基于软件复用的信息系统开发模型
基于复用技术的MIS开发模型研究
基 于复 用技 术 的 ＭＩ 发模 型研 究 Ｓ开
王玉国， 张人 杰 ， 王巧 玲
（ 通化师范学 院 计算机科学系 ， 吉林 通化 １ ０ ２ ３ ０） ４
摘
要： 在三层结构的基础上提 出了基 于复用技 术的 Ｍ Ｓ开发模型， 型本 身是可以被复 用的 ， Ｉ 模 各层也可以 实现复 用． 在此模
体系结构使得软件开发变得清晰易于理解 ， 并且可 以提高软件复用的水平 ． ｊ
２ 基于复用技术的 ＭＩ Ｓ开发模型
Ｍ Ｓ系统在应用软件 中 占很大 比例 ， ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 在企事业 单位的管理中充当重要角色． 高效 高质量开发可扩
展 的 ＭＩ 软件企业 面 临 的主 要 问题 ． ＭＩ Ｓ是 在 Ｓ的开
Ｍ Ｓ的开发过程中， Ｉ 从开发模型到组件 ， 存在大
量 的复用 机会 ． 利用 复用技术 的 ＭＩ Ｓ开发模 型 ， 以 可 高效 地开 发 出稳 定 的 、 于维护 的 、 易 大规模 的 ＭＩ． Ｓ
发过程中要采用具有强大优势的三层结构或 Ｎ层结 构， 同时引入复用技术 ， 使得开发模型是可复用的，
机 器上 ． 三层应 用体 系结构 中通过 将 易变 的 、 心 在 核 的业务逻 辑 以组件 的形式 加 以封 装 ， 而形 成 中 间 从
应 用组件 层．
不 同的方面 ， 应用 者复用 （ ｏｓ ｅ Ｒ ｕ ， Ｃｎｕ ｒ ｅｓ 利用 可 ｍ ｅ 复用构件去建立新软件系统 的活动） 和生产者复用
每层 也有可 复用 元 素支 持 ． 层 结构 和 复用 技 术 的 分
１ 复用技术概述
软件复用 （ ｏｗ ｒ Ｒ ｕｅ 是指一种 由预先构 Ｓｆ ａ ｅｓ） ｔ ｅ
造好的、 为复用 目的而设计 的软件构件来建立或组 结合 ， 可以显著提高 Ｍ Ｓ Ｉ 的开发应用水平． 装软件系统的过程． 软件复用可以在系统的需求 、 分 ２ １ 可复 用的三层 结构模 型 ．
基于复用的构件开发模型的研究与应用
基 于 复用 的构件 开 发 模 型 的研 究 与应 用
亓 慧 艳 ，程 建 平
（ ．山东 师 范 大 学 信 息 科 学 与 工 程 学 院 ， 山东 济 南 ２ ０ １ １ ５ ０ ４；
２ ．中创 软 件 工 程 股 份 有 限 公 司 ， 山东 济 南 ２ ０ １ ） ５ ０ ４
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ａ ｄ ａ ｐ ｉａｉｎ ｏ ｅ ｓ －ｂ ｓ ｄ ｃ ｍｐ ｎ ｎ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔｍｏ ｅ ｓ ａｃ ｎ ｐ ｌｃ ｔｏ ｆｒ ｕ ｅ ａ ｅ ｏ ｏ ｅ ｔｄ ｖ ｌｐ ｎ ｄ ｌ
Ｑ ｕ ａ Ｈ Ｎ ｉｎ Ｐｎ ２ ＩＨ ｉ￣ ｎ，Ｃ Ｅ Ｇ Ｊ ｉｇ ａ构 件 开 发 模 型 ， 模 型 解 决 了 构 件 内 部 结 构 和 组 织 问 题 ， 证 良 该 保
好 的 功 能 职 责 划 分 和 关 注 点 分 离 ； 保 证 构 件 以规 范 化 的 方 式 提 供 对 外 服 务 接 口和 扩 展 接 口 ；保 证 构
ａ ｌ ｓ ｆ－ｄ ｍａ ｄ ａ ａ ｉ ｔ ｓ ｓ ｗｅｌ ｏ ａ ｅ ｎ ｃ ｐ ｂ ｌ ｉ ．Ｃｕ ｔｍｅ ｍａ ａ ｅ ｎ ｏ ｏ ｅ ｔ ｈ ｃ ａ ｐ ｉｄ ｈ ｓ ｉｅ ｓｏ ｒ ｎ ｇ ｍｅ ｔ ｃ ｍｐ ｎ ｎ ｗ ｉｈ ｐ ｌ ｔ ｉ ｍｏ ｅ ｉ ｅ ｅ ｏ ｅ ｆ ｒ ｔ ｅ ｆ ａ ｃ ａ ｄ — ｅ ｄｌ ｓ ｄ ｖ ｌ ｐ ｄ ｏ ｈ ｎ ｎ ｉ ｌ ｏ ｉ
