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關(guān)于計算機軟件復(fù)用探討
�。壅撐年P(guān)鍵詞］軟件復(fù)用 范式抽象 智能學(xué)習(xí) 范式庫?
［論文摘 要］計算機軟件作為一門學(xué)科得到了迅速發(fā)展，相關(guān)技術(shù)和方法層出不窮，研究領(lǐng)域不斷深入和發(fā)展，計算機的應(yīng)用范圍也得到了很大程度的普及，人們對軟件系統(tǒng)的需求急劇上升，隨之而來的軟件規(guī)模越來越大，開發(fā)費用越來越高，開發(fā)的質(zhì)量和效率不斷降低的問題日益嚴(yán)重，如何解決這些日益復(fù)雜的矛盾，滿足高質(zhì)量、高效率地開發(fā)各種各樣日趨復(fù)雜、大型的軟件系統(tǒng)的需求，消除所謂的“軟件危機”，成為計算機軟件學(xué)科所面臨的重要課題。?
軟件復(fù)用技術(shù)的提出成為消除這種危機的一種解決方案。近年來，特別是20世紀(jì)90年代以后，面向?qū)ο蠓椒ê图夹g(shù)成為主流的軟件開發(fā)技術(shù)，使得軟件復(fù)用被視為解決軟件危機一條現(xiàn)實可行的途徑。與此同時，模型構(gòu)件技術(shù)、分布式系統(tǒng)、領(lǐng)域工程、自動生成技術(shù)又為軟件復(fù)用注入了新的活力，本文對面向?qū)ο笙到y(tǒng)分析階段軟件復(fù)用模型進行了研究和探討。?
一、軟件復(fù)用?
軟件復(fù)用的概念是在1968年NATO軟件工程會議上被第一次引入的，在其后的幾十年中，進行了許多復(fù)用技術(shù)的研究和實踐活動，但因技術(shù)和非技術(shù)方面的種種因素，造成復(fù)用技術(shù)在整體上對軟件產(chǎn)業(yè)的影響不盡人意。面向?qū)ο蠓椒ê图夹g(shù)的出現(xiàn)及成熟，為軟件復(fù)用提供了強有力的技術(shù)支持，尤其是軟件構(gòu)件技術(shù)的發(fā)展為其注入了新的活力，使得軟件復(fù)用研究重新成為熱點，被視為解決軟件危機、提高軟件生產(chǎn)效率和質(zhì)量的一個現(xiàn)實可行的途徑，同時也成為了避免軟件開發(fā)中重復(fù)勞動的解決方案，并在一定程度上降低了軟件開發(fā)的費用。目前，軟件復(fù)用技術(shù)主要從兩個方面來考慮：產(chǎn)品復(fù)用、過程復(fù)用。?
產(chǎn)品復(fù)用：所謂產(chǎn)品復(fù)用是指復(fù)用已有的軟件產(chǎn)品。目前基于構(gòu)件的和面向服務(wù)的軟件開發(fā)模式就是建立在這種軟件復(fù)用的基礎(chǔ)上的。這兩種開發(fā)模式主要通過對現(xiàn)有的構(gòu)件和服務(wù)進行合成或集成，從而生成所需要軟件的過程。產(chǎn)品的復(fù)用是目前軟件復(fù)用技術(shù)研究的焦點，在這個復(fù)用的過程中涉及到的關(guān)鍵技術(shù)是構(gòu)件技術(shù)和軟件架構(gòu)技術(shù)，在成熟的構(gòu)件和架構(gòu)的技術(shù)上，可以使產(chǎn)品復(fù)用達到良好的效果。?
二、面向?qū)ο笙到y(tǒng)分析(OOA)階段軟件復(fù)用模型?
1.OOA階段可重用性的本質(zhì)?
編程階段不同類型的編程軟件和類有不同深度的可重用性：高深度、中深度、低深度。?
所謂高深度重用是指在不進行任何改變就可以直接使用重用產(chǎn)品的重用，像可視化開發(fā)工具中的所有控件，就屬于這方面的重用；目前，面向服務(wù)的軟件開發(fā)技術(shù)中對服務(wù)的重用，只要程序員獲得服務(wù)者提供的接口，就可以直接使用別人開發(fā)的產(chǎn)品，這種復(fù)用也是高深度的復(fù)用技術(shù)，因此高深度的軟件復(fù)用，可重用性最好；所謂中深度的重用，程序員可以根據(jù)自己的開發(fā)經(jīng)驗，開發(fā)出一些比較通用的組件，在具體的使用中，對這些通用的組件只要稍作修改就可以應(yīng)用于具體的項目中去，這種復(fù)用可重用性較好。當(dāng)然，對于低深度的可重用性就于具體的項目相關(guān)，它只能局限于該項目，可重用性最差。由此可見，可重用性與業(yè)務(wù)邏輯的相關(guān)性是成反比例關(guān)系的：越是與業(yè)務(wù)邏輯無關(guān)的重用，重用性越好；反之則越差。?
2.OOA階段軟件復(fù)用模型研究?
OOA階段的軟件復(fù)用，在一定程度上可以說是建立在許多優(yōu)秀的系統(tǒng)分析員實踐和經(jīng)驗基礎(chǔ)之上的復(fù)用，是一種思想上的復(fù)用。在這個階段的軟件復(fù)用更具有通用性和重用性，因此，構(gòu)造這個階段的軟件復(fù)用模型，可以使復(fù)用達到更好地效果。?
3.范式抽象?
所謂范式就是抽象的解決方案模板，它可在不同具體項目中使用。范式抽象就是在此基礎(chǔ)上提出的對范式的設(shè)計方法。針對不同的問題域，就應(yīng)該有與之對應(yīng)的設(shè)計方法，這樣可以使范式的設(shè)計達到很高的重用性。針對OOA階段具體現(xiàn)狀，有三種范式抽象方法：
(1)關(guān)系抽象?
