面向對象系統(tǒng)分析階段軟件復用模型研究

1、面向對象系統(tǒng)分析階段軟件復用模型研究摘要軟件復用技術在軟件開發(fā)過程中發(fā)揮著越來越重要的作用。如何更好的應用軟件復用技術，成為軟件工程研究中的一項重要課題。文章通過總結分析當今的軟件復用技術，提出了系統(tǒng)分析階段的軟件復用，在此根底上提出了一種復用模型，并對此模型進展了較詳細的討論。關鍵詞A階段,軟件復用，范式抽象，智能學習，范式庫1、引言計算機軟件作為一門學科得到了迅速開展，相關技術和方法層出不窮，研究領域不斷深化和開展，計算機的應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)的質量和效率不斷降低的問題日益嚴重，如何解決這些日益復雜

2、的矛盾，滿足高質量、高效率地開發(fā)各種各樣日趨復雜、大型的軟件系統(tǒng)的需求，消除所謂的“軟件危機，成為計算機軟件學科所面臨的重要課題。軟件復用技術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90年代以后，面向對象方法和技術成為主流的軟件開發(fā)技術，使得軟件復用被視為解決軟件危機一條現(xiàn)實可行的途徑。與此同時，模型構件技術、分布式系統(tǒng)、領域工程、自動生成技術又為軟件復用注入了新的活力，本文對面向對象系統(tǒng)分析階段軟件復用模型進展了研究和討論。2、軟件復用軟件復用的概念是在1968年NAT軟件工程會議上被第一次引入的，在其后的幾十年中，進展了許多復用技術的研究和理論活動，但因技術和非技術方面

3、的種種因素，造成復用技術在整體上對軟件產業(yè)的影響不盡人意。面向對象方法和技術的出現(xiàn)及成熟，為軟件復用提供了強有力的技術支持，尤其是軟件構件技術的開展為其注入了新的活力，使得軟件復用研究重新成為熱點，被視為解決軟件危機、進步軟件消費效率和質量的一個現(xiàn)實可行的途徑，同時也成為了防止軟件開發(fā)中重復勞動的解決方案，并在一定程度上降低了軟件開發(fā)的費用。目前，軟件復用技術主要從兩個方面來考慮：產品復用、過程復用。產品復用：所謂產品復用是指復用已有的軟件產品。目前基于構件的和面向效勞的軟件開發(fā)形式就是建立在這種軟件復用的根底上的。這兩種開發(fā)形式主要通過對現(xiàn)有的構件和效勞進展合成或集成，從而生成所需要軟件的過

4、程。產品的復用是目前軟件復用技術研究的焦點，在這個復用的過程中涉及到的關鍵技術是構件技術和軟件架構技術，在成熟的構件和架構的技術上，可以使產品復用到達良好的效果。過程復用：過程復用也可叫做功能的復用，指的是復用已有的軟件開發(fā)過程。這種復用不像產品復用那樣完全利用成熟的產品進展組合，而是挖掘不同功能在實現(xiàn)過程中相似的地方，總結出這種相似性，歸結為過程，從而完成對軟件的復用。目前，這種復用技術使用自動生成技術是軟件復用到達很好的效果。不過，這種復用技術只能局限于特殊的應用領域。綜上所述，這兩個方面的軟件復用都是在工程的設計開發(fā)階段進展的復用活動，可以把它們歸結為編碼的復用。這個階段的復用涉及到了工

5、程的詳細設計和實現(xiàn)細節(jié)，因此在復用的過程中與詳細的業(yè)務邏輯親密相關，可以說這個階段的復用是一種建立在高層上的復用，而基于底層的模型和思想的復用的研究對軟件復用技術的應用提出了新的挑戰(zhàn)?？v觀面向對象方法開發(fā)過程，系統(tǒng)分析和設計階段是難點，同時也是軟件開發(fā)過程中初始的和原型的階段，這個階段很少涉及到業(yè)務邏輯方面的要求，而主要從對象、模型、關系等方面的考慮，把軟件復用技術應用于這個階段將對軟件復用是一個極大的改進。3、面向對象系統(tǒng)分析A階段軟件復用模型3.1A階段可重用性的本質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展任何改變就可以直接使用