ｍａｎ；ａ ｄ ｈｅ ｒ －ｕ ｅ ｒ ｓ ｅ ｉ ｃ ｉ ａ ｃａ ｔｍｓ ｒ ｃｉ ｅ ａ ｉ ｄｃ ｔ ｄ ｔ ａ ｔ ｉ ｉ ｎ ｔ ｎ ｅ ｓ ｄ ｆ ｐ ｃ ｆ ｆ ｎ ｉ ｉ ｏ ｉ ｎ ｌ ｅ ．Ｐ ａ ｔ ｈ ｓ ｎ ｉ ａｅ ｈ ｔ ｈ ｓ ｃ ｍｏ ｅ ａ ｉ ｒ ｖ ｔ ｅ ａｅ ｏ ｏｔ ａ ｅ ｒ ｕ ｅ ｄ ｌ ｃ ｎ ｍｐ ｏ ｅ ｈ ｒ ｔ ｆ ｓ ｆ ｒ ｅ ｓ ， ｗ
基于Visio的学生信息系统UML建模过程
［ １］ 刘晓华．等： ＵＭＬ 基础及 Ｖｉｓｉｏ 建模［ Ｍ］ ； 北京： 电子工业出版社， ２００４． ［ ２］ （美）Ｍａｒｔｉｎ Ｆｏｗｌｅｒ 著； 徐家福译： ＵＭＬ 精粹： 标准对象建模语言简明指南 第 ３ 版［ Ｍ］ ； 北京： 清华大学出版社， ２００６． ［ ３］ Ａｌｂｅｒｔｏ Ａｂｅｌｌｏ；Ｊｏｓｅ Ｓａｍｏｓ； Ｆｅｌｉｘ Ｓａｌｔｏｒ：ａ ｍｕｌｔｉｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｃｏｎｃｅｐｔｕａｌ ｍｏｄｅｌ ｅｘｔｅｎｄｉｎｇ ＵＭＬ ［ Ｊ］ ；Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ；０３０６－ ４３７９；Ｖｏｌ．３１；Ｎｏ．６，２００６． ［ ４］ Ｇｒａｄｙ Ｂｏｏｃｈ， Ｉｖａｒ Ｊａｃｏｂｓｏｎ，Ｊａｍｅｓ Ｒｕｍｂａｕｇｈ： 统 一 软 件 开 发 过 程 ［ Ｍ］ ； 北 京 ： 机械土业出版社 ２００２．１． ［ ５］ Ｏｂｊｅｃｔ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｇｒｏｕｐ，ＵＭＬ２．０ Ｓｕｐｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｆｉｎａｌ Ａｄｏｐｔｅｄ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ， ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｏｍｇ．ｏｒｇ／ｄｏｔｓ／ｐｔｃ／０３－ ０８－ ０２．ｐｄｆ，２００３．
Ｔｏｇｅｔｈｅｒ 和 Ｖｉｓｉｏｎ 毫 无 疑 问 ， Ｒａｔｉｏｎａｌ Ｒｏｓｅ 系 列 的 建 模 工 具 功 能 非 常
强大， 也最成熟， 可以说它是一种面向专业建模人员的高级建模工具。
但 这 套 工 具 稍 嫌 复 杂 ， 并 且 对 ．ＮＥＴ 应 用 建 模 支 持 得 不 是 很 好 。
将 模 型 转 换 为 代 码 的 过 程 。对 于 系 统 分
析 师 ， 他 可 以 用 Ｖｉｓｉｏ 先 “画 ”出 应 用 框
架 ， 然 后 让 Ｖｉｓｉｏ 产 生 框 架 代 码 。 对 于
基于软件工程的系统设计与开发
图 ２ 三层 Ｃ ｉｎ／ ｅｖ ｌ ｔ ｒｅ 模式的典型结构 ｅ Ｓ ｒ
数据 表现层 管 控 制与数据处理 部分运 Ｓ ｂ ｓ ｏ ｒ ｕｌｅ 集成 开发环境 ，数据 采集 与发布部分 （ ｒ）运用 ｙ ａｅ Ｐ ｗｅ Ｂ ｉ ｒ ｄ 门Ｊ ， ｓｕ ｉ ．ｅ 与 Ｅ ｌ ｓ ｔｄｏ ｎ ｔ ｃ ｐ 集成开发环境 。 ｉ 业 务逻辑层 Ｗｅ 务器采用 Ｍｉｒｓ ｆ Ｉ ｂ服 ｃｏ ｏｔ Ｉ Ｓ，应用服务器 采用 Ｍｉ ｏｏｔＴｒｎ ａｔ ｎ Ｓ ｒｅ 。 ｃ ｓｆ ａ ｓｃｉ ｅ ｖ ｒ ｒ ｏ 数据 存储层 数据库管理 系统采用 Ｍｉｒｓｆ Ｓ Ｓ Ｒ Ｒ ｃ ｏｏｔ ＱＩ Ｅ ＶＥ
１、 引 言
