软考 系统架构设计师 第十章 软件架构的演化和维护(一)- 软件架构演化和定义的关系

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一、演化与维护是什么

软件架构的生命周期通常经历四个阶段，修改完善阶段实质上就是架构的演化与维护过程。

• • 目的：使软件能适应环境变化，满足用户需求。
• • 性质：一个不断迭代的过程，架构在此过程中逐步完善。
• • 本章范围：基本概念、演化类型、维护手段，以及实用的架构演化原则。

二、演化的重要性

核心观点

• • 演化目的：维持架构自身的有用性，适应新需求、业务环境与运行环境的变化。
• • 本质：软件整体结构的演化，涵盖架构全生命周期——需求获取、建模、文档、实现、维护。
• • 关键论断："软件架构是演化来的，而不是设计来的。"

为什么演化如此重要（三个层面）

1. 架构是系统的骨架

• • 架构支撑整个软件系统，是保障性能、可靠性、安全性、易维护性等功能与质量属性的关键。
• • 这些属性决定系统是否被用户接受、是否有市场竞争力、能否升级改造、是否有长生命周期。
• • 架构演化正是保障这些属性向预期方向发展的措施。

2. 架构是宏观管控复杂性的蓝图

• • 为管控系统整体复杂性与变化性提供有效途径。
• • 基于架构进行检测和修改，成本相对较低。
• • 因此从架构演化出发去刻画复杂演化、观察和控制影响效应，更加合理。

3. 保证演化的一致性、正确性，并降低成本、提升便捷性
具体有 3 个原因：

1. 1. 架构的形式化、可视化表示 → 提高可构造性 → 便于演化；
2. 2. 设计方案涵盖的整体结构、配置、约束信息 → 帮助开发人员预判未来可能的演化问题、情形与环境；
3. 3. 架构设计时对组件间耦合的描述 → 有助于系统动态调整。

三、 演化与定义的关系

基本关系

• • 软件架构定义众多（不完全统计近百种），不同定义确定了不同的组成方式与组成规则。
• • 各定义间存在大量共性描述，因此架构演化既体现相同面，也体现不同面。
• • 结论：理解架构演化，必须结合具体的架构定义。

以经典定义 SA = {Components, Connectors, Constraints} 为例

该定义下，演化主要关注组件、连接件、约束的添加、修改与删除。

演化的波及效应分类

• • 受变更直接影响的 组件 / 连接件 / 约束；
• • 受变更波及的 组件 / 连接件 / 约束；
• • 上述两类 + 未受影响的元素 = 演化后的软件架构。

要点：组件演化几乎总牵涉连接件演化；任何一类元素的变更都可能引发连锁的波及效应，最终所有元素共同构成演化后的新架构。

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