6、重用產品的重用，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，面向效勞的軟件開發(fā)技術中對效勞的重用，只要程序員獲得效勞者提供的接口，就可以直接使用別人開發(fā)的產品，這種復用也是高深度的復用技術，因此高深度的軟件復用，可重用性最好；所謂中深度的重用，程序員可以根據自己的開發(fā)經歷，開發(fā)出一些比較通用的組件，在詳細的使用中，對這些通用的組件只要稍作修改就可以應用于詳細的工程中去，這種復用可重用性較好。當然，對于低深度的可重用性就于詳細的工程相關，它只能局限于該工程，可重用性最差。由此可見，可重用性與業(yè)務邏輯的相關性是成反比例關系的：越是與業(yè)務邏輯無關的重用，重用性越好；反之那么越差。A階段，

7、就是對詳細工程的分析，關注的就是與詳細工程相關的問題和對象，相對來說可重用性較差，但假設在分析中對建模構件注入重用的思想，就可以構建可重用性相對較高的建模構件，這樣在構件足夠多的情況下，將會大大進步系統(tǒng)分析的效率和科學性，這就是A階段可重用性的本質。3.2A階段軟件復用模型研究A階段的軟件復用，在一定程度上可以說是建立在許多優(yōu)秀的系統(tǒng)分析員理論和經歷根底之上的復用，是一種思想上的復用。在這個階段的軟件復用更具有通用性和重用性，因此，構造這個階段的軟件復用模型，可以使復用到達更好的效果。下面給出A階段的軟件復用模型：此模型主要的工作流程為：首先，系統(tǒng)分析師針對工程的需求說明書進展面向對象的系統(tǒng)分

8、析也就是A階段，這個階段所涉及的方法和技術已經相當成熟。通過有經歷的系統(tǒng)分析師，構造出相當抽象的對象、行為、關系等模型。其次，對分析出的對象、行為、關系模型進展更進一步的抽象，總結出相對獨立的、高重用的范式，這些范式成為A階段軟件復用的主題。再次，把智能學習系統(tǒng)引入范式庫中，通過對范式庫進展檢索，假設找到已有的范式，可以直接利用這些范式進展下一步的分析和設計；假設找不到所要的范式，利用智能學習系統(tǒng)把范式參加范式庫中，以利用以后分析的重用。上面的流程向我們展示在A階段軟件復用所涉及的問題和內容，下面針對這些問題和內容進展詳細的研究：所謂范式就是抽象的解決方案模板，它可在不同詳細工程中使用。范式抽

9、象就是在此根底上提出的對范式的設計方法。針對不同的問題域，就應該有與之對應的設計方法，這樣可以使范式的設計到達很高的重用性。針對A階段具表達狀，有三種范式抽象方法：1關系抽象在A階段，針對詳細的工程，會分析出大量的關系模型。例如在學校排課表系統(tǒng)中，需要定義教師類，它包括教師姓名、性別、職稱等有關教師的根本信息，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，該類描繪了購物者與所購置的物品的對應關系。這兩個系統(tǒng)的詳

10、細業(yè)務是不同的，但教師類與教師課表類、購物者類與購物車類的關系卻是根本一樣的，都是一個實體對另一個實體的擁有關系，同樣，所進展的操作也根本一樣，諸如都涉及到對所擁有實體的查詢操作等。因此可將這種關系抽象出來，定義為擁有關系，然后在此關系的根底上定義相應的操作。這種關系就可以以范式的形式保存起來，在不同的工程中都可重用這種范式。同樣，還可抽象出許多其他的關系范式，如實體內容關系，上下級關系等。這些關系都是不依賴于詳細的工程和業(yè)務的，可重復使用，只是在針對詳細的業(yè)務時，在相關屬性和方法上稍作修改就可以了。按照上述思想進展的范式抽象就可稱為關系抽象，這種抽象根據的就是分析階段的關系模型，抽象出的范式

