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计算机体系结构与算法分析毕业设计说明书,毕业设计(4)

来源:网络收集 时间:2026-04-01
导读: 中南林业科技大学本科毕业设计 软件体系结构与基础算法分析 ③ 体系结构配置:描述体系结构的构件与连接件的连接图。 主要的体系结构描述语言有Aesop、MetaH、C2、Rapide、SADL、Unicon和Wright等,尽管它们都描

中南林业科技大学本科毕业设计 软件体系结构与基础算法分析

③ 体系结构配置:描述体系结构的构件与连接件的连接图。

主要的体系结构描述语言有Aesop、MetaH、C2、Rapide、SADL、Unicon和Wright等,尽管它们都描述软件体系结构,却有不同的特点。Aesop支持体系结构风格的应用,MetaH为设计者提供了关于实时电子控制软件系统的设计指导,C2支持基于消息传递风格的用户界面系统的描述,Rapide支持体系结构设计的模拟并提供了分析模拟结果的工具,SADL提供了关于体系结构加细的形式化基础,Unicon支持异构的构件和连接类型并提供了关于体系结构的高层编译器,Wright支持体系结构构件之间交互的说明和分析。这些ADL强调了体系结构不同的侧面,对体系结构的研究和应用起到了重要的作用,但也有负面的影响。每一种ADL都以独立的形式存在,描述语法不同且互不兼容,同时又有许多共同的特征,这使设计人员很难选择一种合适的ADL,若设计特定领域的软件体系结构又需要从头开始描述。

表2-1 典型元素含义比较

程序设计语言 软件体系结构 模块化级别的系统组成成分实组成程序的基本元素以及其程序构件 取值域范围 系统构件 体,这些实体可以被施以抽象的特性化处理,并以多种方式得到使用 对组成系统的有关抽象实体进操作符 连接构件的各种功能符号 连接件 行各种连接的连接机制 系统中的构件和连接件进行连有关构件和操作符的命名表抽象规则 达规则 件体系结构的风格 一组选择并决定具体使用何决定有关模式能够作为子系统种抽象规则来作用于有关的限制规则 基本构件及其操作符的规则的合法子系统的有关条件 和原理 规范说明

组合模式 接组合的特殊方式,也就是软限制规则 进行大型软件系统构造和开发有关句法的语义关联说明 规范说明 10

有关系统组织结构方面的语义中南林业科技大学本科毕业设计 软件体系结构与基础算法分析

关联说明

按照Mary Shaw和David Garlan的观点,典型的ADL在充分继承和吸收传统程序设计语言的精确性和严格性特点的还应该具有构造、抽象、重用、组合、异构和分析推理等各种能力和特性。其中:

① 构造能力指的是ADL能够使用较小的独立体系结构元素来建造大型软件系统;

② 抽象能力指的是ADL使得软件体系结构中的构件和连接件描述可以只关注它们的抽象特性,而不管其具体的实现细节;

③ 重用能力指的是ADL使得组成软件系统的构件、连接件甚至是软件体系结构都成为软件系统开发和设计的可重用部件;

④ 组合能力指的是ADL使得其描述的每一系统元素都有其自己的局部结构,这种描述局部结构的特点使得ADL支持软件系统的动态变化组合; ⑤ 异构能力指的是ADL允许多个不同的体系结构描述关联存在; ⑥ 分析和推理能力指的是ADL允许对其描述的体系结构进行多种不同的性能和功能上的多种推理分析。

根据这些特点,我们可以将下面这样的语言排除在ADL之外:高层设计符号语言、MIL、编程语言、面向对象的建模符号、形式化说明语言。ADL与需求语言的区别在于后者描述的是问题空间,而前者则扎根于解空间中。ADL与建模语言的区别在于后者对整体行为的关注要大于对部分的关注,而ADL集中在构件的表示上。ADL与传统的程序设计语言的构成元素即有许多相同和相似之处,又各自有着很大的不同。 2.4.3 软件体系结构抽象模型

下面,我们给出程序设计语言和ADL的典型元素的属性和含义比较以及软件

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体系结构中经常出现的一些构件和连接件元素。

1.构件

构件是一个计算单元或数据存储。也就是说,构件是计算与状态存在的场所。在体系结构中,一个构件可能小到只有一个过程或大到整个应用程序。它可以要求自己的数据与/或执行空间,也可以与其它构件共享这些空间。作为软件体系结构构造块的构件,其自身也包含了多种属性,如接口、类型、语义、约束、进化和非功能属性等。

接口是构件与外部世界的一组交互点。与面向对象方法中的类说明相同,ADL中的构件接口说明了构件提供的那些服务(消息、操作、变量)。为了能够充分地推断构件及包含它的体系结构,ADL提供了能够说明构件需要的工具。这样,接口就定义了构件能够提出的计算委托及其用途上的约束。

构件作为一个封装的实体,只能通过其接口与外部环境交互,构件的接口由一组端口组成,每个端口表示了构件和外部环境的交互点。通过不同的端口类型,一个构件可以提供多重接口。一个端口可以非常简单,如过程调用。也可以表示更为复杂的界面,如必须以某种顺序调用的一组过程调用。

构件类型是实现构件重用的手段。构件类型保证了构件能够在体系结构描述中多次实例化,并且每个实例可以对应于构件的不同实现。抽象构件类型也可以参数化,进一步促进重用。现有的ADL都将构件类型与实例区分开来。 由于基于体系结构开发的系统大都是大型、长时间运行的系统,因而系统的进化能力显得格外重要。构件的进化能力是系统进化的基础。ADL是通过构件的子类型及其特性的细化来支持进化过程的。目前,只有少数几种ADL部分地支持进化,对进化的支持程度通常依赖于所选择的程序设计语言。其他ADL将构件模型看作是静态的。ADL语言大多是利用语言的子类型来实现对进化支持的。利用面向对象方法,从其它类型派生出它的接口类型,形成结构子类型。 2.连接件

连接件是用来建立构件间的交互以及支配这些交互规则的体系结构构造模

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块。与构件不同,连接件可以不与实现系统中的编译单元对应。它们可能以兼容消息路由设备实现(如C2),也可以以共享变量、表入口、缓冲区、对连接器的指令、动态数据结构、内嵌在代码中的过程调用序列、初始化参数、客户服务协议、管道、数据库、应用程序之间的SQL语句等形式出现。大多数ADL将连接件作为第一类实体,也有的ADL则不将连接件作为第一类实体的。

连接件作为建模软件体系结构的主要实体,同样也有接口。连接件的接口由一组角色组成,连接件的每一个角色定义了该连接件表示的交互参与者,二元连接有两个角色,如消息传递连接件的角色是发送者和接收者。有的连接件有多于两个的角色,如事件广播有一个事件发布者角色和任意多个事件接受者角色。 显然,连接件的接口是一组它与所连接构件之间的交互点。为了保证体系结构中的构件连接以及它们之间的通信正确,连接件应该导出所期待的服务作为它的接口。它能够推导出正交软件体系结构线索的形成情况。体系结构配置中要求构件端口与连接件角色的显式连接。

体系结构级的通讯需要用复杂协议来表达。为了抽象这些协议并使之能够重用,ADL应该将连接件构造为类型。构造连接件烈性可以将作为用通信协议定义的类型系统化并独立于实现,或者作为内嵌的、基于它们的实现机制的枚举类型。 为完成对构件接口的有用分析、保证跨体系结构抽象层的细化一致性,强调互联与通信约束等,体系结构描述提供了连接件协议以及变换语法。为了确保执行计划的交互协议,建立起内部连接件依赖关系,强制用途边界, …… 此处隐藏:1947字,全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……

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