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软件体系结构驱动的版本管理模型研究与应用
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更新于2024-07-02
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本文档深入探讨了"基于软件体系结构的版本管理模型的研究",针对现代软件开发的需求,特别是大型系统中复杂软件体系结构的管理。章节一首先介绍了传统软件配置管理的基本概念,强调了随着软件规模扩大,配置管理的重要性日益凸显,它是确保项目顺利进行的关键要素。配置管理不仅涉及产品及其组件的标识、控制、状态跟踪,还包括审计和审查,确保产品质量和一致性。 作者进一步阐述了版本管理的概念,指出这是软件配置管理的核心功能,其目标是有效地管理数据元素的不同版本。版本管理的关键功能包括创建新版本、访问特定版本、命名和标识、删除版本、维护版本关系、锁定版本、版本合并等。这些功能旨在支持团队协作,适应异质平台开发环境,并确保软件开发过程的有序进行。 软件体系结构在版本管理中扮演了关键角色,因为它的复杂性要求版本控制系统能够处理模块化、组件化的软件设计。基于软件体系结构的版本管理模型,需要考虑到架构变化对版本控制的影响,可能涉及到架构视图的更新、依赖关系的跟踪以及版本与架构一致性校验。 文档接下来可能会探讨不同的版本管理策略和技术,比如分布式版本控制系统(如Git)、迭代式版本管理以及如何在敏捷开发框架下整合版本管理。此外,还可能涉及版本管理工具的选择和使用,以及如何通过自动化和集成来提高效率。 最后,文档可能会提出未来研究方向,如如何在云原生环境中优化版本管理,或者开发更智能的版本决策支持系统,以适应软件工程的不断演进。本研究旨在为软件体系结构下的版本管理提供理论支持和实践指导,以提升软件开发的效率和质量。
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Aide-De-Camp[16]就是属于这种类型的配置管理系统。
但以这种方式进行的分类存在一个缺点就是各种分类不是
正交的,其中的某一分类可能同时也属于另一分类。本文中的版本管
理模型的目标应该在概念集上包含以上各种分类,因此在版本模型的
设计上应该从不同的层次上对以上的概念集进行支持。
1.3
软件体系结构概述
1.3.1
软件复用
复用是成熟的工程领域的一个基本特征,例如,土木工程、化学
工程、计算机硬件工程等,通过大量复用经过实践检验的系统体系结
构和标准化的构件,使得对于常规的设计问题都可以直接利用现成的
解决方案,避免了系统开发时不断地重复设计,从而可以大幅度地降
低开发成本、提高生产效率和产品质量。同样,复用也是软件工程走
向成熟的必由之路,将为软件危机的解决提供一条现实可行的途径。
基于构件的软件复用作为一种提高软件生产率和软件质量的有
效途径,是近几年软件工程界研究的重点之一,被认为是继面向对象
方法之后的一个新的技术热潮[17]。通过基于构件的软件复用,在应
用系统开发中可以充分地利用已有的构件,消除了在分析、设计、编
码、测试等方面的许多重复劳动,可以提高软件开发的效率;同时,
通过复用高质量的已有的构件,避免了重新开发可能引入的错误,可
以提高软件的质量。因此,基于构件的软件复用可以大大降低软件开
发的费用,并显著地提高生产率和产品质量。
与软件复用相关的两个基本开发活动是面向复用的构件开发和
基于构件复用的开发,前者是生产可复用构件的过程,后者是利用现
有的可复用构件生产新系统的过程。可复用构件为有计划地、系统地
进行复用提供了手段,是实现软件复用的基石。软件复用最终体现为
在软件体系结构的指导下对可复用构件的组装。
1.3.2
软件体系结构概念
自 20 世纪 90 年代初期开始,软件体系结构(software
architecture,简称 SA)的研究受到了广泛的关注和重视,并被认为
将会在软件开发中发挥十分重要的作用。它将大型软件系统的总体结
构作为研究的对象,认为系统中的计算元素和它们之间交互的高层组
织是系统设计的一个关键方面[18]。其研究和实践旨在将一个系统的
体系结构显式化,以在高抽象层次处理诸如全局组织和控制结构、功
能到计算元素的分配、计算元素间的高层交互等设计问题[19]。
SA 是对软件总体结构的描述,即对其构件和构件间交互的高层
组织的描述[18]。它作为一种高层的设计,对系统开发发挥着重要的
影响,基于构件的 SA 的设计已成为软件系统设计中的核心问题。一
个好的 SA 设计成为大型软件系统成功的重要因素。SA 的最重要的一
个贡献是将构件之间的交互显式的表示为连接器(Connector),并将
连接器视为和构件同等重要的一阶实体。构件通过接口定义了同外界
的信息传递以及所承担的系统责任,构件接口包括了构件同周围环境
的全部交互内容,也是构件同外界唯一的交互途径。除此之外,环境
不应对构件作任何其他与接口无关的假设,例如实现细节等。连接器
在构件请求接口与其他构件提供的接口之间搭建一座桥梁,起到了代
理作用。
在 SA 的设计过程中,人们针对不同的需求采用了不同的软件构
架风格。体系结构风格定义了一系列系统的结构组织的模式[20],它
是对一类具有相似结构的系统体系结构的抽象。体系结构风格既定义
了构件及连接方式的各种属性,
又规定了它们的组合规则和限制
[18]。近十年中人们设计了许多 SA 风格:
1)管道-过滤器风格
每个过滤器都有输入端口和输出端口,从输入端口读入数据流,
进行局部的数据变换(计算或处理)
以后,在输出端口输出新生成的数
据;管道则负责数据的传输,把数据从一个过滤器的输出端口传送到
另一个过滤器的输入端口。这个过程是顺序渐增的过程,而且过滤器
必需是相互独立的实体。这里的过滤器是指体系结构中的构件,管道
是体系结构中的连接器。
2)面向抽象和面向对象组织风格
这种风格中,数据表示和与之相连的原语操作被封装在一个抽象
数据类型或对象中。这种风格的构件是对象,也可称为抽象数据类型
的实例。对象通过函数和过程调用进行交互。这种风格可以细分为三
种风格:
对象连接式风格:在这种类型的体系结构中,构件的接口只定
义了其对外提供的服务,而没有定义构件对外要求的服务,其中以面
向对象中的对象接口为典型代表。这种接口定义的非对称性使得构件
在集成时,构件对外要求的服务被隐藏在代码的实现细节中,即构件
之间的连接关系无法直接在接口处定义,只能是从一个构件的实现到
另一个构件的接口。
接口连接式风格:在这种类型的体系结构中,构件的接口不但
定义了其对外提供的功能,而且定义了其要求的外部功能,从而显式
地表达了构件对环境的依赖,提高了构件接口规约的表达能力。构件
的接口定义了所有对外交互的信息,构件在实现时不是直接使用其他
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