???? 軟件架構(gòu) （ software architecture ）是一系列相關(guān)的抽象 模式 ，用于指導(dǎo)大型 軟件系統(tǒng) 各個方面的設(shè)計。? 軟件 架構(gòu) 是一個系統(tǒng)的草圖。軟件架構(gòu)描述的 對象 是直接構(gòu)成系統(tǒng)的抽象 組件 。各個組件之間的連接則明確和相對細(xì)致地描述組件之間的通訊。在實現(xiàn)階段，這些抽象組件被細(xì)化為實際的組件，比如具體某個類 或者對象。在 面向?qū)ο?領(lǐng)域中，組件之間的連接通常用接口_( 計算機 科學(xué))來實現(xiàn)。

???? 軟件體系結(jié)構(gòu)是構(gòu)建計算機軟件實踐的基礎(chǔ)。與建筑師設(shè)定建筑項目的設(shè)計原則和目標(biāo)，作為繪圖員畫圖的基礎(chǔ)一樣，一個軟件架構(gòu)師或者系統(tǒng)架構(gòu)師陳述軟件構(gòu)架以作為滿足不同客戶需求的實際系統(tǒng)設(shè)計方案的基礎(chǔ)。

????? 軟件構(gòu)架是一個容易理解的概念，多數(shù)工程師（尤其是經(jīng)驗不多的工程師）會從直覺上來認(rèn)識它，但要給出精確的定義很困難。特別是，很難明確地區(qū)分設(shè)計和構(gòu)架：構(gòu)架屬于設(shè)計的一方面，它集中于某些具體的特征。

????? 在 “ 軟件構(gòu)架簡介 ” 中， David Garlan 和 Mary Shaw 認(rèn)為軟件構(gòu)架是有關(guān)如下問題的設(shè)計層次： “ 在計算的算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之外，設(shè)計并確定系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)成為了新的問題。結(jié)構(gòu)問題包括總體組織結(jié)構(gòu)和全局控制結(jié)構(gòu)；通信、同步和數(shù)據(jù)訪問的協(xié)議；設(shè)計元素的功能分配；物理分布；設(shè)計元素的組成；定標(biāo)與性能；備選設(shè)計的選擇。 ”[GS93]

?????? 但構(gòu)架不僅是結(jié)構(gòu)； IEEE Working Group on Architecture 把其定義為 “ 系統(tǒng)在其環(huán)境中的最高層概念 ”[IEEE98] 。構(gòu)架還包括 “ 符合 ” 系統(tǒng)完整性、經(jīng)濟(jì)約束條件、審美需求和樣式。它并不僅注重對內(nèi)部的考慮，而且還在系統(tǒng)的用戶環(huán)境和開發(fā)環(huán)境中對系統(tǒng)進(jìn)行整體考慮，即同時注重對外部的考慮。

????? 在 Rational Unified Process 中，軟件系統(tǒng)的構(gòu)架（在某一給定點）是指系統(tǒng)重要構(gòu)件的組織或結(jié)構(gòu)，這些重要構(gòu)件通過接口與不斷減小的構(gòu)件與接口所組成的構(gòu)件進(jìn)行交互。

???? 從和目的、主題、材料和結(jié)構(gòu)的聯(lián)系上來說，軟件架構(gòu)可以和建筑物的架構(gòu)相比擬。一個軟件架構(gòu)師需要有廣泛的軟件理論知識和相應(yīng)的經(jīng)驗來事實和管理軟件產(chǎn)品的高級設(shè)計。軟件架構(gòu)師定義和設(shè)計軟件的模塊化，模塊之間的交互，用戶界面風(fēng)格，對外接口方法，創(chuàng)新的設(shè)計特性，以及高層事物的對象操作、邏輯和流程。

　　是一般而言，軟件系統(tǒng)的架構(gòu)（Architecture）有兩個要素：

　　·它是一個軟件系統(tǒng)從整體到部分的最高層次的劃分。

　　一個系統(tǒng)通常是由元件組成的，而這些元件如何形成、相互之間如何發(fā)生作用，則是關(guān)于這個系統(tǒng)本身結(jié)構(gòu)的重要信息。

　　詳細(xì)地說，就是要包括架構(gòu)元件（Architecture Component）、聯(lián)結(jié)器（Connector）、任務(wù)流（Task-flow）。所謂架構(gòu)元素，也就是組成系統(tǒng)的核心"磚瓦"，而聯(lián)結(jié)器則描述這些元件之間通訊的路徑、通訊的機制、通訊的預(yù)期結(jié)果，任務(wù)流則描述系統(tǒng)如何使用這些元件和聯(lián)結(jié)器完成某一項需求。

　　·建造一個系統(tǒng)所作出的最高層次的、以后難以更改的，商業(yè)的和技術(shù)的決定。

　　在建造一個系統(tǒng)之前會有很多的重要決定需要事先作出，而一旦系統(tǒng)開始進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計甚至建造，這些決定就很難更改甚至無法更改。顯然，這樣的決定必定是有關(guān)系統(tǒng)設(shè)計成敗的最重要決定，必須經(jīng)過非常慎重的研究和考察。

