軟件正在改變?nèi)藗兊纳�活。作�?1世紀(jì)偉大的工程實踐，軟件已經(jīng)滲透到當(dāng)今社會生活的方方面面。人們的生活離不開軟件，大多數(shù)人每天早晨起床后的第一件事，很可能就是打開某個手機App。計算機C++語言的發(fā)明人Bjarne Stroustrup所謂“人類的文明運行于軟件之上”，就道盡了此間情景。軟件技術(shù)是新一輪制造業(yè)革命的核心競爭力，我們正進入一個軟件定義的時代，“軟件無處不在、軟件定義一切、軟件使能一切”正是這個時代的特征。
　　軟件中的程序取自工業(yè)工程�？v觀歷史，程序起源于工廠的操作列表，軟件工程則類似于工業(yè)工程，對于工業(yè)工程師來說，程序就是一天工作的規(guī)劃和操作。以前，軟件工程師操縱計算機，使其正確工作并求解問題，當(dāng)時軟件的核心是數(shù)據(jù)的組織和算法的實現(xiàn)。直到今天，越來越多的底層工作，如內(nèi)存管理、網(wǎng)絡(luò)通信等都已實現(xiàn)自動化，或者可以實現(xiàn)代碼重用。這樣，軟件工程師無須直面機器代碼，而是使用高級語言、集成工具，把更多思考留給軟件問題本身。軟件制造復(fù)雜多變，其難度遠(yuǎn)超傳統(tǒng)工業(yè)工程。隨著軟件的功能越來越強、使用越來越方便、規(guī)模越來越大、復(fù)雜程度越來越高，現(xiàn)在構(gòu)建軟件系統(tǒng)注定比以前更加困難。
　　在解決上述復(fù)雜、困難的問題過程中，出現(xiàn)了軟件設(shè)計和體系結(jié)構(gòu)。復(fù)雜性是軟件開發(fā)過程中固有的特質(zhì)，而軟件設(shè)計在于幫助軟件工程師駕馭這種復(fù)雜性。
　　作為軟件開發(fā)的核心活動之一，軟件設(shè)計對開發(fā)出滿足需求的高質(zhì)量軟件起著關(guān)鍵作用。軟件設(shè)計需要綜合考慮軟件系統(tǒng)的各種約束條件，并給出最優(yōu)方案。設(shè)計方法的快速發(fā)展和應(yīng)用程序的大量部署，使得現(xiàn)有計算機系統(tǒng)內(nèi)部的代碼構(gòu)成差異很大。隨著應(yīng)用軟件市場競爭越來越激烈，用戶需求交付越來越快、系統(tǒng)功能越來越多、性能要求越來越可靠，結(jié)果就有了復(fù)用現(xiàn)有系統(tǒng)代碼、代碼外包、采購商品化構(gòu)件進行系統(tǒng)集成。在這種大環(huán)境下，軟件工程師不能僅憑一種程序設(shè)計方法，按照設(shè)計書逐步進行開發(fā)，而是要從閱讀、維護、遷移各種已有的系統(tǒng)和外包代碼開始進行程序設(shè)計。程序設(shè)計方法隱藏在不同來源的代碼中，軟件工程師需要理解、復(fù)用、改造這些代碼，并應(yīng)全面了解各種方法的優(yōu)缺點。這中間不存在一種放之四海而皆準(zhǔn)的程序設(shè)計方法，各種方法都有其長處和短處。例如，相對抽象和高級的方法，在提高開發(fā)效率的同時，往往會導(dǎo)致執(zhí)行效率的降低；相對低級和離硬件近的方法，盡管可能學(xué)習(xí)時間較短，但是適應(yīng)面卻受到了限制。適合的才是最好的，軟件工程師需要根據(jù)自己的情況，選擇適合的程序設(shè)計方法。
　　軟件如同建筑物，軟件設(shè)計不能脫離實用價值。今天，“軟件架構(gòu)師”這個在軟件領(lǐng)域負(fù)責(zé)軟件設(shè)計、分析、處理來自不同涉眾、不同關(guān)注點和需求關(guān)系的職位，已經(jīng)被普遍認(rèn)為是軟件開發(fā)團隊的核心。在軟件工程方法中，軟件需求與軟件設(shè)計之間存在著一道很難逾越的鴻溝，從而很難有效地將需求轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的設(shè)計，而軟件體系結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，恰好在需求與設(shè)計之間架起一座“橋梁”，由此實現(xiàn)了軟件系統(tǒng)的需求向?qū)崿F(xiàn)的平坦過渡。軟件體系結(jié)構(gòu)是軟件架構(gòu)師洞見系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)、規(guī)律、原則、邏輯的過程，并對軟件開發(fā)的各種外在因素、內(nèi)在動力、人本屬性進行集中關(guān)注和深入剖析。作為整體設(shè)計的刻畫，軟件體系結(jié)構(gòu)包括全局組織和控制結(jié)構(gòu)，有關(guān)通信、同步、數(shù)據(jù)存取的協(xié)議，設(shè)計構(gòu)件功能定義和物理分布，設(shè)計方案的選擇、評估、實現(xiàn)等。軟件設(shè)計的成功，在于有一個健壯、優(yōu)雅、靈活、易維護的軟件體系結(jié)構(gòu)。圍繞著比“類”更大的粒度、更高的抽象，軟件體系結(jié)構(gòu)刻畫了系統(tǒng)的構(gòu)件組成、構(gòu)件的關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的交互行為，并給出軟件設(shè)計的動機，即其在功能目標(biāo)、非功能目標(biāo)、制約因素之間的權(quán)衡取舍。
　　智能制造業(yè)需要硬件、工藝、流程、知識的軟件化，進而實現(xiàn)軟件的平臺化。伴隨“軟件定義”的挑戰(zhàn)，不得不說，軟件系統(tǒng)無處不在，需要設(shè)計出在應(yīng)用形態(tài)上滿足新要求的軟件體系結(jié)構(gòu)來，這就是軟件給未來世界達成的目標(biāo)，也是軟件架構(gòu)師的機遇所在。
　　本書由秦航任主編，第1章、第14章由秦航編寫，第2章由包小軍編寫，第3章、第9章由夏浩波編寫，第4章、第6章由邱林編寫，第5章、第7章、第11章由張健編寫，第8章、第10章由徐杏芳編寫，第12章、第13章由胡森森編寫，全書由秦航負(fù)責(zé)統(tǒng)稿，由王同喜任主審。借此機會，編者謹(jǐn)向為本書付出辛勤勞動和智慧的老師及全體同仁表示誠摯的謝意。
　　本書可作為高等院�！败浖�設(shè)計與體系結(jié)構(gòu)”課程的教材或教學(xué)參考書，也可供有一定實際經(jīng)驗的軟件工程人員和需要開發(fā)應(yīng)用軟件的廣大計算機用戶閱讀參考。
　　由于作者水平有限，書中不當(dāng)之處在所難免，敬請廣大讀者和專家提出寶貴意見，以幫助作者不斷地改進和完善。