构件技术“应用”先行

　　以面向对象为基础而发展起来的软件构件技术，摆脱了面向对象的理论束缚，目前理论上还未完善，但实际应用却有较大进展。本文基于软件构件技术，从认知体系出发，提出了应用软件开发模型和方法。文中还讨论了构件的定义、分类、支持语言和环境、技术特征以及实际应用效果。

原则

　　软件开发是一门综合性学科，它包括哲学、基础科学、技术科学、工程管理四个知识层次。哲学决定着整个学科建立的指导思想、认识论和世界观。认识论就是人们认识客观世界的规律和方法，我们称它为认知体系。
　　应用软件开发时，有自己必须遵循的哲理和认知观，对基础理论、研究方向以及采用的技术措施起着指导作用，符合学科就能发展，否则就会遇到各种问题，甚至导致失败。从软件发展的几个里程碑中可看出，认知观起到了决定性的作用。
　　软件开发的初期阶段，我们称为程序设计时代，软件开发处于小作坊个体生产方式水平。到了60年代中期，出现了一些大型复杂的软件系统，人们认识到以个人的能力难以完成一个大系统的任务。W.E.Dijkstra 首先提出了一种解决方案，采用结构程序设计方法，就是把软件开发看作数学求解，沿用数学上的枚举、抽象、归纳、类比等思维方式，把问题简化。用工程的概念、方法、原理和技术来开发和维护软件，产生了结构化分析和设计的方法。这种开发方法长期左右着我国的软件开发，无疑起到了重要作用，然而它仍然存在着认知上的缺陷，如开发周期长、成本高、质量差，特别是所开发的软件不能适应系统的不断演化。
　　到70年代，人们认识到，仅从软件结构上脉络清晰是远远不够的，这只是"表"，不是"里"，软件在结构上还应该适应客观世界的自然结构。M.A.Jackson认为应用软件应该忠于现实、高于现实，提出JSD系统开发方法，其指导思想是"仿真客观世界"，采用自底后上的设计步骤。JSD方法第一次揭示了客观世界与软件系统之间的关系，因而所开发的软件悟性好、实用性强。然而JSD方法也存在着固有的缺陷：如何仿真要确定系统的实体和活动，它没有给出准则可循；没有区分客观世界的模型和软件系统模型，不能直接映射过去，其结果是系统结构混乱、效率低，软件成份复用性差。
　　到了80年代，面向对象重新崛起，面向对象的认识论是将系统看成由多个对象组成，通过对象之间的通信形成了系统，为客观世界过渡到软件系统提供了途径和编程的思维方法。其主要特征是：（1） 类和封装性，实现数据抽象和信息隐蔽，给出了对象类型和参数化，通过生成实例后组装成系统，提供了实现复用的手段。（2） 继承性，提高了代码复用性。（3） 多态性。
　　面向对象给出了软件系统的体系结构，引入了软件复用的思维方法。近年来引起了越来越多的人关注，提出了多种对象模型、语言，设计了各种基类型库，使得面向对象程序设计逐步成为热点。

问题

　　面向对象技术虽然被大家接受，公认为当前的发展主流，然而在实际应用时，还存在着一系列问题。
　　（1） 模型和概念尚未统一，不同的人对系统和对象的理解不一致，导致了各种对象语言均有很大差异，且语言自身与纯面向对象理论有许多不一致的地方，就难以形成统一的标准和开发规范。
　　（2） 要求使用面向对象技术的人员素质较高，要掌握的东西很多，如要熟练掌握C 必需了解大量的MFC类库，且要了解每个类的细节。
　　（3） 面向对象复用仅仅是处于初级阶段，未提出任何模式和规范以及相应的管理机制。
　　（4） 工程上难以实施。目前面向对象能很好应用的领域有限（如VB的界面设计、多媒体软件设计），真正用纯面向对象技术来开发大型软件的并不多，其原因有：如何提炼对象类，采用OOA是不可行的；实际应用领域中的可复用领域专用构件缺乏；由于对象无统一标准，因此还停留在程序员自己复用，很难共享，更谈不上分布式情况下复用；纯面向对象要摒弃原有的许多技术等。产生上述问题的根本原因是由于认知体系上的不完整。由此基于面向对象的构件软件应运而生。

概念

　　构件（component）是可复用的软件组成成份，可被用来构造其他软件。它可以是被封装的对象类、类树、一些功能模块、软件框架（framwork）、软件构架（或体系结构Architectural）、文档、分析件、设计模式（Pattern）等。构件分为构件类和构件实例，通过给出构件类的参数，生成实例，通过实例的组装和控制来构造相应的应用软件。
　　经过几年的发展，构件本身的模型及其规范已经提出，较有影响是OLE的COM及CORBA的SOM。目前已发展到分件式构件规范，主要有CORBA、OLE/ActiveX和JaveBeans，其发展日趋明朗，最终将会趋向统一。

分类

　　为了更好地了解构件的性质，我们把它按多个侧面进行分类：（1） 按开发过程构件分为分析件、设计件、程序件和数据件。（2） 按功能分，分为三层：基础层为基本数据类构件和系统支撑构件；中间层为各种通用的中间件，顶层为针对领域的专用构件或子系统构件，从粒度上看，通常底层的粒度为较小，而顶层的粒度为较大。（3） 按使用方式分为动态和静态两种。（4） 按构件的结构分为原子构件及由多个构聚集的组合构件。

语言

　　构件是为了复用，就必需遵循一定的规范，通过语言的功能来实现规范是一种极好手段。按照应用软件开发过程，可以提供下述语言。
　　（1） 构件描述语言，用来描述构件的规格说明，即描述设计件；也可用来检索已有的可复用构件，是设计构件检索语言的依据。
　　（2） 构件编程语言。可以采用现在流行的各种编译程序，如VC、VB、Java等。
　　（3） 过程控制语言和系统集成。通过过程控制来制作专用构件、子系统构件和应用软件，要提供连接和嵌入的功能，还要包括面界开发功能、构件库的管理和实例生成，要提供数据库设计和数据库连接的功能，还提供大量的基本构件、中间构件及APL。如PB、Delphi等。由于PB易于掌握，除提供上述功能外，又能用于编程和构件管理，它通过不断版本更新，能紧跟新技术的发展，因此普遍受到软件开发者的青睐。

模型

　　研究构件软件的两个核心是：如何提取可复用构件以及如何组装成系统并能实现互操作。目前讨论的软件体系结构、构件模型，均是为解决构件之间的接口、实现互操作。近年国际已提供了各种构件库，如MFC、PBL、VBL等等。但是这类类库绝大多数属于基本数据类库，制作界面的控件、各种中间件、支撑件及系统件等类库。但是离要集成应用软件所需要的构件还有很大距离。虽然国际上各种软件公司正在开发各种中间件产品或领域构件，但常常是不能拿来就用，如开发MIS系统时的Form操作构件、查询统计构件以及报表生存构件，特别是一些与领域有关的专用构件，必须要我国自己开发。那么如何提取领域构件，国际上还没有一种可循的办法，也就是说我们在开发应用软件的同时，难以形成相应的领域构件，以便适应系统自身演化或可复用到同领域中的不同系统的开发中。针对基于构件的应用软件开发过程，我们提出三个阶段的生命周期，即软件开发模型。

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