构件开发（精选八篇）
构件开发 篇1
软件复用是解决软件危机的现实途径, 而软件构件技术是软件复用的核心技术。因此, 构件技术对于提高软件的质量、软件的开发效率, 乃至缓解软件危机有极其重要的现实意义。本文主要对构件的各方面进行探究, 来加深对构件化软件开发的理解。
1 构件
构件是具有内部结构和功能的软件构成元素, 可通过标准接口独立提供特定服务, 并且可由一些连接器及相关规则与其它构件组装成符合要求的新软件或构件。广泛地说, 它包括需求分析、设计方案、代码、文档和测试用例以及其它对开发活动有用的中间产品。但一般认为是能够实现功能的软件实体。
那么构件具有以下特点: (1) 完整性。具有自己的内部结构, 并能独立提供有用的功能; (2) 可组装。构件必须易于理解和使用, 能够方便灵活的与其它构件进行联合, 并保证组装后的正确工作; (3) 适应性。构件在组装时要能适应不同的语境进行正确配置, 在运行时能够适应不同的硬件运行平台和软件环境; (4) 针对性。构件要想能够高效合理地被重用, 其功能必须具有领域性和针对性, 粒度不应过大。
2 构件的封装
实现构件化软件开发的重点是统一、灵活、简便地组合构件, 而构件的封装则是核心问题。
2.1 接口
构件是实现特定功能和对外提供服务的实体, 而接口是连接构件、获取信息、驱动构件、提供服务的通道。通过接口, 我们可以修改构件内部状态信息并激活构件内部动作从而实现构件交互。统一的接口, 统一的构件组合方式, 统一的构件使用方法才能够实现构件大规模、快速、灵活的组合, 才能使构件简单、易于理解、减少依赖。
构件是严格封装的, 是依附于接口而存在的, 因此接口一经发布便不能改变。但构件必须具有一定的可演化性, 这是由软件的本质决定的。我们可以通过修改其内部算法或增加新的接口提供新的服务来进行升级演化, 但事物发展有一定的极限, 随着构件修改范围和程度的增加, 其成本往往迅速增加使得我们得不偿失。当现有构件无法满足需求时, 应该进行领域分析论证和设计来开发出新的构件, 而不能一味地迁就接口去修改内部。
2.2 构件规约
构件最重要的特征是它的接口和实现体相互分离, 为方便重用者组合, 这就需要全面介绍构件和供外部使用的接口。也就是构件规约 (component specification) 。但至今构件应该怎样描述仍未达成一致, 构件规约也成为了构件发展需要解决的迫切问题。这个问题的解决需要以构件模型为基础, 能够解决构件的精确描述、理解及组装问题的构件描述语言。
3 构件分类
构件的分类至关重要, 只有合理的分类, 才能实现构件的便捷查找和有效重用。现有的分类方法大致为三类:关键字法, 刻面分类法和超文本组织法。面向对象的概念由于符合事物的规律, 已经深入到各个领域, 我们也可以用面向对象的方法来对构件进行分类。构件可以分为:面向OS内核的构件—用于操作特定系统来提供服务, 面向数据库的构件—用于存取相关信息, 面向网络的构件—用于和Internet打交道, 面向用户的构件—用于界面和程序外壳包装、接收用户的控制。
4 构件库
对大量构件库进行有效的管理, 实现构件快速方便地存储、检索和提取, 是成功复用构件的保证。我们可以这样定义构件库, 它是按照一定的语义和组织结构形成的构件集合, 是构件化软件开发的共享资源。现在的构件库大致有四类:面向项目、面向领域、面向构件共享、面向市场的构件库。其规模越来越大、目标领域越来越清晰和广泛、复用成熟度也越来越高, 由于面向的对象不同, 构件库对构件的管理方式也有所不同。但一般构件库必须满足以下要求:
(1) 可使用性, 支持对构件的管理, 包括增删修改构件和检索提取构件;
(2) 完整性, 包括构件领域完整性和构件信息完整性, 即包含某个领域构件的构件库必须覆盖整个领域, 构件的相关信息必须完整以方便查找理解和重用构件;
(3) 合理组织性, 根据构件库面向的对象和保存的构件分类方法, 合理存储构件, 以便于构件库的扩充、维修和检索;
(4) 互操作性, 构件库应该在一定程度上与其它构件库实现构件的共享。这就要求其存储的构件和对构件的管理要具有一般性和标准性;
(5) 易用性, 库管理员和重用者可以很容易的操作构件库。
5 以体系结构为中心的构件化软件开发
一个软件系统的体系结构定义了组成系统的构件与构件之间相互作用的关系。体系结构是系统实现的蓝图, 为构件的集成组装提供基础和上下文。确定系统体系结构的过程就是分解问题和系统功能的过程, 其最终结果是:构件+构件之间的关系。其开发过程如图1所示。
6 构件化软件技术的现状
目前主流的软件构件技术流派有:微软提出的COM (Component Object Model, 对象构件模型) 、SUN公司提出的E-JB (Enterprise Java Bean) 、OMG提出的CORBA (Common Objec Request Broker Architecture, 公共对象请求代理体系结构) 。它们为应用软件的开发提供了可移植性、异构性的实现环境和平台, 结束了面向对象中的开发语言混乱的局面, 解决了软件复用在通信、互操作等环境异构的瓶颈问题。但它们没有成熟而高效的构件基础平台, 没有方便构件生产、集成的环境。
7 结束语
构件化软件开发是软件产业发展的重要途径, 它将改变软件的生产方式, 引起软件行业的变革。但构件的复用能力、复用程度、构件标准化、智能化、构件的检索和应用等, 都存在不足, 是今后的研究方向。
基于构件的软件开发具有适用范围广、重用效率高的特点, 其效率的发挥需要大量标准的构件群来支持, 这就需要标准统一的构件封装技术规格和应用于具体领域的大量构件。这两个方面现在是构件化发展的阻碍。构件封装技术规格的统一需要资深软件公司和国际性的软件机构深化合作、统筹兼顾来制定实用、有效、科学的标准。领域构件群的创建需要学术组织和有责任有远见的软件公司加大投入, 深化构件化软件开发的应用, 在业界形成模范作用。而中小型软件公司应该建立自己的构件库, 在开发中尽量应用构件化软件开发方法, 总结经验, 为构件化时代的到来和繁盛做准备。有了统一的规格标准和各个领域丰富的构件群, 那么构件化的开发将极大提高软件开发效率, 解决软件危机。
摘要：对软件复用的核心技术-基于构件的软件开发进行了探究, 介绍了构件的发展、定义、构件的封装、分类、构件库以及以体系结构为中心的构件化软件开发, 并提出了一些发展的不足, 最后提出了构件化软件开发长足进步的意见。
关键词：构件,构件封装,构件库,构件分类,体系结构
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构件开发 篇2
摘 要：本文研发了一种基于构件的管理信息系统开发平台，以平台即服务（PaaS）的模式提供管理信息系统的开发服务。文章首先分析管理信息系统的基本功能，研发了一系列高效可靠的可复用构件，使管理信息系统的关键功能可以通过直接组装构件的方式实现；接着研发了一种开发平台，让开发者可通过浏览器在云端组装构件，以迭代的方式快速构建和部署系统功能。对于不能用现有构件直接组装而成的业务，开发者可利用开发平台提供的新构件进行开发服务构建。北京师范大学研究生学位系统、研究生质量监控系统等管理信息系统的敏捷开发实践表明，基于构件的PaaS开发模式，能够很好地契合敏捷软件开发理念，大幅提高系统的开发效率，减轻系统的维护负担，提升系统的构建质量，降低系统整体成本。
关键词：云计算；敏捷开发；权限管理；混合编程；平台即服务
中图分类号：TP315 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2016）07-0028-05
一、引言
管理信息系统是一个具有高度复杂性、多元性和综合性的人机系统，它全面使用现代计算机技术、网络通信技术、数据库技术，以及管理学、运筹学、统计学、模型论和各种最优化技术，为经营管理与组织决策服务。[1]管理信息系统的研发团队不仅要有多个学科的背景知识，而且也要熟悉相关管理领域的业务流程。因此相比于一般的软件开发，管理信息系统的开发尤其具有学习难度大、开发周期长、开发成本高、缺陷查到难、维护代价大的特点。
业界一直试图开发新的技术、使高质量计算机程序的开发和维护更容易、更快捷、成本更低廉。[2]人们一直在研发更能表达编程中各种概念的高级语言和应用程序框架以提高生产率。现代高级语言在命令式的面向对像编程基础上，发展了声明式、函数式和动态的特性，使其表达能力更接近人类的思考能力，方便开发者集中精力解决业务本身的细节。[3]人们也一直在归纳设计经验，精练解决方案，总结能解决软件开发中最常见问题的设计模式，通过现成的抽象，把常见错误解决方案的细节予以制度化来减少缺陷。[4]在各行业的管理需求的驱动下，涌现出了各种管理信息系统。[5-6]
