基于組件的軟件產(chǎn)品線方法

摘 要： 軟件產(chǎn)品線方法通過在軟件開發(fā)的各個階段引入不同重量級別的重用，可使軟件產(chǎn)品開發(fā)如同在流水線上批量生產(chǎn)工業(yè)產(chǎn)品，一方面軟件產(chǎn)品的成本可以大幅降低，另一方面軟件產(chǎn)品的生產(chǎn)周期可以大大縮短，同時其質(zhì)量也可以得以顯著提高[1]?；谲浖a(chǎn)品線驅(qū)動的現(xiàn)代組件技術(shù)，把軟件產(chǎn)品開發(fā)過程劃分為塑造空間和創(chuàng)建空間，以行業(yè)組件框架為核心支撐，開發(fā)出一系列軟件產(chǎn)品。

關(guān)鍵詞： 組件； 軟件產(chǎn)品線方法； 行業(yè)組件框架； 塑造空間； 創(chuàng)建空間

中圖分類號：TP311.11 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1006-8228（2013）09-08-02

0 引言

當(dāng)前市場所需要的是大量高品質(zhì)、低成本和快速應(yīng)用的軟件產(chǎn)品，傳統(tǒng)的軟件企業(yè)采用的生產(chǎn)方式低效、落后，是不可能滿足這些要求的。應(yīng)用軟件產(chǎn)品如同實物產(chǎn)品非常豐富而又千差萬別，需要有不同行業(yè)的企業(yè)產(chǎn)品線來生產(chǎn)。軟件產(chǎn)品線驅(qū)動著現(xiàn)代軟件企業(yè)的形成，分析軟件生產(chǎn)線方法與技術(shù)對于軟件企業(yè)發(fā)展有積極和重要的現(xiàn)實意義。

1 軟件生產(chǎn)線的內(nèi)容及作用

產(chǎn)品線需要把產(chǎn)品生產(chǎn)分成若干過程，每一個過程基于相同生產(chǎn)工藝和方法，對同一和相似的產(chǎn)品進(jìn)行生產(chǎn)和加工。工業(yè)化的產(chǎn)品線還需要有一個具有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的平臺和零部件，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)零部件不僅可以來自于軟件企業(yè)自身，也可來自于軟件市場。基于產(chǎn)品線的行業(yè)業(yè)務(wù)組件方法中的產(chǎn)品線，是指軟件企業(yè)的工業(yè)化產(chǎn)品線。在軟件開發(fā)過程中將各種級別的重用引入到產(chǎn)品線，是其他工程學(xué)科一直都在追求而又能夠達(dá)到的目標(biāo)，但在軟件工程學(xué)中卻往往不盡如人意。然而，在過去的幾年里，一些新的軟件開發(fā)范型的出現(xiàn)徹底改變了這種狀況，使得軟件工程能夠在工程學(xué)科這個大家族中找到一席之地。其中最引人注目的就是基于組件的軟件開發(fā)和產(chǎn)品線工程。按照粒度從小到大排序，一端是組件——即能快速簡單地組裝成新系統(tǒng)的可重用的軟件組件塊，另一端是產(chǎn)品線工程——即在單一的可高度重用的軟件核心內(nèi)，將產(chǎn)品中一定結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)的所有公共部分合并[1]。

軟件產(chǎn)品線工程要求是以高度重用的方法及工具形成該軟件產(chǎn)品線的生產(chǎn)階段及相關(guān)設(shè)備，把產(chǎn)品中一定結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)的所有公共部分合并為單一的可高度重用的軟件核心基礎(chǔ)，并根據(jù)需求來生產(chǎn)個別具體的產(chǎn)品。這要求一條軟件產(chǎn)品線的產(chǎn)品從內(nèi)容上能做到最大化的相同性或相似性，從軟件開發(fā)的生產(chǎn)終端作出了約束性要求。軟件開發(fā)是基于一個具體、個別的軟件，而軟件產(chǎn)品線是基于一個共性的基礎(chǔ)上的批量軟件；軟件開發(fā)的主體往往是科研機構(gòu)和團隊，而軟件產(chǎn)品線的主體是現(xiàn)代軟件企業(yè)；軟件開發(fā)的目的是軟件本身，而軟件產(chǎn)品線的目的是企業(yè)或團體的應(yīng)用。因此，軟件開發(fā)不需要考慮過多的軟件成本和產(chǎn)生軟件的過程的方法成熟度，而軟件產(chǎn)品線要充分考慮軟件成本和產(chǎn)生軟件的過程的方法成熟度。

