林曉波 黃旭鵬

摘要:從將元數(shù)據(jù)管理的角度出發(fā)，將元數(shù)據(jù)管理的理論與信息管理系統(tǒng)類的軟件開發(fā)相結(jié)合，用元數(shù)據(jù)管理的思想來輔助軟件開發(fā)，從而提高軟件開發(fā)的效率，降低軟件開發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)。

關(guān)鍵詞：元數(shù)據(jù)管理；軟件開發(fā)方法；自動(dòng)化

中圖分類號(hào)：TP311文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2012)09-2124-02

Reseach of a Semi-automatic Method of Software Development base on Metadata Management

LIN Xiao-bo, HUANG Xu-peng

(Department of Mathematics and Information Technology, Hanshan Normal University, Chaozhou 521041, China)

Abstract：Apply the Metadata management theory to software development, the efficiency of software development can be improved obviously，and the risk of software development can be reduced too.

Key words：metadata management; method of software development; automatic

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和企業(yè)信息化步驟的加快，企業(yè)對(duì)信息化的需求越來越大，并且企業(yè)內(nèi)部的變化日新月異，這就要求針對(duì)企業(yè)進(jìn)行的軟件開發(fā)必須速度快、周期短，這樣才能適應(yīng)企業(yè)的業(yè)務(wù)流程的變化，因此自動(dòng)化或半自動(dòng)化的軟件開發(fā)模式越來越受青睞。另一方面，雖然軟件工程的研究已經(jīng)取得了一定的成果，但是失敗的軟件項(xiàng)目仍經(jīng)?？梢砸姷剑科湓蛑饕擒浖_發(fā)的前期階段工作（即需求工作）沒有做好，軟件設(shè)計(jì)開發(fā)沒有比較嚴(yán)謹(jǐn)?shù)囊罁?jù)，而自動(dòng)化或半自動(dòng)化軟件開發(fā)方法利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，能夠使得需求分析更加準(zhǔn)確，軟件過程各階段的過渡更加嚴(yán)謹(jǐn)，這樣能大大降低軟件開發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)。

目前，一方面，針對(duì)元數(shù)據(jù)管理的研究及應(yīng)用雖已比較成熟，但主要應(yīng)用于數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)方面及聯(lián)機(jī)分析系統(tǒng)（OLAP）方面，同時(shí)，大部分元數(shù)據(jù)管理都是在企業(yè)信息化基本成熟之后才提出，這就導(dǎo)致了短時(shí)間內(nèi)需要整理的元數(shù)據(jù)太多而使用戶對(duì)元數(shù)據(jù)管理失去興趣，而這恰恰是元數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)實(shí)施失敗多于成功的主要原因；另一方面，自從軟件危機(jī)提出以來，軟件工程就一直成為了研究的熱點(diǎn)，雖然目前計(jì)算機(jī)軟件工程研究取得了重要的進(jìn)展，但是依然是失敗的計(jì)算機(jī)軟件工程案例居多，近年來，為了提高軟件開發(fā)效率，自動(dòng)化或半自動(dòng)化軟件開發(fā)方法的研究更是成為了軟件工程中的一個(gè)熱門課題，并在理論和實(shí)踐上也取得了一定的成果，尤其在基于模型的用戶界面設(shè)計(jì)方面,涌現(xiàn)出一大批各有特色的方法[1]，這些方法都在開發(fā)過程的某一階段（如設(shè)計(jì)階段）對(duì)軟件的自動(dòng)化給予了一定的支持，在某種意義上也提高了軟件開發(fā)的效率，但是這些方法都未能提供其他階段（如需求階段）的自動(dòng)化支持，對(duì)于這些階段，仍然有大量的工作需要人工去完成，這也就失去了自動(dòng)化開發(fā)的意義，因此仍無(wú)法改變開發(fā)效率低、風(fēng)險(xiǎn)高的局面。自動(dòng)化開發(fā)的依據(jù)應(yīng)該是什么？如何去自動(dòng)化？也未給出能夠讓人滿意的答案。

該文從將元數(shù)據(jù)管理的角度出發(fā)，提出一種將元數(shù)據(jù)管理的理論與信息管理系統(tǒng)類的軟件開發(fā)相結(jié)合的軟件開發(fā)思路，用元數(shù)據(jù)管理的思想來輔助軟件開發(fā)，從而提高軟件開發(fā)的效率，降低軟件開發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)。

1元數(shù)據(jù)管理[2]