为了进一步提高某些领域的软件开发生产率，人们提出了基于构件的软件工程（CBSE）。CBSE强调用可复用的“构件”来设计和构造软件系统，把构建重点从编码转移到组装，改变着大型软件系统的开发方式。[2]一些大型企业，如SAP，提供的企业资源管理（ERP）的解决方案，正是采用了这种过程模型。一些学者也开始在相关管理领域尝试基于构件的实践。[7]然而在管理信息系统领域广泛使用CBSE之前，必须分析对应管理领域，寻找重复模式。这就要求系统分析师不仅是软件构建专家，而且也要对管理领域有深入的了解。云计算时代的来临，为解决这个问题提供了契机。一些学者开始尝试软件即服务（SaaS）的应用模式。[8-10]一个领域的SaaS很难能为其他领域提供服务，因此人们又提出了平台即服务（PaaS）的理念，即把软件研发的平台作为一种服务，以SaaS的模式提交给用户。软件行业的领导者纷纷推出了PaaS，如Google App Engine、Amazon EC2、Windows Azure等。PaaS的出现提高了应用的开发速度，加快了SaaS的发展。然而这些服务的出现，缩短了开发周期，降低了开发成本，同时也增加了学习难度和缺陷查找成本。
本文结合CBSE和PaaS的优势，研发了一种基于构件的管理信息系统云开发平台。第二部分论述通过分析管理信息系统的基本功能，研发的一系列高效稳定可复用的构件。这些构件使开发者可以用组装的方式实现基本功能。第三部分论述云开发平台。该平台使开发者只要通过Web浏览器即可组装和开发新构件。第四部分为敏捷开发实践，介绍基于此平台开发管理信息系统的成功案例。第五部分为总结。
二、构件设计与开发
基于构件的软件工程（CBSE）正在改变大型软件的开发方式，其考虑的重点从编码转移到组装软件系统，考虑的焦点是“集成”，而不再是“实现”；基于构件开发缩短了70%的开发周期，减少了84%的项目开销，生产率指数可达26.2，而工业标准值为16.9。[2]管理信息系统虽然涉及的学科多，而且相关的管理领域千差万别，但是其基本功能相对明确，主要包括数据处理、预测、计划、控制以及辅助决策。这些功能存在很多共性，可对这些共性建模。我们通过分析管理信息系统应用领域，开发了关系数据库管理、表单和CRUD网格、报表分析、权限管理、新构件开发五大可复用构件，如图1所示。
1.关系数据库管理
数据库（Database）是按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库，它是管理信息系统的核心部分，是进行科学研究决策的前提条件。关系数据库建立在关系数据模型基础上，适合作为管理信息系统的主数据库。人们已经开发了功能非常强大的数据库设计和管理工具，如PowerDesigner、Navicat、SQLyog等，但这些工具是作为一个独立的产品发布的，很难与其他构件集成。
我们开发了一种基于Web的轻量级数据库管理工具，通过分析关系数据库系统的元数据，识别各种实体和联系，实现在线数据管理、创建数据结构文档、生成ORM实体类及创建表单等功能。在数据库设计之后，此工具可根据数据表结构自动生成表单，用表单和CRUD网格工具对所生成的表单进行配置，即可实现数据的采集和存储。
2.表单和CRUD网格
表单是利用网页进行数据采集的基本单位。表单允许用户通过文本域、单选按钮、复选按钮等控件输入数据，提交信息，是用户和服务器之间进行信息交互的重要手段。表单开发是整个管理信息系统开发的重要基础，其过程是根据采集数据的结构，对数据项设计合适的表单域，并在用户提交时进行数据合法性校验，将合法的数据存入数据库。传统的表单开发需要前端工程师、后端工程师和数据库工程师的协作，开发成本较高。
我们的表单和CRUD网格构件极大地减少了上述过程的复杂度，只需通过配置就可以实现数据的增加（Create）、读取（Retrieve）、更新（Update）和删除（Delete）。CRUD网格工具既能分析表单对应数据表的结构，也能分析结构化查询语言（SQL）脚本，根据分析结果自动生成支持排序、分页、查找、导入、导出等功能的CRUD网格。表单工具可配置各个表单域的控件类型、数据类型和验证规则，并可通过配置数据触发器实现实体之间的逻辑验证。表单和CRUD网格工具还支持自定义操作按钮，按钮通过引用一段SQL或Python脚本，实现个性化的功能。我们还实现了一种基于有限状态机的工作流引擎，使基于角色逐级审核的业务需求，只要通过表单和有限状态机的配置就可以实现。[12]而对于实体之间联系的管理，我们构建了一种通用模型，开发者按照约定编写已选、可选、增加、删除和权限检测五条SQL脚本即可实现实体之间多对多联系的管理。
通过关系数据库管理构件、表单和CRUD网格构件的组装，就可以实现数据采集、转换、存储、检索等功能。接下来，我们开发了报表分析构件。
3.报表分析
报表就是用表格、图表等格式来动态显示数据。根据数据特征不同生成不同类型的报表可挖掘数据中信息。报表分析工具是管理信息系统进行计划、预测和辅助决策的重要组成部分。一些数据库管理工具，如Foxpro、Navicat等均支持报表的开发，但它们很难与Web系统集成起来。水晶报表等工具能够很好地与Web系统集成，但是其商业授权费用非常高。
我们开发的报表分析工具用HTML、CSS和JavaScript作为报表定义语言，SQL和Python作为数据源脚本。这些语言均是行业的开放标准，容易学习，没有商业授权费用。表格工具实现了Model-View-View-Model（MVVM）模式，使开发人员可以把视图和逻辑分离出来，通过数据绑定的方法生成视图。[14]SQL和Python是被广泛使用的脚本语言，特别适用于混合语言编程的软件开发。[15]图表工具的可视化引擎是基于开源的数据可视化产品，开发人员可以用脚本生成数据，直接生成直观、生动、可交互、可个性化定制的数据可视化图表。[16]我们还针对常用的图表类型，如条形图、饼图、拆线图、散点图、雷达图等，构建了表格转图表模块，这样只需一条SQL脚本即可生成图表。
运用报表分析构件可实现预测、计划和辅助决策的功能。为实现管理信息系统的控制功能，我们构建了一个开放灵活的权限管理构件。
4.权限管理
权限管理是根据设置安全规则或策略，让用户能且只能访问被授权的资源。首先我们实现了一个基于角色的访问控制（RBAC）引擎。所有表单和CRUD网格的增删改查、表单域的选取和更新、按钮、SQL和Python脚本、报表、页面等都实现了RBAC。[17]RBAC实现了功能级权限的访问控制。
数据级权限在管理信息系统中也非常重要。数据级权限指在功能模块内控制用户的数据访问，如学生信息模块中，学院只能管理本学院学生，学校则能管理所有学生。传统数据级权限管理一般采用硬编码的方式，把权限逻辑用条件的形式与业务代码耦合在一起，难以测试，开发维护成本高。一些学者研究基于属性规则的数据权限模型，但其规则引擎配置复杂，而且不能适应更加复杂的权限控制。[18]我们用过滤器、触发器、控制脚本相结合的形式，实现了较为灵活的数据级权限控制。过滤器用一种轻量级的数据交换格式（JSON）定义，配置简便灵活。[19]规则引擎对资源进行过滤，用户只能得到经过滤器过滤后的信息。触发器和控制脚本用SQL脚本或Python脚本定义，能够在用户进行操作之前进行自定义验证，并能在操作之后进行数据加工。
表单、网格、报表与权限管理的集成，能灵活地实现管理信息系统的数据处理功能、预测功能、计划功能、控制功能和辅助决策功能。我们还开发了一个新构件开发工具，可实现更加个性化功能。
5.新构件开发
对于不能用现有构件实现的系统需求，要构造满足这些需求的新构件。新构件开发模块在服务器端实现了MVC模式，有效地分离了应用的业务逻辑、数据和界面，提高了应用的可扩展性、可维护性和可复用性；[20]在客户端实现了MVVM模式[14]，不仅使视图可以独立于模型的变化和修改，降低了耦合度，而且让业务逻辑和数据的开发与页面设计彻底独立开来。我们在开发的前端和后端均采用了模板引擎，能更加合理地分离前后端，不仅能提高开发人员的协同效率，而且可以降低Web应用服务的资源消耗，提高系统吞吐量。[21]
新构件开发采用了混合编程的开发模式。程序设计语言有各自的优势和不足，混合编程可以充分利用各种程序设计语种的优势，只要解决各种语言间参数传递的问题，就可以极大地提高开发效率。[22]我们采用了C#和Python混合开发模式，对浏览器、应用服务器、数据库服务器的数据交换定义了一套完整的规则，把HTTP的请求和响应数据均封装在两种程序设计语言都识别的字典和数组中，打通了混合开发的关键环节。
三、云开发平台
平台即服务（PaaS）是指将软件研发的平台作为一种服务，以SaaS的模式提交给用户，它不但可以为更高的可用性、更具扩展性的应用提供基础平台，还可以提高硬件资源利用率，降低业务运营成本。[23]PaaS平台提供应用程序的开发和运行环境，使开发者不需要维护软硬件设备，又免去了繁琐复杂的应用部署过程。但是现有的PaaS平台一般仅提供特定的编程语言的运行环境，且难以提供像集成开发环境（IDE）那样强大的功能，反而会增加开发者编码和测试成本。[3]本文平台不仅提供应用程序开发和运行环境，而且支持构件组装，实现CBSE过程，大幅提高生产率。