2 軟件生產(chǎn)線方法的組件技術(shù)及方法

軟件生產(chǎn)線方法涵蓋了軟件開發(fā)方法，但它需要底層技術(shù)和方法支撐，組件技術(shù)及方法就屬于后者，軟件生產(chǎn)線方法在空間上具有最大跨度，從軟件企業(yè)的生產(chǎn)線直至具體的軟件產(chǎn)品，它也需要組件技術(shù)及方法來聯(lián)接。組件是一種軟件實體。組件是僅由指定接口和上下文依賴關(guān)系所構(gòu)成的單元。組件具有：服務(wù)性、可部署性、合成性、上下文依賴性四種基本性質(zhì)，它決定了組件與其他軟件實體：對象、函數(shù)等的區(qū)別[2]。目前，主要的軟件公司所用開發(fā)工具均支持組件，所推出的組件模型又各有特色。已有的組件模型包括Microsoft的COM+、Sun的Java Beans和Enterprise Java Beans，以及OMG的CORBA組件標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)組件及其基本性質(zhì)，形成新的軟件開發(fā)方法——組件方法[3]。組件方法的特征有以下。

⑴ 形態(tài)的不變性：組件是一個，就是在整個系統(tǒng)的分析、設(shè)計、實現(xiàn)、部署、升級到維護(hù)開發(fā)全過程中都是以組件作為自治單元出現(xiàn)，而無需變換形態(tài)，只是在不同階段組件的細(xì)化程度上存在差異，如圖1所示。

⑵ 隱蔽性：組件不管是在構(gòu)建時還是在運行時對于使用者來說可見的僅僅是接口，其內(nèi)部的內(nèi)容均是不可見的，隱蔽的，盡管組件所采用不同的語言來實現(xiàn)，一個用C++語言描述的組件是不可以在語言層面上調(diào)用Java語言描述的組件，而只能用接口來實現(xiàn)調(diào)用。組件內(nèi)部的可見僅是針對其制作者而言。

⑶ 語言上的獨立性：組件與構(gòu)造的語言無關(guān)，組件并不是一個對象，它具可以用對象語言構(gòu)造，也可以用過程語言構(gòu)造。由于組件接口與實現(xiàn)能夠分離，組件接口的實現(xiàn)者，可完全自由、獨立地選擇實現(xiàn)的方法和語言[4]。在構(gòu)建系統(tǒng)時，可視為一個類，在運行時成為一個實例。類與實例的關(guān)系如同產(chǎn)品設(shè)計圖與具體產(chǎn)品的關(guān)系。成熟與不斷發(fā)展的組件技術(shù)為軟件生產(chǎn)線方法奠定了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)和保證。

3 基于組件的軟件生產(chǎn)線方法

軟件生產(chǎn)線方法就是以組件技術(shù)及方法為基礎(chǔ)，構(gòu)建軟件企業(yè)的軟件產(chǎn)品生產(chǎn)流水線方法。軟件生產(chǎn)線是由兩個空間即：塑造空間與創(chuàng)建空間構(gòu)成。工程性的生產(chǎn)線的動機是為了支持這樣一個狀態(tài)，即大多數(shù)應(yīng)用軟件企業(yè)開發(fā)一系列相似的、有輕微區(qū)別的應(yīng)用系統(tǒng)，而不是開發(fā)一個應(yīng)用系統(tǒng)。在上述這種環(huán)境下，將產(chǎn)品系中公用的部分合并在一個可重的核心（比如框架）里，而不是對每個特定的系統(tǒng)都將所有部分重新開發(fā)一遍，這樣做是很有意義的。這樣，對產(chǎn)品系中特定成員的開發(fā)，就更多地變成是框架實例化、具體化的問題，而不是一切從頭開始開發(fā)。然而，要使得這一方法變得高效，那么企業(yè)開發(fā)的產(chǎn)品之間必須有相當(dāng)大的重疊，并且對這些系統(tǒng)之間的共性和差異要有仔細(xì)的分析和深入的理解[5]。

