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标准：促进实体间的交互

在18世纪，枪械是由熟练的枪匠制造的； 每一把这样制作的枪都是独一无二的物件。 这使得枪械非常昂贵，而且一旦损坏很难修理， 因为唯一的修复方式是将其送回枪匠那里， 由他亲自以手工修复他的创作。

因此，在18世纪中叶， 一位名叫Honoré LeBlanc的法国枪匠提出了制定标准化枪械部件的建议。 标准化的枪械部件可以相互配合使用，而不管它们的制造者是谁； 这样，如果一把枪损坏了，可以通过用新的零件替换有问题的零件来轻松修复。

枪械部件

虽然Honoré LeBlanc很久以前就去世了， 他的标准化理念依然存在， 并成为现代软件开发的基石之一。

在本节中，我们将讨论标准化的理念及其重要性。

什么是标准？

粗略地说，标准是多个实体共享的抽象。 这个定义包含以下两个部分：

  • 抽象是什么？
  • 抽象适用于哪些实体？

标准非常重要，因为：

  • 它们为多个实体之间提供了标准化的互操作方式， 只要互动符合标准，就“保证能正常工作”；
  • 当设计某个东西时，依赖“抽象标准”比依赖“具体东西”更好， 因为前者适用于符合标准的任何东西，而后者只适用于特定的东西。

让我们通过一个示例更好地理解这个概念。

标准的一个例子

一个显著的标准示例是指令集架构（ISA）。 ISA基本上是计算机的一个抽象， 它定义了计算机必须支持的操作，例如加法和减法等数学运算。

前面关于标准的定义适用于ISA：

  • 抽象是什么？ 抽象是由ISA定义的一组必须支持的操作。
  • 抽象适用于哪些实体？ 标准（抽象）适用于所有支持ISA定义的操作的计算机。

这为什么重要呢？ 你是否想知道为什么软件应用程序可以在不同的计算机上运行， 这些计算机由不同的供应商制造，并配备不同的CPU？ 每台计算机都是不同的，旧的和新的计算机可能没有相同的硬件， 那么为什么相同的应用程序可以在它们上面运行？

答案是，软件应用程序不依赖于特定的硬件； 而是依赖于某种ISA。 也就是说，它只使用ISA定义的操作。 同时，不同的计算机可以实现（即支持ISA定义的指令）相同的ISA。 通过这种方式，只要计算机支持某种ISA，它就可以运行针对该ISA的任何软件： 软件只使用ISA定义的操作； 计算机支持该ISA，所以所有ISA操作都能正常工作； 因此，该软件保证能正常工作。

%%{init: { "flowchart": { "curve": "linear" } } }%%
graph TD

S1([软件-1]) --> I([ISA])
S2([软件-2]) --> I
S3([软件-3]) --> I

I --> C1([计算机-1])
I --> C2([计算机-2])
I --> C3([计算机-3])

正如你所见，ISA作为软件应用程序和计算机硬件之间的“协议”； 只要软件和硬件以符合ISA标准的方式相互交互 （即软件只使用ISA定义的操作，硬件支持ISA）， 软件就保证能正常工作。 遵守ISA标准给软件和硬件开发人员带来了巨大的好处： 没有ISA，软件开发人员将不得不为每台计算机编写相同的软件， 而ISA将这个工作简化为仅编写几个ISA的软件； 这些好处同样适用于硬件制造商。

祝贺你！你已学习了标准的概念， 这是几乎所有软件应用程序的重要基础。