1.开发环境
我们实现了在线应用开发服务，支持HTML、CSS、Javascript、Python、SQL的开发。为了保证云端编码效率的质量，我们基于CodeMirror（一种开源的源代码编辑器）进行二次开发，实现了一个基于Web的集成开发环境（IDE），实现了源代码的编辑、版本控制、编译、执行，支持代码折叠、格式编排、括号匹配、智能缩进、自动完成、代码美化、错误检测等功能，符合现代化IDE的特性。版本控制通过数据保存事件处理程序，自动保存了源代码的历史版本，并支持一键查看。编译功能实现了对Python脚本的动态编译，能够识别脚本中的语法错误。编码完成后，开发者可直接访问资源对应的统一资源标识符（URI）查看代码执行结果。
2.构件组装
我们研发了基于Web的构件组装工具。我们是基于资源的设计研发的云开发平台，可引用功能和数据都通过简明的URI被访问。[24]因此开发者只需通过开发环境组织资源URI的拓扑结构就可实现构件的组装。我们还设计了一种以数据为中心的构件快速组装框架，其用户界面是一个带工具栏的支持查找和分页的CRUD网格。开发者可定义网格中显示的数据和工具栏中的按钮。我们定义了常用的按钮点击事件处理程序，如需要确认后才执行、直接访问URI、访问选中数据格式化后的URI、访问以选中数据为参数的URI、把选中数据以AJAX形式提交、输入参数并把选中数据以AJAX提交等操作。开发者只用关注构件的组装，而不用关注界面的设计。另外，我们还开发了一个URI分析工具。该工具能够分析URI的格式和参数，匹配URI对应构件的配置脚本或源代码，从而使开发者可以更快速地组装和维护构件。
下面介绍基于本文开发方法的敏捷开发实践案例。
四、敏捷开发实践
2001年，Kent Beck和其他软件专家共同签署了“敏捷软件开发宣言”，声明个体和交互重于过程和工具，可以工作的软件重于面面俱到的文档，客户合作重于合同谈判，随时应对变化重于遵循计划。[25]敏捷理念强调4个关键问题——小而高度自主的团队、项目共同利益者的交流合作、有效支持变化及快速交付满意的软件。下面介绍基于构件的PaaS模式下，管理信息系统的开发实践。
1.研究生学位管理系统
随着研究生教学规模的扩大、学位授予类型的增加以及研究生教育改革的深化，研究生学位管理工作的需求也不断变化。学位管理系统在研究生管理过程中具有业务流程清晰、数据严谨规范、权限要求严格等特点。[26]
学位授予工作，主要有两条工作流。一是论文评阅，即学生提交申请信息（科研成果、导师评语、论文等），教务员进行审核，经专家评阅合格方可进行答辩申请；二是答辩申请，即学生提交根据专家意见修改后的论文信息进行答辩，答辩秘书录入答辩结果，教务员审核答辩信息并确定分会名单，分会讨论录入分会结果，校会审议。
我们组织了三人的开发团队，遵循Scrum方法，对两条工作流设计了三个5天周期的迭代计划实现主要功能。信息采集功能通过表单、CRUD网格构件和报表构件直接组装实现。利用工作流构件，通过把有限状态机与表单和CRUD网格构件集成的方式，实现了论文评阅和答辩申请两条工作流。学位授予数据的汇总和统计分析通过配置报表分析构件实现。迭代周期结束之后，再根据业务的变化调整构件的配置或重新组装构件，灵活响应变化，优化系统。
利用本文方法开发的北京师范大学学位管理系统，具有架构先进、功能完备、数据准确、扩展灵活的特点，为我校学位管理工作提供有力支撑。
2.研究生质量监控与评估系统
教学质量是教育永恒的主题。为了保证高等教育教学质量，使规模、质量、效益协调发展，应当构建一套科学可持续的质量监控与评估体系。[27]研究生质量监控与评估系统主要以学生评教、专家督导、论文外审、公开答辩、毕业生满意度调查等措施为基础，监控教学过程的质量，构建评估与反馈系统。信息系统主要实现数据的采集、公示和分析。
学生评教数据、排课数据位于第三方开发的教务管理系统中，需要跨数据库集成；外审、答辩数据位于自主开发的学生管理系统中，可直接引用；专家督导信息采集、答辩信息公开功能、满意度调查可用现有构件组装。
我们组织了二人研发团队，设计了两个5天周期的迭代计划快速构建信息采集、公示功能。我们用Python编写了数据同步的脚本，从第三方教务管理系统读取排课信息；用CRUD网格构件实现了督导信息采集功能；读取答辩信息用模板引擎生成了答辩信息公开的网页；用问卷构件生成了满意度调查问卷。此处要分析的数据维度大，采用SPSS统计软件辅助分析数据。反馈功能主要通过学院教学经费、招生计划的调节实现。
利用本文方法开发的北京师范大学研究生质量监控与评估系统，为北京师范大学研究生质量监控和评估提供了基础数据，有利于提高监控和评估工作的质量和效率。
3.本文方法优势分析
本文方法结合了CBSE和PaaS，与传统方法相比，具有如下优势。
首先，本文方法进一步改善了质量。传统的CBSE过程的构件合格性检验要考虑运行时需求、资源使用等因素的影响，而PaaS则使开发者不必考虑这些因素。传统的PaaS模式具有较高的缺陷查找成本，而利用CBSE，随着构件的每一次复用，缺陷被发现并被消除，构件质量也随之改善，使缺陷一般出现在构件的集成中，极大提高了缺陷消除的效率。
其次，本文方法进一步提高了生产率。软件开发过程一般为沟通、策划、建模、构建、部署的迭代过程。CBSE降低了计划、模型、文档、代码和数据的创建工作花费的时间，同时PaaS无需配置复杂的开发和运行环境，使开发团队都可以在线实时协同，提高了开发效率。
最后，本文方法进一步降低了成本。少构建多复用的CBSE肯定是成本合算的。本文开发的平台以PaaS模式大幅降低了构件合格性检验、适应性修改与组装的成本。同时，本文核心方法采用的是开放标准技术，没有商业授权成本，且相对容易学习，能减少开发团队磨合成本。
五、总结
本文研发了一种管理信息系统开发平台，以基于构件的PaaS模式提供管理信息系统开发服务。该服务能改变管理信息系统的开发方式，让开发者在云端即可完成开发工作，把开发者考虑的重点从“编码”转移到“组装”，考虑的焦点从“实现”转移到“集成”。北京师范大学研究生学位系统和研究生质量监控与评估系统的敏捷开发实践表明，本文的开发模式能够很好地契合敏捷软件开发理念，大幅提高系统的开发效率，减轻系统的维护负担，提升系统的构建质量，降低系统整体成本。
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基于构件的软件开发研究 篇3
关键词：软件构件,开发,检索
现今的软件开发已脱离了传统的手工作坊模式, 更注重软件开发效率及软件产品质量的提高。要在软件开发中解决重复劳动的问题, 可采取软件复用技术, 以不断提高软件开发的质量及效率。而软件构件是当前支持软件产品复用的有效形式, 是支持软件复用的核心技术。不断发展及成熟的软件构件技术为现今的软件开发提供了新的方法, 也能有效地推进软件生产方式的变革, 提高软件产品的质量及软件生产的效率。
1 基于构件的软件开发
基于构件的软件开发将现成的软件构件集成并构造成一个大型得软件系统, 此方法可以快速组装系统, 有效降低软件开发成本, 提高软件系统的可维护性及灵活性, 降低系统的维护费用。与传统的软件系统开发注重开发, 而忽略可复用构件的存在这一做法不同, 基于构件的软件系统开发更注重如何获得己经存在的构件, 而不是开发, 组装和集成现有的构件是基于构件的软件系统开发的主要着眼点。基于构件的软件系统开发的过程如下: (1) 检索构件:检索构件的过程包括如何根据描述构件、创建构件库。领域工程师开发出新的应用构件, 并用文档加以描述。通过领域分析、自行开发、逆向工程或者商业购买等途径来获得所需要的构件。 (2) 选择构件:从构件库中选择合适的构件, 并验证构件的功能、接口等。 (3) 适配构件:修改或者定制所选择的构件来满足新的应用环境的系统需求, 以便能与其他构件进行集成。 (4) 组合构件:将不同的构件集成和组装在一起。
2 检索构件
检索构件指的是从大量的构件所构成的构件库中找出合适的构件。目前互联网上有许多专门的构件库, 各个Web站点上也提供了构件的链接, 但是不同的构件库有不同的组织和访问方式, 从而造成了对各构件库中的构件访问困难, 并且Web站点上链接的构件也无法用传统的检索引擎检索到。只有将网络上的构件资源加以利用到构件系统的开发中, 才能实现缩短软件开发周期, 提高软件质量的目的。现今人们对软件需求愈加体现了个性化、多样性的特点, 以往的多种功能单一软件包方式无法满足用户的需求, 因此在基于构件的软件开发研究中, 应在允许用户选择服务组合的基础上, 允许在构件级别上对单一的服务进行功能集和界面等的定制, 在服务定制的粒度上应该更细, 也应该更具灵活性。基于构件的软件开发成功依赖于构件分类和检索技术。由于构件的信息量比较丰富, 相互之间也缺乏很多相似性, 构件之间缺乏有意义的联系, 这给构件的分类带来了很多困难。目前有很多构件分类检索方法, 从构件表示出发可分为人工智能方法、超文本方法和信息科学方法三类。而根据复杂度和检索效果的不同可以分为基于文本的、基于词法描述字的和基于规约的编码和检索。
