软件体系结构14问？

1、什么是软件体系结构？

软件体系结构 = 构件+连接件+约束。关于对构件的理解参见讨论题二。

连接件是一类特殊的构件，是将构件连接在一起的软件构造体。而约束是指按照什么标准或要求将构件连接起来。三者的关系可以表述为：按照系统的性能约束或者功能约束，用连接件将构件组装成软件系统。

学习重点：理解构件。完成大作业的核心工作：寻找和确定拟开发系统的构件。

从领域需求到系统功能、再到系统结构，经历了两次转化。在开发过程中，就要将需求集合转化为功能集合，再转化为系统的构件集合，然后实施系统开发。

软件体系结构的作用犹如建筑工程中的“施工图纸”，或者称之为“蓝图”。没有图纸，不能开工。同样地，没有软件体系结构，就无法构造复杂的软件系统。由此可见，软件体系结构的重要性。

2、如何理解构件？

软件体系结构三要素之一的构件，按照书中的定义，构件是可预制、可重用的软件构造体，可以是模块、子系统甚至系统，犹如建筑中的预制板、预制粱、隔离墙等预先在工厂中做好的、可以用在一些建筑中的构造体。可预制，就是事先做好的；可重用，就是可以在不同的系统中使用。例如登录/注册模块可以在很多软件系统中使用，电子商务中的客户、商品和订单模块就是该领域软件体系结构中的构件。同样地，在每一个应用领域中使用的软件系统，都存在若干构件。
所以，理解构件就要记住它的两大特征：事先做好的，可以重复使用的。软件开发历经几十年的实践，已经到了采用“搭积木”的方式构造软件系统的阶段。这些或大或小的“软件积木”(Building blocks)，其中有些就是构件。面向服务的体系结构（SOA）中的服务组件架构（Service Component Architecture, SCA）就是采用搭积木的方式构建软件系统。

3、怎样理解概念视图中的“概念”？

在体系结构图示方法中概念视图具有基础作用，是在对领域需求的准确理解基础上产生的。它不是对将要开发系统的具体模块的命名，而是将需求集合转化为功能集合的一种抽象表示。如果说顶级用例图界定了软件系统的主要功能，概念视图具有同样的作用。

在课程学习和后面的大作业中，概念视图都是重点，也是难点。后面在讲到用例驱动的体系结构设计时，还会谈及如何将用例图转化成概念视图的问题。

要得到概念视图中的概念，即构件和连接件的命名，务必对领域需求有完整准确的把握，然后将需求适当归并，对应到一个功能集合，由此可以抽象出准确的概念构件来（包含连接件，因为连接件是一类特殊的构件）。
如果概念视图不准确，后面的模块视图、执行视图和代码视图就都会出问题。可见，体系结构中的概念视图，其重要性如同UML中的顶级用例图。

4、如何将概念视图转换到模块视图？

概念视图是一个体系领域活动的抽象的体现，略去了细节。由中心视镜的例子看出模块视图就是对应的将概念视图分层，将具有相同功能的模块划分为同一层，建立模块视图，约束模块之间的使用关系，从而对体系的功能更好的在模块视图中进行进一步的具体实现。最后将概念视图中的关系转化为模块视图中各个层之间的关系。

5、模型是什么？为什么说PIM至关重要？

模型有多种，如数学模型、物理模型、建筑模型等等。模型具有基础性、可参照、可重用的特点。模型是对某个事物高度抽象的结果。在软件开发中，对领域活动深入分析后，利用面向对象方法可以建立该领域的软件模型，随后在具体的系统开发中就可以利用此模型。特别是非常复杂的软件系统开发，获取领域模型是第一步。然后可以扩展思考，看能否将该模型跨领域应用，产生更高层次的模型。

所谓PIM，是指与开发平台无关的模型，这样的模型因为与具体的软件开发技术无关，因此具有很高的可重用性，以及可扩展性，即由该模型向各种具体的PSM转换，甚至向其它领域的PIM转换。当然，在具体的软件开发实践中，也有“逆流而上”的，即从具体的PSM向上抽象，或者叫泛化，得到PIM。

