淺談軟件開發(fā)中的架構(gòu)設(shè)計(jì)問題

1、<p>　　淺談軟件開發(fā)中的架構(gòu)設(shè)計(jì)問題</p><p>　　[摘 要]文章主要從軟件架構(gòu)的定義、為何需要為軟件設(shè)計(jì)架構(gòu)、架構(gòu)設(shè)計(jì)的核心思維、軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)的幾個(gè)步驟這幾個(gè)方面進(jìn)行闡述，以供參考。 </p><p>　　[關(guān)鍵詞]軟件開發(fā)；架構(gòu)設(shè)計(jì)；需求分析 </p><p>　　中圖分類號(hào)：TP311.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（20

2、15）03-0040-01 </p><p>　　軟件架構(gòu)是軟件系統(tǒng)中的地基，是一個(gè)軟件系統(tǒng)中的核心元素，它決定了一個(gè)系統(tǒng)的主體結(jié)構(gòu)、宏觀特性和具有的基本功能及其特性，它位于軟件開發(fā)過程的前期階段，架構(gòu)設(shè)計(jì)的過程，是分析客戶需求、挖掘非功能性需求、并將客戶需求所定義的領(lǐng)域知識(shí)轉(zhuǎn)化為軟件系統(tǒng)模型的過程。本質(zhì)上軟件架構(gòu)是對(duì)軟件需求的一種抽象解決方案，用于指導(dǎo)大型軟件系統(tǒng)各個(gè)方面的設(shè)計(jì)。正如大型建筑物設(shè)計(jì)成功的關(guān)鍵首先

3、在于主體結(jié)構(gòu)。同樣，復(fù)雜的軟件設(shè)計(jì)的成功與否在于軟件系統(tǒng)的宏觀上層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的正確和合理性。但現(xiàn)實(shí)中，軟件架構(gòu)的理論和工具還沒有形成系統(tǒng)、規(guī)范的概念和描述，不同架構(gòu)師在圖形符號(hào)說明上總是采用自己習(xí)慣的方式，致使軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)尚未形成一個(gè)有效統(tǒng)一的模式知識(shí)庫，未能更好地發(fā)揮架構(gòu)設(shè)計(jì)本身的作用。在此，本文就軟件開發(fā)的架構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行探討，以供參考。 </p><p>　　1 軟件架構(gòu)的定義 </p>

4、<p>　　軟件架構(gòu)（Software archiecture）一組有關(guān)如下要素的重要決策：軟件系統(tǒng)的組織，構(gòu)成系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化元素，接口和它們相互協(xié)作的行為的選擇，結(jié)構(gòu)化元素和行為元素組合成力度更大的子系統(tǒng)的方式的選擇，以及指導(dǎo)這一組織 （ 元素及其接口、協(xié)作和組合方式 ） 的架構(gòu)風(fēng)格的選擇。 </p><p>　　軟件架構(gòu)是對(duì)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的刻畫，包括全局組織與控制結(jié)構(gòu)、構(gòu)件間通訊、同步和數(shù)據(jù)訪問的協(xié)

5、議，設(shè)計(jì)元素的功能分配，物理分布，設(shè)計(jì)元素集成，伸縮性和性能，設(shè)計(jì)選擇等。 </p><p>　　2 為何需要為軟件設(shè)計(jì)架構(gòu) </p><p>　　2.1 不進(jìn)行架構(gòu)設(shè)計(jì)將很難滿足系統(tǒng)的品質(zhì) </p><p>　　軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵特性，是系統(tǒng)的品質(zhì)是通過某些手段來實(shí)現(xiàn)的。軟件的品質(zhì) （ 如性能，安全性和可維護(hù)性等 ） 在缺少統(tǒng)一的架構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)是無法一一實(shí)現(xiàn)的，

6、因?yàn)檐浖钠焚|(zhì)并不是單一的體現(xiàn)在軟件元素中，而是滲透在整個(gè)軟件體系中的，因此我們應(yīng)盡早的評(píng)估在項(xiàng)目開發(fā)周期中的這些品質(zhì)。軟件架構(gòu)模型的建立，通常是為確定我們是否已經(jīng)滿足了軟件這些品質(zhì)的要求。 </p><p>　　2.2 架構(gòu)設(shè)計(jì)很容易讓相關(guān)人員達(dá)成一致的目標(biāo) </p><p>　　架構(gòu)設(shè)計(jì)提供了一個(gè)辯論系統(tǒng)解決方案的媒體，因此架構(gòu)設(shè)計(jì)可以使得不同的涉眾達(dá)成一致的目標(biāo)。經(jīng)過有效的傳送，體系

