(软件体系结构)第10章软件体系结构集成开发环境.ppt

　10.1 软件体系结构集成开发环境的作用　　软件体系结构集成开发环境基于体系结构形式化描述从系统框架的角度关注软件开发。体系结构开发工具是体系结构研究和分析的工具，给软件系统提供了形式化和可视化的描述。它不但提供了图形用户界面、文本编辑器、图形编辑器等可视化工具，还集成了编译器、解析器、校验器、仿真器等工具；不但可以针对每个系统元素，还支持从较高的构件层次分析和设计系统，这样可以有效地支持构件重用。具体来说，软件体系结构集成开发环境的功能可以分为以下5类。 　　1．辅助体系结构建模　　建立体系结构模型是体系结构集成开发环境最重要的功能之一。集成开发环境的出现增加了软件体系结构描述方法的多样性，摒弃了描述能力低的非形式化方法，摆脱了拥有繁杂语法和语义规则的形式化方法。开发者只需要经过简单的操作就可以完成以前需耗费大量时间和精力的工作。形式化时期建模是将软件系统分解为相应的组成成分，如构件、连接件等，用形式化方法严格地描述这些组成成分及它们之间的关系，然后通过推理验证结果是否符合需求，最后提供量化的分析结果。 　　而集成开发环境提供了一套支持自动建模的机制完成体系结构模型分析、设计、建立、验证等过程。用户根据不同的实际需求、应用领域和体系结构风格等因素选择不同的开发工具。 　　2．支持层次结构的描述　　随着软件系统规模越来越大、越来越复杂，只使用简单结构无法表达，这时就需要层次结构的支持，因此开发工具也需要提供层次机制。图10-1描述了一个简单的具有层次结构的客户端/服务器系统。 图10-1 层次构件 　　系统由客户端和服务器两个构件组成，客户端可以向服务器传输信息。服务器是一个包含了3个构件的复杂元素，内部构件之间相互关联形成了一个具有独立功能的子系统，子系统通过接口与外界交互。体系结构集成开发环境提供了子类型和子体系结构等机制来实现层次结构。用户还可以根据需要自定义类型，只需将这种类型实例化为具体的子系统即可。类似构件、连接件也可以通过定义新类型表达更复杂的信息。 　　3．提供自动验证机制　　几乎所有的体系结构集成开发环境都提供了体系结构验证的功能。体系结构描述语言解析器和编译器是集成开发环境中必不可少的模块。除此之外，不同的集成开发环境根据不同的要求会支持特定的检验机制。 　　Wright提供模型检测器来测试构件和连接件死锁等属性，它通过一组静态检查来判断系统结构规格说明的一致性和完整性，同时还支持针对某一特定体系结构风格的检查；C2通过约束构件和连接件的结构和组织方式来检查一致性和完整性；?SADL利用体系结构求精模式概念保证使用求精模式的实例的每一步求精过程都正确，采用这种方式能够有效地减少体系结构设计的错误；ArchStudio中的Archlight不但支持系统的一致性和完整性检查，还支持软件产品线的检测。 　　集成开发环境的校验方式可分为主动型和被动型两种。主动型是指在错误出现之前采取预防措施，是保证系统不出现错误状态的动态策略。它根据系统当前的状态选择恰当的设计决策保证系统正常运行。例如，在开发过程中阻止开发者选择接口不匹配的构件；集成开发环境不允许不完整的体系结构调用分析工具。被动型是指允许错误暂时存在，但最终要保证系统的正确性。被动型有两种执行方式，一种允许预先保留提示错误稍后再作修改，另一种必须强制改正错误后系统才能继续运行。例如，在MetaH的图形编辑器中，启动“应用”按钮之前必须保证系统是正确的。 　　4．提供图形和文本操作环境　　体系结构集成开发环境是开发者研究体系结构的可视化工具和展示平台，它具有友好的图形用户界面和便捷的操作环境。体现在以下4个方面：　　(1) 集成开发环境提供了包含多种界面元素的图形用户界面，例如工具栏、菜单栏、导航器视图、大纲视图等。工具栏显示了常用命令和操作；视图以列表或者树状结构的形式对信息进行显示和管理。 　　(2) 集成开发环境提供了图形化的编辑器，它用形象的图形符号代表含义丰富的系统元素，用户只需选择需要的图形符号，设置元素的属性和行为并建立元素之间的关联就可以描绘系统了。例如，Darwin系统提供基本图元代表体系结构的基本元素，用空心矩形表示构件，直线表示关联，圆圈表示接口；每个图元都有自己的属性页，通过编辑构件、关联和接口的属性页来设置体系结构的属性值。 　　(3) 集成开发环境利用文本编辑器帮助开发者记录和更新体系结构配置和规格说明。通常，集成开发环境会根据模型描述的系统结构自动生成配置文档。当模型被修改时，它的文本描述也会发生相应的变化，这种同步机制保证了系统的一致性和完整性。　　(4) 集成开发环境还支持系统运行状态和系统检测信息的实时记录，这些信息对分析、改进和维护系统都很有价值。 　　5．支持多视图　　多视图作为一种描述软件体系结构