软件开发体系结构：分层设计与实例解析

软件体系结构是计算机系统设计的核心组成部分，它关注的是软件系统如何组织、交互和实现其功能。在本文中，我们将探讨以下几个关键概念： 1. **终端处理模型**： 软件通过一个单一的终端进程来管理所有终端，该进程通过输入队列接收消息并驱动其操作。这个模型包括三个控制器任务：低循环速率任务（扫描非活动终端，频率200毫秒）、高循环速率任务（扫描活动状态，频率10毫秒）和主控制器任务（解释状态变化并发送消息）。控制流程主要通过共享内存进行通信，确保高效且同步。 2. **开发架构与子系统分解**： 开发体系结构关注软件开发环境中的模块化设计，将软件划分为小型程序库或子系统，每个子系统有明确的接口，按照层次结构组织。开发体系结构通过模块和子系统图展现，表示模块之间的“导出”和“导入”关系。遵循的原则包括分区、分组、可见性，以简化开发过程，考虑易用性、重用性、工具集限制和编程语言特性。 3. **Rational Apex开发环境**： Rational公司的Apex环境提供了支持，包括对分层策略和设计规则的实施，以及在如Ada和C++等语言的开发过程中，通过Rational Rose工具进行正向工程（从需求到代码）和逆向工程（从代码到设计）。 4. **开发视图的风格**： 推荐采用分层式开发视图，通常分为4到6层子系统，每层有明确职责。设计规则强调子系统间的依赖仅限于同一层或下层，以减少复杂依赖和简化发布过程。 5. **开发体系结构实例**： 图6展示了加拿大休斯飞机公司开发的空中交通管制系统的五层开发体系结构。这个体系结构包括一个分布式的、独立于特定领域基础架构（第1和第2层），接着是ATC框架（第3层，提供特定领域的软件结构）、功能选项板（第4层）和高度定制的用户界面及外部系统集成（第5层）。 总结来说，软件体系结构是设计和实现软件系统的关键，它关注模块化、层次结构和依赖关系的管理，同时结合具体开发工具和方法，确保软件的灵活性、可维护性和可扩展性。通过理解并应用这些原则，开发者能够创建出健壮且易于管理的软件产品。