“再用式”軟件開發(fā)方法

2019-11-17 04:51:32

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供稿：網(wǎng)友

　　摘要：筆者根據(jù)當(dāng)前軟件開發(fā)的現(xiàn)狀，提出了一種在保證當(dāng)前開發(fā)質(zhì)量及效率的前提下，還能讓以后的軟件開發(fā)人員重用已開發(fā)軟件資源的"再用式"軟件開發(fā)方法，該方法結(jié)合了面向?qū)ο蠹翱焖僭头ǖ膬?yōu)點：針對軟件開發(fā)中的需求多變性，用快速原型法進(jìn)行需求分析，在后續(xù)的開發(fā)中，以面向?qū)ο鬄榛A(chǔ)，用各種"級別"不同的可重用軟部件組裝系統(tǒng)，在對軟部件不斷的創(chuàng)建(只在沒有所需部件時才創(chuàng)建)、重用及組合中完成系統(tǒng)的開發(fā)。這種方法可以有效地提高軟件的整體開發(fā)效率。文中最后對該方法的進(jìn)一步研究方向進(jìn)行了探討。

　　要害詞：再用式，軟件重用，部件，面向?qū)ο螅焖僭头?

　　1 引言

　　當(dāng)前的軟件開發(fā)多是針對具體情況的開發(fā)過程，開發(fā)者注重的是針對當(dāng)前需求的設(shè)計及實現(xiàn)，對由此而產(chǎn)生的軟件資源是否能為以后的軟件開發(fā)者重用卻想的很少。這種開發(fā)方法無形中造成了巨大的資源浪費。為改變這種現(xiàn)狀，本文提出了"再用式"軟件開發(fā)方法，該方法的出發(fā)點，就是在完成當(dāng)前系統(tǒng)開發(fā)的基礎(chǔ)上，同時考慮了未來其它系統(tǒng)的開發(fā)(當(dāng)然也包括對原系統(tǒng)的再維護(hù))，為以后的軟件開發(fā)提供盡可能多的可重用軟件資源。

　　"再用式"軟件開發(fā)方法是在面向?qū)ο?以下簡稱OO)方法的基礎(chǔ)上，針對一類(而不是單個)具有類似需求及特征的系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)的。系統(tǒng)開發(fā)的數(shù)量越多，其優(yōu)越性也就越明顯。顯然，這種方法會給軟件開發(fā)造成一種非常有益的良性循環(huán)。

　　2 "再用式"軟件開發(fā)方法的要點

　　2.1 以O(shè)O方法為基礎(chǔ)

　　在OO方法中，對象是可重用的最小單元，對象間的繼續(xù)既是一種增量式的開發(fā)模式，也是一種有效的重用手段。從目前各支撐軟件所提供的重用方式看，OO是最有效的一種，因此，"再用式"軟件開發(fā)方法是在OO方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行了補(bǔ)充，以增強(qiáng)軟件的可重用性：其軟件的可重用部件既可以是OO中的對象(或一組關(guān)系密切的對象集團(tuán))，也可以是非OO方法中的可重用部件，如函數(shù)、數(shù)據(jù)類型、過程、操作、文檔等等。

　　對本方法來說，可重用的軟件都是一種"部件"。部件是本方法重用的基本單位，也是本方法的核心。一般而言，我們可以把目前的部件分成這樣幾類：系統(tǒng)部件、組織部件、分子部件和原子部件。

　　a 系統(tǒng)部件

　　這其實就是系統(tǒng)的總體框架，也是本方法中粒度最大的部件。從總體上看，它與硬件中的主板類似。除了由程序、數(shù)據(jù)構(gòu)成的框架外，還有一些開發(fā)規(guī)范，包括其中子部件的開發(fā)規(guī)范。一般來說，每一個具體的應(yīng)用領(lǐng)域都需要一個系統(tǒng)部件。對開發(fā)者來說，應(yīng)該建立自己的"系統(tǒng)部件庫"，盡量在工作中多儲存不同領(lǐng)域的系統(tǒng)部件，以利日后的工作。

　　最理想的情況，是能象硬件開發(fā)那樣，由某個權(quán)威機(jī)構(gòu)制定系統(tǒng)部件的開發(fā)規(guī)范，據(jù)此發(fā)布或開發(fā)各領(lǐng)域的系統(tǒng)部件，以最大限度地減少重復(fù)勞動，提高規(guī)范化程度，使軟件開發(fā)工業(yè)化。

　　b 組織部件

　　這是一種嵌在系統(tǒng)部件上的子部件，它類似于硬件中的功能插板，也應(yīng)有嚴(yán)格的規(guī)范。一般系統(tǒng)都要靠一個(或幾個)組織部件來完成一個特定的任務(wù)。各個組織部件只有在系統(tǒng)部件的協(xié)調(diào)下，才能實現(xiàn)全系統(tǒng)的功能要求。一個系統(tǒng)構(gòu)件可因其嵌入的組織部件的不同而構(gòu)成不同的應(yīng)用系統(tǒng)。