计 、 序 编 写 、 件 测 试 和 运 行 维护 等 六 个 基 本 活动 ， 程 软 在需 求分 析 阶 后面的阶段 以教学 现 代 的 软 什 产 业 埘 软 件 的开 发质 量 和 进 度 提 出 了越 来 越 高 的 段和软件设计 阶段应用瀑布模型进行整体开发， 按 如 所 要求 ， 现 存 来 说 ， 就 应用 软 ｆ ｇ 巨＿ 求 与 薄 弱 的软 件开 发 管耻 之 计 划 的设 置 为 先 ， 照 增 量 构造 模 型 进 行 开 发 ， 图 ｌ 示 。 ４ ， － Ｈ 人需 －Ｊ 间的 矛盾 依 然是 软 件 开 发产 业 的 巨 人 问题 ， 何 有 效 地 组 织 软 件 开 如 发 队伍 并 应 用 恰 当 的 软 件 开 发 策 略 和 管 理 方 法 成 为 解 决 当前 软 件 危机 问题 的 突 ｆ焦 点 。 ¨
程 的 管 。
Ｊ， 、 端 Ｊ』 ｔ 川 予 器 ｝ 数 埔 ＿于 Ｉ ｝ ｛
３、系 统 设 计 与 开 发过 程
以高 校 教 务Ｉ 箭 系 统 为 例 ， 叫络 系统 采 Ｊ 阳对 象 的软 ｆＪ： ｝ Ｊ ＇ｆ ｌ 发 ： ，法 ，Ｌｔ Ｊ １ ｊ ７＜ＵＭＩ ￣ Ｊ 建 系 统 帧 ， 件 ＿ 发 幔 』 川 增 模 … 增 软 Ｉ ： 、 精十 造 模 ， 软 什 ， ｆ Ｊ 将 卜命 其 划 分 为 ； 定 ｉ划 、 求 分 析 、 统 没 ¨ ｔ ， ｉ Ｉ 需 ０ 系 表 １ 系统 技术 实现
基于软构件技术的信息系统开发过程研究
软件构 架是软构件 的一种 ，用 来刻画软件 系统 的整体 结构及其组成 系统的不 同构件之 间的关 系 ，包括全局组 织 和控制结构 ，构 件间通信 、同步和数据访 问协议 ，设计元 素之间 的功 能分 配 ，物理分布 ，设计元 素集 成 ，伸缩性 和 性能 ，设计选择等 。软件构架 研究如何快速 、可 靠地 从可 复用构件构造 系统 的方式 ，着重于软件 系统 本身的整体结 构和构件问 的联系 。如果把 软构件 比作硬件 系统 的各种插
义为 ：可以为多个软件系统所复用 的 ，可以明确 辨识 且相
对 独立 的软件构成成分 。从传统 的程序设计 角度 来看 ，软
件构件相 当于过程及其处理的数据结构 的封 装体。例如众 多程序设计语 言的数 学函数 ，过程等等 ，都可 以看成 是软 件构件 ：在利用 高级 程 序设 计语 言进 行 程序 设计 的过 程 中，要设计一个个 的过程和函数 ，或者从 函数库 中选取 满
功 能 插 件 有 机 地 联 系在 一 起 。
３ 构 件 定 制 ．
、
基 本概 念
构件定制是为 了使获 得的构件符合要求 而对构件进行
修 改、裁剪的过程 。
一
１ ．构 件
般地 ，检索得到 的构件 和用户需 求可能会有 一定的
从一般意义上讲 ，构 件是系统中可以明确辨识 的构成 成分 。例如建筑体 中有建筑 构件 ，机 械工业 有金 属构 件。 软构件是指软件 系统 中可以明确辨 识的构成成分 ，是可复
基于软件复用的水利信息系统的柔性化设计
究 方向： 现代教育技术 。Ｅ ｍ ｉ ｘ ｏ ｎ ｉ ６ ．ｏ － ａｌ ｉ ｊ ｎ＠１３ ｏｍ。 ：ａ ｕ
８ 期
倪 晓军 ， ： 等 基于软件 复用 的水利信息系统的柔性化设计
库 （ 括 动 态链 接 库 和静 包
业职 能部 门 基 础 上 ， 于一 种 相 对 不 变 的 业 务 流 基
２１ ００年 ｌ ２ 日收到 ０月 ７ 第 一 作 者 简 介 ： 晓军 （９ ｌ ） 男 ， 族 ， 南 长 沙 人 ， 程 师 ， 倪 １７ 一 ， 汉 湖 工 研
水 利信 息 系统 要满 足 现 代 管理 的需 要 ， 就必 须 充分 考虑 到这种情 况 ， 系统 构 架 时就 要 求 其必 须 具有 在 柔性 和复用 性 ； ２ 解 决 开 发 者 的 问题 ： 发效 率 、 （） 开 开发 成本 、 长水 利 信 息 系统 的生命 周 期 。随 着 面 延
第 １卷 １
第 ８期
２ １ 年 ３月 ０１
科
学
技
术
与
工
程
⑥
Ｖｏ ＿ Ｎｏ Ｍ ａ－２０１ ｌ １１ ．８ ｌ ． １
１７一 １１ （ ０ １ ８ １２ —６ ６ ｌ ８ ５ ２ １ —８２ ０ １
