軟件外包中生產(chǎn)效率的研究

摘 要 軟件外包可以幫助有軟件需求的企業(yè)節(jié)省開發(fā)成本、降低企業(yè)運(yùn)行的費(fèi)用以及提升企業(yè)自身的核心競(jìng)爭(zhēng)力。與普通的軟件開發(fā)相比，有許多因素會(huì)影響到軟件外包的開發(fā)效率，本文利用先進(jìn)的軟件開發(fā)技術(shù)，編寫較少且易懂的代碼，通過(guò)程序自動(dòng)生成工具，來(lái)提高軟件外包的開發(fā)效率。

關(guān)鍵詞 軟件外包 生產(chǎn)效率 PAR 程序自動(dòng)生成

中圖分類號(hào)：F752.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

隨著全球新一輪的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，服務(wù)外包已成為當(dāng)今世界上許多國(guó)家和地區(qū)發(fā)展經(jīng)濟(jì)、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)、優(yōu)化經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、擴(kuò)大就業(yè)、培育人才和提升服務(wù)貿(mào)易的戰(zhàn)略選擇。而在服務(wù)外包中，軟件外包是一個(gè)很重要的組成部分，目前全球軟件產(chǎn)值的三分之一是通過(guò)軟件外包的形式來(lái)完成的。中國(guó)軟件外包業(yè)務(wù)發(fā)展較晚，但隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型，政府出臺(tái)各項(xiàng)鼓勵(lì)軟件外包發(fā)的政策，我國(guó)軟件外包產(chǎn)業(yè)進(jìn)入高速發(fā)展的階段。根據(jù)賽迪顧問(wèn)的中國(guó)軟件外包服務(wù)市場(chǎng)的研究報(bào)告，2003年軟件外包服務(wù)的市場(chǎng)規(guī)模只有4.7億美元，2005年達(dá)到9億美元，2007年更是達(dá)到了20.1億美元，年增長(zhǎng)速度都一直保持在40%左右。

生產(chǎn)效率的問(wèn)題不僅存在于普通的軟件開發(fā)中，也存在于軟件外包中，如與客戶的溝通問(wèn)題以及文化差異等。提高軟件外包中的開發(fā)效率，便可以提高軟件外包企業(yè)的產(chǎn)能和交付能力，給企業(yè)帶來(lái)更多利潤(rùn)的同時(shí)提高企業(yè)的知名度。本文使用先進(jìn)的軟件和算法開發(fā)方法PAR，通過(guò)其支撐平臺(tái)，達(dá)到快速開發(fā)軟件，提高軟件的生產(chǎn)效率。

1 PAR介紹

PAR平臺(tái)是PAR方法①的支撐平臺(tái)，是一個(gè)綜合性軟件開發(fā)環(huán)境，二者簡(jiǎn)稱PAR。②PAR由自定義泛型規(guī)約和算法設(shè)計(jì)語(yǔ)言Radl，軟件程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言Apla，系列算法和程序自動(dòng)生成工具，系統(tǒng)的算法程序設(shè)計(jì)方法和簡(jiǎn)捷的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用軟件開發(fā)工具構(gòu)成。PAR方法和PAR平臺(tái)包含循環(huán)不變式的新定義和新的開發(fā)策略，統(tǒng)一的算法程序設(shè)計(jì)方法，新的算法表示方法等關(guān)鍵技術(shù)。PAR支持算法程序的形式化和自動(dòng)化開發(fā)，可以顯著提高算法和軟件開發(fā)的效率和可靠性。

1.1 軟件開發(fā)流程圖（圖1）

接到一個(gè)項(xiàng)目后，首先用Radl語(yǔ)言來(lái)做需求分析和功能點(diǎn)的設(shè)計(jì)，然后用Apla語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)所有的功能點(diǎn)，再通過(guò)程序自動(dòng)生成工具將Apla程序轉(zhuǎn)換為C++程序或Java程序等。也可以參照其它形式（自然語(yǔ)言或UML圖）的需求分析和設(shè)計(jì)，直接編寫Apla程序，再自動(dòng)生成想要的程序。一個(gè)軟件中包括普通程序和算法程序，算法的詳細(xì)開發(fā)請(qǐng)參考文獻(xiàn)。③