3 适配构件
适配构件是从泛化的构件来创建特定应用的构件, 主要采用以下方法:部分实现:构件只实现一部分功能或行为, 其他部分仅提供接口。不如在面向对象的软件开发中, 通常会有一部分抽象方法留给用户来实现。重载:构建提供了缺省的实现, 用户在具体应用时可以重载这些行为。但是要求开发构件的程序语言支持重载机制, 比如c++, Java。插件:通过编写插件的形式为粗粒度的构件添加新的功能, 插件在构件总注册其提供的服务, 构件需要使用该服务时调用该插件。各个构件在生产时是为了满足不同的需求, 并基于对环境的不同假设, 因此构件在用于新系统时经常要进行剪裁。构件剪裁必须基于构件之间的冲突最小化原则, 消除体系结构的不匹配同题。针对不同的构件类型, 可以采取不同的剪裁策略。
4 组装构件
作为是软件系统的基本组成成分, 构件通过契约式接口指明对语境的依赖, 可以实现独立部署。构件组装的本质是在构件之间建立关联。构件之间的组装关系由组装逻辑描述, 组装逻辑规定了中各个构件之间的作用形式和构件在运行期间的通信机制。根据其特征来划分, 构建组装方法可分为黑盒组装方法, 白盒组装方法, 灰盒组装方法, 三类组装方法的划分依据是构件组装时对构件内部细节的了解程度。其中, 黑盒组装无需对构件实现细节有任何了解, 也不需要对其进行配置和修改, 这对构件的要求高, 实现难度大, 白盒组装要求将构件的所有细节都展现出来, 让复用者理解后再进行组装, 并可对构件按应用的需要进行修改, 从构件的复用角度分析, 白盒组装的存在只能是局部的和暂时的。一个可以随意修改的软件构件并不是真正意义上的可复用产品, 因为弄清一个构件并对其进行合适的修改代价会很高, 其安全性可靠性得不到保证。灰盒方法介于黑、白盒之间, 是当前技术发展的合适选择。灰盒方法通过调整构件的组装机制而不是修改构件来满足应用系统组装的需求, 既实现了构件组装的灵活性, 又不至于过于复杂。
总之, 基于构件的软件开发过程关注可复用构件的存在, 更关注组装和集成现有的构件, 将己经存在的构件加以有效利用。本文对基于构件的软件开发生命期的几个个环节检索构件、适配构件、组装构件加以探讨, 旨在实现构件的软件开发方法更灵活, 有效地推进软件生产方式的变革, 提高软件产品的质量及软件生产的效率。
参考文献
[1]王志坚, 费玉奎, 姿渊清.软件构件技术及应用.矿科学出版社.2005.
浅析基于软构件的MIS系统开发 篇4
在管理信息系统MIS的开发过程中, 经常遇到这样的问题, 如开发出来的系统不符合用户要求, 需要做大量修改;工作进程难以控制;对数据库的依赖性强等。这些问题的产生, 一方面是由于MIS系统开发过程本身的复杂性, 另一方面也与开发时所采用的技术有关。软件复用被广泛地认为是解决这一问题的关键。目前, 被认为有前途的并正被研究使用的软件复用方法主要有:复用代码、复用分析、复用处理过程等。加之面向对象的方法引入解决软件复用性的问题, 它的封装和继承机制为软件模块的复用提供强有力的支持。将软件复用技术尤其是软构件技术引入MIS系统设计的各个阶段, 对提高MIS系统软件的生产率, 增强软件的可靠性和可维护性都有着重大意义。国际上出现了CORBA, COM/DCOM/COM+等软构件的标准和技术, 也出现了支持构件软件的开发工具, 如Delphi, Power Builder等。在基于构件的MIS系统中, 最重要的技术便是如何把诸多构件有机地组织起来, 减少系统的复杂性。为了控制系统的复杂性, 提高软件重用的层次, 本文对基于软构件开发MIS系统进行了一些探索。
2、软构件简介
传统的MIS开发方式中, "自底向上"法只重局部而忽视了对整体的把握;"自顶向下"法开发周期长、见效慢、缺乏灵活性和适应性;快速原型法虽然具有很明显的优越性, 但因其依赖于快速开发工具的支持, 又不能不令许多系统开发者望而却步。因此通过对软构件技术的研究, 我们提出一种新的开发方法-积木法。采用积木法开发MIS系统的过程与搭积木的过程很类似, 一般是先构筑系统的总体框架, 然后构造各个构件, 并依次把构件安装到系统中去。积木法克服了快速原型法需要快速工具支持的不足, 取而代之以软件构件化技术来构造系统。构件 (Component) 是一种定义良好的独立、可重用的二进制代码集合, 它惟一通过接口提供服务。它是可复用的软件组成成分, 可被用来构造其它软件。它可以是需求分析和设计阶段的产品、代码、测试案例、文档或软件开发过程中的其他产品, 如被封装的对象类、类树、一些功能模块、软件框架、软件构架 (或体系结构) 、文档、分析件、设计模式等。软构件是一个不透明的功能实现, 能被组装, 符合一个构件模型。从广义上讲, 软构件技术是基于面向对象的, 以嵌入后马上可以使用的即插即用型软构件概念为中心, 通过构件的组合来建立应用的技术体系。狭义上讲, 它是通过构件组合支持应用的开发环境和系统的总称。
按开发过程构件可分为分析件、设计件、程序件和数据件。按功能分为3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;顶层为针对各种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。按使用方式分为动态和静态两种。按构件的结构分为原子构件及由多个构件聚集的组合构件。采用软构件开发MIS系统的过程与搭积木的过程很类似, 一般是先构筑系统的总体框架, 然后构造各个构件, 并依次把构件安装到系统中去。积木法在确定系统总体框架、构筑总体框架、修改总体框架、构造构件以及修改构件等阶段, 都同一个叫做"软构件集合"的实体打交道, 这个软构件集合也被称为"软构件库"。在开发MIS系统之初就应该着手准备这个软构件集合, 比如可以搜集一些已经开发出的MIS系统的总体设计、规范、局部流程以及某些人机界面、通用功能模块、简单开发工具。开发MIS系统的大部分工作都集中在构造软件阶段。这一阶段的工作特点是尽量使开发出的积木块具有较大的灵活性和变通性, 为重用作好准备。每开发出一个功能模块, 都要把该模块及其功能、调用接口等信息放入软构件集合。关键就是要借助对积木构件的重用组合技术。
基于软构件的开发流程如图1所示
3、软构件技术与MIS系统开发方法
传统的MIS开发方法主要有: (1) 面向数据流的SD方法, 即结构化设计方法, 包括自底向上法和自顶向下法; (2) 快速原型法 (面向对象方法) , 其核心是原型, 即模型, 是系统的早期可运行版本。这些方法各有优缺点:"自底向上"法只重局部而忽视了对整体的把握;"自顶向下"法开发周期长、见效慢、缺乏灵活性和适应性;快速原型法虽然具有很明显的优越性, 但因其依赖于快速开发工具的支持, 又不能不令许多系统开发者望而却步。基于这些问题的出现, 应用软构件技术开发MIS系统成为现在新的研究方向。采用软构件技术开发MIS系统的过程与搭积木的过程很类似, 一般是先构筑系统的总体框架, 然后构造各个构件, 并依次把构件安装到系统中去。这种方法克服了快速原型法需要快速工具支持的不足, 取而代之以软件构件化技术来构造系统, 大部分MIS系统在功能上有类似之处, 因而利用软件的重用技术就可以把开发过程大大简化。根据MIS系统的一般结构, 完整的MIS系统的功能是对信息 (数据) 进行采集、存储、处理、管理、检索和传输, 在需要时能够向使用者提供有用的信息。MIS系统基本上是以数据为中心的, 其主要功能都是围绕着数据进行的, 如数据定义、数据录入、数据处理、查询检索、统计分析、报表、数据传输等。根据以上特点, MIS系统中的相应的应用领域构件分为数据类构件和控制类构件, 它们是MIS系统领域构件的主要组成部分, 它们的集合构成MIS系统的构件库的重要组成部分。在开发MIS系统之初就应着手建立相应的构件库, 并在开发过程中不断完善。
MIS系统采用CBD设计方法, 把应用系统划分为若干个构件, 把程序生成问题转化为软构件的设计、处理问题。对于不同的应用系统, 根据系统的实际需要, 对构件库中软构件进行选择, 根据一定的集成算法将软构件连接成完整的应用系统。
4、结语
构件技术的出现, 极大地满足了多个MIS系统开发的要求, 使得各种技术形成的构件可以最大程度地进行重用。在大型构件库的支持下, 利用现有的、质量好、可靠性强的构件, 按照大规模软件开发的工程规范进行开发, 是满足这些大型系统要求的良好途径。现在人们越来越多地寄希望于具有分散和联合处理能力的开放性分布式构件技术。分布式构件技术的目标是实现开放的构件产品, 使应用程序能相互操作, 降低开发与管理费用。我们相信, 构件化是软件工业化的必然。
参考文献
[1]边肇祺, 张学工.模式识别 (第2版) [M].北京:清华大学出版社, 2003.
