复杂系统的层级原理与模型驱动软件体系结构

 关键字：层级原理 模型驱动软件 体系结构MDA

　　写在前面 
最近看到模型驱动在国内渐渐被更多的人注意，前几天又看到一些关于UML优劣和应用方面的争论。作为繁忙工作中的一种休息，从过往的研究笔记中整理一点东西放在这里，与大家交流。 
层级理论是构建复杂软件体系的基本原则 
诺贝尔奖获得者赫伯特 A. 西蒙曾论述到："要构造一门关于复杂系统的比较正规的理论，有一条路就是求助于层级理论……我们可以期望，在一个复杂性必然是从简单性进化而来的世界中，复杂系统是层级结构的"。对于软件这样复杂的人造事务，发现层级和运用层级，是分析和构建的基本原则。 
软件的体系结构是层级的 
粗略地观察一下软件表述方式（语言）的发展：从穿孔纸带（机器的语言）开始，首先是汇编语言，然后是高级语言，再往后有面向对象语言和所谓第四代语言（FGL）出现……应当留意：每一代的语言并不是在"取代"前一代语言，而是用上一代语言来"写"下一代语言。在这个自然的进化过程中，西蒙所论述的复杂体系的层级特征清晰地出现了。
进一步看，在由简单到复杂的进化道路上，软件的体系结构、软件开发的体系结构、软件开发工具的体系结构等等，都呈现出层级的特征。"好"的软件体系具有更加清晰的层级。 
一维语言之后是模型 
这里不想展开讨论这个问题，只是提出一些思考的结果。与自然语言类似，现有的"程序设计语言"是单维的，它的基本语法是以前后顺序为基础的。当系统的复杂程度提高时，用这样的语言精确描述复杂系统变得越发困难，更遑论有效地修改维护；可视化开发平台、代码管理工具（甚至某种意义上共享组件也可包括在内）等的出现对此是一种补充，但仍然不是最终的解决方法。软件描述体系进化到这里，面临着一次突变，将有新的物种出现，这个新物种可能就是模型。笔者认为，模型与程序语言主要的区别不在于图形化，也不在于抽象的程度，而在于表达方式突破了"单一顺序"的限制，最简单的例子就是二维表。模型可以更容易和直接地表达复杂的结构。 
模型和语言都是对系统的描述 
传统的编程语言和模型都是一种表述的体系，前者适合表述顺序过程，后者适合表述复杂结构。模型的必要性可以通过下面这个例子看出来：

　　为了精确地复现，你可以用语言精确地叙述一个立方体，甚至10个立方体组合的形状，但你不会试图用语言描述一栋房子，适当的方式是用工程图纸。

　　建立企业应用系统的情形可以从以上例子得到启发，企业系统要表述的，主要是复杂的结构，过程占的比重很小，因此，模型就变得更加重要乃至必要了。 
OMG组织的MDA战略 
OMG最新的战略，是建立模型驱动体系架构（Model Driven Architecture, MDA），它的意义不是三言两语可以说清楚的，但从软件进化的角度来说，可能带有一种必然性，从上面的讨论，至少可以引申出两个理由：

　　　1. 更有效地描述复杂系统的需要；  系统复杂化带来的层级区分的需要。