韓冰 鐘聲

摘要：軟件復(fù)用是在軟件開發(fā)中充分利用已有資源提高開發(fā)效率的解決方案。但在信息管理系統(tǒng)軟件開發(fā)過(guò)程中普遍存在著需求復(fù)雜，開發(fā)工作量大、開發(fā)時(shí)間長(zhǎng)、開發(fā)內(nèi)容重復(fù)等突出問(wèn)題，使得軟件開發(fā)的效率和質(zhì)量受到嚴(yán)重影響。構(gòu)件技術(shù)是一種復(fù)用和快速組裝的軟件技術(shù)，能夠提高軟件開發(fā)效率，減少重復(fù)開發(fā)。在信息管理系統(tǒng)軟件開發(fā)中引入構(gòu)件技術(shù)，有利于提高軟件的可擴(kuò)展性和易維護(hù)性。

關(guān)鍵詞：構(gòu)件；軟件復(fù)用；軟件構(gòu)件技術(shù)；軟件開發(fā)；信息管理系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TP311文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044（2012）34-8155-02

信息管理系統(tǒng)軟件的開發(fā)，其面向的領(lǐng)域多樣，需求變化快，所耗費(fèi)的開發(fā)時(shí)間和工作量巨大，容易導(dǎo)致開發(fā)的效率和質(zhì)量低下。而軟件復(fù)用是在軟件開發(fā)中充分利用已有資源提高開發(fā)效率的解決方案?；谲浖?fù)用理論的軟件構(gòu)件技術(shù)，是一種能夠充分利用原有資源并快速組裝軟件的軟件技術(shù)，將構(gòu)件技術(shù)引入到信息管理系統(tǒng)軟件開發(fā)中來(lái)，將有效的提高信息管理系統(tǒng)軟件的開發(fā)效率和質(zhì)量。

軟件構(gòu)件是指軟件系統(tǒng)中具有明確標(biāo)識(shí)、具備獨(dú)立的功能、可重復(fù)使用的構(gòu)成部分。它通過(guò)對(duì)軟件對(duì)象單元的封裝，并且可利用封裝好的構(gòu)件組裝成一個(gè)更大的軟件系統(tǒng)。將整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)看成是一個(gè)可由各種零件（構(gòu)件）拼裝而成的系統(tǒng)，通過(guò)使用構(gòu)件來(lái)集成開發(fā)和更新系統(tǒng)，通過(guò)定制和替換可復(fù)用的構(gòu)件為維護(hù)和更新系統(tǒng)提供支持，把軟件開發(fā)的重心轉(zhuǎn)向?qū)?gòu)件的開發(fā)、篩選和配置。這種新的方法稱為基于構(gòu)件的軟件工程（ComponentBasedSoftwareEngineering，CBSE）[1]。

基于構(gòu)件的軟件開發(fā)（Component-BasedSoftwareDevelopment，CBSD），它提供了一種通過(guò)復(fù)用已有的或預(yù)先定制包裝好的封裝對(duì)象（構(gòu)件）來(lái)組裝軟件應(yīng)用系統(tǒng)的方法。構(gòu)建一個(gè)軟件應(yīng)用系統(tǒng)，會(huì)使用到大量原有構(gòu)件模塊，這些構(gòu)件可能是面向不同領(lǐng)域的，在不同開發(fā)環(huán)境，由不同人員在不同時(shí)間開發(fā)的，它們之間存在著一定差異性。在這種情況下，應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)過(guò)程就變成排除構(gòu)件之間的差異性，探索構(gòu)件一致性的過(guò)程。CBSD將軟件開發(fā)中程序代碼編寫轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)已有構(gòu)件的篩選和組裝，用更高的效率來(lái)完成應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)造，減輕系統(tǒng)升級(jí)和維護(hù)負(fù)擔(dān)，從而降低軟件開發(fā)的成本[1]。

1構(gòu)件技術(shù)在信息管理系統(tǒng)中的應(yīng)用

1.1構(gòu)件庫(kù)管理軟件

基于構(gòu)件的軟件開發(fā)其最明顯的特點(diǎn)在于它在軟件生命周期的各個(gè)階段中，工作的基礎(chǔ)不再是一無(wú)所有，軟件開發(fā)人員可以在已有的構(gòu)件資源中檢索和篩選軟件開發(fā)需要的構(gòu)件，因此，基于構(gòu)件的軟件開發(fā)需要包含有大量構(gòu)件的構(gòu)件庫(kù)做開發(fā)支持。為了能夠滿足多種信息管理系統(tǒng)開發(fā)的需要，構(gòu)件庫(kù)中應(yīng)含有大量各種類型的構(gòu)件，構(gòu)件庫(kù)中的構(gòu)件應(yīng)具備明確標(biāo)識(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)構(gòu)件的分類、檢索、維護(hù)等。為此，需要專門的構(gòu)件庫(kù)管理軟件來(lái)完成這些工作。它應(yīng)具備以下幾種功能：

