结构编程方法

    40年前国际上发生了“软件危机”，如IBM公司开发一个操作系统，或美国的航空公司开发飞机订票系统，都花费了上千人数年的工作量。它开发周期长、而开发出来的产品却是错误很多，难以维护和适应修改。

    正在此时，一位荷兰的物理家E.W.Dijkstra提出了一种“结构程序设计方法”，他认为：人的智力是有限的，采用数学或物理学的思维方法，用枚举、抽象、归纳、类比等思维方式简化问题。

    由于我也是数学系毕业的，我拜读了他的所有论文，就编写一本著作《编程方法学》。用此方法扩展到软件设计中时，称为“结构化分析和结构化设计(SASD)”。

    所谓“结构程序设计方法”，就是基于面向对象设计方法的早期蓝本，侧重於解决程序正确性的编程的方法，以此为基础建立了软件工程这门学科，建立了编程的基础理论体系，也是第一个技术与基础理论体系。

    “面向对象”的可重用理论

    我们都知道由面向对象发展到面向构件，由面向构件再发展到面向服务，因此它们的认知观和基础理论都是息息相关的。

    解决大型软件的开发效率和质量除了要解决编程的正确性外，还必需解决开发周期长、复用性差、成本高、文档多以及难以适应系统演化等问题，这些问题十多年来仍旧困惑着这门学科，“软件危机”仍未解决。

    人们的知识是从一个定理、一个原理逐步积累起来的，社会是依靠知识的不断积累发展的。然而编制软件每次却都是从零开始，这是造成“软件危机”的根本原因。由此提出了编程工作是否也可以重用以前成功的经验和程序呢？整整经过十多年的探索，到七十年代才获得成功。

    我曾经用此方法设计了一个大型操作系统，这套方法和理论在产品开发和科研领域方面用得很多，因此我称它为第二个技术与基础理论体系。

    面向构件和架构

    鉴于面向对象的缺陷，三位面向对象的奠基人联合起来，创建了UML统一建模语言。UML为软件开发和SOA的产生起到奠基和里程碑的作用。

    UML主要理论成果是：统一面向对象的基本概念，并引进了许多新的概念，认为软件开发的过程实质上是从抽象的模型逐步细化，过渡到具体的实现，其中间的每个阶段都是实现了某一抽象模型，UML为此提供了建立模型的工具。

    用直觉的图形来建立模型，从此软件专家就有了自己的工具，正如音乐家有了五线谱工具那样。为适应软件的多变性，提供了演化的概念。

    实际上此建模理论是第三个技术与基础理论体系，它为演化到构件和架构概念奠定基础理论模型。

    由于工程上的实施缺乏开发规范，在技术上要求开发人员的素质较高，很少见到真正运用UML的方法于实际的工程开发应用软件中，最大的问题是被开发出来的软件难以演化，而软件要能适应变化是客观存在的。

    为此发展出单纯重用的“构件和架构”技术及其理论体系。在1998年日本京都召开的“基于构件的软件开发(CBSD)”国际专题学术会议上，一致认为软件开发技术离不开构件和体系结构。软件体系结构现简称“架构”。

    在此之前的软件架构都采用层次结构的架构，直到分布式系统提出了用户端/服务器模式后，才产生对架构的研究，出现了构件和架构，也就是第四个技术与基础理论体系。

    卡内基·梅隆大学为软件的架构和框架建立了扎实的基础理论，软件体系结构是软件系统的高级抽象，体现了软件设计思想。反映了系统开发中最早的决策，明确了系统有哪几部分组成，它们之间是如何交互的;进一步影响到资源的配置、团队的组织以及产品的质量。系统的成败也在于体系结构。