1.2 程序自動(dòng)生成

Mathai.Joseph 在VSTTE’05 上《Formal Techniques in Large -ScaleSoftware Engineering》文章中提到，對(duì)于高效地開發(fā)出高質(zhì)量的軟件并有效地維護(hù)和更新軟件這一目標(biāo)，軟件的自動(dòng)生成在實(shí)際中是一條行之有效的途徑。為達(dá)到軟件自動(dòng)生成的目的，需要以更高的視角將各種軟件重用技術(shù)融合，生成式程序設(shè)計(jì)是融合的一種表現(xiàn)；提供了更高的視角：面向系統(tǒng)族，抽取共性，管理可變性，自動(dòng)重用。④在PAR平臺(tái)中開發(fā)外包軟件的過(guò)程就體現(xiàn)了生成式程序設(shè)計(jì)的思想，在PAR中融合了多種軟件開發(fā)技術(shù)，如：模型驅(qū)動(dòng)軟件開發(fā)技術(shù)、泛型程序設(shè)計(jì)技術(shù)、構(gòu)件技術(shù)以及高可靠軟件建模語(yǔ)言以及自動(dòng)變換技術(shù)等，通過(guò)PAR平臺(tái)中獨(dú)有的程序自動(dòng)生成工具，可以大幅提高軟件開發(fā)的效率。

2 開發(fā)步驟

中軟國(guó)際實(shí)訓(xùn)教材給出的開發(fā)流程包括以下幾個(gè)階段：項(xiàng)目的啟動(dòng)與計(jì)劃、項(xiàng)目的需求分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、編碼與測(cè)試、系統(tǒng)部署。在PAR平臺(tái)中可以用Radl語(yǔ)言描述項(xiàng)目的需求分析和功能點(diǎn)的設(shè)計(jì)，進(jìn)而用Apla語(yǔ)言編寫程序，再根據(jù)項(xiàng)目的需要選擇相應(yīng)的程序自動(dòng)生成工具，生成Java程序或C++程序，或者其他的程序；當(dāng)然在PAR平臺(tái)中也可以根據(jù)已知的需求分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)，直接用Apla語(yǔ)言編碼，再用自動(dòng)生成工具轉(zhuǎn)換成所需要的程序。

2.1 用Radl語(yǔ)言描述需求分析和功能點(diǎn)的設(shè)計(jì)

Radl語(yǔ)言不僅可以用來(lái)規(guī)約算法和描述算法，還可以對(duì)普通程序的功能進(jìn)行描述，包括數(shù)據(jù)庫(kù)程序。Radl提供了足夠的抽象機(jī)制，可以集中刻劃問(wèn)題的功能而不受具體的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的限制，這些特征可以降低文化差異帶來(lái)的溝通困擾，也可以很好地保護(hù)企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

用形式化語(yǔ)言Radl描述需求，以功能點(diǎn)的形式來(lái)劃分模塊，形式如下：

USER：使用者

|[標(biāo)識(shí)符的說(shuō)明]|

FQ：謂詞表達(dá)式

FR：謂詞表達(dá)式

其中標(biāo)識(shí)符說(shuō)明部分主要用于說(shuō)明前、后置斷言中出現(xiàn)的變量和函數(shù)的屬性及類型。屬性有3種：（1）輸入變量，用關(guān)鍵字in標(biāo)識(shí)；（2）輸出變量，用關(guān)鍵字out標(biāo)識(shí)；（3）輔助變量，用關(guān)鍵字aux標(biāo)識(shí)。類型可以是Radl語(yǔ)言中的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)類型（integer，real，boolean，char，string）、自定義簡(jiǎn)單類型（記錄類型、數(shù)組類型、枚舉類型、子界類型和結(jié)果集類型）、預(yù)定義ADT類型（集合類型、序列類型、樹類型、圖類型、數(shù)據(jù)庫(kù)表類型）和自定義ADT類型。以FQ和FR開頭的謂詞表達(dá)式分別稱為功能點(diǎn)的前置斷言和后置斷言，用于表示使用者輸入?yún)?shù)必須滿足的條件和使用者想要獲得的結(jié)果。如果功能點(diǎn)中不含數(shù)據(jù)庫(kù)操作，均使用統(tǒng)一的一階謂詞邏輯公式，格式為（Qi： r（i）：f（i）），表示“在范圍r（i）上，對(duì)函數(shù)f（i）施行q運(yùn)算所得的量”，其中Q是q運(yùn)算的一般化，可以是 （全稱量詞），彐（存在量詞），MIN（求最小值量詞），MAX（求最大值量詞），∑（求和量詞），∏（求積量詞）等，分別對(duì)應(yīng)著的q運(yùn)算是∧，∨，min，max，+，*等；如果所描述的功能點(diǎn)含有數(shù)據(jù)庫(kù)操作，就用關(guān)系代數(shù)來(lái)描述數(shù)據(jù)庫(kù)的操作，如：∏（投影操作）， （選擇操作），Ⅹ（笛卡爾積），∪（并操作），（差操作），€鰨ǔ僮鰨┑取K淙還叵蕩拿扛鱸慫閽諼醬恃菟闃卸加卸雜φ擼俏四芨邐憊鄣孛枋鍪菘獾牟僮鰨故茄≡裼霉叵蕩？