1）構(gòu)件存取功能—對(duì)構(gòu)件庫(kù)構(gòu)件的檢索、插入、修改和刪除。

2）構(gòu)件庫(kù)運(yùn)行管理功能—包括構(gòu)件的識(shí)別、提取、執(zhí)行和維護(hù)等。

3）構(gòu)件分類、組織和管理功能—可以識(shí)別構(gòu)件類型，并依據(jù)分類來(lái)管理各類構(gòu)件。

4）構(gòu)件庫(kù)的創(chuàng)建和維護(hù)—可以創(chuàng)建新的構(gòu)件庫(kù)、實(shí)現(xiàn)構(gòu)件庫(kù)的恢復(fù)和轉(zhuǎn)儲(chǔ)、構(gòu)件庫(kù)的重構(gòu)造與重組織以及性能檢測(cè)分析等功能。

5）支持構(gòu)件組合。

1.2構(gòu)件的層次結(jié)構(gòu)

構(gòu)件的體系結(jié)構(gòu)是分層體系結(jié)構(gòu)，共分三層：系統(tǒng)構(gòu)件層、通用構(gòu)件層和專用構(gòu)件層[2]。系統(tǒng)構(gòu)件指在整個(gè)軟件體系結(jié)構(gòu)內(nèi)都使用的構(gòu)件。一般來(lái)說(shuō)，它們都是開發(fā)工具提供的。通用構(gòu)件又稱為支撐構(gòu)件，例如通用的數(shù)據(jù)查詢模塊、數(shù)據(jù)瀏覽模塊等。通用構(gòu)件一般是利用系統(tǒng)構(gòu)件生成的。目前國(guó)內(nèi)外已有大量產(chǎn)品，但為了適應(yīng)具體的應(yīng)用領(lǐng)域，常常需要二次開發(fā)。至于領(lǐng)域?qū)Ｓ脴?gòu)件，國(guó)內(nèi)外均在發(fā)展之中，而且不同的應(yīng)用領(lǐng)域需求也不一樣，一般需要專門開發(fā)[2]。

1.3構(gòu)件的開發(fā)

CBSD整個(gè)過(guò)程從需求開始，首先建立系統(tǒng)的需求規(guī)約。在完成體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后，確定應(yīng)用系統(tǒng)中可通過(guò)構(gòu)件組裝來(lái)構(gòu)建的部分，而對(duì)于系統(tǒng)中無(wú)法通過(guò)構(gòu)件組裝來(lái)構(gòu)建的部分，就需要開發(fā)人員采用其他方式開發(fā)新構(gòu)件。對(duì)于那些可以用以構(gòu)建應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)件，開發(fā)人員一般需要進(jìn)行如下活動(dòng)：

構(gòu)件鑒定（qualification）：每個(gè)構(gòu)件都需通過(guò)其約束條件和構(gòu)件接口來(lái)判斷構(gòu)件是否可用以構(gòu)建新系統(tǒng)。構(gòu)件鑒定分為發(fā)現(xiàn)和評(píng)估兩個(gè)階段。發(fā)現(xiàn)階段應(yīng)對(duì)構(gòu)件的各種屬性做出明確鑒別，如構(gòu)件的有用性（構(gòu)件是否提供了滿足需求的服務(wù)）及其可移植性（構(gòu)件能夠在何種環(huán)境下工作）、構(gòu)件的質(zhì)量屬性（構(gòu)件能夠正確運(yùn)行）等。構(gòu)件由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，屬性難以獲取，使得構(gòu)件的發(fā)現(xiàn)難度較大。評(píng)估階段則依據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)的需求和構(gòu)件屬性判斷構(gòu)件是否符合新系統(tǒng)需求并可以在新系統(tǒng)中復(fù)用。

構(gòu)件適配（adaptation）：構(gòu)件的集成是基于系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，因此對(duì)于構(gòu)件運(yùn)行上下文及構(gòu)件接口的一致性做出了嚴(yán)格的規(guī)定，系統(tǒng)對(duì)于構(gòu)件的設(shè)計(jì)規(guī)則、連接關(guān)系和通信模式必須做出明確定義。如果采用不符合要求的構(gòu)件來(lái)組裝新系統(tǒng)，該構(gòu)件有可能在新系統(tǒng)中無(wú)法正常工作，甚至導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行出現(xiàn)問(wèn)題，這種情形稱為失配（mismatch）。對(duì)構(gòu)件屬性及其接口進(jìn)行調(diào)整，使之能夠和體系結(jié)構(gòu)對(duì)構(gòu)件一致性要求相匹配的行為就是構(gòu)件適配。如果通過(guò)對(duì)構(gòu)件的修改和重新配置，仍然無(wú)法適配，那就只能重新尋找或定制其它適合的構(gòu)件。