Ｓｃｅ ｃ ｃ ｏｏ ｙ ａ ｄ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ ｉ ｎ ｅ Ｔｅ ｈｎ ｌｇ ｎ ｇ ｎ ｅ ｉｇ
相似性 。一 个 系 统 开 发 的经 验 或 者 教训 很 少 被应 用到新 系 统 开 发 中 ， 系 统 的 开 发 要 重 新 从 零 开 新
件 ， 中涉及 到大 量 地 理空 间信 息 。水利 信 息 具 有 其
数据量 大 、 型 多 、 具 有 空 间分 布 特 征又 具 有 时 类 既 态变化 特征 的特点 ， 只有 利用 空 问数 据管 理 的先进 技术 ， 才能 实 现 信 息 之 间 的无 缝 集 成 和 建 库 管 理 ， 才能 实现数 据库 的联 动 ， 而 维护 数 据 的完 整 性 和 从
设计开发过程中拟采用的理论模型
设计开发过程中拟采用的理论模型瀑布模型描述：每个软件过程顺序衔接、一次性通过，最常用。
优点：由文档和风险驱动，利于提高大型项目开发的质量和效率。
缺点：建设周期长、风险大、难以满足用户需求。
适用场合：需求明确且很少变更的项目，如二次开发或升级型项目。
螺旋模型描述：以原型为基础沿螺线旋转、每转一圈都经过计划/风险分析/实施/评估等过程且得到相应新版本、经过若干次螺旋上升得到最终版本。
优点：由文档和风险驱动，利于提高大型项目开发的质量和效率。
缺点：建设周期长、风险大、难以满足用户需求。
适用场合：需求经常变化的大型复杂系统。
增量模型：描述：采用随时间进展而交错的线性序列、每个序列产生一个可发布的增量、每个增量产生一个可操作的产品、第一个增量是核心产品。
优点：开始时不用投入大量人力资源、可以先推出核心产品以稳定用户、可以有计划的管理技术风险。
缺点：需要开放式体系结构，可能会产生设计效果差、开发效率低的情况。
适用场合：需求经常发生改变的软件开发过程。
快速原型模型描述：快速构建可运行的软件模型，以便理解和澄清问题，进一步细化需求，在新获取需求基础上进行系统开发。
优点：避免由于用户需求不明带来的开发风险。
缺点：快速建立的模型加上连续的修改可能造成产品质量低下。
适用场合：用户需求模糊不明的情况下。
迭代模型描述：一次迭代过程包括了所有软件开发流程、每一次迭代均产生一个可发布的产品、该产品为最终产品的一个子集。
适用于事先不能完整定义产品的所有需求，计划多期开发的项目。
喷泉模型描述：以用户需求为动力、以对象为驱动的模型，支持软件复用及多项开发活动的集成，主要支持面向对象的开发方法。
V模型描述：以测试为中心，为软件生命周期的每一个阶段指定了相应的测试级别：编码阶段<—>单元测试；详细设计阶段<—>集成测试；概要设计阶段<—>系统测试；需求分析阶段<—>验收测试。
敏捷方法（最著名的是极限编程：XP）一种轻量、高效、低风险、更强调团队协作和沟通的开发方式，适合于中小型开发团队，客户需求模糊或多变。
软件的复用技术及开发方法
软件的复用技术及开发方法软件的复用技术及开发方法2.1软件的复用技术软件复用是指在开发新的软件系统时，对已有的软件或软件模块重新使用，该软件可以是己经存在的软件，也可以是专门的可复用组件〔8〕。
软件可复用性的高低影响到生产效率的高低、软件质量的好坏和系统可维护性的好坏。
在软件工程中面临的问题不是缺乏复用，而是缺乏广泛的、系统的复用。
软件复用包括构造可复用软件和用可复用软件进行构造。
构造可复用软件，一方面可以从现存的软件系统中抽取，另一方面通过改写或重新设计来实施。
Jones将软件复用的对象分为4种数据复用、体系结构复用、设计复用和程序复用。
这样，软件复用可在实现层、设计层和体系结构层三个层次上实现。
实现层软件复用是指对己有的程序代码进行复用，它包括源代码组件形式。
设计层软件复用是指对已有的软件系统的设计信息进行复用。
而体系结构层软件复用是最有效的软件复用，它主要是软件体系结构形式化的复用，即将软件的框架组织，全局结构设计作为复用对象。
