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關注點分離可追溯到柏拉圖對整體與部分關系的思考。作為基本的系統(tǒng)化計算思維原則, 關注點分離體現(xiàn) 在問題求解、算法設計、軟件設計、軟件架構描述、軟件開發(fā)過程等諸多方面。簡要歸納了軟件和計算的本質特點; 重 點分析關注點分離作為重要的方法論原則在軟件工程中的主要作用和體現(xiàn)形式; 介紹了近期有關關注點高級分離的 研究, 包括關注點的多維分離和面向方面軟件開發(fā); 最后闡述了關注點分離原則與具體問題具體分析策略相結合

第36卷 第4期計算機科學Vol.36No.4關注點分離在計算思維和軟件工程中的方法論意義

何明昕

(暨南大學計算機科學系 廣州510632)

摘 要 關注點分離可追溯到柏拉圖對整體與部分關系的思考。作為基本的系統(tǒng)化計算思維原則,關注點分離體現(xiàn)在問題求解、算法設計、軟件設計、軟件架構描述、軟件開發(fā)過程等諸多方面。簡要歸納了軟件和計算的本質特點;重點分析關注點分離作為重要的方法論原則在軟件工程中的主要作用和體現(xiàn)形式;介紹了近期有關關注點高級分離的研究,包括關注點的多維分離和面向方面軟件開發(fā);最后闡述了關注點分離原則與具體問題具體分析策略相結合的實踐意義。

關鍵詞 關注點分離,計算思維,軟件工程,方法論中圖法分類號 TP301 文獻標識碼 A

Separation of concernsasaMethodologicalPrincipleinComputationalThinkingandSoftwareEngineering

HEMing xin

(DepartmentofComputerScience,JinanUniversity,Guangzhou510632,China)

Abstract Theideaofseparation of concerns(SoC)canbetracedbacktoPlato'sthinkingontherelationshipbetween

theuniverseanditselements.Asafundamentalsystematicprincipleincomputationalthinking,itisincarnatedinmanyaspectssuchasproblemsolving,algorithmdesign,softwaredesign,softwarearchitecturesdocumentinganddevelopmentprocesses.Theessentialcharacteristicsofsoftwareandcomputingweresummarized.ThesignificanceandembodimentsofSoCasamethodologicalprincipleinsoftwareengineeringwereanalyzed.TherecentresearchesonadvancedSoC,in cludingmultidimensionalSoCandaspect orientedsoftwaredevelopment(AOSD)wereintroduced.Thepragmaticsig nificanceofcombiningseparation of concernsprinciplewithconcrete problem with concrete analysisstrategywerestressedtosolveacomplexproblem.

Keywords Separationofconcerns(SoC),Computationalthinking,Softwareengineering,Methodology

計等設計方法中,同時也體現(xiàn)在軟件開發(fā)過程、軟件項目管理

[5]

以及軟件開發(fā)方法學等諸多方面。在某種意義上,正是對軟件開發(fā)不同關注點的分離視角和關注重點的差別,導致了軟件開發(fā)技術和開發(fā)方法的演變和發(fā)展[7]。

因此,從方法論角度,研究關注點分離在計算科學和軟件工程中的作用,對相關教學和實踐都有重要的現(xiàn)實意義。本文簡要歸納了軟件和計算的本質特性;重點討論了關注點分離作為方法論原則在軟件工程中的主要作用和體現(xiàn)形式;最后介紹了近期關于關注點高級分離的研究,包括多維關注點分離[8]和面向方面軟件開發(fā)(AOSD,Aspect OrientedSoftwareDevelopment)[9]。這些創(chuàng)新的思想涉及專門編程技術和整體開發(fā)方法,被認為是繼結構化開發(fā)范型(Paradigm)及面向對象開發(fā)范型之后最重要的新的軟件開發(fā)范型。

1 引言

關注點分離(SeparationofConcerns,SoC)是日常生活和生產中廣泛使用的解決復雜問題的一種系統(tǒng)思維方法。大體思路是,先將復雜問題做合理的分解,再分別仔細研究問題的不同側面(關注點),最后綜合各方面的結果,合成整體的解決方案。

在概念上分割整體以使實體個體化的觀點可以追溯到柏拉圖[1]。柏拉圖把探究自然比作在關節(jié)處切割自然,竅門在于要找到關節(jié),不要像生疏的屠夫那樣把關節(jié)切得粉碎。莊子在!庖丁解牛 寓言中也闡釋了類似的真知灼見。

作為最重要的計算思維[2]原則之一,關注點分離是計算科學和軟件工程在長期實踐中確立的一項方法論原則[3]。此原則在業(yè)界更多的時候以 分而治之 (Divide and Conquer)的面目出現(xiàn),即將整體看成為部分的組合體并對各部分分別加以處理[4]。模塊化(Modularity)是其中最有代表性的具體設計原則之一[2,5,6]。

關注點分離原則不僅體現(xiàn)在問題求解、算法設計、軟件設

2 軟件和計算的本質特性

軟件(系統(tǒng))作為軟件工程的產品,和其他工程活動的產

品一樣,是一種人工制品(artifact,artificial)[10]。作為人工系統(tǒng)的軟件,有它特定的結構(Structures),能表現(xiàn)特定的內部

到稿日期:2008 10 30 本文得到廣東省自然科學基金(編號5006061)資助。

何明昕(1963-),男,副教授,博士研究生,主要從事軟件工程、并行分布式網絡計算、電子商務方面的研究,E mail:mx.he@。本文為作者在2008年全國 計算思維與計算機導論 專題學術研討會上所作的大會報告。

  本文關鍵詞：關注點分離在計算思維和軟件工程中的方法論意義，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。