1 软件构造的多维度视角

提纲

多维度视角

• 按时间划分：开发/运行视角
• 按动态划分：瞬时/周期视角
• 按层面划分：代码/组件视角
• 各视角的元素、关系、模型

软件构造——视图间的转换

• $\phi$ϕ->代码
• 代码->组件
• 开发->运行
• 瞬时->周期

学习目标

• 软件构造三维度的各要素
• 描述软件系统的模型
• 软件构造是视图间的转换

1 多维软件视图

软件系统=程序+数据+文档（规约等）

1 开发视角(Build-time)

开发视角关注：

• 代码层面：代码的逻辑和实现
• 组件层面：包、目录的组织，库、数据库的关联
• 瞬时层面：某时刻软件形态
• 周期层面：软件形态随时间的变化

开发-瞬时-代码视角

逻辑上程序块的组织，包含词汇、语法（如AST）、语义（如Class Diagram）

• AST
  
• Class Diagram
  

开发-周期-代码视角

关注代码的变化

开发-瞬时-组件视角

文件、包、组件、类库的管理、链接

开发-周期-组件视角

项目配置、版本管理

• VCS
  
• Evolution Graph
  

2 运行视角(Run-time)

代码层面：代码逻辑在内存中的展现
组件层面：每个模块的物理配置和运行情况
瞬时层面：某时刻程序在内存/硬件中的运行状况
周期层面：程序在内存/硬件中的变化、总性能、需求
运行阶段的重要组件：可执行程序、类库、配置文件、分布式程序

运行-瞬时-代码视角

关注内存中变量、类的状态,如Snapshot，Memory dump

• Snapshot
  

运行-周期-代码视角

关注运行时内存的调用情况及调用层次，如运行视图、Execution tracing

• Execution tracing
  

运行-瞬时-组件视角

关注模块的配置情况

运行-周期-组件视角

作事件日志，关注系统的整体运行情况

2 软件构造是视图间的转换

• $\phi$ϕ->代码：编程、检查
• 代码->组件：设计、编译、静态链接、包
• 开发->运行：安装、布署、测试、调试
• 瞬时->周期：重构、版本管理、载入、动态链接、解析、执行

2 软件构造的质量目标

提纲

软件系统的质量：

• 外部质量 vs 内部质量
• 重要的外部质量因素
• 质量因素的权衡

软件构造的5个目标：

• 易理解： 清晰的规约、注释、代码
• 易改变： 可维护性、可扩展性
• 开发简单： 可复用性
• 不易出错： 鲁棒性
• 高效： 性能

1 软件系统的质量因素

外部质量：软件的外在效果，影响用户体验
内部质量：软件的内部实现，影响软件本身和开发者编程
外部质量最重要，但高内部质量能提高外部质量

外部质量因素

• 正确性：执行结果符合规约，是首要质量因素
• 鲁棒性（健壮性）：对异常能进行正确反应，异常指规约未涉及的情况
• 可扩展性：要设计简单，模块化
• 可复用性：高效复用，避免重复实现
• 兼容性：多软件间的交互，通过标准化、协议实现兼容
• 效率：尽可能减少对系统资源的需求
• 可移植性：方便移植到其他软硬件环境
• 易用性：方便用户使用
• 功能性
• 时效性
• …

内部质量因素

• 代码行数、圈复杂度
• 高内聚、低耦合
• 易读性
• 复杂度
• 规模

权衡

正确性第一！

2 软件构造的5个目标

• 易理解性（可读性）：
  
• 开发简单（可复用性）：
  
• 易改变（可维护性）：
  
• 不易出错（鲁棒性）：
  
• 高效(性能)：