軟構(gòu)件技術(shù)概述
軟件行業(yè)的工業(yè)化趨勢(shì)導(dǎo)致了軟構(gòu)件的產(chǎn)生。能夠像硬件系統(tǒng)那樣，將部分軟件組合起來構(gòu)建軟件系統(tǒng)，一直是軟件行業(yè)多年來追求的目標(biāo)。特別是對(duì)于象很多應(yīng)用軟件的開發(fā)（例如很多行業(yè)和單位的MIS系統(tǒng)），若能結(jié)合系統(tǒng)的實(shí)際情況充分利用已有的軟件構(gòu)件，將會(huì)大大提高生產(chǎn)效率，減少大量的重復(fù)勞動(dòng)?？梢哉f，軟構(gòu)件技術(shù)的出現(xiàn)是對(duì)傳統(tǒng)軟件開發(fā)過程的一次變革。構(gòu)件（Component）是可復(fù)用的軟件組成成分，可被用來構(gòu)造其它軟件。它可以是被封裝的對(duì)象類、類樹、一些功能模塊、軟件框架、軟件構(gòu)架（或體系結(jié)構(gòu)）、文檔、分析件、設(shè)計(jì)模式等。從廣義上講，軟構(gòu)件技術(shù)是基于面向?qū)ο蟮?，以嵌入后馬上可以使用的即插即用型軟構(gòu)件概念為中心，通過構(gòu)件的組合來建立應(yīng)用的技術(shù)體系。狹義上講，它是通過構(gòu)件組合支持應(yīng)用的開發(fā)環(huán)境和系統(tǒng)的總稱。我們可以按多個(gè)側(cè)面對(duì)構(gòu)件進(jìn)行分類：
按開發(fā)過程構(gòu)件可分為分析件、設(shè)計(jì)件、程序件和數(shù)據(jù)件。
按功能分，分為三層：基礎(chǔ)層為基本數(shù)據(jù)類構(gòu)件和系統(tǒng)支撐構(gòu)件；中間層為各種通用的中間件；頂層為針對(duì)各種領(lǐng)域的專用構(gòu)件或子系統(tǒng)構(gòu)件。從粒度上看通常底層的粒度為較小，而頂層的粒度為較大。
按使用方式分為動(dòng)態(tài)和靜態(tài)兩種。
按構(gòu)件的結(jié)構(gòu)分為原子構(gòu)件及由多個(gè)構(gòu)件聚集的組合構(gòu)件。
在這種新的軟件開發(fā)方式下，軟件公司以開發(fā)軟部件為主要業(yè)務(wù)，提供規(guī)格化的軟部件。系統(tǒng)集成商則匯總部件，組合成能完成不同功能的軟構(gòu)件，將自己的核心技術(shù)構(gòu)件化。正是這兩者之間分工的涇渭分明，將軟件行業(yè)工業(yè)化逐漸推向成功。
目前，采用軟構(gòu)件思想開發(fā)的軟件產(chǎn)品相繼出臺(tái)，而主流是以美、日大公司為首的產(chǎn)品。由于采用其思想的開發(fā)工具推出的時(shí)間還不足五年。因此，真正使用軟構(gòu)件的用戶還屈指可數(shù)。盡管軟構(gòu)件技術(shù)還存在著很多不成熟之處，但人們都相信軟構(gòu)件帶來的好處是不可估量的，它代表了新一代軟件技術(shù)的發(fā)展方向。
傳統(tǒng)的MIS開發(fā)方法
自底向上法和自頂向下法
自底向上法出現(xiàn)于早期的計(jì)算機(jī)管理應(yīng)用系統(tǒng)，即在進(jìn)行系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)時(shí)自下而上，先從底層模塊做起，然后逐步完成整個(gè)系統(tǒng)。自底向上法使得MIS的開發(fā)易于適應(yīng)組織機(jī)構(gòu)真正的需要；有助于發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的增長(zhǎng)需要，所獲得的經(jīng)驗(yàn)有助于下一階段的開發(fā)，易于控制和管理。但由于方法的演變性質(zhì)，自底向上法使MIS難以實(shí)現(xiàn)其整體性；同時(shí)由于系統(tǒng)未進(jìn)行全局規(guī)劃，數(shù)據(jù)一致性和完整性難以保證；而且為了保證系統(tǒng)性能的需求，往往要重新調(diào)整，甚至重新設(shè)計(jì)系統(tǒng)。
隨著MIS規(guī)劃的擴(kuò)大和對(duì)開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)與歸納，自頂向下的系統(tǒng)分析方法論逐步得到了發(fā)展和完善。自頂向下法要求開發(fā)者首先制定系統(tǒng)的總體規(guī)劃，然后逐步分離出高度結(jié)構(gòu)化的子系統(tǒng)，從上至下實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)。運(yùn)用這類方法可以為企業(yè)或機(jī)構(gòu)MIS的中期或長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃奠定基礎(chǔ)，同時(shí)支持MIS的整體性，為系統(tǒng)的總體規(guī)劃、子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)和通信提供保證。但它同樣也存在缺點(diǎn)：對(duì)系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)人員要求較高，在大系統(tǒng)中，對(duì)下層系統(tǒng)的實(shí)施往往缺乏約束力，開發(fā)的周期長(zhǎng)，系統(tǒng)復(fù)雜，成本較高。