可复用的软件体系结构则通常是显式地复用软件体系结构，并通过集成其他软件体系结构，建立新的更高层次的体系结构。
面向对象的软件复用机制主要有两种:继承和对象组合。
（1）继承继承是指子类可以从父类中直接获得某些特征和行为的能力，继承可作为代码复用和概念复用的手段。
作为代码复用的手段是指:子类通过继承父类的行为，一些代码就不必重写;作为概念复用的手段是指:子类共享父类的方法定义。
作为代码复用和概念复用手段的继承机制，在面向对象技术中，通过面向对象技术的一些主要机制来实现对“支持可维护性的可复用性”的支持。
这些面向对象的主要机制是:数据的抽象化、封装和多态性。
通过运用这些机制，继承可以在高层次上提供(相对于传统的低层次复用)可复用性:数据的抽象化和继承关系使得概念或定义可以复用;多态性使得实现和应用可以复用;而抽象化和封装可以保持和促进系统的可维护性。
这样一来，复用的焦点不再集中在函数和算法等具体实现细节上，而是集中在最重要的含有宏观商业逻辑的抽象层次上。
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收稿日期:2004206226;修返日期:2004208231基于软件复用的信息系统开发模型殷 磊,王润孝,王东勃(西北工业大学制造自动化软件与信息研究所,陕西西安710072)摘 要:在简要地介绍软件复用的概念和关键技术的基础上,结合领域工程、应用工程、组件化开发、原型开发方法以及面向对象开发方法等技术的优势,提出了一种基于软件复用的信息系统开发模型。
关键词:软件复用;信息系统;开发模型中图法分类号:TP311154 文献标识码:A 文章编号:100123695(2005)0820086203I nfor mati on Syste m Devel opment Model Based on Soft w are ReuseYI N Lei,WANG Run 2xiao,WANG Dong 2bo(Institute of M anufacturing Auto m ation Soft w are &Infor m ation,N orthw estern Polytechnical U niversity,X i ’an Shanxi 710072,China )Abstract:W ith the concep t and the key contents of s oft w are reuse t o intr oduce concisely,this paper p resents a inf or mati onsyste m devel model based on s oft w are reuse with the advantages of domain engineering,app licati on engineering,com 2ponent 2based method,p r ot otype method and oriented 2object method .Key word:Soft w are Reuse;I nfor mati on Syste m;Devel opmentModel1 软件复用随着计算机应用领域的不断扩展,以及人们对利用计算机来解决各种问题的日益依赖,软件开发所需要解决问题的复杂程度急剧膨胀,系统的规模和复杂度也随之空前地扩大。
软件的复杂性和其中包含的错误已经达到了开发人员无法控制的程度,这便是人们所说的软件危机。
为了解决这个问题,人们提出了软件复用的方法。
所谓软件复用是指在软件开发活动中,利用已有的、可复用的软件成分来构造和生成新的软件系统。
该软件成分可能是已有的软件成分,也可能是为复用而专门设计开发的可复用软件成分。