11、可稱為關系范式。這種范式與詳細工程之間的相似程度可以叫做關系相似性，關系相似性越高，重用的程度就越大。2相似對象抽象在不同工程的A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、權限等在所有涉及到權限管理的系統(tǒng)中都會出現(xiàn)這類對象；在一些一樣領域的工程中，由于涉及的領域的標準化，有些對象的相似性以及一樣的機率會更大。對于這些相似程度如此大的對象來說，由于其在工程開發(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果得到更大的重用。按照上述思想進展的范式抽象稱為相似對象抽象，這種抽象根據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

12、范式。這種范式與詳細工程之間的相似可稱為外表相似性。外表相似越接近，范式的重用性就越大。3領域抽象所謂領域抽象是用于某一領域的抽象問題的解決方案。在同一個領域的工程開發(fā)過程中往往可以總結出更多的相似性，包括關系相似性和外表相似性，將二者相結合，可構建出與行業(yè)有關的構件。這種構件是建立在詳細領域上的一種抽象，稱為領域抽象。領域抽象的過程可借助領域工程的知識和方法。其中在A階段主要用到了領域分析的方法。所謂領域分析是被稱為領域工程更大的學科中的第一項技術活動。當業(yè)務、系統(tǒng)或產品域被定義為長期的業(yè)務策略，那么可以展開持續(xù)的創(chuàng)立強健的可復用庫的工作，其目的是可以在領域中以非常高的可復用構件率來創(chuàng)立軟件

13、。領域分析在領域抽象過程的作用是從A得出的對象、關系、行為模型的抽象出與領域相關的領域范式，其中包括關系范式、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域的標識，這在同一領域的開發(fā)中將到達高度的重用性。本文在為面向電力行業(yè)的PD系統(tǒng)的設計開發(fā)中，根據電力行業(yè)的國家標準，抽象出了在這個領域的一些范式，從而在為不同級別的設計院開發(fā)一樣工程的過程到達了很好的標準性和可擴展性。例如對于不同級別的設計院，三級校審的處理過程都是一樣的，因此我們就抽象出校審范式來標準三級校審的處理過程。另外，不管哪個級別的設計院，總工所對應的操作都是一樣的，都包括組織力量、專業(yè)間會簽、校審

14、等，這可以抽象出總工范式，從而標準定義與總工相關的操作。通過對上面幾種范式抽象方式的討論，我們發(fā)現(xiàn)A階段的軟件復用主要表達在從模型和思想上的復用，是一種底層的復用，這種復用對于軟件的標準和標準化、行業(yè)的標準化都有重要的意義。在A階段軟件復用模型中，對于范式庫的構件也是主要的研究對象。范式庫可以說是系統(tǒng)分析師們理論和經歷的總結，是思想和智慧的結晶，對于這些成果的保存是極為重要的。對于這個問題的解決，本文提出了智能學習范式庫的概念。所謂智能范式庫，就是在對每一個工程的A階段，通過范式抽象獲取的范式可以直接通過范式庫進展查找，假設找到可以直接利用范式庫中有關此范式的所有信息進展下階段的設計；假設找不到，系統(tǒng)分析人員就要重新進展設計，同時把設計出的成果保存在范式庫中去。通過這個模型在通過多個工程的分析后，可重用性將大大進步，從而進步設計的效率。4、總結本文通過對軟件復用技術的分析，提出了一種面向對象系統(tǒng)分析階段軟件復用的模型，并對此模型中所涉及到范式抽象方法做了討論，并把它們應用于詳細的工程中去，從而很好地利用的設計思想，大大進步了工程的完成速度。另外，對于范式庫的研究也為建立在高層上的軟件復用庫管