構(gòu)件組裝（composition）：構(gòu)件必須通過(guò)良好的軟件體系結(jié)構(gòu)規(guī)則才能組裝成目標(biāo)系統(tǒng)。體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)決定了構(gòu)件之間連接和通信的方式，也決定了構(gòu)件的組裝機(jī)制，是構(gòu)件能否成功組裝的關(guān)鍵因素之一。

構(gòu)件更新（update）：隨著軟件技術(shù)的不斷發(fā)展和系統(tǒng)需求的不斷變化，對(duì)構(gòu)件的要求也在不斷變化，直接體現(xiàn)為對(duì)構(gòu)件的替換或增加，其關(guān)鍵在于如何保證新構(gòu)件不會(huì)影響到其他構(gòu)件和整體系統(tǒng)的運(yùn)行，只要通過(guò)對(duì)新構(gòu)件的充分測(cè)試來(lái)保證其正確運(yùn)行。

1.4信息管理系統(tǒng)的生成

基于構(gòu)件的開發(fā)方法就是按照領(lǐng)域構(gòu)架確定本系統(tǒng)哪些部分可采用構(gòu)件組裝，由于信息慣例系統(tǒng)有其特殊需求，因此軟件構(gòu)架和構(gòu)件需依據(jù)其特殊需求進(jìn)行特化處理，并依據(jù)信息管理系統(tǒng)軟件構(gòu)架的要求開發(fā)專用構(gòu)件，然后在軟件構(gòu)架的基礎(chǔ)上，將領(lǐng)域構(gòu)件和系統(tǒng)專用構(gòu)件組裝成一個(gè)完整的信息管理系統(tǒng)[3]。具體步驟如下：

1）對(duì)信息管理系統(tǒng)進(jìn)行需求分析，確定系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程和業(yè)務(wù)流程，獲取系統(tǒng)的功能需求、性能需求、運(yùn)行需求等。

2）根據(jù)應(yīng)用需求，抽象出功能對(duì)象，明確劃分功能對(duì)象與外界的接口，以此為基礎(chǔ)，對(duì)數(shù)據(jù)流和業(yè)務(wù)流進(jìn)行功能分割。分割的原則：業(yè)務(wù)流之間的聯(lián)系盡量少，降低構(gòu)件間的鏈接復(fù)雜性。

3）將以上結(jié)果映射為構(gòu)件，準(zhǔn)確區(qū)分通用性構(gòu)件和專用性構(gòu)件。根據(jù)構(gòu)件各自的特性，分別采用不同的生成與獲取方式。

4）系統(tǒng)動(dòng)態(tài)集成。根據(jù)系統(tǒng)需求進(jìn)行構(gòu)件的組裝。

5）系統(tǒng)測(cè)試。根據(jù)需求分析中所獲取的功能需求，性能需求等設(shè)計(jì)測(cè)試用例，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全面測(cè)試，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并及時(shí)解決問(wèn)題。

6）提交用戶，系統(tǒng)運(yùn)行。

2結(jié)束語(yǔ)

構(gòu)件技術(shù)的出現(xiàn)，使得各種技術(shù)形成的各種類型的軟構(gòu)件可以最大程度地得到復(fù)用，極大地滿足了多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的要求。通過(guò)對(duì)多個(gè)領(lǐng)域的信息系統(tǒng)分析發(fā)現(xiàn)，在信息管理系統(tǒng)中，不同領(lǐng)域內(nèi)對(duì)信息系統(tǒng)的需求存在有共通性，利用構(gòu)件的復(fù)用技術(shù)，可以較大程度的提高信息管理系統(tǒng)的開發(fā)效率。但在利用構(gòu)件技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息系統(tǒng)的組裝上仍存在一系列的問(wèn)題。如何有效提取和鑒別可復(fù)用的構(gòu)件；如何對(duì)已有構(gòu)件資源實(shí)施有效地組織和管理并能充分利用各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的構(gòu)件資源；如何進(jìn)一步優(yōu)化構(gòu)件的組裝等等，我們正是缺少了一個(gè)以面向構(gòu)件開發(fā)為核心的系統(tǒng)化的開發(fā)環(huán)境。雖然這條道路還很漫長(zhǎng)，但我們有理由相信，構(gòu)件化軟件必然是未來(lái)軟件的發(fā)展方向。

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