按照傳統(tǒng)的定義,元數(shù)據(jù)(Metadata)是關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)中,元數(shù)據(jù)可以幫助數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)管理員和數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的開發(fā)人員和最終用戶非常方便地找到他們所關(guān)心的數(shù)據(jù);元數(shù)據(jù)是描述數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)內(nèi)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和建立方法的數(shù)據(jù),可將其按用途的不同分為兩類:技術(shù)元數(shù)據(jù)(Technical Metadata)和業(yè)務(wù)元數(shù)據(jù)(Business Metadata)。

元數(shù)據(jù)管理是數(shù)據(jù)中心信息資源標(biāo)準(zhǔn)管理,尤其是數(shù)據(jù)元標(biāo)準(zhǔn)管理的主要子系統(tǒng)。通過該系統(tǒng)來規(guī)范管理全省數(shù)據(jù)資源的規(guī)范定義、命名、分類等,同時(shí)元數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)也將幫助我們從技術(shù)的角度梳理所有的信息系統(tǒng),了解所有數(shù)據(jù)資源的生產(chǎn)、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)換和同步等所有相關(guān)活動(dòng),從而建立數(shù)據(jù)元的血統(tǒng)關(guān)系,幫助我們理解每一個(gè)數(shù)據(jù)的來龍去脈。元數(shù)據(jù)管理功能包含元模型管理、元數(shù)據(jù)的維護(hù)及查詢、元數(shù)據(jù)批量加載、元數(shù)據(jù)自動(dòng)獲取、元數(shù)據(jù)的分析及應(yīng)用、元數(shù)據(jù)版本管理。

2基于元數(shù)據(jù)的軟件開發(fā)過程

將元數(shù)據(jù)管理理論應(yīng)用于軟件開發(fā)的需求階段，從軟件開發(fā)的最初階段就對(duì)企業(yè)的最原始數(shù)據(jù)進(jìn)行形式化描述，并將元數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)用于輔助需求調(diào)研收集用戶的原始數(shù)據(jù)，收集到的原始數(shù)據(jù)經(jīng)過進(jìn)一步加工，再利用自動(dòng)化代碼生成工具，可生成待開發(fā)的系統(tǒng)原型，原型可應(yīng)用于進(jìn)一步確認(rèn)用戶需求以及指導(dǎo)下一步的軟件設(shè)計(jì)和開發(fā)工作，從需求階段確定的原型出發(fā)，進(jìn)一步利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，研究設(shè)計(jì)出自動(dòng)化工具，用于從元數(shù)據(jù)中進(jìn)一步挖掘出企業(yè)的業(yè)務(wù)流程以輔助指導(dǎo)軟件的設(shè)計(jì)和開發(fā)，從而使得軟件開發(fā)的整個(gè)過程都具有比較強(qiáng)的可推導(dǎo)性，提高軟件開發(fā)的效率，降低軟件開發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)。

2.1需求階段

在需求階段，可將元數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)用于收集用戶的原始數(shù)據(jù)，系統(tǒng)開發(fā)人員將元數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)交給用戶使用，用戶在系統(tǒng)中錄入平時(shí)所使用的業(yè)務(wù)表單元數(shù)據(jù)，即業(yè)務(wù)元數(shù)據(jù)。收集得到用戶的業(yè)務(wù)元數(shù)據(jù)后，開發(fā)人員可以利用自動(dòng)化代碼生成器，可生成出簡(jiǎn)單的系統(tǒng)原形，用原形與用戶確定進(jìn)一步的需求，這樣，開發(fā)人員與用戶雙方的交流可以建立在系統(tǒng)原形的基礎(chǔ)上，可以極大地提高用戶參與軟件開發(fā)的興趣。

2.2設(shè)計(jì)階段

在需求確定下來之后，進(jìn)入系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段，在設(shè)計(jì)階段，開發(fā)人員將需求階段收集到的業(yè)務(wù)元數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步加工及補(bǔ)充，用于輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

2.2.1數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

對(duì)于信息管理系統(tǒng)來說，當(dāng)前大部分的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法都是跳躍式,不是通過系統(tǒng)的方法進(jìn)行[3]，即：從需求到數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)沒有一個(gè)平滑的過度，完全靠設(shè)計(jì)人員本身的智慧和經(jīng)驗(yàn)，這樣使得數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)具有很大風(fēng)險(xiǎn)，其正確性和穩(wěn)定性無(wú)法得到系統(tǒng)的保證。而需求階段得到的業(yè)務(wù)元數(shù)據(jù)可以作為數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的依據(jù)，對(duì)業(yè)務(wù)元數(shù)據(jù)的加工就是將業(yè)務(wù)元數(shù)據(jù)映射為數(shù)據(jù)庫(kù)表，業(yè)務(wù)元數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)關(guān)系，也將映射為數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)中的主鍵、外鍵、約束等關(guān)系，使得需求分析到數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)能夠平滑過渡。