6、领域驱动的含义是什么？其中的产品线结构有什么特点？

领域驱动的体系结构设计具有鲜明的领域特征，例如系统软件中的Windows操作系统，从早期的Win95、Win 98、Win2000，到后面的WindowsXP、win7、Win10，已经演变为网络操作系统，而且有企业版、家庭版等适应不同需求的类型，但是操作系统的核心架构和对应的核心功能没有变，只是随着外部需求的变化逐渐增加一些构件，如用户界面的图形化构件、网络安全构件等。领域驱动的体系结构设计，就是要得到该领域软件体系架构的参考模型，该模型具有可参照、可扩展、可重用的特点，便于在该领域中开发软件系统，而且可以随领域活动或者需求变化而变化。

产品线结构是DSSA的一种特例，是针对领域中某一类产品的软件开发，除了具有上面提到的一些特点，它还具有一些与该类产品相关的一些专用构件。如高校教学管理软件除了具有一般管理信息系统软件的基础功能外，还具有体现高校教学活动的若干构件，它们是所有高校都要使用的，具有一定的应用范围。

通俗的回答：
领域驱动的含义：
1.领域：就是用户应用软件的主题区域。比如“机票预订”，“确认收支”等。
2.驱动：就是试图让我们的思路更顺畅，场景的切换更平滑。
3.那么领域驱动结合在一起，被称为领域驱动设计，简称: DDD，DDD是一-种以领域为核心的设计和开发理念。
4.DDD就是用来应对领域的复杂性，主要为了应对软件的复杂性。
产品线结构特点：
1.要了解产品线结构的特点，首先先了解一下产品线结构是什么：可以说它就是在一个公共的软件资集合上建立来的，共享同一个特性集合的系统集合。
2.软件产品线的开发有4个技术特点:过程驱动、特定领域、技术支持和架构为中心。

7、如何将用例图转化成概念视图？

用例图是用来描述领域活动的，显示出一些角色、一些活动以及角色和活动之间的联系。顶级用例图界定了将要开发的软件系统的功能边界，甚至从中可以确定主要的子系统、主要的实体类，它们是领域业务逻辑和业务流程的抽象描述和可视化表达。因此，在准确的顶级用例图基础上，可以寻求得到体系结构的概念视图。首先，看哪些活动是基础的、核心的，它们对应的软件构造块必将是要重用的（需要持久保存的实体类，登陆/注册模块，用户界面设计模块，核心功能模块等）；然后，考察它们是否可以预制，即事先做好的，然后可以应用到该领域的很多软件系统中，满足这两点的软件模块就是构件；接着，从用例图的联系中抽取连接件，联系可以是角色和活动的联系，也可以是活动之间的联系，要认真推敲，因为连接件是一类特殊的构件，也要满足可预制、可重用的要求；最后按照概念视图的规范表示画出。
通俗的说：
首先用例图是指由参与者（Actor）、用例（Use Case），边界以及它们之间的关系构成的用于描述系统功能的视图，它是系统的蓝图。用例图呈现了一些参与者，一些用例，以及它们之间的关系，主要用于对系统、子系统或类的功能行为进行建模。而概念视图主要是整个系统的抽象结构表述，我们需要通过用例图进行分析，找出功能模块，并通过用例图找出用例与用例、用例与活动之间的联系，最后根据功能模块把找到的功能和联系进行整合，依靠概念视图的画法将其画出。

8、三种体系结构设计方法之间有怎样的联系？

模型驱动、领域驱动和用例驱动，三种设计方法均来自对领域活动业务逻辑和业务流程的准确把握，只是解决问题的路径和侧重点不同。用例驱动从用例入手，用例来自领域活动的主要场景，开发者要关注场景中的人、物和事，直观、可操作性强；模型驱动抽象程度较高，针对复杂的领域问题，不会直接就能够得到模型，可能需要将其拆分成若干个子问题，然后分别求解，再将子模型组合成一个总体模型；至于领域驱动，则从领域或其中更窄的产品线入手，应用范围明确，针对性强，领域特征明显。用例驱动和领域驱动的最终结果都要得到模型，相关领域软件系统的开发最终都会转化为模型驱动。
三种设计方法运用软件技术可以优化领域的业务流程，提高工作效率和质量。需要注意的是，某些模型是跨领域的，即带有普遍性，如数据是分散的，但是监控是集中的一类应用（如医院的中央病房监控系统、城市交通管理系统、港口调度指挥系统等等）。还有Rosa的早餐预订系统，经过泛化后可以用于一类应用—标准化需求与多样化需求的协调和平衡。所以，模型驱动的设计方法是本课程学习的核心和重点，特别是掌握某些具有普遍应用意义的模型对软件开发有益。