7、架構(gòu)可以使系統(tǒng)構(gòu)架師之間、軟件開發(fā)人員之間或者其他新老成員之間的意見以及他們之間的視圖達(dá)成一致。 </p><p>　　2.3 架構(gòu)設(shè)計(jì)能夠支持計(jì)劃編制過程 </p><p>　　架構(gòu)設(shè)計(jì)的過程支持設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)活動(dòng)，因?yàn)檐浖_發(fā)的過程是直接使用到這些活動(dòng)中的，例如：細(xì)節(jié)劃分、日程安排、工作分配、成本分析、風(fēng)險(xiǎn)管理和技能開發(fā)等。 </p><p>　　2.4 架構(gòu)設(shè)計(jì)能

8、夠有效地管理軟件復(fù)雜性 </p><p>　　如今的軟件系統(tǒng)越來越復(fù)雜，而這種復(fù)雜性需要我們?nèi)ビ行У墓芾怼６軜?gòu)設(shè)計(jì)過程考慮的是組件的遞歸分解。這是處理一個(gè)大的問題的很好的一個(gè)方法，它可以把這個(gè)大問題分解成很多的小問題，再逐個(gè)的解決。 </p><p>　　2.5 架構(gòu)設(shè)計(jì)為復(fù)用奠定了基礎(chǔ) </p><p>　　架構(gòu)設(shè)計(jì)過程可以同時(shí)支持使用和建立復(fù)用資源。復(fù)用資源對(duì)

9、于一個(gè)組織來說是有益的，因?yàn)樗梢越档鸵粋€(gè)系統(tǒng)的成本，并且可以改進(jìn)系統(tǒng)的質(zhì)量。 </p><p>　　架構(gòu)設(shè)計(jì)為大規(guī)模開發(fā)提供了基礎(chǔ)和規(guī)范及可重用的資產(chǎn)。要進(jìn)行軟件系統(tǒng)的大規(guī)模開發(fā)，需要有一定的基礎(chǔ)和遵循一定的規(guī)范，這既是軟件工程本身的要求，也是客戶的要求。架構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中可以將一些公共部分抽象提取出來，形成公共類和工具類，以達(dá)到重用的目的。 </p><p>　　3 架構(gòu)設(shè)計(jì)的核心思維

10、</p><p>　　3.1 架構(gòu)設(shè)計(jì)的源泉來自于需求分析，并且它的設(shè)計(jì)重心和特點(diǎn)來自于質(zhì)量需求而非功能性需求 </p><p>　　任何軟件系統(tǒng)都是以滿足一定的需求為目的，因此，一個(gè)好的軟件架構(gòu)必須以深入全面的需求分析作為基礎(chǔ)。然而，架構(gòu)設(shè)計(jì)并沒有統(tǒng)一的模式，任何模式的架構(gòu)也只有針對(duì)問題才有意義。作為架構(gòu)設(shè)計(jì)來說，在進(jìn)行需求分析的過程中，系統(tǒng)分析員必須對(duì)需求分析有足夠的解，才能有針對(duì)性地

11、將客戶需求有效的轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)模型（如架構(gòu)模型及視圖），這樣才能設(shè)計(jì)并開發(fā)出優(yōu)秀的軟件產(chǎn)品。與此同時(shí)，在需求分析的過程中，系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)師還應(yīng)注重挖掘系統(tǒng)的質(zhì)量需求而非功能性需求，例如軟件系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性、可擴(kuò)展性、可定制化、可維護(hù)性、用戶體驗(yàn)等。 </p><p>　　3.2 軟件架構(gòu)的實(shí)現(xiàn)還需依賴于好的項(xiàng)目管理 </p><p>　　任何架構(gòu)思想的完成都依靠于好的項(xiàng)目管理，項(xiàng)目管理也必

