第15章软件工程新技术

2019年9月26日
第15章 软件工程新技术
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教学内容
15.1 软件复用技术 15.2 基于构件的软件工程技术 15.3 软件过程与标准化 15.4 敏捷软件开发过程 15.5 Web 软件工程 15.6 软件产品线技术 15.7 本章小结和习题
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常用分类方式
枚举分类 刻面分类 属性值分类 正文检索 关键词分类
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15.2.4 构件的检索与组装
2．构件组装技术 目的：利用现有的构件组装成新的系统。 本质：是在构件之间建立关联，根据这种关联，协调
它们的行为，把它们组织成为一个有机的整体。
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15.2.3 构件模型及描述语言
北京大学青鸟构件模型是一个具有面向对象风格的模型，从3 个不同的、相互正交的视角来看待构件，每个具体的构件都是形态 、层次和表示构成的三维空间中的一个点。
构件形态：类、类树、框架、设计模式、体系结构； 构件层次：分析件、设计件、编码件、测试件 构件的表示与层次有关，不同层次的构件具有不同的表示媒
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15.2.3 构件模型及描述语言
构件描述语言
比较典型的有CORBA规范中的接口描述语言IDL UML规范中的对象约束语言OCL 北大青鸟构件系统中的青鸟构件描述语言JBCDL 加州理工大学提出的构件描述语言CDL等
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图15.4 一个典型的可重用的过程模型
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15.2.5 基于构件的软件工程方法
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15.2.1 中间件技术
1．中间件要解决的问题
（1）应用的互连和互操作问题 （2）针对不同的应用领域，对中间件又有各种不同的要求
中间件具有以下特点：
满足大量应用的需要； 运行于多种硬件和操作系统平台； 支持分布式计算； 提供跨网络、硬件和操作系统平台的透明性； 支持标准的协议和接口。
从广义上来讲，构件可以是被封装的对象类、类簇、一些功 能模块、构件框架或构架、文档、分析件、设计模式等；
从狭义上来说，一般指对外提供的具有规约化接口、符合一 定标准、可替换的软件系统的程序模块。
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15.2.2 构件与构件化
构件技术的基本思想：创建和利用可复用的软件构件来 解决软件开发的问题。
两个主要的构件描述模型： Tracz提出的3C模型：主要用于对构件的可重用信息进行
描述， Component=（Concept，Content，Context）
REBOOT项目中提出的REBOOT（Reuse Based on Object Oriented Techniques）模型：主要用于对可重用 构件进行分类与检索，它与构件检索的关系更为密切。
静态组装：设计时的组装。 动态组装：运行时的组装。
（2）按照构件在组装之前需要对构件内部细节了解的 程度及是否需要进行修改、封装
黑盒组装方式、白盒组装方式和灰盒组装方式
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15.2.4 构件的检索与组装
4．构件组装的实现方法
（1）以框架为基础的方法 （2）以连接件为基础的方法 （3）以胶合代码为基础的方法 （4）基于总线的方法
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15.2.1 中间件技术
中间件是一种独立的系统软 件或服务程序，分布式应用 软件借助这种软件在不同的 技术之间共享资源；中间件 位于客户机/服务器的操作 系统之上，管理计算资源和 网络通信。
图15.1 中间件概念
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15.2.1 中间件技术
中间件的作用：建立分 布式软件模块之间互操 作的机制，屏蔽底层分 布式环境的复杂性和异 构性，为处于自己上层 的应用软件提供运行与 开发环境，帮助用户灵 活、高效地开发和集成 复杂的应用软件。
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图15.2 中间件在应用系统中的位置
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15.2.1 中间件技术
2．中间件的分类 （1）根据中间件具有的功能和所提供的服务
面向对象中间件、消息中间件、容错中间件、反射中间 件
（2）基于IDC分类方法
终端仿真/屏幕转换、数据访问中间件 远程过程调用中间件、消息中间件 交易中间件、 基于对象请求代理（ORB）中间件
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本章内容结构
本章引言 学习目标 教学内容 本章小结 思考和练习
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本章引言
软件工程领域研究使用的新技术：
迭代开发，以时间换空间，消除市场风险。 敏捷开发或轻量级过程，以不变应万变。 永远的Beta，不断推陈出新，永无止境。 持续集成、持续构建、全程测试。 知识管理，将软件工程纳入知识管理的范畴。 软件即服务(SaaS)，面向服务架构(SOA)的开发思想。 用例驱动开发，用户为本思想在软件中的体现。 以顾客为中心的全面质量管理。
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15.1.1 软件复用概念及分类
（1）依据复用的对象分类
产品复用、过程复用
（2）依据对可复用信息进行复用的方式分类
黑盒复用、白盒复用
（3）依据复用的组织方式分类
个别的软件复用、系统化的软件复用
（4）根据所应用的领域范围分类
横向复用、纵向复用
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15.2.1 中间件技术
3．中间件的发展及认识度
早期的中间件市场中事务中间件与消息中间件占的份额最大 ，近年来随着Web应用的逐渐普及，支持Web服务和应用的 应用服务器中间件的占有量已经居于各类中间件的首位，消 息中间件和事务中间件分别居第二、三名。