9、如何选择恰当的设计模式或风格？

具体问题具体分析，对症下药才能药到病除。
很多领域的软件开发可以采用MVC模式，即常见的三层架构：应用层（或称之为视图层View），模型层（Model，业务逻辑层）和数据库层（扩展为基础设施层）。至于Controler 是控制各层之间的信息传递（命令信息和数据信息）。操作系统一般采用事件驱动的设计风格；不需要太多交互的应用如数据处理可采用管道-过滤器模式；而对资源占用有较多要求和条件的应用，仓库-黑板是一个不错的选项，因为其存储空间有限或者占用时间有限；还有一些层次结构明显、各层功能清晰的领域如行政管理、地域管理等，可采用分层风格的体系结构设计。当然，针对复杂的软件工程应用如智慧城市，要采用若干设计模式的组合，甚至研发出新的设计模式。

10、如何理解“按需服务，随需应变”的SOA理念？

用户需求是不断变化的，套用哲学语言就是“变化是永远不变的”。软件系统如何适应需求的变化？重新开发？不可行！修修补补，未必行。借鉴机械系统中零件的可装配、可互换，软件开发也希望实现可扩展、可重用、可维护。SOA就是这样演化而来，使系统开发朝着构件化、集成化发展。每个构件具有标准化的构成和外部接口，构件之间的联系可以随需求变化，即整个系统可以根据用户需求灵活组合，可装卸，可替换，或者说是通用构件+专用构件，前者构成服务总线或平台，后者挂接在上面实现专用功能。这种“按需服务，随需应变”的软件系统开发方式会使多方受益。不恰当地比喻，有点像“变形金刚”，根据需要可以“变成”想要的东西，但是构成它的基本零件集合没变。

11、用SCA如何构造SOA中的“A”？

按照SOA“按需服务，随需应变”的理念，开发者在实践中发展建立起SCA（服务组件架构）这一标准，即用可实现互操作的、标准化构成的组件构造软件系统，每一个组件封装了一个服务，大的组件是由一组小的组件构成。按照这种方式建造的软件系统，其整体架构具有了可重组、可装配的特点。

12、服务组合的具体规范是怎样实现的？

XML（可扩展标记语言）是一种可自定义、可描述任何事物、人与计算机均可读的语言，功能强大，应用范围广泛。
在SCA中用于表示组件（Component）和由组件构成的服务组合（Composite）。每一个服务组合由接口（Interface）、引用（Reference）、服务（Service）、包含（Inclusion）构成，均采用XM表示。一个系统由一系列组合构成。

13、为什么说SDO是一个通用的数据访问规范？

SDO（Service Data Object）是SOA中的另一个标准，也是SCA中一个特殊的组件，提供了一套与数据源无关的API。
利用SDO可以访问RDB、XMLDB、OODB等各种形式的数据库，保留数据访问和操作的历史记录。

14、软件体系结构将如何发展？

万物皆可互联，软件无处不在。伴随第四次工业革命逐步展开，以机械为核心的工业将向以软件为核心的工业转型。那么，软件体系结构会怎样发展呢？这里只是谈点个人看法。
1、超大型、超复杂的体系结构。如智慧城市中的软件系统，它不可能由一个单一的巨无霸系统构成，一定是通用软硬件基础设施+各行各业应用系统，其中包含众多的软件系统，具有层次结构；
2、虚实结合。CPS（ 信息物理系统，第四次工业革命的产物）中 的虚拟现实交互系统（VRIS）是联系物理世界和信息世界的纽带，它会具有什么样的体系结构？
3、微服务架构。目前业界正在使用的技术，是SOA的演化产物，其构件的颗粒度更小，更容易实现功能调整，特别适合人机交互较多的应用领域。大家要关注它和它今后的发展。