12、須與架構(gòu)思想相匹配才能夠發(fā)揮真正的作用。一個(gè)好的架構(gòu)設(shè)計(jì)不只需求關(guān)心成本，也需求關(guān)心時(shí)間，這樣才能在商定的時(shí)間內(nèi)，以不超越軟件開發(fā)中的成本預(yù)算，生產(chǎn)出契合需求的軟件產(chǎn)品。因而，軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)認(rèn)真探討現(xiàn)代項(xiàng)目管理的思想和辦法，吃透其中的精華，按照本身的設(shè)計(jì)思想，提進(jìn)項(xiàng)目管理的處理方案，以期能使軟件滿足非功效性需求，并且可以降低開發(fā)成本及維護(hù)費(fèi)用。 </p><p>　　軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)工程，它需求軟件系統(tǒng)構(gòu)

13、架師有很寬的知識(shí)面，從需求剖析、架構(gòu)設(shè)計(jì)到類設(shè)計(jì)乃至代碼完成到項(xiàng)目管理都需要有透徹的了解，這之間的關(guān)系是你中有我，我中有你，是不成單獨(dú)分開的。軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的辦法并不是一個(gè)僵化的規(guī)則，關(guān)鍵是在理論中實(shí)事求是的探索規(guī)律，從而找出契合實(shí)踐達(dá)到要求的設(shè)計(jì)。 </p><p>　　4 軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)的幾個(gè)步驟 </p><p>　　（1） 需求分析和理解業(yè)務(wù)模型，并選定關(guān)鍵案例。軟件的需求需要區(qū)分用戶

14、視角和開發(fā)人員視角，從用戶的角度看，又可以分為功能性和非功能性需求，我們必須從不同的視角和級(jí)別去全面的認(rèn)識(shí)需求并分析需求，理解業(yè)務(wù)模型。實(shí)踐表明，常常被我們忽視的非功能性需求常會(huì)導(dǎo)致整個(gè)項(xiàng)目失敗。 </p><p>　　（2） 從軟件開發(fā)的各個(gè)視角來進(jìn)行軟件架構(gòu)的設(shè)計(jì)。軟件的架構(gòu)設(shè)計(jì)必須考慮到各個(gè)方面，根據(jù)前期工作確立的領(lǐng)域模型，關(guān)鍵需求，系統(tǒng)約束等進(jìn)行設(shè)計(jì)，我們應(yīng)從系統(tǒng)用戶、開發(fā)人員、系統(tǒng)管理員、部署管理員、數(shù)

15、據(jù)管理員等人員的角度去分析并解決問題。 </p><p>　　（3） 解決技術(shù)面的重點(diǎn)問題和難題。在軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，我們往往會(huì)需要攻克一些技術(shù)面的重點(diǎn)問題和難題，這完全是一項(xiàng)極其需要扎實(shí)的理論知識(shí)和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)支撐的工作。 </p><p>　?。?）架構(gòu)設(shè)計(jì)評(píng)審是極其重要的一環(huán)，在進(jìn)行架構(gòu)設(shè)計(jì)之前我們應(yīng)召開架構(gòu)設(shè)計(jì)評(píng)審會(huì)議進(jìn)行同行評(píng)審。 </p><p>

16、　?。?）針對(duì)關(guān)鍵案例在設(shè)計(jì)的架構(gòu)上實(shí)現(xiàn)功能來驗(yàn)證架構(gòu)。 </p><p>　?。?）交付給客戶評(píng)審讓客戶理解并接受架構(gòu)設(shè)計(jì)方案，在架構(gòu)設(shè)計(jì)得到客戶的認(rèn)可后，便可進(jìn)入大規(guī)模的開發(fā)。 </p><p><b>　　5 結(jié)語 </b></p><p>　　綜上所述，架構(gòu)設(shè)計(jì)是軟件開發(fā)過程的重要組成部分，它不是單純的技術(shù)，也不具有一種特定的形式，而是

17、源于客戶需求，其實(shí)現(xiàn)依賴于好的項(xiàng)目管理等。良好的軟件架構(gòu)能夠服務(wù)于整個(gè)開發(fā)過程，有效地降低項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)，確保項(xiàng)目能夠朝著健康的方向發(fā)展。因此，我們必須重視架構(gòu)設(shè)計(jì)在軟件開發(fā)中的重要作用。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1] 陳晴陽.正視架構(gòu)設(shè)計(jì)的重要作用 [J].軟件世界，2007，（13）. </p><p&