2.2 用Apla語(yǔ)言編碼實(shí)現(xiàn)

用Radl語(yǔ)言描述需求分析之后，使用軟件設(shè)計(jì)語(yǔ)言Apla對(duì)每個(gè)功能點(diǎn)進(jìn)行編碼。起初Apla被定義為一種抽象程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言（Abstract Programming LAnguage，簡(jiǎn)稱Apla），是為實(shí)現(xiàn)算法程序形式化開發(fā)的PAR方法而定義的，其主要思想是充分體現(xiàn)功能抽象、數(shù)據(jù)抽象等現(xiàn)代程序設(shè)計(jì)思想，它借鑒了先前優(yōu)秀語(yǔ)言的優(yōu)點(diǎn)及使用習(xí)慣，使之簡(jiǎn)單實(shí)用，讓接觸過(guò)編程語(yǔ)言的初學(xué)者很容易就能掌握它。便于程序開發(fā)，使得構(gòu)成的程序易于閱讀理解和驗(yàn)證，且易于轉(zhuǎn)換成C++、Java和VB.net等可執(zhí)行程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言程序。Apla 的一個(gè)重要特色是它的數(shù)據(jù)類型系統(tǒng)：它提供了標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)類型、自定義簡(jiǎn)單類型、預(yù)定義ADT 和自定義ADT 機(jī)制，用戶可以像使用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)類型一樣使用預(yù)定義的常見組合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的ADT，Apla 中的符號(hào)（含ADT 中運(yùn)算或操作） 表達(dá)方式盡量考慮了通用性和習(xí)慣性，使傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)符號(hào)和數(shù)學(xué)表達(dá)式進(jìn)入了算法設(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。

隨著PAR方法和PAR平臺(tái)的不斷發(fā)展，尤其是在PAR中加入了數(shù)據(jù)庫(kù)機(jī)制之后，關(guān)系代數(shù)語(yǔ)言就融入了Apla中，用關(guān)系代數(shù)語(yǔ)言來(lái)處理數(shù)據(jù)庫(kù)操作，通過(guò)程序自動(dòng)生成工具可生成嵌入標(biāo)準(zhǔn)了SQL語(yǔ)句的C++程序或Java程序等，并且可以直接運(yùn)行。Apla的這些特色可以縮短程序的長(zhǎng)度，不用編寫復(fù)雜的SQL語(yǔ)句，用簡(jiǎn)單且等價(jià)的關(guān)系代數(shù)就可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的SQL語(yǔ)句，大大提高了程序的開發(fā)效率。

2.3 程序自動(dòng)生成

PAR平臺(tái)中含有程序自動(dòng)生成工具，例如從Apla程序→ C++程序，⑤Apla程序→Java程序⑥等。這個(gè)階段是將調(diào)試好的Apla程序自動(dòng)轉(zhuǎn)換成項(xiàng)目所需要的源代碼，這個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)程是平臺(tái)自動(dòng)完成的，并且轉(zhuǎn)換后的代碼長(zhǎng)度大大超過(guò)Apla程序代碼的長(zhǎng)度，從而大幅提高程序的開發(fā)效率。

3 實(shí)例

應(yīng)用本文的開發(fā)流程，我們開發(fā)一個(gè)應(yīng)屆畢業(yè)生求職和培訓(xùn)的信息管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)用戶為：系統(tǒng)管理員、畢業(yè)生、企業(yè)和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)。主要功能點(diǎn)有：（1）企業(yè)可以發(fā)布和修改招聘信息；（2）畢業(yè)生可以報(bào)名應(yīng)聘某個(gè)職位，并且可以修改個(gè)人信息和應(yīng)聘信息；（3）根據(jù)畢業(yè)生缺少的技能、培訓(xùn)城市等條件，系統(tǒng)自動(dòng)匹配到各個(gè)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)；（4）系統(tǒng)管理員管理三方的信息。

