復雜系統(tǒng)的層級原理與模型驅動軟件體系結構

　　關鍵字：層級原理 模型驅動軟件 體系結構MDA

　　寫在前面
 
　　最近看到模型驅動在國內漸漸被更多的人注意，前幾天又看到一些關于UML優(yōu)劣和應用方面的爭論。作為繁忙工作中的一種休息，從過往的研究筆記中整理一點東西放在這里，與大家交流。
 
　　層級理論是構建復雜軟件體系的基本原則
 
　　諾貝爾獎獲得者赫伯特 A. 西蒙曾論述到：“要構造一門關于復雜系統(tǒng)的比較正規(guī)的理論，有一條路就是求助于層級理論……我們可以期望，在一個復雜性必然是從簡單性進化而來的世界中，復雜系統(tǒng)是層級結構的”。對于軟件這樣復雜的人造事務，發(fā)現(xiàn)層級和運用層級，是分析和構建的基本原則。
 
　　軟件的體系結構是層級的
 
　　粗略地觀察一下軟件表述方式（語言）的發(fā)展：從穿孔紙帶（機器的語言）開始，首先是匯編語言，然后是高級語言，再往后有面向對象語言和所謂第四代語言（FGL）出現(xiàn)……應當留意：每一代的語言并不是在“取代”前一代語言，而是用上一代語言來“寫”下一代語言。在這個自然的進化過程中，西蒙所論述的復雜體系的層級特征清晰地出現(xiàn)了。
 
　　進一步看，在由簡單到復雜的進化道路上，軟件的體系結構、軟件開發(fā)的體系結構、軟件開發(fā)工具的體系結構等等，都呈現(xiàn)出層級的特征。“好”的軟件體系具有更加清晰的層級。 
 
　　一維語言之后是模型
 
　　這里不想展開討論這個問題，只是提出一些思考的結果。與自然語言類似，現(xiàn)有的“程序設計語言”是單維的，它的基本語法是以前后順序為基礎的。當系統(tǒng)的復雜程度提高時，用這樣的語言精確描述復雜系統(tǒng)變得越發(fā)困難，更遑論有效地修改維護；可視化開發(fā)平臺、代碼管理工具（甚至某種意義上共享組件也可包括在內）等的出現(xiàn)對此是一種補充，但仍然不是最終的解決方法。軟件描述體系進化到這里，面臨著一次突變，將有新的物種出現(xiàn)，這個新物種可能就是模型。筆者認為，模型與程序語言主要的區(qū)別不在于圖形化，也不在于抽象的程度，而在于表達方式突破了“單一順序”的限制，最簡單的例子就是二維表。模型可以更容易和直接地表達復雜的結構。
 
　　模型和語言都是對系統(tǒng)的描述
 
　　傳統(tǒng)的編程語言和模型都是一種表述的體系，前者適合表述順序過程，后者適合表述復雜結構。模型的必要性可以通過下面這個例子看出來：

　　為了精確地復現(xiàn)，你可以用語言精確地敘述一個立方體，甚至10個立方體組合的形狀，但你不會試圖用語言描述一棟房子，適當?shù)姆绞绞怯霉こ虉D紙。

　　建立企業(yè)應用系統(tǒng)的情形可以從以上例子得到啟發(fā)，企業(yè)系統(tǒng)要表述的，主要是復雜的結構，過程占的比重很小，因此，模型就變得更加重要乃至必要了。
 
　　OMG組織的MDA戰(zhàn)略
 
　　OMG最新的戰(zhàn)略，是建立模型驅動體系架構（Model Driven Architecture, MDA），它的意義不是三言兩語可以說清楚的，但從軟件進化的角度來說，可能帶有一種必然性，從上面的討論，至少可以引申出兩個理由：

　　　1. 更有效地描述復雜系統(tǒng)的需要；  系統(tǒng)復雜化帶來的層級區(qū)分的需要。