一种支持构件关系描述的构件库信息模型

一种支持构件关系描述的构件库信息模型摘要：随着软件复用技术研究的深入和软件构件库应用规模的扩大，构件库中构件的种类日益增多，构件间关系日渐复杂。

这就需要对传统的构件库信息模型进行扩展，在完整描述构件自身信息的基础上，增加对构件间关系信息描述的支持。

为了有效地发挥构件库的作用，提出的软件构件库信息模型在已有模型的基础上采用刻面描述机制并增加了对构件间关系的描述，利用该模型不仅可以有效地描述构件的各种信息，还使得用户可以根据构件之间的关系检索构件。

关键词：构件库；构件库数据模型；构件关系；刻面分类中图分类号：TN911-34; TP311文献标识码：A文章编号：1004-373X(2011)19-0140-04Design of Component Library Information Model SupportingComponent Relationship DescriptionZHANG Jing-guo, GUO Min(College of Electronic and Control Engineering, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China)Abstract：With the deepening of the research on software reuse technique and the development of component library scale, the categories of components stored in the library are growing rapidly, and the relations among components become more and more complex. Thus, the traditional component library information model needs to be expanded. Based on a complete component information description, the description of relations among components is added. In order to effectively play the role of library, a component library information model is presented. On the basis of the existing model, it adopts facet classification mechanism and adds relations among components. This model can be used to describe all kinds of component information effectively, and allow users to retrieve components according to the relations among the components.Keywords：component library; component library information model; component relation; facet classification收稿日期：2011-05-210 引言软件复用对于提高开发效率和软件质量有着巨大的潜力。

从某种意义上讲，软件复用可以通过恰当地使用构件库得以实现。

在构件库支持下，软件工程师可以“取众家之长”，避免重复开发已有的软件。

软件构件库是软件复用中管理可复用构件的基础设施，它为基于构件的软件开发(CBSD)中的构件生产和构件复用两方面工作之间建立了桥梁。

要减小复用成本，使用者能够正确理解构件，更好地复用软件构件，就需要对构件进行描述和分类［1］。

此外，构件之间的关系对于构件库而言是非常重要的资源［2］，因此，构件库的信息模型不仅能够描述构件的基本信息，还应该能够明确地表示构件之间的关系。

然而现有的模型缺乏对分类、关系信息相应的描述机制［3］。

例如：作为Web Services注册和发现机制的UDDI，定义了其核心数据结构以及所有的应用程序接口，使用同步复制技术在各个节点之间复制信息。

但是，UDDI面向电子商务应用的性质使其不能很好地对其他类型的构件进行描述和管理，也不能描述构件间关系，很难满足作为构件库数据模型的需要［4］。

目前，构件的刻面分类描述是一种正逐步得到重视与应用的描述方法。

例如，REBOOT,NATO提出的构件分类方法是采用了基于刻面的描述机制；而青鸟构件库中的构件则是采用刻面分类为主、多种分类模式结合的方法对构件进行分类描述［5］。

1 软件构件库信息模型软件构件库系统是一类数据库管理系统，它不仅具备数据库的基本特征和功能，还具备存储构件和构件相关信息的能力［6］。

因此，构件库中的数据主要包括构件实体本身、描述性信息和构件库的使用信息。

描述性信息包括以下几方面［7］：(1) 构件的语义描述。

描述构件功能和用途，精确定义构件语义。

(2) 构件分类。

对构件相同特征的聚类。

(3) 构件技术环境。

包括开发工具、配置方法和部署环境等。

(4) 构件的状态。

包括版本、历史等时间相关构件的属性。

模型总体由3部分组成，即基本描述部分、分类描述部分和关系描述部分,如图1所示。

图1 模型总体结构图本文设计的软件构件库信息模型在以上信息的基础上，还包括了构件间关系的描述，从而丰富了以往的信息模型，也为构件库的使用增添了一种基于构件关系导航的查询方式。

