软件体系结构(第5版)

本书详细介绍和分析了软件体系结构的理论基础、研究内容、当前的发展状况和实践应用。通过本书，读者可以了解软件体系结构的研究背景、形式化描述、设计风格、评估方法、开发工具和柔性软件体系结构等内容，深入浅出，实例丰富。本书采用最近几年的案例、数据、图示以及其他相关材料以反映软件体系结构的近期新发展。

本书详细介绍和分析了软件体系结构的理论基础、研究内容、当前的发展状况和实践应用。通过本书，读者可以了解软件体系结构的研究背景、形式化描述、设计风格、评估方法、开发工具和柔性软件体系结构等内容。本书采用最近几年的案例、数据、图示以及其他相关材料以反映软件体系结构的近期新发展。

覃征，博士，清华大学信息科学与技术国家实验室、信息科学技术学院、软件学院教授、博士生导师；教育部高等学校电子商务类专业教学指导委员会副主任，兼任国家千人计划评审组专家、国家科技部科技奖励评审专家

第1章软件体系结构的起源和发展1 1.1软件的产生与发展1 1.2软件设计的演变与软件工程的兴起3 1.3软件体系结构的诞生与发展7 1.3.1软件体系结构诞生的背景及意义7 1.3.2软件体系结构概念的形成与发展12 1.4软件体系结构在软件生命周期中的定位16 1.5软件体系结构的研究内容、设计原理及标准18 1.5.1软件体系结构的研究内容18 1.5.2软件体系结构的设计原理19 1.5.3软件体系结构标准20 1.6软件体系结构的四个层次级别22 1.7小结26 第2章软件体系结构风格和模式28 2.1软件体系结构风格和模式基础28 2.2管道过滤器风格31 2.3面向对象风格35 2.4事件驱动风格42 2.5分层风格51 2.6数据共享风格56 2.7解释器风格60 2.8反馈控制环风格64 2.9云体系结构风格65 2.10网格计算体系风格72 2.11体系结构风格的比较77 2.12异构风格的集成79 2.13小结80第3章软件体系结构描述82 3.1软件体系结构建模概述82 3.1.1软件体系结构建模问题82 3.1.2软件体系结构描述方法83 3.2基于UML的软件体系结构描述84 3.2.1UML概述84 3.2.2UML体系85 3.2.3UML的软件体系结构描述87 3.3UML体系结构描述方式案例分析92 3.3.1“4+1”视图模型92 3.3.2教务管理系统的非形式化描述案例94 3.4基于ADL的软件体系结构描述100 3.4.1ADL概述101 3.4.2ADL结构分析105 3.5ADL体系结构描述方式案例分析110 3.5.1构件与连接器描述111 3.5.2配置的描述114 3.6可扩展体系结构语言基础框架FEAL118 3.6.1设计意图118 3.6.2FEAL结构120 3.6.3FEAL映射器121 3.6.4FEAL应用示例121 3.7小结123 第4章软件体系结构级别的设计策略124 4.1体系结构设计的重用124 4.2体系结构设计空间与规则125 4.3SADPBA126 4.3.1总览126 4.3.2使用设计空间对设计过程进行拆分128 4.3.3SADPBA的追踪机制129 4.3.4软件体系结构的生命周期模型129 4.3.5实践中的SADPBA131 4.4示例: MEECS136 4.4.1MEECS简介136 4.4.2将SADPBA应用到MEECS138 4.5软件体系结构风格的选择144 4.5.1架构元素说明的组成144 4.5.2特征类别分析147 4.5.3PSAS方法主流程150 4.6小结151 第5章软件体系结构集成开发环境152 5.1软件体系结构集成开发环境的作用152 5.1.1形式化描述方法的比较152 5.1.2体系结构集成开发环境的作用152 5.2体系结构IDE原型155 5.2.1用户界面层155 5.2.2模型层156 5.2.3基础层157 5.2.4体系结构集成开发环境设计策略158 5.3ArchStudio 5 系统159 5.3.1ArchStudio 5简介159 5.3.2安装ArchStudio 5162 5.3.3ArchStudio 5概况162 5.3.4ArchStudio 5的使用167 5.4SysADL Studio系统171 5.4.1SysADL Studio简介171 5.4.2安装SysADL Studio171 5.4.3SysADL Studio概况172 5.4.4SysADL Studio的使用176 5.5其他开发环境182 5.5.1ArchWare: 体系结构改进开发环境182 5.5.2自适应软件体系结构开发环境182 5.5.3面向UniCore体系结构的集成开发环境183 5.5.4图文法规则制导的软件体系结构开发环境184 5.6小结185 第6章软件体系结构评估186 6.1软件体系结构评估概述186 6.1.1质量属性186 6.1.2评估的必要性188 6.1.3评估方法分类189 6.2QAW方法193 6.3SAAM194 6.3.1SAAM的一般步骤195 6.3.2场景生成196 6.3.3体系结构描述196 6.3.4场景的分类和优先级的确定196 6.3.5间接场景的单个评估197 6.3.6对场景关联的评估198 6.3.7形成总体评估198 6.4ATAM199 6.4.1最初的ATAM200 6.4.2改进版ATAM201 6.4.3ATAM的一般过程202 6.4.4体系结构描述及收集评估有关信息204 6.4.5以体系结构为中心进行分析205 6.4.6以风险承担者为中心进行分析207 6.4.7提交最终评估报告207 6.5ARID积极的中间设计审核方法208 6.6体系结构级别上的软件维护预测210 6.7基于度量和预测的评估方法211 6.7.1基于人工智能的定性知识管理与建模211 6.7.2构建贝叶斯信念网络的结构212 6.7.3软件体系结构评估信念网络213 6.7.4SAABNet的使用214 6.7.5SAABNet的验证215 6.8评估方法比较218 6.8.1比较框架218 6.8.2评估方法概览和比较221 6.9小结235 第7章柔性软件体系结构237 7.1动态软件体系结构237 7.1.1动态软件体系结构的定义237 7.1.2动态软件体系方法的分类239 7.1.3πADL: 行为视角239 7.1.4MARMOL: 反射视角244 7.1.5LIME: 协调视角250 7.2柔性软件体系结构256 7.2.1柔性软件体系结构的定义256 7.2.2柔性软件体系结构场景举例259 7.3柔性软件体系结构案例261 7.3.1Rainbow261 7.3.2MADAM263 7.4柔性软件体系结构的适用范围265 7.5小结267 第8章软件体系结构的前景268 8.1国内外软件体系结构应用268 8.1.1全球软件产品业268 8.1.2软件体系结构在系统中的应用275 8.1.3六大计算的软件平台体系结构280 8.2当今软件体系结构研究的挑战287 8.3软件体系结构的研究机遇288 8.4小结290 附录A案例一SMCSP 项目291 附录B案例二Recommender项目313 附录C案例三图像/视频注解平台项目321 参考文献330