本書是美國AddisonWesley公司出版的對象技術（最新2003年）叢書之一，旨在用面向對象技術開發(fā)實時和嵌入式系統(tǒng)軟件。＜br＞眾所周知，實時和嵌入式系統(tǒng)軟件由于其開發(fā)層次較低，直接在硬件上開發(fā)時間緊要、安全緊要、高可靠性的系統(tǒng)，傳統(tǒng)上是C語言和匯編語言的天下。傳統(tǒng)的軟件工程技術著重軟件的可移植、可復用、可伸縮，易維護、低成本，借助于一個良好的平臺，快速交付，支持業(yè)務過程的快速變革的高適應性系統(tǒng)。軟件工程使平臺以上的系統(tǒng)日臻完善，發(fā)展了面向對象技術、構件技術乃至于直接使用軟件服務?！跋嘈拧睂崿F(xiàn)服務的構件、支持構件實現(xiàn)的平臺（操作系統(tǒng)、網絡軟件及數(shù)據庫軟件）都是最優(yōu)或較優(yōu)的。顯然，與實時嵌入式系統(tǒng)要處處操心每個軟件元件的性能、可靠性、安全性走的是兩條路，他們“不相信”臃腫的通用平臺能解決他們在有限資源下做出高性能系統(tǒng)所遇到的各種問題。所以，實時和嵌入式系統(tǒng)的業(yè)者一般不關心軟件工程技術的最新進展，也很少在他們的工作中采用軟件工程新技術，停留在提供完善的模塊和子系統(tǒng)層次上，強耦合的過程式模塊開發(fā)還是主流。＜br＞從系統(tǒng)的觀點來看，實時嵌入式系統(tǒng)也是系統(tǒng)，特別是硬件技術的快速發(fā)展，實時嵌入式軟件也有快速適應硬件型號升級問題，也有業(yè)務快速變更要求可伸縮、可修改（例如，軍用導彈、飛機型號升級，民用產品換代）可復用問題。1975年，美國國防部開發(fā)的Ada語言系統(tǒng)就是為了在主機上開發(fā)適應變化的系統(tǒng)。通過交叉編譯生成機載、彈載的目標系統(tǒng)嵌入到應用環(huán)境中，一切系統(tǒng)維護、伸縮均在Ada源代碼級軟件上完成。在某種意義上，今日的面向對象技術得益于Ada的數(shù)據抽象和模塊封裝。由于Ada為保證軍用軟件可移植性管得過嚴，面向對象技術蓬勃發(fā)展在C++上得以體現(xiàn)。于是實時嵌入式系統(tǒng)自然轉向底層是C的C++。但對象化對實時性、可靠性并沒有直接的好處，所以在小型實時嵌入式應用中，面向對象依然不占上風，仍然是過程式開發(fā)方法最后穿上C++外衣。盡管如此，有了C++這個橋，為實時嵌入式系統(tǒng)再一次和當前軟件工程技術合流打下了良好的基礎。＜br＞面向對象封裝帶來的松耦合，使它成為分布式可伸縮系統(tǒng)的首選技術，且隨著當今網絡的普及，對象成了應用的第一類公民，網絡是對象交互和通信的世界。打包也好，請代理也好，不是對象只能窩在本機上做點實際工作。＜br＞為了參與網絡上提供實時服務，為了支持應用系統(tǒng)的快速變更，快速提供嵌入式產品，大幅度降低成本提供標準化、構件化產品，實時嵌入式系統(tǒng)的對象化、構件化勢在必行！當然，也應該看到，CPU速度大幅提高，減緩這類系統(tǒng)的開發(fā)者因實時對標準化、構件化的抵制，使他們樂于參加現(xiàn)代技術大合奏。＜br＞重新認識軟件是有體系結構的。軟件開發(fā)是一個軟件過程，是近十年軟件技術最重要的成就。過去的開發(fā)著眼于功能性能，無形中完成了一個軟件過程，得到一個有體系結構的產品。當時并不在意過程好壞，體系結構是什么樣的。通過驗收能夠滿足使用的就是好產品。但情況并非如此順利，“樹欲靜而風不止”，使用中不斷發(fā)現(xiàn)新bug，用戶一再要求改進（受其他新技術影響或總結出使用經驗）。過程和體系結構在軟件可適應、易維護性上顯現(xiàn)出極大的威脅力。不良的體系結構使此處bug消除，彼處新bug又冒出，甚至導致整個系統(tǒng)崩潰。不良的過程找不到資以分析的文檔、數(shù)據，一個不大的改進每步都從頭試起，遲遲調不出來，大量窩工，成本飚升。于是，人們把軟件開發(fā)從以功能性能為中心轉而為以軟件體系結構為中心，精心改進軟件過程，從而軟件在改變之中依然能保證符合需求的功能，并能保證高質量和低成本。＜br＞體系結構從總體上決定了軟件可能達到的各項質量指標。例如，別墅、板樓、塔樓，在通風、抗震、舒適程度、方便性、成本方面各不相同，一經確定則影響終身。例如樓層太矮、電梯過少、沒有綠地等。軟件過程通過精心安排軟件制作的各項活動切實保證軟件質量。該有的活動沒有或不能即時到位都會造成低質量、高成本，甚至項目失敗。