[2]王志坚, 费玉奎.娄渊清.软件构件技术及应用[M].北京:科学出版社.
基于软件构件的Web开发平台研究 篇5
关键词：构件重用,软件构件,Web,开发平台
随着计算机技术的飞速发展, 各行各业对于软件的需求, 不论是数量还是质量都呈现出了井喷式增长, 在这样巨大的软件需求背景下, 传统的软件开发方法由于开发周期长、成本投入高, 因此很难保证软件开发商的盈利, 在这样的软件开发模式下, 开发商自然对于软件开发有所懈怠, 从而导致了近几年出现的所谓的“软件危机”。事实上, 早在20世纪80年代, 国外就有学者提出, 软件是否可以采用流水线组装式生产开发, 这样开发的最大优势就是由于采用了组装式开发, 很多软件构件是重复使用的, 这就大大降低了软件开发的周期和成本, 从而使得软件也具有更大的灵活性。根据相关学者的统计, 软件开发过程中重复使用的构件粒度越大, 软件开发的周期与成本越低, 同时软件的可靠性也就越高, 这是由于采用了经重复使用的软件构件, 因而软件的出错率得到了有效控制。
1 软件构件设计概述
1.1 软件构件的定义与特征
由于近几年面向对象、面向服务、分布式计算等软件开发技术的日益普及和成熟应用, 构件设计方法也逐渐得到了许多学者的重视和研究。目前普遍认为, 软件构件是一个具有规范接口和确定的上下文依赖的组装单元, 软件构件能够被独立部署和被第三方组装。
以上是对构件的定义, 总结起来构件有如下特性:
1) 具有元特性:构件是一个独立的组装单元, 具有不可拆分性。2) 可组装性:组装是实现复用的基本手段。3) 易复用性:构件所具备的基本性质和价值。4) 可封装性:隐藏实现的具体细节, 没有可见状态。
综合以上定义和分析, 可以看出构件具备一些共同的元素:构件是一个功能元件单元, 具有模型、规范接口, 能够组装, 兼容不同开发商开发的其他构件。因此构件可以定义如下:软件构件是一个集成化程度高, 具有规约的接口, 能够提供服务, 具有一定的模型技术标准或者符合行业认可的模型标准 (COM等) , 能够在框架结构下被直接或间接调用形成其他的构件或系统。
1.2 软件构件的设计方法
究其本质而言, 软件构件的设计方法其实就是对软件进行重复使用, 简称为软件复用。软件复用的种类有很多, 比如对软件产品的复用, 对软件过程的复用, 对软件包装的复用等等。不管是哪一种复用, 都必须具有重复使用的特征, 也就是上文所分析的软件构件的基本特征。而利用软件构件进行设计开发的模式, 其实就是根据所决定复用的软件构件, 根据其定义的过程和规范接口设计软件的其他上下文和规范接口, 使之组装成具有预期软件功能的特定专用软件。
2 基于软件构件的WEB平台开发研究
2.1 WEB平台开发模式
WEB平台的运行方式一般有B/S和C/S两种运行模式, 这里选择B/S模式, 其运行过程可以分为以下几个步骤:
1) 用户通过We b Brow s e r的客户端向We b Se rve r发出访问请求。2) 服务器端的Web Server程序对来自客户端的访问请求进行分析处理, 通过CGI访问DBMS, 进行数据的查询及事务的提交。3) CGI根据DBMS返回的查询结果生成HTML页面, 通过Se rve r向客户的Browser返回结果并将结果显示给用户。
B/S模式的优点是开发相对简单、易扩展, 系统维护方便, 且具有分布性、异构性、交互性、共享性等特点, 基本上克服了C/S模式的不足。
2.2 构件组装方法
面向WEB平台的构件, 这里主要包含构件模型、连接器、接口适配器、总线等几个部分, 当需要重复使用构件进行软件组装时, 首先由软件系统发出组装消息, 消息是经封装好的XML信息内容, 其中包含通讯接口规范, 经过构件内的总线传递到构件模型, 构件模型将通讯接口解析出来, 发送至连接器和接口适配器, 选择合适的构件接口进行接口的通信和组装, 接口适配器是构件与构件总线之间的桥梁, 它将传递过来的消息准确的发送到构件总线上, 同时也从构件总线上获取相关消息, 它具有参数设置、发送接收消息和格式转换等功能。
构件与接口适配器之间的通信过程如下:构件与接口适配器之间采用点对点通信, 每个构件对应一个接口适配器, 构件向接口适配器发送和获取消息。在组装过程中, 接口适配器读取构件描述文件, 形成构件注册信息文件, 然后提交给构件总线, 构件总线根据注册信息为构件和接口适配器分配一个构件队列, 说明构件与接口适配器连接成功。一旦接口完成, 那么软件构件的组装也宣告完成。
2.3 基于构件的WEB设计中的技术问题探讨
在重复使用软件构件的过程中, 需要注意的是以下两个问题:
1) 确定构件复用的模式。所谓软件构件复用的模式, 打个比方来说, 就是要确定软件开发组装的方式, 明确重复使用的软件构件在该软件开发设计中处于哪一个环节, 哪一个位置, 与该软件构件前后连接的接口机制以及全局软件的接口规范等, 都需要在构件复用之前需要明确。2) 确定构件复用的技术标准与规范。要重复使用某一软件构件, 首先需要明确该软件构件定义中所使用的技术标准和规范, 倘若连技术标准语规范都无法明确, 那么很难保证利用该软件构件开发出来的软件具有全局统一的技术规范, 从而软件的可靠性也无法得到保证。因此, 确定构件使用的技术标准与规范, 对于软件构件的应用也是基础技术保障。
3 结语
基于软件构件的设计方法是近几年逐渐发展并得到广泛研究应用的一种软件开发方法, 对于降低软件开发周期与成本具有较为明显的意义。本论文结合软件构件的开发模式, 对基于构件的WEB平台进行了开发设计, 给出了软件构件复用的具体开发实例, 对于提高软件构件开发软件具有较好的理论和实践指导意义。当然, 更多的应用技术还有待于广大软件开发工程师在实际的软件开发中加以应用, 才能最终提高我国软件构件开发技术的应用水平。
参考文献
[1]边小凡等.基于消息传递的构件组装模型[J].计算机应用与软件, 2007.
[2]杜宇.基于消息的构件组装技术及其应用研究[D].上海:上海交通大学硕士论文, 2004.