塑造空間關(guān)注的是行業(yè)和共同領(lǐng)域中的一系列個別企業(yè)和領(lǐng)域的業(yè)務(wù)，從關(guān)注點作為分離的起點，分離其空間形態(tài)，即構(gòu)建塑造空間，塑造空間是關(guān)于行業(yè)組件框架的開發(fā)，行業(yè)組件框架是一個可重用的軟件工件集合，而這些軟件工件的核心被嵌入在企業(yè)所開發(fā)的所有產(chǎn)品中，塑造空間圍繞行業(yè)組件框架為核心的開發(fā)和維護(hù)相關(guān)活動和工件。行業(yè)組件框架是由軟件范型產(chǎn)品線驅(qū)動，面向行業(yè)應(yīng)用，是一組可重用的、通用的、抽象的、有關(guān)業(yè)務(wù)的組件集合，企業(yè)能依照不同用戶需要，通過選擇和決策來確定行業(yè)組件框架的具體化、實例化，以此開發(fā)行業(yè)內(nèi)一個具體應(yīng)用系統(tǒng)實例產(chǎn)品。現(xiàn)代軟件企業(yè)能否擁有軟件范型產(chǎn)品線，取決于是否建有行業(yè)組件框架，行業(yè)組件框架是軟件范型產(chǎn)品線核心和標(biāo)志，行業(yè)組件框架是依據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)則，行業(yè)內(nèi)的企業(yè)調(diào)研，能使企業(yè)用戶重造規(guī)范流程，提升企業(yè)管理水平和層次。行業(yè)組件框架實際上是系列軟件行業(yè)組件框架，行業(yè)組件框架意味著具有系列產(chǎn)品的共性，特定客戶的需求產(chǎn)品是在該行業(yè)組件框架下的特定化，特定客戶的需求產(chǎn)品是產(chǎn)品線上系列產(chǎn)品中的一個，系列產(chǎn)品之間的差異是細(xì)小的，差異過大就無法形成一個系列產(chǎn)品，所以說一個產(chǎn)品可被視為基于行業(yè)組件框架框架的，軟件產(chǎn)品線使對行業(yè)和共同領(lǐng)域內(nèi)的特定用戶應(yīng)用系統(tǒng)產(chǎn)品無需從頭至尾進(jìn)行一遍又一遍重新開發(fā)。行業(yè)組件框架一般是一組抽象組件模型，但是也允許可執(zhí)行的二進(jìn)制代碼的具體形式，抽象組件模型能反映通用性，可執(zhí)行的二進(jìn)制代碼的具體形式也能反映通用性，行業(yè)組件框架包含了從頂層抽象層至最低層的執(zhí)行的二進(jìn)制代碼[6]。

塑造空間與創(chuàng)建空間有本質(zhì)區(qū)別，它的實體是不一致的，在空間的起點是行業(yè)和共同領(lǐng)域的業(yè)務(wù)需要開始，而終點是通用、抽象、合成的組件框架實體，實體在塑造空間需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換。創(chuàng)建空間的實體從起點到終點都是軟件組件實體，實體的組件形式在創(chuàng)建空間保持其不變性。塑造空間與創(chuàng)建空間是機相聯(lián)的，是整個開發(fā)周期的兩個空間，兩個空間在通用、抽象的業(yè)務(wù)組件交匯，即通用、抽象、合成的組件框架是塑造空間終點又是創(chuàng)建空間的起點。

創(chuàng)建空間是基于行業(yè)組件框架創(chuàng)建組件業(yè)務(wù)系統(tǒng)，是關(guān)于應(yīng)用的開發(fā)，它通過對行業(yè)組件框架進(jìn)行改寫和擴展來滿足特定用戶或顧客的需要，創(chuàng)建空間圍繞以應(yīng)用為核心的開發(fā)和維護(hù)相關(guān)的活動和工件。創(chuàng)建空間利用行業(yè)組件框架是對產(chǎn)品線上系列產(chǎn)品共性的反映，行業(yè)組件框架包含對不同特性的選擇性處理的反映，這些不同特性可能屬于不同的特定客戶產(chǎn)品。但是對不同特性的選擇性處理應(yīng)當(dāng)是少量的，根據(jù)在于：產(chǎn)品線上系列產(chǎn)品差異性小，因為對不同特性的選擇性處理，實際上是產(chǎn)品線上系列產(chǎn)品不同特性處理的拼湊。要把握好產(chǎn)品系中成員之間的共性和差異，一種強有力的方法是：利用行業(yè)組件框架。行業(yè)組件框架就是要能接受產(chǎn)品系中所有可能的變型，但還能提供一些手段以在這些變量之間做出選擇。

4 結(jié)束語

現(xiàn)代軟件企業(yè)在行業(yè)需求基礎(chǔ)上研發(fā)出行業(yè)組件框架后，如同現(xiàn)代制造業(yè)都是在生產(chǎn)線上批量制造產(chǎn)品，根據(jù)用戶要求生產(chǎn)出系列產(chǎn)品?，F(xiàn)代軟件企業(yè)一旦形成了這樣的生產(chǎn)線，就能快速生產(chǎn)出高重用、高品質(zhì)的軟件產(chǎn)品，降低了軟件企業(yè)的經(jīng)濟成本和時間。同時也能降低軟件應(yīng)用企業(yè)的采購成本和縮短信息化建設(shè)的周期。

參考文獻(xiàn)：

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[5] 王映輝.構(gòu)件式軟件技術(shù)[M].機械工業(yè)出版社，2012.

[6] 楊正武.行業(yè)組件框架下的企業(yè)管理信息系統(tǒng)創(chuàng)新思路[J].商業(yè)時代，2010.13.