快速原型法
原型法的核心是原型，即模型，是系統(tǒng)的早期可運(yùn)行版本。隨著用戶或開發(fā)者對(duì)系統(tǒng)理解的加深，不斷地對(duì)原型進(jìn)行補(bǔ)充和細(xì)化。系統(tǒng)的定義是在逐步發(fā)現(xiàn)的過程中進(jìn)行，這就是快速原型法的基本出發(fā)點(diǎn)。快速原型法的開發(fā)過程體現(xiàn)了不斷迭代的快速修改過程，是一種動(dòng)態(tài)定義技術(shù)。
快速原型法的最大優(yōu)點(diǎn)是能夠大大減少軟件系統(tǒng)的后期維護(hù)費(fèi)用，使系統(tǒng)功能能正確反映用戶的需求。原型本身及這種方法的不足之處在于，如果原型本身功能設(shè)置不齊全、性能不好，會(huì)導(dǎo)致原型的設(shè)計(jì)和使用超出預(yù)期的花費(fèi)和時(shí)間。另一個(gè)關(guān)鍵不足是原型法需要一個(gè)合適的軟件開發(fā)環(huán)境，以便原型能直接轉(zhuǎn)換成現(xiàn)實(shí)的系統(tǒng)。
以上方法各有其優(yōu)缺點(diǎn)。“自底向上”法只重局部而忽視了對(duì)整體的把握；“自頂向下”法開發(fā)周期長(zhǎng)、見效慢、缺乏靈活性和適應(yīng)性；快速原型法雖然具有很明顯的優(yōu)越性，但因其依賴于快速開發(fā)工具的支持，又不能不令許多系統(tǒng)開發(fā)者望而卻步。因此通過對(duì)軟構(gòu)件技術(shù)的研究，我們提出一種新的開發(fā)方法——積木法。
利用軟構(gòu)件技術(shù)開發(fā)MIS系統(tǒng)
采用積木法開發(fā)MIS系統(tǒng)的過程與搭積木的過程很類似，一般是先構(gòu)筑系統(tǒng)的總體框架，然后構(gòu)造各個(gè)構(gòu)件，并依次把構(gòu)件安裝到系統(tǒng)中去。 積木法克服了快速原型法需要快速工具支持的不足，取而代之以軟件構(gòu)件化技術(shù)來構(gòu)造系統(tǒng)。大部分MIS系統(tǒng)，在功能上有類似之處，因而利用軟件的重用技術(shù)就可以把開發(fā)過程大大簡(jiǎn)化。積木法的提出正是基于這種設(shè)想。積木法在確定系統(tǒng)總體框架、構(gòu)筑總體框架、修改總體框架、構(gòu)造構(gòu)件以及修改構(gòu)件等階段，都同一個(gè)叫做“軟構(gòu)件集合”的實(shí)體打交道，這個(gè)軟構(gòu)件集合也被稱為“軟構(gòu)件庫(kù)”。在開發(fā)MIS系統(tǒng)之初就應(yīng)該著手準(zhǔn)備這個(gè)軟構(gòu)件集合，比如可以搜集一些已經(jīng)開發(fā)出的MIS系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)、規(guī)范、局部流程以及某些人機(jī)界面、通用功能模塊、簡(jiǎn)單開發(fā)工具。開發(fā)MIS系統(tǒng)的大部分工作都集中在構(gòu)造軟件階段。這一階段的工作特點(diǎn)是盡量使開發(fā)出的積木塊具有較大的靈活性和變通性，為重用作好準(zhǔn)備。每開發(fā)出一個(gè)積木塊，都要把該積木塊及其功能、調(diào)用接口等信息放入軟構(gòu)件集合。采用積木法的關(guān)鍵就是要借助對(duì)積木構(gòu)件的重用組合技術(shù)，系統(tǒng)開發(fā)人員絕不能忽視對(duì)軟構(gòu)件集合的管理。如果缺少了這一點(diǎn)，積木法就喪失了優(yōu)越性，自頂向下法及快速原型法所暴露出的缺陷也會(huì)接踵而至。
系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
MIS構(gòu)件的定義、分類和生成流程
MIS構(gòu)件是具有一定處理功能的程序框架，其邏輯結(jié)構(gòu)已定，且軟構(gòu)件體的程序框架由固定部分——程序框架、可變部分——宏結(jié)點(diǎn)(產(chǎn)生替代該宏結(jié)點(diǎn)的規(guī)則序列)組成。
由上述軟構(gòu)件定義可知，軟構(gòu)件并不是簡(jiǎn)單的一段程序，生成應(yīng)用功能構(gòu)件的過程是執(zhí)行規(guī)則、產(chǎn)生代碼替換宏結(jié)點(diǎn)的過程。
通用MIS構(gòu)件可分為以下兩類：
用戶軟構(gòu)件