构件开发 篇6
关键词：SOA架构,构件技术,软件开发
伴随企业信息化的发展, 异构化的数据信息分割形式呈现出业务信息处理有效整合发展状态, 通过软件系统的优化设计及稳定分析, 可以实现独立信息系统资源的协同性业务发展。在软件平台构建的基础上, 通过统一业务协同平台的设计, 不仅需要得到协同功能的有效处理, 而且也应该在满足众多用户的基础上构建协同化的的服务模式, 从而实现系统资源的稳定整合。通过SOA架构, 可以使软件开发在协同发展的平台下, 实现技术软件平台的设计, 从而为软件资源系统的稳定运行提供支持。
1 SOA构架技术
SOA是一种组建模型, 在传统业务层面以及技术层面之间逐渐形成了一个服务层系统, 同时, 在系统平台中逐渐完成了服务功能、业务层以及技术层的独立运行, 为具体业务工作的拓展提供了稳定的支持。同时, 在SOA平台构建的过程中, 其基本的组成元素包括了功能及服务质量。
2 构建技术
对于构建技术而言, 主要是将面向对象作为基础, 并在此环境下发展起来的软件构建技术形式, 这种技术也就是支持软件复用中的核心, 通过该技术的运用可以提升软件系统的生产利用率。同时, 在构建技术运用的过程中, 其主要研究的内容包括以下几点:
2.1 构件获取
构件获取会在有目的的构建生产中进行系统资源的信息挖掘, 实现构件资源的稳定获取。
2.2 构建模型
主要是研究构建系统的本质性特征以及构建之间的相互关系。
2.3 构件分类及检索信息
通过对构件分类策略、组织模式以及检索信息的检测分析, 所设计的构建系统库, 实现构建系统的有效管理及支持。
2.4 构建复合组装系统
在构建模型组装系统设计的过程中, 通过对源代码的组装及构建对象的操作分析, 实现系统的稳定运行及科学组装。
3 SOA架构和构件技术的软件开发的项目研究
3.1 信息资源集成系统
通过该集成平台的系统设计, 在某种程度上有效解决了信息系统中的协同性问题, 并通过对各个分散部门以及应用信息的资源整合, 形成完整性的信息资源模式, 从而充分保障数据资源图以及安全信息的实时共享, 在信息资源整合、共享以及加工利用的状态下, 可以实现各个部门之间的协同工作。同时, 在按照数据共享程度分析, 可以将数据资源分为基础数据、共享数据以及特定数据。其中的基础数据主要是具有统一含义的自然人、法人及地理空间;共享数据主要是在基础库的基础上, 所构建的共同数据资源。而信息资源包括了信息整合、服务整合以及数据整合、流程整。
3.2 业务基础软件系统
对于业务基础软件系统而言, 通过该平台的设计可以实现各个系统之间的协同性发展, 并在协同运行的基础上保证资源运用的平台化、构建化也自己驱动型的特点。通过SOA构架系统的灵活性搭建, 可以充分保证平台的独立性, 通过对构件资源的复用、组装以及动态更新, 实现业务需求的稳定变化。在业务基础软件平台构建的过程中, 主要程序包看了软件系统的开发、应用运行技术的支撑以及资源运营环境的监督, 通过这些系统的构建对整个软件的生命系统进行了稳定的监督, 同时, 通过复用也可以有效降低软件系统开发的成本, 提高了系统的代码质量。因此, 在业务基础软件系统开发的过程中, 应该注意以下几点要求:
(1) 合理运用开发环境的支持, 进行应用系统执行内容的有效监控及稳定控制, 从而为集成性的项目开发环境构建提供良好支持。
(2) 通过监管环境支持系统的构建, 应该通过对系统执行及各个监控管理制度的构建, 进行监管环境的稳定运行, 从而保证软件系统的稳定运行。
(3) 在业务基础软件平台设计的过程中, 应该运用大量的构件, 进行业务构建的统一化平台设计, 保证各个数据模型标准化衔接, 并在此基础上为软件系统的优化处理提供支持。
3.3 协同应用软件集成平台的设计
在协同化信息资源集成平台构建的过程中, 应该通过对业务基础软件以及支撑平台的设计, 从协同的角度进行系统资源的项目优化。通常情况下, 系统应用软件包括了协同办公、协同服务以及知识共享等资源管理。首先, 在协同办公系统运用的过程中, 会将信息资源的管理作为基本核心, 将安全作为基础, 构建面向领导决策支持的系统设计, 实现工作内容的高效运行。其次, 协同服务主要包括了对外统一服务、内部协同服务, 通过对外统一服务项目的集中体现, 进行不同职能及服务内容的有效融合。在内部系统处理的过程中, 需要各个部门对软件开发系统的内部业务进行服务接口的稳定设计, 并在跨部门业务协同及公众在线申请的基础上, 实现对后台业务的稳定支持, 并在最终程度上软件系统的有效传递。最后, 知识共享, 主要支持软件平台发现、选择、组织及过滤的信息表述过程, 而最为核心的目的就是在最为恰当的时间进行决策项目的稳定优化。
4 结束语
总而言之, 在SOA构架以及构件技术运用的过程中, 应该通过对业务操作、业务流程的综合性分析, 进行软件平台的稳定设计, 并在重视企业技术开发以及集成客户资源系统运用的基础上, 实现软件系统的优化化处理。
参考文献
[1]武新立, 朱明, 苏厚勤.基于SOA业务协同平台体系架构的设计与实现[J].计算机应用与软件, 2011 (02) :166-168+198.
[2]黎茂林.综合电子信息系统面向构件的软件开发与集成技术研究[J].电脑与信息技术, 2011 (04) :58-62.
构件开发 篇7
本文所探讨的是在传统嵌入式软件开发环境的基础之上进一步的集成硬件的仿真系统, 在这里进一步的考虑到嵌入式产品本身固有的多样性, 最为理想的开发环境应当具备灵活集成各种开发工具的能力, 而目前市场上商品化的嵌入式软件开发环境是不具备这样一种性能的。
2. CSIDE的体系结构
由CSIDE集成的HSE在予以仿真利用的时候往往会消耗大量资源和CPU, 在这样一种状况之下我们就要求CSIDE具有一定的分布式处理能力, 这样一种要求的提出主要就是希望能够较好的提高软件应用效率。图一当中的CSIDE体系结构是基于工具总线的构件化开发环境体系结构, 其所有的工具都被包装成为由工具和总线适配器组合而成的工具构件, 因此在实际的应用环境下能够满足上文中提出的要求。工具与工具之间通过总线以请求-相应的方式来实现向外的提供服务或者是请求服务, 在这其中, 总线适配器用于实现工具与工具总线之间的通信协议调整以及信息转换, 工具总线用于工具之间的相互操作, 工具集用于为用于提供开发以及管理的功能。
通过上图我们就可以看到, CSIDE体系结构的优势主要体现在三个具体的方面:一是用户能够根据自己的实际需要来对工具进行增减、更换或者是升级, 提高了系统利用的灵活性;二是系统内工具之间只能够通过工具总线进行连接接和交互, 因此系统本身的结构较为简单、使用方便且在一定程度上降低了各个工具之间的相互依赖性;三是工具总线屏蔽了包括网络和操作系统的部分底层支持环境, 在这样一种状况下工具构件就不需要对底层支持环境的细节予以考虑, 其移植性就会大大的增强。除此之外, 还有很重要的一点就是在工具总线具有多机通信能力的时候CSIDE就相应的具有分布处理能力, 而工具构件不需要做任何修改, 这对于用户调试和软件测试速度的提高都是大有裨益的;但这样一种体系结构同时存在着一定的缺陷, 主要就是加大了系统整体的开销并降低了系统执行的效率, 但一般情况下开发环境的运行速度并不是我们的主要目标。
通过上文的分析和说明我们就可以看到, 在CSIDE体系结构当中最为核心的部分就是工具总线, 而工具总线最为核心的部分就是其功能、接口以及行为等方面的规范, 这也就意味着我们在进行CSIDE的构建时必须要首先选择确定开发工具总线;其次就是要进行开发工具的定制, 一般软件开发环境的常用工具都是可以获得的;最后为每个工具开发总线适配器, 适配器的开发设计主要是按照工具总线的规范以及其本身的规范来进行。在整个CSIDE结构体系构建的过程当中最为核心的部分就是总线适配器的开发。
3. 构件化的硬件仿真环境HSE
CSIDE体系结构最为重要的特征之一就是集成了硬件仿真环境HSE, 在图一当中已经给出了其具体的对应对象, 包括构件库管理器工具构件、仿真运行管理器工具构件以及系统组装器工具构件等。
3.1 HSE的工作原理
图二当中对HSE的工作原理进行了展示, 由图我们可以看到, 仿真构件库主要是由诸器件、设备构件以及代码体所构成。图二当中, 仿真运行管理器主要是应用于指定组装结果文件的读取, 并在此基础之上进行DLL文件的装载, 最后在软件调试工具的支持之下将嵌入式软件装到仿真的目标硬件环境下来对其进行仿真运行并输出仿真结果, 这一点和传统的交叉开发过程基本上是一致的;系统组装器工具构件则主要是在构件库管理器的的支持作用之下将构件库当中的各个构件都以树图的形式表示出来, 在这样一种状况之下用户能够更加方便简洁的选择其所需要使用的构件并良好的配置构件参数, 除此之外还能够做的就是以直观的拖放形式来布局构件和连接引脚, 以这样一种形式组装出目标机硬件环境并将得到的结果储存于组装结果文件当中;构件库管理器工具构件则主要是对构件库中各种构件的增加、删除、查询以及浏览予以支持, 并相应提供构件名到构件代码体之间的映射。