過程是產品質量最直接的保證。所以ISO9000系列就是所有人工制品的（過程）質量標準。美國CMM標準化更是以過程成熟度來衡量軟件企業(yè)有無資質承擔軟件開發(fā)。軟件體系結構和軟件過程相輔相成，一為軟件內在質量保證，一為過程質量保證。所以，以體系結構為中心的最優(yōu)過程開發(fā)已為世界廣泛接受。＜br＞過程是以時間為進程的各項軟件活動。開發(fā)活動完成都凝聚成有體系結構的軟件，即它的后果（體系結構）是可分析、可測試度量的。優(yōu)秀的體系結構如前所述，正是軟件設計的目標。于是人們研究分析體系結構并尋找設計實現(xiàn)的途徑。＜br＞體系結構不外乎是實現(xiàn)各項功能、性能的元構件有機組合的集合。在面向對象的背景下，它們都是類對象，為了設計（有機組合）方便，把對象組成慣用的、不易出錯的、可靠的、接近標準化的形式，則為模式（pattern）。最小的模式是幾個類對象組成的構件，最大的模式是若干構件組成的子系統(tǒng)。＜br＞最早也是最基礎的設計模式是Liskov提出的七種基本模式，并提出對象構成模式的五條基本準則，為面向對象設計模式奠定了理論基礎。隨后是“四人幫”（Gamma等四人）提出了常用的25種設計模式，為以模式設計軟件體系結構提供了工程實踐的基礎。不過，“四人幫”討論的模式作用域是局部的，我們把它們叫做機制式的設計模式（mechanisticdesignpattern），因為它們?yōu)閷ο蟮膮f(xié)作定義了各種機制。這種模式有較大的局限，只在單個的協(xié)作內。本書并不討論機制式的設計模式，本書討論的是體系結構設計模式（architecturedesignpattern）。＜br＞當然，各軟件應用領域也都有本領域的模式，如果總結出來作為準規(guī)劃，則本領域軟件開發(fā)速度會成倍提高，而軟件質量也較容易得到保證。本書就為實時嵌入式領域總結出了54種模式。＜br＞本書作者BrucePowelDouglass博士在實時嵌入式系統(tǒng)領域工作已有26年，是世界公認的領袖人物，目前是本書推薦的ROPES（嵌入式系統(tǒng)的快速面向對象過程）的創(chuàng)始人。他也即時轉入到面向對象領域，成為ILogix公司的首席技術指導，實時系統(tǒng)開發(fā)工具的領導者，也是UML規(guī)范嵌入系統(tǒng)會議顧問委員會的成員。Douglass博士為多個公司和組織做過咨詢，包括NASA。他還是OMG的RTDA（RealTimeAnalysisandDesignWorkingGroup）的副主席和面向對象雜志的專欄作家。＜br＞本書可以作為實時嵌入式系統(tǒng)的設計人員和開發(fā)人員的技術參考書，也可以作為計算機、自動化、機電一體化等專業(yè)的大學高年級學生學習操作系統(tǒng)、計算機控制系統(tǒng)等課程輔助教材。同時，本書對正在學習UML建模的設計人員也是一個很好的范例。此外，本書可以作為軟件開發(fā)組織知識共享的模板，參考本書描述模式的方式把技術人員解決問題的經驗抽象化、形式化，在組織范圍內共享。＜br＞譯者積極翻譯并向業(yè)界推薦本書還有一個原因，這就是本書以對象模式的觀點把計算機最底層的操作功能實現(xiàn)整個演示了一遍，如并發(fā)進程、內存管理、資源鎖定、進程分布、安全性和可靠性。這對于欲深入理解計算實現(xiàn)本質的讀者（不一定去做實時嵌入式應用），是一本很好的教材。在翻譯過程中為減少混亂，我們厘定某些術語的譯法，也算對業(yè)界的建議，如有不妥之處，歡迎指正。＜br＞實時設計模式〖〗＜br＞Broker譯為“中介”，當前Broker、Proxy、Agent、Delegation均為“代理”，而Broker、Proxy在本書中也常出現(xiàn)在一頁上，故Broker為“中介”（無授權），Proxy為“代理”（有授權），而Delegation干脆是“委派”，Agent在本書中出現(xiàn)極少，且不易沖突仍沿用“代理者”。＜br＞本書的前言、序和第1章至第3章由麥中凡教授翻譯，第4章至第9章和附錄由陶偉翻譯。在成書過程中，呂慶中、程勇、胡斌、李曄參與了部分工作。麥中凡教授對全書做了細致的審校。＜br＞最后，我們感謝北航出版社在本書的成書過程中提供的大力幫助。＜br＞我們的電子郵件地址是：＜br＞mids@buaa.edu.cn＜br＞譯者于北航＜br＞2003年6月
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