计算和数据存储的单元，它通过接口与外界进行信息交互，接口是构件描述中不可缺少的部分。 在设计ADL的构件描述规范时，应该考虑以下几个方面的内容：(1)接口。(2)类型。(3)语义。(4)约束。(5)演化。(6)非功能特性。 在设计ADL的连接件描述规范时，所考虑的内容与构件相似。不同的是，连接件不包含与应用相关的计算，其接口描述是与它相关联的构件所提供的服务需求。 在设计ADL的配置关系描述规范时，应该考虑以下几个方面的内容： 可理解性。 组合能力。 对异构的支持。 可伸缩能力。 进化能力。 动态支持。 目前，广泛使用的体系结构描述语言有：ACME、Unicon、Wright、Darwin、Aesop、SADL、MetaH、Rapide和C2。由于这些语言大都是研究者在某些特殊应用中的设计产物，因此，它们都有各自的侧重点。 ACME ACME除了作为一种体系结构描述语言来描述系统的体系结构外，还可以实现不同ADL之间的相互转换。ACME具有以下基本特征： 提供了基本的体系结构元素来描述系统的体系结构，并提供了相应的扩展机制。 提供了灵活的注解机制来描述系统的非结构性信息。 提供了可对软件体系结构风格进行重用的模板机制。 提供了一种开放的语义框架，可以对体系结构描述进行形式化推理。 Rapide Rapide是一种可执行的ADL，其目的是通过定义并模拟基于事件的行为对分布式并发系统建模。它通过事件的偏序集合来刻画系统的行为。Rapide由五种子语言构成： 类型(Types)语言——定义接口类型和函数类型，支持通过继承已有的接口来构造新的接口类型； 模式(Pattern)语言——定义具有因果、独立和时序等关系的事件所构成的事件模式； 可执行(Executable)语言——包含描述构件行为的控制结构； 体系结构(Architecture)语言——通过定义同步和通信连接来描述构件之间的事件流；