軟件復(fù)用庫互操作方法比較

于 莉

(天津市財貿(mào)管理干部學(xué)院，天津 300170)

隨著Internet與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，Internet上運行的復(fù)用庫也日益增多，每個復(fù)用庫的開發(fā)者和管理者都會針對特定的領(lǐng)域或用戶群對復(fù)用庫中的資源進(jìn)行組織和管理，并提供相應(yīng)的服務(wù)[1]。然而，用戶所需的許多構(gòu)件往往并不只在一個軟件復(fù)用庫中存在，而這些獨立的復(fù)用庫的存在就會要求用戶分別訪問多個復(fù)用庫以獲取所需的構(gòu)件，這會導(dǎo)致冗余和檢索效率的降低。允許這些復(fù)用庫可以按照自己特定的方式管理和維護(hù)庫中存放的構(gòu)件，同時又使用戶通過一個界面透明地訪問和檢索多個復(fù)用庫中的構(gòu)件，這對于提高構(gòu)件復(fù)用效率和復(fù)用的可能性非常必要，因此出現(xiàn)了軟件復(fù)用庫互操作方法[2]。

以前對于復(fù)用庫互操作方法的研究只是簡單地從操作對象角度出發(fā)，將復(fù)用庫的互操作分為描述資源的目錄層次上的互操作和實際資源層次上的互操作兩個層次[2]，并沒有給出各種方法的全面綜合比較和分析。

1 復(fù)用庫互操作方法比較

本文將從互操作對象、交換的信息、使用的核心技術(shù)、支持的系統(tǒng)/工具以及互操作的效果五個方面對現(xiàn)有的復(fù)用庫的互操作方法 BIDM、OML、UDDI、DCH、U-ranus、DROO和統(tǒng)一檢索機(jī)制進(jìn)行分類比較。

1.1 在互操作對象上的分類比較

不同的方法進(jìn)行互操作的對象有所不同，如表1所示。

表1 在互操作的對象上的分類比較

1.2 在交換的信息上的分類比較

復(fù)用庫互操作的一個重要方面就是要在復(fù)用庫之間交換信息[3]。要進(jìn)行信息交換，就需要特定的描述方法或者特定的表示格式來描述需要交換的信息，這可以劃分為三個層次。

(1)數(shù)據(jù)模型層：數(shù)據(jù)模型層抽象定義了復(fù)用庫之間要交換的信息。不同的方法由于互操作的對象不同，所以使用的數(shù)據(jù)模型通常都是不一樣的。

(2)表示格式層：表示格式層指定了如何正確描述數(shù)據(jù)模型實例的格式，常見的表示格式有HTML、XML、GML等。

(3)協(xié)議層：協(xié)議層描述了兩個結(jié)點之間用于交換信息的“會話”方式。主要分為通訊協(xié)議和目錄訪問協(xié)議兩類。常見的通訊協(xié)議有 HTTP、FTP、SOAP、Z39.50[4]，常見的目錄訪問協(xié)議有 X.500[5]、URL、LDAP[6]、ID 等。

由于每個方法的互操作對象不同，從而導(dǎo)致每個方法在交換的信息上也有所不同。表2給出了復(fù)用庫互操作方法在交換的信息上具體的分類比較結(jié)果。

可以看出，大部分方法都支持Internet上的通訊協(xié)議，但是采用的目錄訪問協(xié)議卻各有不同。每個方法使用的數(shù)據(jù)模型也有所差異，提供的表示格式也略有不同，但為了能在Internet上進(jìn)行交互，大部分方法都支持HTML或者XML的表示格式。

1.3 在核心技術(shù)上的分類比較

復(fù)用庫互操作方法主要解決交換數(shù)據(jù)信息和使用數(shù)據(jù)信息進(jìn)行可復(fù)用資源的查詢兩個問題?！昂诵募夹g(shù)”角度說明了這些方法在解決這兩個問題上使用的主要技術(shù)和常見的體系結(jié)構(gòu)。

常見的體系結(jié)構(gòu)主要有集中式和分布式。在集中式方法中，存在一個虛擬庫核心結(jié)點或者中間轉(zhuǎn)換結(jié)點，每個復(fù)用庫將自己的數(shù)據(jù)信息交換給該結(jié)點，用戶通過這個結(jié)點使用這些數(shù)據(jù)信息。在分布式方法中，每個復(fù)用庫之間按照特定的通訊圖直接進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的交換，用戶可以在復(fù)用庫結(jié)點直接使用這些數(shù)據(jù)信息。

表3給出了復(fù)用庫互操作方法在“核心技術(shù)”角度上的分類比較結(jié)果。可以發(fā)現(xiàn)，分布式體系結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)大多都支持本地查詢，大部分方法都提供重定向技術(shù)，因為同步復(fù)制技術(shù)會造成數(shù)據(jù)冗余的問題，但是同步復(fù)制機(jī)制能較好地保證數(shù)據(jù)一致性。

