软部件库的构造

2008-04-09 04:08:07来源:互联网 阅读 ()

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域分析

  从软件工程的观点看,域就是向目标软件系统提出应用要求的问题及背景知识。域分析的主要任务是针对单个或一族相似的域,以软件重用为目标,探寻并挖掘域或域族中能够为多个目标软件系统共用的软部件,并对它们进行结构化组织以备重用。域分析与需求分析活动相似之处,它们都是软件项目中直接基于应用领域的开发活动,并且要完成程度不同的域建模任务。但是,域分析必须具有比需求更为广阔的视角:不仅要服务于当前软件项目,而且要从域的历史项目中发现软件项目之间的共同性和差异点,并放眼于同类或相似应用领域的未来软件项目。

  上图显示了域分析活动的主要输入、输出项目、参与人员及控制。域分析的输入信息可以从多种渠道获得:技术文献,已完成的同类软件项目(其中包括源代码、设计文档、测试方案、用户手册等),用户述评,专家建议,用户需求,以及当前软件项目反馈过来的域特征信息。域分析活动一般由域分析师、分析辅助人员和领域专家协同完成。它们在域分析方法和管理机制的控制下提交域分析活动的结果信息——一般化的域结构模型(包裹域中概念和实体分类方法),软件开发标准(包括需求分析与软件的方法框架、软件开发过程标准、编码标准、界面标准等),以及用于刻画域的特征、域中对象、操作及其关系的域语言。

  由于域分析与需求分析都以构筑应用领域的模型为主要任务,因此,某些需求分析技术可以在域分析过程中发挥作用,需求描述语言(数据流图、实体—关系图,面向对象的需求描述机制等)也可作为域语言的基础。但是,域分析必须进行一般化、抽象化和参数化,以抽象后的域模型元素表示同类域中不同软件项目之间的相似性,通过参数实例化刻画差异性,从而实现域模型元素面向不同软件项目的可适应性和灵活性。于是,在省略有关建模的技术细节之后,域分析过程可大致归纳以下步骤:
  (1) 发现并描述可重用的实体;
  (2) 对这些试题及它们之间的关系进行抽象化、一般化和参数化;
  (3) 对可重用的实体进行分类、归并,以备日后重用。

  除上图所示的域分析结果外,域分析还可产生一种重用超结构,以管理在后续软件项目的各个开发阶段的软件重用的可能性,以及收集有关重用活动的各类统计数据。这些数据可反馈至域分析方法,以便不断改进之。在重用超结构中,软部件库管理人员负责软部件的检索和提取,软部件人员负责软部件的质量控制和标准化,重用管理员则收集与重用有关的统计数据,协调所有的重用活动。

软部件的开发

  域分析的结果为软部件的选取提供了指导原则。一旦确定某些软件应该作为重用部件加入部件库,开发人员就必须实际构造它们。由于软部件的生命周期将跨越开发项目甚至应用领域,因此,软部件的开发具有相当的特殊性,即如何使软部件更为通用,更易于组装为新的软件系统,以及在新的运行环境下表现出更好的强壮性?

  代码级重用是最简单、也是最流行的。但是,本书的软部件不仅包括代码级部件,也涵盖域知识、需求分析文档、设计文档、测试方案、测试用例等软件元素,因为这些级别上的软部件可望更好的发挥重用技术的潜力,同时也是代码级重用的必要补充。

1. 需求及设计级软部件

  需求级软部件通常包括问题(及子问题)描述、有关域知识以及相应的需求规格说明。问题描述及域知识说明均用域语言表示,必要时可辅以结果化的自然语言。
  类似地,设计级软件部件包括设计规格说明(片段)、设计决策描述以及相应的设计文档(例如总体设计方案,抽象算法)。于是,设计级软件与需求级软部件相结合,使需求级部件和设计级部件的重用同时发生,简化了对这些软部件的理解和组装过程。
  需求级与设计级软件部件的开发必须遵循下列两项原则:
  (1) 将软部件应用的上下文与软部件严格分离;
  (2) 利用抽象化、参数化等手段提取公共性,增强软部件对未来不同应用项目的适应能力。
  需求级、设计级与代码级软部件相结合,有助于代码级软部件的提取和理解。借助较高抽象级别的软部件可望提高重用效能,因为这样不仅可以重用代码,而且可以重用需求模型和设计方案。

2.代码级软部件

  代码级重用是迄今为止研究最深入、应用最广泛的重用技术。代码级软部件除包含通常的代码段外,还必须辅以相应的解释和上下文说明。这些辅助说明可以用结构化自然语言或其他表示机制描述,但最好以相应的需求或设计软部件的形式出现。传统上,代码级软部件的主体是子程序(函数或过程)。现在,由于基于对象和面向对象的程序设计语言及相应开发环境的发展,软部件还可以用Ada程序及C 类实现。
  开发代码级软部件与通常的程序设计活动的主要区别在于,开发人员必须使用各种抽象化手段,以发觉公共性,分离软部件的应用上下文、功能及行为,从而提高可重用性。可以用下列三种抽象方法开发软部件:
  (1) 功能抽象:软部件的功能由接口说明中的输入-输出关系确定,实现细节对软部件使用者透明。
  (2) 数据透明:在功能抽象的基础上进一步隐藏除界面参数之外的所有数据。

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