它又可分為通用處理軟構(gòu)件和專用處理軟構(gòu)件。其中用戶引用前者時(shí)，通過給出適當(dāng)?shù)膮?shù)，系統(tǒng)將生成相應(yīng)的功能構(gòu)件。后者是用戶自己使用的軟構(gòu)件，相當(dāng)于固定功能構(gòu)件。
控制軟構(gòu)件
指標(biāo)準(zhǔn)的控制功能構(gòu)件及界面構(gòu)件等。
MIS構(gòu)件的生成流程可抽象成幾個(gè)公共操作過程，作為生成的規(guī)則，MIS構(gòu)件生成過程就是根據(jù)軟構(gòu)件宏結(jié)點(diǎn)提供的信息(規(guī)則)采取的生成動(dòng)作，即讀取用戶輸入的參數(shù)并生成相應(yīng)的程序段，然后用該生成的程序段代替宏結(jié)點(diǎn)的過程。
系統(tǒng)生成方案
采用軟構(gòu)件技術(shù)開發(fā)MIS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是以積木組合開放式結(jié)構(gòu)構(gòu)造MIS集成一體化的環(huán)境。根據(jù)MIS系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)，完整的MIS系統(tǒng)應(yīng)具有以下主要生成功能：數(shù)據(jù)庫(kù)文件、功能菜單、數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)、查詢、索引排序、統(tǒng)計(jì)計(jì)算、圖形生成與分析、報(bào)表生成、打印、數(shù)據(jù)一致性檢驗(yàn)、數(shù)據(jù)一致性維護(hù)及應(yīng)用系統(tǒng)文檔信息。
MIS系統(tǒng)生成是建立在一個(gè)個(gè)積木塊——軟構(gòu)件的基礎(chǔ)之上的。MIS系統(tǒng)的生成過程也就是從軟構(gòu)件庫(kù)中提取軟構(gòu)件，并將它們按照集成算法組合的過程。
為了適應(yīng)多種MIS系統(tǒng)開發(fā)的需要，軟構(gòu)件庫(kù)中應(yīng)含有大量的各類軟構(gòu)件，但若軟構(gòu)件很多，又會(huì)帶來軟構(gòu)件的查找、使用和維護(hù)的困難。為此，需要設(shè)計(jì)軟構(gòu)件庫(kù)的管理程序。
軟構(gòu)件庫(kù)的管理程序主要完成以下幾個(gè)功能：
軟構(gòu)件查找：在軟構(gòu)件中查找到所要求的軟構(gòu)件；
軟構(gòu)件擴(kuò)充：加入一個(gè)軟構(gòu)件到軟構(gòu)件庫(kù)中；
軟構(gòu)件集成：利用已有的軟構(gòu)件集成軟件系統(tǒng)；
軟構(gòu)件刪除：刪除一個(gè)已存在的軟構(gòu)件；
軟構(gòu)件修改：修改一個(gè)已存在的軟構(gòu)件。
MIS系統(tǒng)采用軟構(gòu)件設(shè)計(jì)方法，把應(yīng)用系統(tǒng)劃分為若干積木塊，把程序生成問題轉(zhuǎn)化為軟構(gòu)件的設(shè)計(jì)、處理問題。對(duì)于不同的應(yīng)用系統(tǒng)，通過分析發(fā)現(xiàn)它們之間的共性與個(gè)性，把共性部分作成標(biāo)準(zhǔn)軟構(gòu)件，把用戶要求存入規(guī)則庫(kù)。根據(jù)軟構(gòu)件集成算法，將軟構(gòu)件連接成完整的系統(tǒng)。
總結(jié)與展望
軟構(gòu)件技術(shù)的出現(xiàn)，極大地滿足了多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的要求，使得各種技術(shù)形成的軟構(gòu)件可以最大程度地進(jìn)行重用。這就引出了大規(guī)模軟件開發(fā)所面臨的另一個(gè)問題：如何建造面向?qū)ο蟮能洏?gòu)件庫(kù)結(jié)構(gòu)，并有效地組織和管理。在大型軟構(gòu)件庫(kù)的支持下，利用現(xiàn)有的、質(zhì)量好、可靠性強(qiáng)的軟構(gòu)件，按照大規(guī)模軟件開發(fā)的工程規(guī)范進(jìn)行開發(fā)，是滿足這些大型系統(tǒng)要求的良好途徑。 現(xiàn)在人們?cè)絹碓蕉嗟丶南Ｍ诰哂蟹稚⒑吐?lián)合處理能力的開放性分布式軟構(gòu)件技術(shù)。分布式軟構(gòu)件技術(shù)的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)開放的軟構(gòu)件產(chǎn)品，使應(yīng)用程序能相互操作，降低開發(fā)與管理費(fèi)用。到目前為止，還沒有出現(xiàn)一個(gè)完整的開放式軟構(gòu)件系統(tǒng)的實(shí)施方案。但我們相信，軟構(gòu)件化是軟件工業(yè)化的必然。
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