通过上文的叙述我们就不难理解, HSE当中主要采用的是虚拟机的思想, 在由构件组装而成的硬件仿真系统当中并不能够直接生成可执行程序, 而是首先生产中间结果文件, 然后再利用仿真运行管理器作为虚拟机对其进行执行而得到最终的结果。这样一种方式最为显著的优势就表现在开发系统本身较高的可移植性上, 在实际的应用过程当中能够较好的适应于不同的仿真运行管理器工具构件, 这对于工作效率的提高以及工作有效性的保障都是有一定帮助的。
3.2 仿真构件逻辑模型
HSE当中最为主要和关键的资源就是仿真构件, 在实际的工作过程当中HSE正是通过对这样一些资源的重用来实现各种目标硬件环境的生成。本文正是在这样一种状况之下对嵌入式硬件环境进行了一定的领域分析, 并在此基础之上提取出了仿真构件模型。在进行分析的过程当中, 可以将仿真构件从逻辑的角度抽象成为一个二元组:Component= (A, F) , 在这其中, A={Ai|Ai∈构件的外在特征, i=1, 2, 3, ……, n}, A是一个外在特征集, 实际上也就是对所有硬件外在特征的一个仿真, 而F={Fi, F0}是一个功能集, 其中的F0可以表示为F0={f0i|f0i;A→A, i=1, 2, 3, ……, m}, 是一个定义在A上的映射集合, 而f0i对A所实现的改变实际上就是对硬件实际功能所实现的仿真。硬件在被构件化以后其使用环境将发生一定的改变, 这也就意味着各种构件都需要与新的使用环境进行融合和适应, 总而言之, 外界够需要通过A来实现对构件的感知, 并进一步的通过F来实现对构件功能的调用, 这也就是说, 构件模型提取工作的进行就起本质而言也就是对A和F的选择。下文当中就A和F的选择提取进行进一步的分析说明。
3.2.1 A的提取
构件外在特性A的提取主要包含以下两个方面的具体内容:一方面就是要具备图形用户界面, 这主要是因为图形用户界面在使用构件组装仿真硬件系统的过程当中能够代表其相应的构件, 这样就使得构件在工作过程当中能够发生可视变化, 正是因为这样才认为图形用户界面是非常必须的。其次就是引脚, 所谓引脚实际上就是各种硬件之间物理连接点的一个抽象。硬件之间的连接通常有有线和无线两种, 在有线连接当中硬件本身就是构件的引脚, 而在无线连接当中则是将一些无线收发装置抽象成为了构件的引脚。在这里需要特别注意的一点就是所抽取的引脚必须是一些能够在一定程度上实现对硬件控制的物理连接点, 如果不能够达到这样一种要求往往就不需要进行抽取。
通过上文的分析所得到的结果就是:A={GUI, P}, 在这其中GUI所代表的是构件的外观, 而P={Pi|Pi= (Ti, Vi) , i=1, 2, 3, ……, n}, 表示的是所抽取全部的构件引脚集合, 用二元组 (Ti, Vi) 来予以表示, 其中Ti表示的是引脚上电信号的类型, 而Vi则表示的是引脚上电信号的具体数值。
3.2.2 F的提取
F0主要是和实际硬件所具备的功能有关, 这也就是说, 任何能够改变GUI值或者是Pi值的硬件功能都应当抽取到F0, 除此之外还需要考虑的就是较多的硬件都会涉及到时序的要求, 这就意味这在进行分析探讨的时候F0还要考虑到时间上的因素。F1是硬件使用环境和完成构件的一个集合, 因此在进行构件的提取时同样与使用环境有关, 可以在逻辑的角度上将其用一组函数集合来予以表示, F0={f0i|f0i; (GUI, P) → (GUI, P) , i=1, 2, 3, ……, m}。
3.3 仿真构件的实现模型
3.3.1 A的映射
事实上, A可以直接映射为类的公共成员属性, 但是这样一种抽象的意义往往并不如方法明确和具体, 并且在一些特殊状况下直接对公共成员属性进行访问是不太可能的, 正是因为这样才将A中元素转换成为私有的成员属性, 并在类中进一步的增加一些能够对A进行操纵的公共方法来对A直接进行访问。
3.3.2 F的映射
在上文当中已经提到, F0在对硬件功能进行仿真的时候是具有时序要求的, 这也就意味着所延长的时间再执行一个开销为0的操作的话其效果就将和执行一个开销为t的操作完全一致, 即f0i; (GUI, P) → (GUI, P) 是可以通过算法Arith 1来实现的, 且 (GUI, P) → (GUI, P) 可以直接映射为计算机高级语言当中的内容。在进行仿真的过程当中, 必须考虑到较多的硬件在实际工作环境下依然是并行工作的, 因此在进行仿真的时候也需要通过并发来进行模拟, 这样一种状况的实现方法就是将F0当中所有的f0i都转换为类。
3.3.3 可扩展性的实现
我们将构件当中任意数量公共方法定义所组成的集合称作是构件的一个接口, 在这样一种状况下, 如果接口已经通过上述的定义和方法形成, 那么对任意方法的增加、删除或者是更改都是使得接口的定义发生变化。考虑到在系统当中往往较多的涉及到同一个接口定义的共用, 因此即便是构件本身没有发生改变, 公共方法的调用者还是会受到一定程度的影响的, 这对于系统本身的可扩展性同样影响较大。所谓多接口则是指对于同一个对象实现多个接口, 因此按接口来进行方法调用强调的就是调用接口当中的方法来对一些直接调用的方法予以替代, 这样做的好处就在于在采用多接口技术的时候其不同接口的调用者不会受到彼此之间的干扰或者是影响。我们在这里针对于多接口技术的关键问题提出两个方面的分类原则:一方面就是将所有不稳定的方法都单独的归结为一类, 且需要将各个构件的实现体都以动态的形式加载到系统当中去;另一方面就是按照其功能来进行分类。
4. 结语
与传统的软件开发平台相比较而言, 本文当中所提出的构件化仿真开发环境模型CSIDE具有以下三个方面的显著特征:一是CSIDE体系结构当中工具总线的采用极大程度的提高了系统本身的灵活性, 使其能够较好的支持分布式处理;二是集成的构件化硬件仿真环境较好的实现了对产品硬件环境的仿真;三是工具代理以及仿真运行管理器的应用使得整个仿真过程当中各个部分协调性较好, 同样较大程度的提高了系统本身的扩展性和反正效率。
参考文献
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[3]潘爱民.COM原理与应用[J].北京:清华大学出版社, 1999
构件开发 篇8
ERP (Enterprise Resource Planning) 企业资源计划系统, 是指建立在信息技术基础上, 以系统化的管理思想, 为企业决策层及员工提供决策运行手段的管理平台。
工作流管理系统的定义是:“工作流管理系统是一个软件系统, 它完成工作流的定义和管理, 并按照在计算机中预先定义好的工作流逻辑推进工作流实例的执行。”工作流系统不同于ERP系统, 但只有在工作流管理系统的支撑下, 通过集成具体的业务应用软件系统 (ERP、CRM、SCM等) , 才能良好地完成对企业经营过程运行的支持, 在更广的范围内, 不同的时间跨度上做好企业的经营管理, 提高企业的整体水平和竞争力。
最新的工作流技术能把数据库技术和基于电子邮件的流程管理技术结合起来, 既能在邮件中访问企业的业务数据, 又能在数据库软件中生成相关的邮件。这种结合管理信息系统MIS (Management Information System) 技术和工作流技术的新技术可称为“工作流MIS (WMIS) ”。
光彩医药企业ERP系统开发平台是满足医药企业管理要求的工作流程管理软件平台。
1 国内外医药企业ERP系统软构件及开发平台发展现状与趋势
自从办公自动化这个词产生以来, 它的含义无时无刻不发生变化, 而当今这一词已经和计算机无法分开, 基于可复用软构件技术的医药企业ERP管理软件综合业务处理系统平台和软构件库正是用计算机技术和网络技术将医药企业的业务管理模式进行规范化、科学化、正规化、网络化。形成电子邮件与数据库结合的工作流管理信息系统 (WMIS) 。
设想, 一个管理人员或领导, 他每天要关心和做的事情很多, 如设备维修进展如何、文件批改的上报下传、飞机票何时去取、员工请假、报销等等, 为了准确的管理这些事情, 你可能使用计算机软件来帮助你, 可是这些东西全都是不同的应用, 你为了这些事情就得在许多不同的软件上或窗口中切换, 查找, 而且情况常常是当你去查找的时候, 没有什么事情发生, 而当你不在的时候, 紧急的事情却发生了, 这样一来不但你很累而且耽误了重要的事情。集成电子邮件技术和数据库技术的WMIS却可以改变这一切。
目前, 在先进国家中工作流管理系统 ( WMIS) 已经形成, 但是, 这样的操作系统应用到我国不仅有语言的问题, 同时也有体制、保密等问题, 开发中国的基于可复用软构件技术的医药企业管理软件业务流管理系统, 具有深远的社会意义即填补中国管理体系的空白。同时会带来丰厚的经济效益。
2 光彩医药企业ERP系统软构件及开发平台:
2.1 主要研究内容
吉林省有数量众多的医药生产企业, 正在建立北药基地。随着国家对关系民生的医药企业管理越来越严格, 在医药生产企业强制推行GMP认证。医药行业市场规模不断扩大, 医药企业不断发展壮大, 因而对管理信息化要求越来越迫切。因而形成了一个广阔的ERP管理业务软件需求市场。由于软件产品的生产规律限制, 开发周期长, 且企业发展变化快, 需要不断对软件进行调整。为此我们运用国际最新的软件工程思想, 通过深入研究国际知名医药生产企业的管理流程和管理方法, 解剖国内成功医药企业生产管理。归纳出医药制造企业信息化的共性部分, 开发出独立的软构件, 并融合公司独创的自定义报表技术、图表分析技术、万能查询技术、短消息群发接收技术、定向信息发布技术和电话来电提醒搜索功能, 构成快速组建医药制造企业ERP系统的开发平台, 实现非技术人员可随时根据流程调整系统, 并生成所需的图表丰富的统计报表。