限于篇幅只在這里列舉功能點(diǎn)1中的企業(yè)發(fā)布職位信息的Radl描述，如下：

USER： ENTERPRISE（企業(yè)）

|[in jobInfo： record1； out recruitInfo： ResultSet； aux recruitment： Table（record1）， enterprise： Table（record2） ]|

FQ： 記錄jobInfo和數(shù)據(jù)庫(kù)表recruitment符合record1規(guī)范∧數(shù)據(jù)庫(kù)表enterprise符合record2規(guī)范；

FR： recruitInfo = enterprise ∽ （recruitment ∪ jobInfo）；

現(xiàn)給出record1、record2的定義和數(shù)據(jù)庫(kù)表recruitment、enterprise的具體信息，如下：

type record1=record

job_id：integer；

job_name：string；

job_needskills：string；

job_duties：string；

job_city：string；

recruit_num：integer；

end；

type record2=record

enterprise_id：integer；

enterprise_name：string；

enterprise_city：string；

job_id：integer；

enterprise_tele：integer；

enterprise_more：string；

end；

表recruitment（job_id， job_name， job_needskills， job_duties， job_city， recruit_num）；

表enterprise（enterprise_id， enterprise_name， enterprise_city， job_id， enterprise_tele， enterprise_more）；

用Apla實(shí)現(xiàn)的核心代碼如下：

var jobInfo：record1，recruitInfo： ResultSet， recruitment： Table（record1）， enterprise： Table（record2）；

begin

read（jobInfo. job_name）；

read（jobInfo. job_ needskills）；

read（jobInfo. job_ duties）；

read（jobInfo. job_ city）；

read（jobInfo. recruit_num）；

recruitment ：= recruitment ∪ jobInfo；

recruitInfo ：= enterprise ∽ recruitment；

write（recruitInfo）；

end.

圖2是整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，左邊是用Apla語(yǔ)言寫的，右邊是自動(dòng)生成的C++代碼，單從代碼量上來(lái)說(shuō)，效率提高了一倍多；此外，Apla中含有數(shù)據(jù)庫(kù)自動(dòng)生成工具，不用編寫復(fù)雜的SQL語(yǔ)句，就可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜SQL語(yǔ)句的功能，如此就更加提高了程序的開發(fā)效率。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文利用PAR平臺(tái)來(lái)開發(fā)軟件外包實(shí)訓(xùn)例子，用Radl語(yǔ)言描述需求分析和對(duì)功能點(diǎn)的設(shè)計(jì)，主要是克服自然語(yǔ)言的二義性，更好地用Apla來(lái)實(shí)現(xiàn)，降低文化差異帶來(lái)的溝通困擾，以及保護(hù)企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，在編碼階段通過(guò)內(nèi)置的程序自動(dòng)生成工具可有效提高開發(fā)效率，并且在利用PAR平臺(tái)開發(fā)時(shí)，使用簡(jiǎn)單的關(guān)系代數(shù)語(yǔ)言可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的標(biāo)準(zhǔn)SQL語(yǔ)句的功能。PAR平臺(tái)的不足之處是不能開發(fā)界面，它注重的是軟件核心程序的快速實(shí)現(xiàn)，因此發(fā)揮PAR平臺(tái)的長(zhǎng)處來(lái)協(xié)助開發(fā)外包軟件，可以很好地提高軟件的生產(chǎn)效率。

注釋

① Xue Jinyun. A Unified Approach for Developing Efficient Algorithmic Programs. Journal of Computer Science and Technologies， 1997.12（4）： 314-329.

② 薛錦云.新型軟件開發(fā)方法PAR及其支撐平臺(tái).江西師范大學(xué)省高性能計(jì)算技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室技術(shù)報(bào)告，2005.8.

③ 石海鶴，薛錦云.基于PAR的算法形式化開發(fā).計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào)，2009.5.

④ 楊波.一種新型程序設(shè)計(jì)范型概述.計(jì)算機(jī)工程及應(yīng)用，2009.

⑤ 賴勇.Apla到C++自動(dòng)程序轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的研制.江西師范大學(xué)碩士學(xué)位論文，2002.

⑥ 石海鶴.支持泛型程序設(shè)計(jì)的Apla—Java自動(dòng)程序轉(zhuǎn)換系統(tǒng).江西師范大學(xué)碩士學(xué)位論文，2004.