基于构件的开发（ CBD， Component-Based Development）：是一个与领域活动并行的CBSE活动。为 了实现软件重用，基于构件的软件工程强调领域工程与软件 工程同步进行。
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15.2.5 基于构件的软件工程方法
图15.4给出了一个典型的可重用的过程模型，描述了领域工 程与软件工程的关系。
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15.2.3 构件模型及描述语言
主要不同在于技术的提出者及应用背景
COM/DCOM是由微软公司提出的，由于Microsoft在 PC软件领域的垄断地位，因此在基于Microsoft的环境 中，使用COM/DCOM/COM+是一种当然的选择；
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பைடு நூலகம்
15.1.2 软件复用的关键技术和复用粒度
软件复用有3个基本问题：
必须有可以复用的对象 所复用的对象必须是有用的 复用者需要知道如何去使用被复用的对象。
软件复用包括两个相关过程：
可复用软件（构件）的开发 基于可复用软件（构件）应用系统的构造（集成和组装）
可复用构件：具有相对独立功能和可复用价值的构件。
构件化的软件开发方法是一种将一个完整系统看作是若 干个独立部分（构件）组装的软件开发方法，每一部分 是一个可重用的单元，通过替换和重新配置来完成软件 的升级。
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15.2.3 构件模型及描述语言
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15.2.4 构件的检索与组装
W.Fr akes重点讨论了信息科学方法，因为这是实际复用项目 中，应用较为成功的途径。将信息科学方法分为基于受控词 汇表和基于不受控词汇表分类两种形式。
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图15.3 信息科学的编目方法分类图
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15.2.4 构件的检索与组装
表15.1 操作系统、数据库管理系统和中间件的类比
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15.2.2 构件与构件化
构件：是一些可执行单元，可以通过独立的开发、购买和配 置组合到一个功能系统中去，是软件系统内被标识、符合某 种标准要求并可复用的软件组成成分，类似于传统工业中的 零部件。
15.1.1 软件复用概念及分类
软件复用：重复使用“为了复用目的而设计的软件 ”的过程。
实施软件复用的目的：要使软件开发工作进行得更 快、更好、更省。
软件复用与共享、软件移植的区别： 共享：是在一个系统中多次使用一个相同的软件成
分 软件移值：对一个软件进行修改， 使它运行于新的
软硬件平台
介和手段，如图形、复合文档、正文、伪码、编程语言、目 标码等。
青鸟构件模型从9个方面来描述构件，即概念、操作规约、接 口、类型、实现体、构件复合、 构件性质、构件注释、构件 语境。
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15.2.3 构件模型及描述语言
构件实现模型标准：
CORBA、COM/DCOM/COM+、JavaBeans /EJB
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15.2.4 构件的检索与组装
1．构件的检索
W.Frakes从构件表示出发，将现有方法分为人工 智能方法、超文本方法和信息科学方法3类。
i则按照复杂度和检索效果的递增，将其分为 基于正文的、基于词法描述符的、基于规约的分类 和检索3类。
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CORBA是由OMG组织提出的，它的标准是开放的，并 且OMG成员广泛，所以CORBA最具普遍性，是异构环 境中的理想选择；
在Internet 和移动计算（如手机）中，Java是普遍采用 的一种技术，因此JavaBeans/EJB在这类Internet和移 动计算应用环境中比较适合。
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15.1.2 软件复用的关键技术和复用粒度
实现软件复用的关键技术因素：软件构件技术、领 域工程、软件构架技术、软件再工程技术、开放系 统技术、软件过程、CASE技术等。
软件复用的非技术因素：机构组织如何适应复用的 需求；管理方法如何适应复用的需求；开发人员知 识的更新；创造性和工程化的关系；开发人员的心 理障碍；知识产权问题；保守商业秘密的问题；复 用前期投入的经济考虑；标准化问题等。
构件组装的研究内容包括两部分：
– 对复合构件形成过程的研究 – 面向体系结构（或者组装框架）的研究
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15.2.4 构件的检索与组装
3．构件组装技术及方法的分类 （1）根据组装场景的不同分类
不同的组装层次：源代码级的组装、运行级组装 不同的组装模式
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15.2.5 基于构件的软件工程方法
基于构件的软件工程（Component-Based Software Engineering，CBSE）：以面向对象的方法为基础，强调 软件重用的作用，在软件体系结构设计的基础上，使用可复 用的软件“构件”来设计和构造基于计算机的系统过程。
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学习目标
掌握软件复用的概念、分类、关键技术及复用粒度 理解基于构件的软件工程技术的相关概念及应用 理解软件过程和标准化的作用及应用 理解敏捷软件开发过程概念及模型 理解Web 软件工程的相关概念和特色 理解软件产品线技术的概念及发展
基本思想：
第一，采用将构件的接口和实现相分离的原则； 第二，采用黑盒重用的方式，外界仅可以通过构件的接
口来访问构件的功能； 第三，在实现方法上都使用接口描述语言（Interface
Description Language，IDL）进行构件接口定义，利 用相应的中间件作为支持该构件模型的运行时环境，从 而达到由不同的编程语言所实现、运行在不同的操作系 统环境中及在不同主机上的构件都能相互交互的目的。