团队有近10年开发管理软件的成功经验, 拥有一批优秀的ERP管理软件工程师, 他们不但掌握着先进的计算机技术, 更对医药企业的管理业务有着深刻的理解, 从而可以把先进的计算机技术与实际业务进行完美的结合。现已形成:《光彩企业ERP系统》、《光彩物业管理系统》、《光彩物流企业管理系统》等软件系统。因此, 现有的技术、软件经二次开发, 在成功实践的基础上, 用计算机技术、网络技术、多媒体技术, 建立满足医药企业管理要求的工作流程管理软件平台和软构件库。
2.2 技术要点
(1) 异种数据库的互联互通。如实时访问各种远程数据库 (Oracle, Access, Sybase等) , 并且实现一对多功能。
(2) 同一平台下的业务重构问题, 由于我国地域广阔, 不同地区的管理流程有差异。
(3) 以构件化、平台化思想实现各种软件系统的开发与设计。
(4) 自定义报表和图表结合式报表技术。
(5) 万能查询技术
(6) 短消息收发功能
结合计算机技术、通讯技术, 自动识别技术, 硬件接口技术及软件开发技术, 数据库技术, 多媒体图像处理技术建立医药企业ERP工作流程管理开发平台。
2.3 关键技术简介
该产品关键技术是集成电子邮件技术和数据库技术为一体。以电子邮件来串联一项工作的不同阶段, 把各个阶段的工作以相应的表格形式来体现, 这些表格包含有完成它们所需要的信息 (比如说当前环节的前面各阶段中所完成的工作情况) , 然后列出他们当前阶段所应当填写的各个输入选项。当一个表格的各个输入完成以后, 就被以电子邮件的形式发送给下一阶段的工作人员, 下一阶段的工作人员将会在他们的邮箱中看到他们所应作的所有工作当前完成情况, 对其中任意一项工作 (邮件) , 可以通过人工选择或系统自动的方式展开下一步, 也就是说打开下一步工作所应当填写的表格, 这样, 一项协作性的工作, 表现为一系列的邮件, 一个信息流, 邮件流, 或者说工作流, 不仅如此, 在这些电子邮件中显示和输入的数据都要来自数据库, 这就是说必须把电子邮件和数据库系统集成起来。
该项技术是当今办公自动化的最高标准, 在国际上是管理软件的趋势, 在国内这项技术是国内的空白。
3 产品分析
3.1 产品可靠性
本产品涉及到的技术, 不仅仅是软件工程, 同时需要建立各种不同类型的网站。就目前技术标准, 开发软件已经成熟, 不论是从业务流程, 还是数据库结构及电子邮件的数据处理, 已经没有任何问题。网络及网站的建立, 我们可以共同设计, 选择适当的频宽, 相应的服务器及各种专线。从硬件上, 已经远远地超过软件的速度。将来的产品的可靠性, 完全取决于系统设计和网络工程。而在这两方面我们有足够的力量和经验来完成它。
从2000年开始, 通过分立模块管理软件制作, 在吉林省、黑龙江省、海南省等地的医药企业、医保中心、医院等管理业务中应用, 已经形成工作流程的总体设计, 并且形成了 (WMIS) 的总体布局。正在进行医药企业工作流程管理软件平台及软构件产业化工作。已经形成业务流程的总体设计, 并且形成了基于可复用软构件技术的管理软件的总体布局。具有严密、细致的管理流程和大型数据库结构。为适应医药企业信息化需要, 需尽快扩大本产品的市场份额。
本产品旨在研发具有自己特色、自成系列的医药制造企业ERP系统的开发平台和软构件库。
3.2 生产和营销
3.2.1 基地建设
拟在长春开发区建立“可复用软构件基地”。基地拟建管理软件生产流水线三条;可容纳3O0人的“双元式”职业技术培训中心一处。职工公寓2000平米
3.2.2 营销
目前, 我们已经有一定程度的市场, 先在吉林省的医药企业推广应用。就我公司的现有产品的销售情况, 新产品定价应在2万元～800元 (形成产品后可适当降低价格) , 以年推广1000家, 年利润可实现1800万元。第二期主要是将产品转移到网络服务上, 通过销售软件, 为管理部门和用户能够提供一个需求, 那就是, 希望能从网络上得到他们所需用的文件、报表、通知、广告、报价等一切信息。使我们公司成为真正的网络公司。
3.3 产品服务
3.3.1 技术方面
项目团队有近10年开发管理软件的成功经验, 拥有一批优秀的ERP管理软件工程师, 他们不但掌握着先进的计算机技术, 更对医药企业管理业务有着深刻的理解, 从而可以把先进的计算机技术与医药企业的实际业务工作进行完美的结合。
3.3.2 市场方面
我公司的软件产品已成功应用于吉林省的所有市、州、县 (市) 区工商局和部分工商所和黑龙江省的部分工商局, 吉林省内的部分工行、建行和政府办。并通过多年细致完美的现场服务与客户建立了稳定的供求关系。且软件产品不同于硬件产品, 其设计思想、标准、规范一旦被用户接受则用户很难改变。但随着技术手段的发展、业务的调整 (特别是机构改革) , 需要软件产品保证升级、换代。其后期需求已是相当巨大的。而且工商局、银行、政府办在本区域内技术的应用是起引导作用的。
3.4 组织
公司主要技术骨干都具有5年以上的软件开发及项目管理经验, 总经理田广东曾工作于多个政府部门, 并担任过合作公司和研究所的领导。有丰富的基层管理经验, 对政府政务流程管理有深刻的认识。同时能将政务流程转化为计算机过程控制。能填补高校等研究机构不熟悉业务, 业务部门不懂计算机的空白。公司开发队伍精通国际软件业所需要的绝大部分开发工具、网络数据库及操作系统平台, 例如:C/C++、Visual C++、C++Builder、PowerBuilder、Delphi、Visual Basic、PHP、JSP;Oracle、Sybase、DB2、SQL Server;Windows NT、Unix、Linux等等。
公司的开发队伍有着极强的技术更新能力, 真正做到了与国际软件业发展的步调一致;同时, 公司具有较强的市场敏感性, 先进技术与市场的结合使公司推出的诸多产品都各具特色, 极具竞争力。
4 市场分析
4.1 市场环境
目前随着医药企业的发展壮大, 都十分重视信息化工作。我们公司更是得到了各级政府的大力支持, 现公司是“政府科技引导计划”授牌企业, 是长春市政府鼓励科技人员创业的“新星创业计划”第一个支持的软件企业。相信不久的将来“光彩软件 (LusterSoft) ”一定会成为一个闪亮的名字。“光彩软件, 规范管理, 轻松办工”一定为会成为医药企业信息化的共识。
4.2 市场调查和预测
本产品主要应用于医药企业的工作流程管理。我们采用调查表和网络测试等方式来统计未来产品的市场潜力, 从统计的数据中我们可以说, 未来产品的潜力不是我们所能想象出来的。同时需要说明的是, 目前, 我们已经占领了一个很大的市场, 我公司的产品正在应用于这一市场, 这是我们的最有利的因素。产品更新换代能使产品的寿命延长到我们需要的期限。
4.2.1 用户分析
通过我们过去的实践的调查, 现在一个小的医药企业, 在计算机管理应用中花在软件上的经费大约为2～5万元。以平均3万元计, 以每县平均40家计, 则以吉林省70家县区级政府, 可形成产值3*40*70=8400万元。
4.2.2 地域
初期以吉黑两省用户为主, 以地市为单位建分公司, 完善销售网络。中期拓展到北京、上海发达城市。完善内部管理、技术、维护, 市场开发人员定岗定责。争取国家创新基金, 扩大企业影响, 将产品在全国推广。
4.2.3 市场份额大小
从CNNIC公布的调查报告中, 我们可以预测出我们的目标用户将会占总用户群的16.4%以上。我们基于对公司计划的了解和信心, 以及软件市场的迅速发展, 我们相信经过我们的努力, 我们将会占领电子政府政务流程管理软件市场的70%以上, 为我国各级政府机构改革和小政府大服务的电子政府的建立作出我们的贡献。
5 结束语
国家863计划提出的新一代ERP系统的标准中, 明确要求以工作流引擎为基础, 加强流程控制与事务处理系统的集成。光彩医药企业ERP系统软构件及开发平台用计算机技术、网络技术、通讯技术、多媒体技术, 用工作流思想, 建立满足医药生产企业管理信息化需要的, 能快速构建医药制造企业ERP系统的软件开发平台和软构件库。
我国的企业信息化正在初建时期, 很多政策、法规、标准、规范还不够完善。尤其是随着社会的高速发展, 新的行业不断涌现。光彩公司不断的调整自己的管理, 适应社会发展的需要。
摘要：本文介绍光彩医药企业ERP系统软构件及开发平台, 运用国际最新的软件工程思想, 归纳出医药制造企业信息化的共性部分开发出独立的软构件, 构成快速组建医药制造企业ERP系统的开发平台, 实现非技术人员可随时根据流程调整系统, 并生成所需的图表丰富的统计报表。同时对产品和市场进行了分析。
关键词：软构件,平台,业务流,医药企业ERP系统
参考文献
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