可复用软件成分范围比较广泛,包括源代码、组件、需求分析结果、软件体系结构、设计方案、测试计划以及测试案例等。
软件复用被认为是解决软件危机、提高软件生产率和软件质量、增强软件的开放性和对外部扰动的适应性的主要途径[1]。
如今,软件复用技术已经发展成为软件工程的一个重要研究领域,人们对软件复用技术和方法进行了广泛、深入的研究,在复用技术上取得了一定的成果和成功的实践经验。
2 软件复用的关键技术系统化软件复用有两个基本问题:①必须有可以复用的对象;②复用者需要知道如何去使用被复用的对象。
因此软件复用包括两个相关的过程:面向复用的开发(Devel opment for Re 2use )和使用复用进行开发(Devel opment with Reuse )[2]。
面向复用的开发生成可复用的软件资产,包括软件组件、需求规范以及开发文档,即可复用的对象。
这一生成可复用对象的过程可以是软件生产者从已经存在的应用系统中提取,也可以是由软件生产者重新进行设计开发。
使用复用进行开发是利用已存在的可复用对象进行应用系统的开发。
实现系统化软件复用的关键技术主要包括:面向对象技术(O riented Object Technol ogy )、软件组件技术(Soft w are Compo 2nent Technol ogy )、领域工程(Domain Engineering )、应用工程(App licati on Engineering )、软件体系结构(Soft w are A rchitec 2ture )、设计模式(Design Patterns )、软件再工程(Soft w are Ree 2ngineering )、开放系统(Open Syste m )、软件过程(Soft w are Pr ocess )、C ASE (Computer A ided Soft w are Engineering )技术以及各种非技术因素等[2]。
211 领域工程领域工程[3]是针对一个应用领域中的若干系统进行分析,建立基本能力和必备基础,并识别这些系统共享的领域需求,设计出能够满足这些需求的构架,并在此基础上开发和组织该领域的可复用构件的过程,它覆盖了建立可复用软件构件的所有活动。
可复用软件构件的含义比较广泛,它包括了领域内所有可复用的软件成分。
领域工程包括领域分析、领域设计以及领域实现等三个主要的步骤,其中,领域分析是实施领域工程的关键步骤,也是人们研究的重点。
领域分析输出的产品为领域模型。
领域模型用于收集、组织和表示领域中所有可复用的信息,其目的是帮助用户了解问题域,并明确领域中可以复用的软件资产。
图1显示了领域分析的输入和输出。
・68・计算机应用研究 2005年212 应用工程与领域工程相对应,应用工程的目的是使用可复用软件成分进行软件的开发(Devel opment with Reuse )。
应用工程与领域工程有很多相似之处,两者都是在同一套理论基础和工程原则支持下的系统设计与开发。
应用工程也可以划分为系统分析(需求获取)、系统设计、系统实现等阶段[4]。
ST ARS 提出的特定领域软件开发模型———双生命周期法将领域工程与应用工程结合起来[5,6],如图2所示。
总之,应用工程的重点是单个系统,而领域工程的重点则是在一个域内的多个相关系统;领域工程活动的结果可被应用工程所用,应用工程的活动又反过来影响未来的领域工程活动。
213 软件体系结构软件体系结构[8,9]是一个由程序、模块或系统等构件组成的集合体,包含了构件定义、构件之间的交互方式、构件结构及约束等。
除描述系统结构和拓扑外,软件体系结构还反映出系统需求和构件的对应关系,从而提供一些系统设计的指导原则。
在软件体系结构设计中要考虑系统级的问题,典型的有容量、吞吐量、一致性、组件兼容性等。
常见的软件体系结构风格有分层系统、数据抽象和面向对象组织、管道-过滤器、基于事件的隐式激发机制的系统以及仓库等[7]。