1.1 基本描述部分基本描述包括构件的语义描述、技术环境、构件的状态以及构件库的使用信息。

其中构件库的使用信息包括用户对构件库的使用情况，主要记录用户上传和下载构件的相关信息。

(1) 用户。

构件库的用户使用提供者和使用者来进行描述，其中提供者包括构件提供商的信息或制作者的信息。

它记录了提供者的联系方式(如Emails,Phonenum等)和登录相关信息(UserID、Password等)。

使用者实体与构件实体之间是多对多的关系，即一个使用者可以使用多个构件，而一个构件也可以被多个使用者进行使用。

因此，抽象出另外一个实体下载信息来将其关联，如图2所示。

然而下载信息实体与构件之间也是多对多的关系，即一个构件可以出现在多个下载信息实体中，一个下载信息实体可以包含多个构件实体。

因此，再抽象出了另一个实体构件下载，解决它们之间的多对多的关系。

(2) 构件。

表示的是构件库中的构件的基本信息(名称、尺寸、版本号等)和其他扩展信息(构件地址、内容摘要、价格等)。

其中，考虑到构件运行效果是以图片的方式展现给用户，而图片的大小和展现图片数量的不同，因此，图片单独存储于文件系统中，使用PictureUrl来与图片实体进行关联。

1.2 分类描述部分构件的有效分类对于构件的检索和获取起着非常重要的作用，是软件复用成功的关键［8］。

刻面的分类策略与一般的层次分类策略相比，刻面分类策略更易于修改，因为对一个刻面的修改不会影响到其他的刻面。

同时，每个刻面对应一个结构化的术语空间，避免了一般的关键词分类策略的杂乱无章。

在查询时使用者通过选择刻面术语，可以明确地限定构件的范畴，不会有遗漏的构件。

随着构件库中构件种类的不断增多，描述构件的术语会不断的丰富。

当刻面的术语空间变得很大时，使用平铺式的结构组织术语将会使用户不能迅速找到所需的术语。

因此，通过定义术语之间的关系，以层次结构的方式组织刻面与术语可以有效的解决该问题，即通过将每个刻面所对应的术语空间中的术语进行归类形成术语、子术语的关系。

这样用户可以沿着刻面、术语与子术语之间的关系迅速对术语进行定位。

如图3所示，在刻面术语空间中，TermPath用来描述术语在刻面术语树中的位置，TermLevel标识术语属于哪个层次，例如“1”代表的是刻面，“2”为术语。

构件描述实体用来记录对构件的详细描述信息，描述串中的术语来自刻面术语空间。

图2 基本描述模型图3 分类描述模型1.3 关系描述部分为了给使用者在查询构件时提供方便，同时也为了更好地复用构件，构件库为构件实体间预定义了以下几种关系：(1) 被实现关系。

主要是指处于软件生命周期相邻阶段(相邻的抽象层次)的构件间对应关系。

(2) 版本关系。

主要是指处于同一个构件演化系列中的构件间关系。

(3) 包含关系。

主要是指不同形态的构件间的包含关系。

(4) 协作关系。

与一个构件具有协作关系的构件主要是指与该构件相互合作、共同完成一个特定任务的构件。

构件间的关系是复杂的，在关系模型设计时必须考虑以下几方面：(1) 关系的复杂性。

以上4种关系都是一对多的关系，如被实现关系：软件生命周期中的需求分析构件可以采用多种软件设计方式来实现，而每个软件设计可以由多种编码方式来实现。

(2) 构件关系存在的复杂性。

一个构件在库中可以与其他构件没有任何关系，即不存在以上4种关系；也可以与其他构件存在一个或多个关系。

(3) 关系的维护。

由于以上2个因素的存在使得构件间关系的维护变得复杂，然而，关系描述模型的设计必须使得当发生添加、修改或删除构件间关系时不影响其他已有的关系。

根据以上因素，设计的关系描述模型如图4所示。

ComRelType实体包含4个属性来描述构件间关系类型，RelTypeID用来标识不同的关系，取值分别为：1，2，4，8。

“1”代表被实现关系，“2”版本关系，“4”代表包含关系，“8”代表协作关系。

Components实体中Status用来表示该构件存在哪几种关系。

比如，Status值为“0”时，表明该构件与库中其他构件不存在以上4种关系；值为“1”时，表明构件在该构件库中存在被实现关系；当Status值为“3”时表明该构件与其他构件存在被实现关系和版本关系。

由CompRelation实体来描述构件间的关系，CompID与CompID1,CompID2之间的数据完整性和一致性是通过主外键关系来设定的。

将关系的维护限定在对一个实体的处理上，使得关系维护变得方便。

图4 关系描述模型2 构件描述树字符串生成算法基于刻面描述的构件检索问题最终可以归结为树匹配的问题［9］,即将对构件刻面描述的树型结构与查询刻面树进行匹配。

把基于刻面描述的构件树和查询树用组成构件的路径字符串连接表示，就可以实现树的匹配到相应结点路径匹配的转化问题。

用子字符串代表某刻面属性路径，即将路径匹配转换为字符串的匹配，应用相应的高效字符串查询方法来实现构件查询的目的。