软件复用在高速公路业务系统开发中应用

1、软件复用在高速公路业务系统开发中应用摘要：在高速公路业务管理方面，大部分软件系统的开发 普遍缺乏统一的规划，没有统一的技术规范和业务规范，使 得系统之间难以进行有效的信息交换，形成了一个个的“信 息孤岛”，由此带来诸多问题。软件复用技术是目前解决软 件危机、提高软件生产效率和质量的现实可行途径，它是在 软件开发中避免重复劳动的解决方案。近十几年来，面向对 象技术出现并逐步成为主流技术，为软件复用提供了基本的 技术支持。关键词：高速公路软件复用规范和标准中图分类号：tp277文献标识码：a文章编号： 1007-9416 (2012) 11-0154-02随着高速公路管理信息化建设的开展，各类相关

2、软件的 开发急剧增加。如何有效地保证软件的开发质量、最大限度 地提高软件开发效率，已成为信息化建设过程中所面临的最 大难点之一。在高速公路业务管理方面，大部分软件系统的 开发普遍缺乏统一的规划，没有统一的技术规范和业务规 范，使得系统之间难以进行有效的信息交换，形成了一个个 的“信息孤岛”，由此带来诸多问题。例如：系统之间缺乏 互操作性，难以通过系统集成构建满足多种用途的综合信息 系统；软件系统重用性差，大量类似项目重复开发，资源浪 费严重，很难保证规模和质量；由于软件系统内部要素耦合 度高，导致系统的可维护性和可扩展性差，等等。软件复用技术是目前解决软件危机、提高软件生产效率 和质量的现实可

3、行途径，它是在软件开发中避免重复劳动的 解决方案。近十几年来，面向对象技术出现并逐步成为主流 技术，为软件复用提供了基本的技术支持。软件复用通常可 分为产品复用和过程复用两条途径。基于构件的复用是产品 复用的主要形式，而中间件技术的出现与成功应用将软件复 用技术提升到一个更高的层次。结合目前学术界、产业界已 有的成果，提出高速公路业务管理的软件复用技术规范，并 将其推广应用，将有力促进信息化建设的步伐。1、软件复用技术的现状到目前为上，人们对小粒度的软件复用进行了长期的研 究和实践，发现这类复用方式有许多局限性。近年来，人们 开始转向中、大粒度复用研究发现，通过中粒度复用，软件 设计者们在开发

4、一个新的软件系统时，可以利用己有的需求 分析、设计的思想和结果。通过大粒度复用，可以利用己有 的系统来组建新的应用系统。设计新的应用系统时，只需考 虑各系统相互作用的框架结构，而不必关心设计和实现的细 节，从而缩短了开发时期，降低了开发成本。目前，我们在这一技术领域也进行了大量跟踪研究和应 用系统开发工作，但至今还没有建立起一套供全省高速公路 信息化建设共同遵守和使用的软件复用性技术规范，这种状 况严重制约着各类业务软件系统和办公自动化系统的开发 工作。因此，开展软件复用规范，借鉴国内外先进技术建立 相关技术规范和标准，已成为高速公路业务管理信息化建设 中的一项重要课题。2、总体研究思路我们在

5、吸收国内外有关软件复用研究成果的基础上，对 当前软件生命周期模型、软件复用技术和规范进行了深入研 究，分析了 ieee1517标准信息技术一软件生命周期过 程一复用过程标准，并建立了代码级复用模型、设计级软件 复用模型和分析级软件复用模型等不同层次的软件复用模 型，并将这些模型用于指导实际的软件开发，建立了基于构 件的软件开发模型和基于ejb技术的软件复用模型。从而丰 富了软件复用理论、技术和方法，给高速公路业务软件的设 计、开发提供了一条新的技术途径。利用该成果，提高了软 件开发的效率，避免了重新开发可能引入的错误，提高了软 件的质量，总体思路如下：(1) 对国内外和高速公路业务管理在软件复

6、用方面开 展的技术研究进行大量的资料收集与实际调研，掌握软件复 用技术的最新前沿；(2) 对掌握的资料与调研结果进行系统和细致的分析, 主要对通用基本构件、领域共性构件、应用专用构件等三大 类构件进行系统的分析和研究，同时结合对相关的技术标准 的研究，为提出符合高速公路业务管理实际的软件复用模型 做好技术准备；(3) 通过深入的研究，建立代码级复用模型、设计级 软件复用模型和分析级软件复用模型等不同层次的软件复 用模型。(4) 将研究结果指导实际的软件开发，定期地收集用 户的使用意见，不断地对模型进行完善，使之真正地成为可 靠、实用的模型。3、主要技术说明3. 1代码复用代码复用包括两个方面：