　　假如制定規(guī)范的機(jī)構(gòu)(或部門) 權(quán)威性強(qiáng)，制定的規(guī)范嚴(yán)格而又可操作，那么就完全可以象硬件插板一樣，讓不同的軟件開發(fā)團(tuán)體開發(fā)的組織部件在一種規(guī)范化的系統(tǒng)構(gòu)件下兼容工作。這樣會使軟件的重用率大大提高，并能增大程序員們的選擇余地。目前微軟公司在其系統(tǒng)軟件中所提供的一些公用類庫可以認(rèn)為是一種良好的開端，但權(quán)威性和規(guī)范性還值得懷疑(究竟是個"民辦"公司)。

　　b 分子部件與原子部件

　　這是本方法中粒度最小的部件，其作用類似硬件中的芯片。OO中使用的基類、派生類就是其典型代表。在這里，原子部件是永久不變的(這樣可以增大軟件的可重用性)，分子部件重用原子部件，而組織部件又由分子部件組成。顯然，必須注重原子部件的制作工作：在需要制作新的分子部件時，必須重用原子部件，若沒有可重用的原子部件，再創(chuàng)建新的原子部件。原子部件的粒度需由具體情況決定，例如在開發(fā)某設(shè)計院的人事治理系統(tǒng)時，需要建立一個高級工程師的分子部件(類)，我們可以有三種創(chuàng)建的方法：

　　①.直接按"高級工程師(類)"創(chuàng)建；

　　②.按"科技干部----高級工程師"創(chuàng)建；

　　③.按"職工----科技干部----高級工程師"創(chuàng)建。

　　從本質(zhì)上看，第3種方法是先創(chuàng)建一個原子部件----"職工"，再創(chuàng)建科技干部、高級工程師，是符合再用式開發(fā)方法原則的。而第1、2種方法則不符合本方法。

　　顯然，以上所說的各類部件都必須在一個統(tǒng)一的軟件規(guī)范下開發(fā)，只有保證了部件的規(guī)范化，才能保證開發(fā)的成功。

　　因為再用式開發(fā)方法會在工作中產(chǎn)生一個可為所有開發(fā)人員共享的軟件資源----部件庫，那么以后的軟件開發(fā)都可以在此基礎(chǔ)上利用重用手段使用部件庫，而不需要從零開始。在這里，只要都能遵守統(tǒng)一的軟件規(guī)范，這些共享的部件庫既可以由開發(fā)人員自己在工作中積累，也可以由軟件開發(fā)商提供。

　　2.2 應(yīng)具備的開發(fā)環(huán)境

　　在再用式開發(fā)方法中，人們需要與部件庫交互工作，這樣，就需要一個部件庫的開發(fā)治理平臺，這個平臺應(yīng)該提供對部件庫的選擇、瀏覽、查詢和擴(kuò)充(以不斷充實部件庫)等功能，同時還應(yīng)提供編寫部件文本的編輯器，以及與部件對應(yīng)的語言調(diào)試、編譯程序，以便制作、調(diào)試所產(chǎn)生的部件。假如條件許可，還應(yīng)提供輔助學(xué)習(xí)功能，以幫助開發(fā)人員熟悉平臺的情況。

　　2.3 與快速原型法的結(jié)合

　　在現(xiàn)實中，需求多變是個讓開發(fā)人員頭痛的問題，目前能有效地解決這一問題的當(dāng)屬快速原型法。但這種方法的最大缺點是開發(fā)成本較高，這一點限制了它的推廣。而再用式軟件開發(fā)方法采用快速原型法做需求分析，在后續(xù)階段使用重用機(jī)制，就能有效地降低開發(fā)成本。

　　2.4 需要的開發(fā)工具

　　幾乎所有的軟件開發(fā)方法都需要開發(fā)工具的支持，再用式軟件開發(fā)方法也不例外。一般而言，本方法需要這么幾個平臺：部件庫開發(fā)治理平臺、系統(tǒng)組裝平臺及維護(hù)平臺。
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　　3 再用式開發(fā)方法的基本設(shè)計過程

　　3.1 基本原則

　　從開發(fā)過程上看，再用式開發(fā)方法采用的是自頂向下設(shè)計，自底向上構(gòu)成的方法，即在設(shè)計時根據(jù)需求分析的結(jié)果，按照由粗到細(xì)、先總體后細(xì)節(jié)、先上層后下層的原則，確定所需要的部件(必須時還得創(chuàng)建新的部件)。自底向上構(gòu)成則是指在已預(yù)備好所需部件的基礎(chǔ)上，在組裝平臺的支持下把部件組裝成用戶需要的應(yīng)用系統(tǒng)的過程。

