硬體軟體架構設計亂侃

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2009-08-28 08:23 

lzhdim 

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      這篇文是我在今天工作休息之餘寫下來的，亂侃侃，偷懶一下，呵呵。

首先，我的原本專業是電子資訊科學與技術，是以對一些晶片級硬體和軟體比較感興趣，但我現在的工作是軟體設計師，又對計算機軟體有較深入的了解。閑暇之餘，我喜歡看硬體相關的書籍，特别對計算機硬體比較癡迷。其實早在06年學習軟體架構設計的時候，我就常亂想設計軟體架構。這裡說說，一部分中國人的特點，就是從模仿開始。火車不會造，先買别國的火車，然後研究，接着自己造，比買的便宜，搞得人家都不敢賣先進的東西給國人了。軟體也一樣，架構方面，先學習前人的經驗，學習開源的架構特點，然後根據自己實際環境設計架構。（我這裡完全沒有貶低國人的意思，就是說說，自己有技術有一套做法，自己沒技術有另一套學習和實踐的做法）

先說說硬體，著名的Intel和AMD，還有IBM，都是計算機硬體的領跑者了。有時候他們會釋出自己的硬體架構設計圖，以及産品釋出路線圖等等。我就不自然的會多關注（老專業職業病吧），在看這些硬體架構圖的時候，我會去分析，哪個是核心，哪個是緩存，哪個晶片組處理顯示，哪個晶片組處理外存等，自己癡迷（沒辦法，我是硬體發燒友）。

再說說軟體，且不說微軟，也沒辦法，誰讓咱也是靠他們的系統平台吃飯呢，怪不得蓋茨在歐洲演講時曾經叫嚣如果沒有微軟那有多少人失業，呵呵。還有就是開源社群的蓬勃發展。軟體業的發展也算很迅猛了。目前基本上形成很多理論，包括軟體工程（我沒看過硬體工程的書籍，呵呵。），設計模式，架構設計等等，可謂是百花齊放了。

對比硬體和軟體的架構設計，我就常想，其實所有的設計，無論是硬體，或者建築學，還有制造業，還是軟體，室内設計等等，它們的架構設計原理應該是一樣的，應該是可以互相借鑒的，就象道理是相通的一樣。

但是，軟體業内一直沒有形成一套統一的架構。而硬體卻實作了統一架構，然後使用統一的外接獨立的硬體裝置來運作，即定義好了接口，所有外設都往上面靠攏。軟體隻形成了一套設計的理論，設計的模式，沒有形成一套統一的系統。然則，實際情況中，往往很多系統都是在做重複的工作，即不同的企業，不同的業務領域，一再的重複着相同的應用系統設計開發。為什麼軟體業不能形成一套固定的架構呢？對比起來，一個原因估計是軟體的需求是以業務為對象的，正是因為不同的業務産生了不同的各種各樣的軟體應用系統。

硬體有硬體的特點，軟體有軟體的好處。硬體離開軟體是沒有意義的，沒有存在的價值。不過，我還是想設計一套統一的軟體架構系統，雖然不少軟體都提供了插件的功能，但我還是不滿足，這個隻是統一架構的冰山一角罷了。

從硬體的角度出發，硬體的架構設計，其更多的是考慮元器件的特性，依賴于元器件的更新換代來發展，而且同樣依賴于組織定義的硬體接口規範。硬體的基礎是元器件工藝，焊接工藝。然後是接口間的連接配接，通信，接口的規範。再有運作速度的提高，通訊速度的提高，存儲容量的提高。硬體架構的設計，還要考慮熱功耗，成本，複雜度等等。還有重要的一點，硬體的架構掌握在少數企業中，比如Intel這些領跑者了，而接口的規範，卻掌握在一些臨時聯合起來的企業，比如惠普，索尼之流。

根據硬體的理論，隻要提高了依賴基礎對象，那麼就能提高、促進更快的發展。軟體的基礎，按照以前的說法，就是算法+資料結構，面向過程，面向資料的開發方法。現今已逐漸轉變為面向對象，面向方法，面向服務的程式設計模式了。從這點出發分析，限制軟體發展的不是程式設計語言，而是設計方法。不同的設計者，不同的水準，設計出來的系統就不同，架構也就不同。軟體架構的設計，也要考慮成本，複雜度，穩定性，可靠性，重用性等等。軟體的架構掌握在少數大型的軟體企業，比如微軟等，還有開源社群的辛勤的架構設計勞動者們。軟體的接口規範，往往依賴于實際應用中的系統業務。

硬體已經實作了統一架構。那麼，怎麼樣才能設計統一架構的軟體系統呢？這裡再說下，軟體之是以是軟體，因為它具有非常大的靈活性，如果象硬體那樣統一了架構，那麼可能就限制了它的發展。本文隻從軟體統一架構系統出發亂侃，暫且撇開這點限制。受限于目前的程式設計語言，設計模式，領域業務，這個想法能實作麼？軟體系統的根本，資料這個對象本身就是不一樣的了。不過，有一點可喜的成果是，内容管理系統（CMS）的出現是一大進步。但是它也僅能适應那些單一、相對簡單些的應用。比如建站系統，論壇等等，還是沒有實作軟體統一架構的思想。引擎這個概念的實作也是非常好的突破。根據理論相同的道理（我是這麼認為的），以硬體設計的思想出發，統一架構的軟體系統應該是一個渾身都是接口的産物。它需要一個運作引擎對象，需要資料總線接口對象，需要指令運作接口對象，需要一個存儲對象，需要一個顯示對象，需要多個資料互動接口對象，再有，就是這些對象之間通訊的處理對象等等了。這麼個系統能造出來麼？至少我目前的嘗試有一定的困難(有進度，但進展相對緩慢)，呵呵。

限于時間問題，本文隻開個頭，投石問路，後續想到什麼再侃。大家對軟體的統一架構思想有什麼意見或建議，歡迎留言賜教，本人洗耳恭聽。