2.2.2界面設(shè)計(jì)

在一個(gè)信息管理系統(tǒng)中，大部分操作都是針對(duì)單個(gè)表單進(jìn)行的，映射到系統(tǒng)中，一個(gè)功能界面也就是對(duì)一個(gè)表單進(jìn)行操作的.界面是為操作功能服務(wù)的，界面的內(nèi)在表示形式?jīng)Q定于對(duì)應(yīng)的操作功能.而在需求階段所獲取到的業(yè)務(wù)元數(shù)據(jù)，正是用戶業(yè)務(wù)表單的形式化描述，所以，可以將業(yè)務(wù)元數(shù)據(jù)作為界面設(shè)計(jì)的有力依據(jù)，根據(jù)某種規(guī)則得到系統(tǒng)的界面.開發(fā)人員可以將業(yè)務(wù)元數(shù)據(jù)進(jìn)行加工，將業(yè)務(wù)元數(shù)據(jù)映射為系統(tǒng)界面，指明系統(tǒng)界面的類型，界面中所用到的元素以及界面元素的類型等。

2.3實(shí)現(xiàn)階段

經(jīng)過設(shè)計(jì)階段對(duì)元數(shù)據(jù)的加工后，利用代碼生成工具，加工過的元數(shù)據(jù)可以直接生成為代碼，包括直接生成數(shù)據(jù)庫(kù)腳本，界面代碼等。同時(shí)，元數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)、用戶界面的直接關(guān)聯(lián)，也使得元數(shù)據(jù)可以作為系統(tǒng)權(quán)限控制的一個(gè)依據(jù)，利用統(tǒng)一管理的元數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)權(quán)限的統(tǒng)一管理。

2.3.1數(shù)據(jù)庫(kù)代碼生成

在完成數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯設(shè)計(jì)之后，開發(fā)人員為系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)，為設(shè)計(jì)階段的元數(shù)據(jù)加入具體的表名、字段名、數(shù)據(jù)類型等具體信息，然后用代碼自動(dòng)化生成工具，生成數(shù)據(jù)庫(kù)腳本，自動(dòng)創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)。利用元數(shù)據(jù)自動(dòng)創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)，可以使把元數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)聯(lián)起來，為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)權(quán)限管理奠定基礎(chǔ)。

2.3.2界面代碼生成

在完成界面的邏輯設(shè)計(jì)之后，開發(fā)人員為設(shè)計(jì)階段的元數(shù)據(jù)加入其所對(duì)應(yīng)的界面的相關(guān)信息，比如界面名稱，界面類型，元數(shù)據(jù)字段對(duì)應(yīng)的界面控件，控件類型，擺放位置等。然后利用代碼自動(dòng)化生成工具，生成界面的基本代碼，程序員再在自動(dòng)生成的代碼的基礎(chǔ)上進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)。利用元數(shù)據(jù)生成的界面代碼，可以考慮為界面添加以元數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的權(quán)限控制接口，使得界面的操作權(quán)限可以通過元數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理。

2.4應(yīng)用階段

在應(yīng)用階段，元數(shù)據(jù)的作用主要是可以用于為用戶方的系統(tǒng)管理員提供統(tǒng)一的權(quán)限管理，通過實(shí)現(xiàn)階段所預(yù)留的權(quán)限控制接口，系統(tǒng)管理員可以很方便地對(duì)系統(tǒng)的權(quán)限進(jìn)行管理。

3結(jié)束語(yǔ)

將元數(shù)據(jù)管理理論引入軟件開發(fā)中，不但有助于需求階段的信息收集，形式化的描述使得軟件開發(fā)過程的自動(dòng)化更容易實(shí)現(xiàn)，并且，在企業(yè)的信息化過程中，前后期的工作投入往往成反比關(guān)系，在企業(yè)的信息化初期引入元數(shù)據(jù)管理，將更有利于后期的信息化建設(shè)，使得后期的信息化工作（如數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)等）能夠更順利進(jìn)行；第二、在軟件開發(fā)過程中，利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)研究設(shè)計(jì)出自動(dòng)化工具，輔助軟件開發(fā)，以實(shí)現(xiàn)軟件開發(fā)的半自動(dòng)甚至是完全自動(dòng)化，這對(duì)于提高軟件開發(fā)效率，降低開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。后續(xù)工作將專注于代碼自動(dòng)化工具的進(jìn)一步改進(jìn)，減少開發(fā)過程中的人工干預(yù)，進(jìn)一步提高軟件開發(fā)的效率。

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