1.4 在支持的系統(tǒng)和工具上的分類比較

一般而言，要實現(xiàn)復(fù)用庫互操作都需要有相應(yīng)的系統(tǒng)或工具支持互操作方法的實現(xiàn)。復(fù)用庫互操作的支持系統(tǒng)或工具通常可以分為管理工具和查詢工具兩類。其中，管理工具負(fù)責(zé)與數(shù)據(jù)信息交換相關(guān)的操作，主要從是否支持新結(jié)點的注冊、數(shù)據(jù)信息的修改、數(shù)據(jù)信息的實時修改等三方面進(jìn)行分類比較，根據(jù)不同的需求和實現(xiàn)技術(shù)，不同的支持系統(tǒng)或工具會提供不同功能的管理工具。查詢工具負(fù)責(zé)與使用交換的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行查詢的相關(guān)操作，主要從是否提供查詢轉(zhuǎn)換功能、是否進(jìn)行查詢結(jié)果合并、是否對查詢結(jié)果進(jìn)行排序等子功能進(jìn)行分析比較。

表2 在交換的信息上的分類比較

表3 在核心技術(shù)上的分類比較

各方法提供的支持系統(tǒng)或工具主要是在傳統(tǒng)意義的復(fù)用庫提供的功能基礎(chǔ)上還需要額外提供的工具或系統(tǒng)。通常情況下，采用集中式體系結(jié)構(gòu)的方法大多會提供支持系統(tǒng)來輔助完成庫結(jié)點之間的互操作；采用分布式體系結(jié)構(gòu)的方法大多會在原有系統(tǒng)上增加互操作所需要的一些額外管理設(shè)施或者互操作工具。

表4 在支持的系統(tǒng)和工具上的分類比較

表5 在互操作效果上的分類比較

表4給出了復(fù)用庫互操作方法在“支持的系統(tǒng)和工具”角度上的分類比較結(jié)果。

1.5 在互操作效果上的分類比較

不同方法采用的技術(shù)不同，從而導(dǎo)致每種方法的互操作效果不同。本文主要從解決的問題場景、查詢效率、數(shù)據(jù)冗余度和可擴(kuò)展性四個方面對不同的方法所產(chǎn)生的效果進(jìn)行分類比較?！皢栴}的場景”說明了方法所能解決的問題范圍以及要達(dá)到的目標(biāo)?！安樵冃省睆牟闇?zhǔn)率、查全率和查詢速度三個角度說明每個方法在查詢效果上的情況?！皵?shù)據(jù)冗余度”是從(高、中、低)三個程度來說明各個方法的冗余相對度?！翱蓴U(kuò)展性”指的是方法中對進(jìn)行互操作的復(fù)用庫結(jié)點是否需要額外的操作或修改。如果需要額外的操作或修改越多，可擴(kuò)展性就越低，反之額外的操作和修改越少，可擴(kuò)展性就越高。

從“互操作效果”這個角度對復(fù)用庫互操作方法進(jìn)行分類比較，可以發(fā)現(xiàn)復(fù)用庫互操作問題中還存在哪些可以解決或者可以提高的問題。由于方法之間并沒有進(jìn)行量化的實驗數(shù)據(jù)比較，因此，僅采用相對方式比較各種方法的互操作效果，如表5所示。

2 結(jié)果分析

通過分析比較，可以推斷出目前的方法和系統(tǒng)具有以下特性：

(1)大多數(shù)方法或系統(tǒng)提供的都是對描述模型和描述信息的互操作。由于實體的互操作涉及到知識產(chǎn)權(quán)問題，并且會造成數(shù)據(jù)冗余度的提高，因此大多方法并不支持多結(jié)點上復(fù)制相同的實體，對語義信息的互操作也很少提供。OML方法和統(tǒng)一檢索機(jī)制提供了語義信息上的互操作，但也只是通過同義詞詞典實現(xiàn)。同義詞詞典的建立是由管理員進(jìn)行的，增大了管理員的工作量和工作難度。

(2)每個方法交換的信息的數(shù)據(jù)模型都不相同，但基本上都提供Internet上可以通訊和訪問的表示格式和協(xié)議。

(3)每個方法采用的核心技術(shù)不相同，但主要為集中式的查詢分發(fā)技術(shù)和分布式的本地查詢機(jī)制兩類。

(4)每個方法都會提供合適的管理工具和簡單的查詢工具，但很少有方法提供較好的結(jié)果合并和結(jié)果重排序的功能。

(5)每個方法的問題需求不同，因此使用的技術(shù)和數(shù)據(jù)模型不同，從而導(dǎo)致每個方法的互操作效果上也有所差異。但是，它們在查準(zhǔn)率和查全率、查詢速度、數(shù)據(jù)冗余度、可擴(kuò)展性等方面都存在有待提高的地方。此外，針對不同的問題需求和場景，需要選擇合適的方法才能達(dá)到較好的效果。

[1]BROWNE S，MOORE J.Reuse library interoperability and the world wide web.In Proceedings of the 19th InternationalCoference on Software Engineering， USA.ACM，1997:684-691.

[2]BROWNE S， DONGARRA J， HORNER J， et al.Technologies for repository interoperation and access control.In Proceedings of the 3rd ACM International Conference on Digital Libraries， Pittsburgh， PA， USA.ACM， 1998:40-48.

[3]IEEE.IEEE guide for information technology-software reuseconcept of operations for interoperating reuse libraries.IEEE std 1430，1996.

[4]ANSI/NISO.Information retrieval(Z39.50):application service definition and protocol specification.ANSI/NISO Z39.50-2003.2003.

[5]WEIDER C，REYNOLDS J K，HEKER S.Rfc 1390-technical overview of directory services using the X.500 protocol.Technical report，Internet RFC/STD/FYI/BCP.1992.

[6]HOWES T.LDAP-programming directory enabled applications with lightweight directory access protocol.MacMillan Technology，1997.