淺析軟件架構(gòu)師在軟件開發(fā)過程中的作用

曾水根　陳海燕

【摘 要】隨著軟件行業(yè)的快速發(fā)展，軟件工程的規(guī)模越來越大，復雜程度越來越高，軟件設計的核心已經(jīng)超越了傳統(tǒng)的“算法+數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)=程序”的設計模式，取而代之的是對系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)的設計和規(guī)范。軟件架構(gòu)師在軟件開發(fā)過程中充當著越來越重要的角色，在整個軟件的生命周期中的重要性日益突出。本文通過剖析軟件架構(gòu)師的定義分析了其在軟件開發(fā)過程中的作用。

【關(guān)鍵詞】軟件；軟件架構(gòu)；軟件架構(gòu)師

0 引言

大部分軟件企業(yè)正在遭遇“軟件危機”，主要表現(xiàn)在：軟件開發(fā)效率低，開發(fā)周期長，開發(fā)成本高，可維護性和使用性差，不能很好的滿足用戶個性化和頻繁的業(yè)務變化的需求。而日益激烈的市場競爭和經(jīng)濟全球化，賦予軟件工程以新的特征：有效率、有效用地滿足用戶個性化需求的定制，快速響應和適應市場及業(yè)務的變化，以及低成本、高收益等[1-2]。

低成本、高收益軟件工程的實現(xiàn)離不開軟件架構(gòu)（Software Architecture），軟件架構(gòu)是一個軟件系統(tǒng)中的核心元素，軟件架構(gòu)師則是這個核心元素的實施人，是一個軟件工程成敗的關(guān)鍵。

1 關(guān)于軟件架構(gòu)

軟件架構(gòu)的定義不是唯一的，在不同的著作上，不同的作者，對于軟件架構(gòu)的定義也不統(tǒng)一，角度不同，定義不同。

在“軟件構(gòu)架簡介”中，David Garlan和 Mary Shaw認為軟件構(gòu)架是有關(guān)如下問題的設計層次：“在計算的算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之外，設計并確定系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)成為了新的問題。結(jié)構(gòu)問題包括總體組織結(jié)構(gòu)和全局控制結(jié)構(gòu)；通信、同步和數(shù)據(jù)訪問的協(xié)議；設計元素的功能分配；物理分布；設計元素的組成；定標與性能；備選設計的選擇。”

也有觀點認為軟件架構(gòu)考慮的是相對的宏觀問題，它是重要模塊、過程和系統(tǒng)數(shù)據(jù)的集合，包括軟件的結(jié)構(gòu)、彼此的準確關(guān)系、擴展與修改方式，依賴的技術(shù)、系統(tǒng)性能和靈活性獲得方法，以及系統(tǒng)實施或修改計劃等。

筆者更贊同后一種觀點。

2 軟件架構(gòu)師的定義

軟件架構(gòu)師是軟件行業(yè)中一種新興職業(yè)，工作職責是在一個軟件項目開發(fā)過程中，將客戶的需求轉(zhuǎn)換為規(guī)范的開發(fā)計劃及文本，并制定這個項目的總體架構(gòu)，指導整個開發(fā)團隊完成這個計劃。主導系統(tǒng)全局分析設計與實施、負責軟件架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)決策的人員[3]。

軟件架構(gòu)師應能迅速抓住問題要害，并做出合理的關(guān)鍵決定的能力，具備戰(zhàn)略性和前瞻性思維能力，善于把握全局，能夠在更高抽象級別上進行思考，主要包括如下：

（1）對項目開發(fā)涉及的所有問題領(lǐng)域都有經(jīng)驗，包括徹底地理解項目需求，開展分析設計之類軟件工程活動等；

（2）具備領(lǐng)導素質(zhì)，以在各小組之間推進技術(shù)工作，并在項目壓力下做出牢靠的關(guān)鍵決策；

（3）擁有優(yōu)秀的溝通能力，用以進行說服、鼓勵和指導等活動，并贏得項目成員的信任；

（4）以目標導向和主動的方式來不帶任何感情色彩地關(guān)注項目結(jié)果，構(gòu)架師應當是項目背后的技術(shù)推動力，而非構(gòu)想者或夢想家（追求完美）；

（5）精通構(gòu)架設計的理論、實踐和工具，并掌握多種參考構(gòu)架、主要的可重用構(gòu)架機制和模式（例如J2EE架構(gòu)等）；

（6）具備系統(tǒng)設計員的所有技能，但涉及面更廣、抽象級別更高；活動確定用例或需求的優(yōu)先級、進行構(gòu)架分析、創(chuàng)建構(gòu)架的概念驗證原型、評估構(gòu)架的概念驗證原型的可行性、組織系統(tǒng)實施模型、描述系統(tǒng)分布結(jié)構(gòu)、描述運行時刻構(gòu)架、確定設計機制、確定設計元素、合并已有設計元素、構(gòu)架文檔、參考構(gòu)架、分析模型、設計模型、實施模型、部署模型、構(gòu)架概念驗證原型、接口、事件、信號與協(xié)議等。

