產品線架構中支持軟件復用的若干關鍵技術的研究.pdf

1、自1968年FritzBauer第1次提出軟件危機的概念以來，軟件工業(yè)一直被生產效率低下、產品質量不高、開發(fā)成本巨大、開發(fā)周期過長等問題困擾，這已經成為限制軟件企業(yè)發(fā)展的重要原因。隨著軟件產業(yè)的發(fā)展，工業(yè)界和學術界越來越多地關注軟件復用，希望通過復用高質量的軟件部件構建系統(tǒng)，解決軟件危機。從20世紀60年代的子程序到70年代的模塊、80年代的對象、90年代的構件，軟件復用水平一直穩(wěn)步提高。特別是近十年來，基于組件的軟件開發(fā)(CBSD)方

2、法和產品線工程(PLE)得到了很大發(fā)展，進一步促進了軟件復用。 然而大量實踐表明，軟件復用仍存在一系列問題，特別是針對特定領域的復用問題，如：如何對一個特定領域的共同資產進行識別和復用、如何能更好的平衡領域共性和具體產品的特殊性、如何能在不同的粒度級別上組織軟件資產以提高復用的靈活性并降低復用的復雜性、如何管理龐大的復用資產庫并能夠為特定領域提供專門服務、如何能夠更好地復用第三方提供的軟件資產并避免語義差異等。這些問題成為學術界

3、和工業(yè)界研究的一個重要課題。 為了解決這些問題，本文對現有的軟件復用技術，如面向對象的軟件復用技術、CBSD復用技術和PLE復用技術，進行了分析、比較，總結了它們各自的特點和不足之處，并在這些研究的基礎上首次提出了一個完整的面向產品線的軟件復用分層體系，對產品線架構中支持軟件復用的若干關鍵技術進行了深入的研究，取得了一些研究成果，主要包括： 1)為了在產品線開發(fā)過程中有效地應用各種軟件復用技術，清晰地展示不同粒度的軟件資

4、產之間的復雜關系，提出了一個面向產品線的軟件復用分層體系，包括產品層、產品線架構層、框架層、專用組件庫層和分布式組件庫層等。在這個體系中，為了降低產品線架構描述和應用的復雜性，提高產品線的擴展能力和復用粒度，將產品線架構分解為一系列松散耦合的框架，每個框架都包括一組與業(yè)務相關的組件。為了對框架提供更大的組件選取空間，使用了分布式組件庫。由于不同來源的分布式組件庫存在語義異構問題，并且其通用的特點不能表達框架對組件復雜的約束規(guī)則，不能根據

5、框架的應用反饋支持框架演進，因此提出了建立在通用的分布式組件庫基礎上的專用組件庫的概念，以便為框架提供統(tǒng)一的、直接的和完善的組件信息存儲和檢索等服務。這個軟件復用分層體系有機的將產品線的組件、框架和架構組織起來，降低了產品線復用的復雜性，提高了產品線擴展的靈活性。 2)不同于傳統(tǒng)的靜態(tài)框架，產品線框架作為大粒度的可擴展的軟件復用部件，需要以最初的抽象的框架組件定義為基礎，經過多次框架實踐逐步識別出框架的具體核心組件、可替換組件和

6、可選組件。為了支持這個從抽象到具體的過程，本文提出了一個基于組件的產品線漸變框架的概念。為了清晰的描述漸變框架的結構，提出了一個產品線框架的元模型，并分別定義了這個元模型的核心元素。為了支持框架漸變過程，建立了一個基于組件庫的視圖機制，包括原始映射視圖、頻繁組件視圖和組件關聯(lián)視圖。這個機制有效地支撐了框架在產品線中的應用。 3)為框架服務的專用組件庫的組件描述比傳統(tǒng)的通用組件庫的組件描述要豐富的多。為了完整的描述框架組件的特征，

7、提出了專用組件庫(SCR)的組件描述模型，重點研究了多維下的刻面描述結構、按照術語樹組織的領域術語空間、針對框架的三種約束規(guī)則以及模糊約束問題。這個專用組件庫的組件描述模型能夠充分表達框架組件的特征，為框架組件的檢索打下了基礎。 4)由于在專用組件庫中對框架組件進行檢索時要考慮框架組件之間的關聯(lián)約束，所以檢索方法不同于傳統(tǒng)的通用組件庫。本文提出了一個完整的專用組件庫組件檢索和選取方法，主要包括：專用組件庫中帶有期望度的查詢關系代

8、數，按照優(yōu)先級序關系組織的查詢處理過程，基于框架約束規(guī)則的查詢樹的生成辦法，不同術語關系的的四種匹配算法，以及對候選組件進行先分類后排序的選取策略。這些方法提高了框架組件的檢索性能，從而有效支持了框架的復用。 5)將研究成果應用到所開發(fā)的“面向中小企業(yè)的管控一體化平臺”中，該平臺是面向軟件產品線復用的組件庫技術的重要實踐，已經在若干行業(yè)得到了廣泛應用，獲得了遼寧省科技進步二等獎?！懊嫦蛑行∑髽I(yè)的管控一體化平臺”的成功開發(fā)和應用驗