软件体系结构风格为大粒度的软件复用提供了可能[9]。
214 设计模式设计复用的另一个主要内容就是设计模式(Design Pat 2terns )的复用,设计模式是近十年来在软件工程领域所取得的重大成就之一,也是当前软件工程领域的研究热点。
设计模式最早由建筑师Christ opher A lexander 提出,后来逐渐被应用到软件开发领域。
设计模式在系统设计这一层次上将软件开发抽象成一种模式,模式描述了系统所面临的问题及其解决方案,从而保证最大范围的复用。
设计模式按照面向对象的概念进行组织,以抽象的方式描述和解决设计问题,是针对问题和解的抽象,是对一系列具有共性的问题的完整解决方案[10]。
正如Christ opher A lexander 所说:“每一个模式描述了一个在我们周围不断重复发生的问题,以及该问题的解决方案的核心。
这样,你就能一次又一次地使用该方案而不必做重复劳动。
”尽管A lexander 所指的是城市和建筑模式,但他的思想也同样适用于面向对象设计模式,两类模式的核心都在于提供了相关问题的解决方案[11]。
设计模式强调系统的复用性,它帮助人们作出有利于系统复用的选择,从而避免设计损害了系统的复用性,是可复用面向对象软件的基础。
215 组件技术关于软件组件[12]目前有狭义和广义两种定义。
狭义的软件组件是一种二进制形式的可复用软件块,它封装了一定的数据、属性和方法,遵循二进制外部接口标准,内部实现细节对用户透明,具有即插即用的特性,组件之间通过使用接口来进行交互。
广义的软件组件是指可复用的软件单元,可以被用来构造其他软件,它可以是被封装的对象类、功能模块、软件框架、软件系统模型、软件的文档,如可复用的分析件、设计件等。
组件具有平台和语言的无关性、接口和实现分离以及支持即插即用等特点,是支持软件复用的核心技术,是近几年来迅速发展并受到高度重视的一个学科分支。
目前主要的组件技术标准有三个:M icr oft 公司的C OM /DCOM (D istributed Com 2ponent ObjectModel );OMG 组织(Object Manage ment Gr oup )的C ORBA (Common Object RequestB r oker A rchitecture );S UN 公司的Java Bean /EJB (Enter p rise Java Beans )。
3 基于软件复用的信息系统开发模型311 快速原型法原型法[16]的核心是原型。
原型是系统的早期可运行版本,随着用户或开发者对系统理解的加深,原型不断地得到补充和细化。
系统的定义是在逐步发现的过程中进行的,这就是快速原型法的基本出发点。
快速原型法的开发过程体现了不断迭代的快速修改过程,是一种动态定义技术。
快速原型法的最大优点是能够大大减少软件系统的后期维护费用,使系统功能能正确反映用户的需求。
原型本身及这种方法的不足之处在于,如果原型本身功能设置不齐全、性能不好,会导致原型的设计和使用超出预期的花费和时间;另一个关键不足是原型法需要一个合适的软件开发环境,以便原型能直接转换成现实的系统。
与“自底向上”和“自顶向下”方法相比,快速原型法虽然具有很明显的优越性,但因其依赖于快速开发工具的支持,对系统开发者提出了更高的要求。
312 面向对象开发方法面向对象方法将客观世界(即问题域)看成是由一些相互联系的事物(即对象)组成。
每个对象都有自己的特征和状态,不同对象间的相互作用和相互联系构成了完整的客观世界。
问题域由对象和对象间的联系来描述,它把数据及相关的方法封装在一起构成对象,以对象和数据结构为中心来构造系统。
由于采用将数据和功能封装的原则,面向对象方法对需求变化有较强的适应能力,也使开发的系统容易复用[13,14]。
但是面向对象的程序设计方法也存在以下的局限性[15]:(1)面向对象的程序设计方法在处理大型软件系统时,它的粒度粗细难以有效控制。