在OOA階段，針對具體的項目，會分析出大量的關(guān)系模型。例如在學(xué)校排課表系統(tǒng)中，需要定義教師類，它包括教師姓名、性別、職稱等有關(guān)教師的基本信息，同時，為了便于教師很快得出自己的上課表，還需要定義一個與教師對應(yīng)的教師課表類，這個類顯示了一周中教師的課程安排情況；在網(wǎng)上購物系統(tǒng)中，需要定義一個購物者類，包括了購物者的相關(guān)信息，同時為了得到購物者所購的物品，還需定義一個購物車類，該類描述了購物者與所購買的物品的對應(yīng)關(guān)系。這兩個系統(tǒng)的具體業(yè)務(wù)是不同的，但教師類與教師課表類、購物者類與購物車類的關(guān)系卻是基本相同的，都是一個實體對另一個實體的擁有關(guān)系，同樣，所進行的操作也基本相同，諸如都涉及到對所擁有實體的查詢操作等。因此可將這種關(guān)系抽象出來，定義為擁有關(guān)系，然后在此關(guān)系的基礎(chǔ)上定義相應(yīng)的操作。這種關(guān)系就可以以范式的形式保存起來，在不同的項目中都可重用這種范式。同樣，還可抽象出許多其他的關(guān)系范式，如實體——內(nèi)容關(guān)系，上下級關(guān)系等。這些關(guān)系都是不依賴于具體的項目和業(yè)務(wù)的，可重復(fù)使用，只是在針對具體的業(yè)務(wù)時，在相關(guān)屬性和方法上稍作修改就可以了。
(2)相似對象抽象?
在不同項目的OOA階段，還會分析出大量的相似對象或類，例如用戶、用戶組、角色、權(quán)限等在所有涉及到權(quán)限管理的系統(tǒng)中都會出現(xiàn)這類對象；在一些相同領(lǐng)域的項目中，由于涉及的領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化，有些對象的相似性以及相同的機率會更大。對于這些相似程度如此大的對象來說，由于其在項目開發(fā)中的相對獨立性，把這些對象模型以范式的形式保存起來會使分析的結(jié)果得到更大的重用。?
按照上述思想進行的范式抽象稱為相似對象抽象，這種抽象依據(jù)的是分析階段的對象模型，這種對象模型具有獨立的、高度的相似性，抽象出來的范式可稱為對象范式。這種范式與具體項目之間的相似可稱為表面相似性。表面相似越接近，范式的重用性就越大。?
(3)領(lǐng)域抽象?
所謂領(lǐng)域抽象是用于某一領(lǐng)域的抽象問題的解決方案。在同一個領(lǐng)域的項目開發(fā)過程中往往能夠總結(jié)出更多的相似性，包括關(guān)系相似性和表面相似性，將二者相結(jié)合，可構(gòu)建出與行業(yè)有關(guān)的構(gòu)件。這種構(gòu)件是建立在具體領(lǐng)域上的一種抽象，稱為領(lǐng)域抽象。領(lǐng)域抽象的過程可借助領(lǐng)域工程的知識和方法。其中在OOA階段主要用到了領(lǐng)域分析的方法。所謂領(lǐng)域分析是被稱為領(lǐng)域工程更大的學(xué)科中的第一項技術(shù)活動。當(dāng)業(yè)務(wù)、系統(tǒng)或產(chǎn)品域被定義為長期的業(yè)務(wù)策略，則可以展開持續(xù)的創(chuàng)建強健的可復(fù)用庫的工作，其目標(biāo)是能夠在領(lǐng)域中以非常高的可復(fù)用構(gòu)件率來創(chuàng)建軟件。領(lǐng)域分析在領(lǐng)域抽象過程的作用是從OOA得出的對象、關(guān)系、行為模型的抽象出與領(lǐng)域相關(guān)的領(lǐng)域范式，其中包括關(guān)系范式、相似對象范式和處理過程范式等。這些范式與前面提到的范式唯一不同就是有了特定領(lǐng)域的標(biāo)識，這在同一領(lǐng)域的開發(fā)中將達到高度的重用性。?
三、總結(jié)?
本文通過對軟件復(fù)用技術(shù)的分析，提出了一種面向?qū)ο笙到y(tǒng)分析階段軟件復(fù)用的模型，并對此模型中所涉及到范式抽象方法做了探討，并把它們應(yīng)用于具體的項目中去，從而很好地利用的設(shè)計思想，大大提高了項目的完成速度。另外，對于范式庫的研究也為建立在高層上的軟件復(fù)用庫管理提出了新的研究課題：例如對于編碼階段復(fù)用構(gòu)件庫的檢索條件也可以擴展為以范式為索引的檢索等。這些都成為下一步的研究課題。
?［參?考?文?獻］?
［1］Roger S•Pressman著，黃柏素、梅宏譯：《軟件工程實踐者的研究方法》，機械工業(yè)出版社1999年版。?
�。�2］黃靖、趙海光：《軟件復(fù)用，軟件合成與軟件集成》，《計算機應(yīng)用研究》2004年。?
�。�3］王麗娟：《軟件復(fù)用技術(shù)及其在軟件開發(fā)中的應(yīng)用》，《中山大學(xué)學(xué)報論壇》2004年第24卷第1期。?
［4］段小君、高金環(huán)：《軟件復(fù)用與面向?qū)ο蠹夹g(shù)》，《西安郵電學(xué)院學(xué)報》2004年第9卷第2期。?
［5］許天兵：《一種面向?qū)ο蟮能浖䦶?fù)用框架》，《微型電腦應(yīng)用》2001年第17卷第10期。
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