歷史
????? 早在1960年代，諸如E·W·戴克斯特拉就已經(jīng)涉及軟件架構(gòu)這個概念了。自1990年代以來，部分由于在 Rational Software Corporation 和Microsoft內(nèi)部的相關(guān)活動，軟件架構(gòu)這個概念開始越來越流行起來。

????? 卡內(nèi)基梅隆大學(xué)和加州大學(xué)埃爾文分校在這個領(lǐng)域作了很多研究?？▋?nèi)基·梅隆大學(xué)的Mary Shaw和David Garlan于1996年寫了一本叫做 Software Architecture perspective on an emerging discipline的書，提出了軟件架構(gòu)中的很多概念，例如軟件組件、連接器、風(fēng)格等等。加州大學(xué)埃爾文分校的軟件研究院所做的工作則主要集中于架構(gòu)風(fēng)格、架構(gòu)描述語言以及動態(tài)架構(gòu)。

　　計算機軟件的歷史開始于五十年代，歷史非常短暫，而相比之下建筑工程則從石器時代就開始了，人類在幾千年的建筑設(shè)計實踐中積累了大量的經(jīng)驗和教訓(xùn)。建筑設(shè)計基本上包含兩點，一是建筑風(fēng)格，二是建筑模式。獨特的建筑風(fēng)格和恰當(dāng)選擇的建筑模式，可以使一個獨一無二。

架構(gòu)的目標(biāo)是什么

　　正如同軟件本身有其要達(dá)到的目標(biāo)一樣，架構(gòu)設(shè)計要達(dá)到的目標(biāo)是什么呢？一般而言，軟件架構(gòu)設(shè)計要達(dá)到如下的目標(biāo)：

　　·可靠性（Reliable）。軟件系統(tǒng)對于用戶的商業(yè)經(jīng)營和管理來說極為重要，因此軟件系統(tǒng)必須非?？煽?。

　　·安全行（Secure）。軟件系統(tǒng)所承擔(dān)的交易的商業(yè)價值極高，系統(tǒng)的安全性非常重要。

　　·可擴展性（Scalable）。軟件必須能夠在用戶的使用率、用戶的數(shù)目增加很快的情況下，保持合理的性能。只有這樣，才能適應(yīng)用戶的市場擴展得可能性。

　　·可定制化（Customizable）。同樣的一套軟件，可以根據(jù)客戶群的不同和市場需求的變化進(jìn)行調(diào)整。

　　·可擴展性（Extensible）。在新技術(shù)出現(xiàn)的時候，一個軟件系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)允許導(dǎo)入新技術(shù)，從而對現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行功能和性能的擴展

　　·可維護(hù)性（Maintainable）。軟件系統(tǒng)的維護(hù)包括兩方面，一是排除現(xiàn)有的錯誤，二是將新的軟件需求反映到現(xiàn)有系統(tǒng)中去。一個易于維護(hù)的系統(tǒng)可以有效地降低技術(shù)支持的花費

　　·客戶體驗（Customer Experience）。軟件系統(tǒng)必須易于使用。

　　·市場時機（Time to Market）。軟件用戶要面臨同業(yè)競爭，軟件提供商也要面臨同業(yè)競爭。以最快的速度爭奪市場先機非常重要。

架構(gòu)的種類

　　根據(jù)我們關(guān)注的角度不同，可以將架構(gòu)分成三種：

　　·邏輯架構(gòu)、軟件系統(tǒng)中元件之間的關(guān)系，比如用戶界面，數(shù)據(jù)庫，外部系統(tǒng)接口，商業(yè)邏輯元件，等等。
????·物理架構(gòu)、軟件元件是怎樣放到硬件上的。
????·系統(tǒng)架構(gòu)、系統(tǒng)的非功能性特征，如可擴展性、可靠性、強壯性、靈活性、性能等。

架構(gòu)師

　　軟體設(shè)計師中有一些技術(shù)水平較高、經(jīng)驗較為豐富的人，他們需要承擔(dān)軟件系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計，也就是需要設(shè)計系統(tǒng)的元件如何劃分、元件之間如何發(fā)生相互作用，以及系統(tǒng)中邏輯的、物理的、系統(tǒng)的重要決定的作出。

　　這樣的人就是所謂的架構(gòu)師（Architect）。在很多公司中，架構(gòu)師不是一個專門的和正式的職務(wù)。通常在一個開發(fā)小組中，最有經(jīng)驗的程序員會負(fù)責(zé)一些架構(gòu)方面的工作。在一個部門中，最有經(jīng)驗的項目經(jīng)理會負(fù)責(zé)一些架構(gòu)方面的工作。

　　但是，越來越多的公司體認(rèn)到架構(gòu)工作的重要性，并且在不同的組織層次上設(shè)置專門的架構(gòu)師位置，由他們負(fù)責(zé)不同層次上的邏輯架構(gòu)、物理架構(gòu)、系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計、配置、維護(hù)等工作。

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