　　3.2 基本的開發(fā)過程

　　3.2.1 需求分析及設(shè)計階段

　　這個過程可與一般快速原型法的需求分析過程相同[2]，對于大而復(fù)雜的系統(tǒng)，建議采用與功能化開發(fā)方法相結(jié)合的、以細(xì)化為基礎(chǔ)的對象分析及設(shè)計方法[9](具體過程請見參考文獻(xiàn))。最后應(yīng)產(chǎn)生對各部件的"功能需求"。

　　3.2.2 制作部件

　　a 建立系統(tǒng)部件

　　先在系統(tǒng)部件庫中查找所需要的系統(tǒng)部件，對于找出的部件，可根據(jù)情況直接重用或經(jīng)擴(kuò)充、修改、繼續(xù)等處理后再重用，假如庫中沒有可重用的部件，則應(yīng)按照規(guī)則創(chuàng)建之(別忘了經(jīng)調(diào)試后再將其存入系統(tǒng)部件庫內(nèi)，以備重用)。

　　在創(chuàng)建新的系統(tǒng)部件時，假如條件許可，可向?qū)I(yè)化極強(qiáng)的軟件開發(fā)團(tuán)體(如一些軟件開發(fā)商)提供需求規(guī)格說明書，由專家制作。為了保證新創(chuàng)建的部件以后的可重用性，這時一定要注重遵守相關(guān)的軟件規(guī)范。

　　b 確定組織部件

　　與上一步類似，先在組織部件庫中查找所需要的組織部件，對于找出的部件，可根據(jù)情況直接重用或經(jīng)擴(kuò)充、修改、繼續(xù)等處理后再重用，假如庫中沒有可重用的部件，則應(yīng)按照規(guī)則創(chuàng)建之(經(jīng)調(diào)試后再將其存入組織部件庫內(nèi))。

　　在創(chuàng)建新的組織部件時，要根據(jù)功能的不同將其分成一些不同的分子部件，并按下一步的方法重用或創(chuàng)建分子部件。

　　c 建立分子部件和原子部件

　　與上一步類似，先在分子、原子部件庫中查找所需要的部件，對于找出的部件，可根據(jù)情況直接重用或經(jīng)擴(kuò)充、修改、繼續(xù)等處理后再重用，假如庫中沒有可重用的部件，則應(yīng)按照規(guī)則創(chuàng)建之(經(jīng)調(diào)試后再將其存入相應(yīng)的部件庫中)。

　　3.2.3 組裝

　　在組裝平臺的支持下，把各部件組裝成一個可運行的系統(tǒng)。

　　3.2.4 原型審查

　　通過上述的步驟，我們已經(jīng)建立了一個可與用戶交流的原型，此時應(yīng)與用戶(在運行的基礎(chǔ)上)探討該原型是否滿足其需求，假如沒能滿足其需求(或需求又有了變化)，那么應(yīng)轉(zhuǎn)回到第一步(即第3.2.1節(jié))，否則就轉(zhuǎn)到下一步。

　　3.2.5 系統(tǒng)測試及維護(hù)

　　在維護(hù)平臺的支持下，嚴(yán)格測試系統(tǒng)的功能和各部件的接口，修改所發(fā)現(xiàn)的問題。測試完后，應(yīng)再與用戶一起進(jìn)行原型審查(即第3.2.4節(jié))，確定正確無誤后，就可讓系統(tǒng)進(jìn)入實用階段。
　　4 還需要深入研究的內(nèi)容

　　a 對于各種軟件規(guī)范的確定

　　理想的情況，應(yīng)由國內(nèi)的權(quán)威機(jī)構(gòu)做這方面的工作，最終應(yīng)產(chǎn)生一個類似機(jī)械行業(yè)中的那種嚴(yán)格的、可操作的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。目前已有電子工業(yè)部、石油天然氣總公司等一些部門發(fā)布了各自的"軟件工程規(guī)范"，但距離那種"嚴(yán)格的、可操作的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)"還差的很遠(yuǎn)，還需再做工作。

　　b 各類部件及部件庫的規(guī)范問題

　　c 對支持本方法的CASE工具的研制

　　5 結(jié)束語

　　軟件開發(fā)工程化仍是目前人們非常關(guān)注的研究內(nèi)容，雖然人們已經(jīng)提出了很多開發(fā)方法，也有些部門制定了一些條條框框，但距象硬件那樣進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)還有距離。希望本文提出的方法有助于軟件開發(fā)工程化的研究。

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