3 軟件架構(gòu)師的工作

軟件架構(gòu)師在軟件開發(fā)中的重要性日漸突出。可以這樣說，一個軟件架構(gòu)師工作的好壞決定了整個軟件開發(fā)項目的成敗。

作為軟件架構(gòu)的設計者是關(guān)系到軟件成敗的關(guān)鍵因素，缺少了軟件架構(gòu)師的工作，軟件產(chǎn)品的生產(chǎn)率、上市時間、質(zhì)量和成本等諸多方面就不能得到應有的保障。

（1）軟件架構(gòu)創(chuàng)建的意義

使用合適的軟件架構(gòu)可以在需求變動的情況下迅速的進入變動之后的軟件開發(fā)。如果拿一棟大樓來比喻整個的軟件產(chǎn)品。那么軟件架構(gòu)就好比大樓的骨架。沒有好的軟件架構(gòu)，軟件產(chǎn)品的質(zhì)量可想而知。軟件架構(gòu)是軟件產(chǎn)品的精髓，只有在合適的產(chǎn)品上采用合適的軟件架構(gòu)才能真正的提高軟件產(chǎn)品的質(zhì)量。

（2）軟件架構(gòu)的創(chuàng)建過程

一旦項目立項，系統(tǒng)分析師把項目的需求分析提交過來之后.根據(jù)該項目的整體解決方案，軟件架構(gòu)師就必須找到適合該軟件的架構(gòu)。

確定了軟件架構(gòu)之后就可以依據(jù)它來組建項目團隊，并創(chuàng)建一個骨架系統(tǒng)作為增量式開發(fā)的基礎，把傳統(tǒng)的軟件開發(fā)模式和敏捷開發(fā)（Agile Development）模式結(jié)合起來。

為了軟件產(chǎn)品的升級及復用，小型的軟件產(chǎn)品也應該設置軟件架構(gòu)的設置環(huán)節(jié)，大型的軟件產(chǎn)品則必須要有軟件架構(gòu)的設計環(huán)節(jié)。那么，大型軟件產(chǎn)品的開發(fā)模式就變成了傳統(tǒng)軟件開發(fā)模式、軟件架構(gòu)設計和敏捷開發(fā)模式的綜合。小型軟件產(chǎn)品的開發(fā)模式就變?yōu)榱塑浖軜?gòu)設計和敏捷開發(fā)模式的綜合。軟件架構(gòu)設計不論在大型軟件產(chǎn)品還是小型軟件產(chǎn)品的開發(fā)模式中所處的位置基本上是一樣的.都是處在需求分析后進行軟件架構(gòu)的設計。對于需求不確定或者軟件架構(gòu)師認為變動頻繁的功能模塊采用敏捷開發(fā)的模式。如果需求變動，采用敏捷開發(fā)的方式修改相應的功能模塊。

（3）軟件架構(gòu)資源庫的創(chuàng)建與維護

把不同的軟件架構(gòu)形成一種知識，供以后的項目或其它軟件架構(gòu)師、系統(tǒng)分析師使用。軟件資源庫中包括所包含每一種軟件架構(gòu)的文檔說明，實例圖，使用該軟件架構(gòu)的軟件產(chǎn)品等，最好能創(chuàng)建一個輔助工具軟件來維護軟件架構(gòu)資源庫。

（4）其它作用

隨著開發(fā)進程的推進，軟件架構(gòu)師的職責或關(guān)注點不斷地變化：

1）在需求階段配合系統(tǒng)分析師；

2）需求明確后，軟件架構(gòu)師要進行軟件架構(gòu)的設計；

3）隨后，軟件架構(gòu)師的關(guān)注點開始轉(zhuǎn)移到組織開發(fā)團隊成員和開發(fā)過程定義上；

4）在編碼階段，架構(gòu)師則成為詳細設計者和代碼編寫者的顧問。并且經(jīng)常性地要舉行一些技術(shù)研討會、技術(shù)培訓班等；

5）隨著軟件開始測試、集成和交付，集成和測試支持將成為軟件架構(gòu)師的工作重點；

6）在軟件維護開始時，軟件架構(gòu)師就要分析該軟件架構(gòu)在該軟件產(chǎn)品上的實施效果，是否存在問題，為下一個軟件項目的軟件架構(gòu)設計做準備。

4 結(jié)論

軟件架構(gòu)的設計和規(guī)范可以實現(xiàn)開發(fā)工作的簡單性和系統(tǒng)對未來更改的適應性。所以軟件企業(yè)要正確的認識軟件架構(gòu)師的工作，認真的對待軟件架構(gòu)師這個職位的必要性。

【參考文獻】

[1][美]RogerS Pressman.軟件工程-實踐者的研究方法[M].黃柏素，梅宏，譯.北京：機械工業(yè)出版社，1999.

[2]A W Brown，K C Wallau.The current state of CRSE[J].IEEE Software，1998，15（5）：37-46.

[3]張友生，李雄.軟件架構(gòu)師的角色和培養(yǎng)[J].計算機教育，2006，11.

[責任編輯：謝慶云]