7、概念复用和实现复用。代码复 用是绝大多数程序员所期望的，为了使代码能够最大程度上 复用，提出如下代码复用的原则：对接口编程；优先使用对 象组合，而不是类继承；将可变的部分和不可变的部分分离; 减少方法的长度；消除case/if语句；减少参数个数；类层 次的最高层应该是抽象类；尽量减少对变量的直接访问；子 类应该特性化，完成特殊功能；拆分过大的类；作用截然不 同的对象应该拆分；尽量减少对参数的隐含传递。3.2设计复用模型3. 2. 1设计和构造构件时必须遵循以下准则为增强构件的可复用性，需要提高抽象的级别，以便充 分利用构件的继承特性；可理解性、易读性、易修改性强。 构件应设计有很好的与语义有关

8、的界面，并有完整、正确、 容易使用的文档，以利修正、扩充和完善构件的功能；构件 内必须具有很高的内聚度，构件间必须有很低的耦合度；较 强的分解力。构件既能被方便地集成，也能针对不同应用， 具有灵活的可分解性，因而需要将构件可变部分数据化、参 数化，以适合不同的应用；较强的向下兼容能力。构件库必 须具有较强的版本控制能力，以利构件升级；较强的演化能 力。数据与其结构封装在一起，数据应存放在数据构件对象 中，能主动解释其结构，这是构件间交互和集成的基础。3. 2. 2对不同类别构件的使用方式系统构件是指系统总体框架构件，对每一应用领域一般 需要开发一个系统构件，并将系统构件存放到系统构件库 中，系

9、统构件应主要由软件开发者在一定的软件总线规范下 开发。 组织构件按一定的软件总线规范开发，所有系 统构件所公用的组织构件构成公共组织构件库，通过系统构 件和组织构件这两类构件的合理组装，就可形成新的应用系 统。系统构件和组织构件可复用分子构件、原子构件构造自 己，而分子构件和原子构件只能参与系统构件、组织构件的 组装，但不参与最后新的应用系统的组装。构件具有以下几 个特点：自描述、可定制、可集成、连接机制。可以用过程 语言和面向对象语言创建构件。3. 2.3构件的规范com、cobra和ejb这三种构件规范皆是针对二进制代码 构件制订的，为基于构件的软件开发提供了一个对象管理的 基础设施。3.

10、 2.4基于构件的软件开发过程模型在领域工程阶段，对领域中系统的进行分析，识别这些 应用的共同特征和可变特征，对刻划这些特征的对象和操作 进行选择和抽象，形成领域模型，依据领域模型产生出领域 中应用共同具有的体系结构(即特定领域的软件体系结构) 或生成过程，并以此为基础识别、开发和组织可复用构件， 形成领域构件库。在开发阶段，可以根据领域模型，确定新应用的需求规 约，根据特定领域的软件体系结构形成新应用的设计，并以 此为基础选择可复用构件进行组装，从而形成新系统。3. 3体系结构复用3. 3.1软件体系结构复用的要素软件体系结构由5种元素组成：部件(component).连 接(connect

11、or)、配置(configuration)、端口 (port)和 角色(role),其中部件、连接和配置是最基本的元素。软件体系结构建模语言adl ( architecture description language)是描述软件体系结构规范的出发点，是分析和验证软件体系结构的前提和基础。目前对软件 体系结构的研究大都以软件体系结构语言展开。其主要类别 为：(1) 研究软件体系结构配置结构的描述语言：这一类 软件体系结构描述语言主要针对体系结构的静态和动态配 置，对体系结构配置的演化所具有的性质进行研究。(2) 研究软件体系结构实例的描述语言：这一类体系结构描述语言描述的是特定的系统，它所解决

12、的问题是:“系统的体系结构是什么”使得系统在确定实现策略之前首先在体系结构的层次上进行分析和设计。(3) 研究软件体系结构风格的描述语言：这一类语言描述体系结构的模式或范型，从而描述了具有相同风格的一 族系统的体系结构，它所解决的问题是"系统使用的结构模 式”和“体系结构风格的含义” o3. 3.2基于构件的系统体系结构的建立系统体系结构最重要的就是软件体系结构风格和软件体系结构模式。(1) 软件体系结构风格：管道/过滤器风格；基于事件的隐式调用风格；仓库风格。(2) 基于构件的系统体系结构模式。(3) 基于构件的系统体系结构描述。3.4分析复用模型对于分析复用模型，本研究采用uml来实现。uml的目 标是以面向对象图的方式来描述任何类型的系统，具有很宽 的应用领域。uml是一个通用的标准建模语言，可以对任何 具有静态结构和动态行为的系统进行建模。uml适用于系统 开发过程中从需求规格描述到系统完成后测试的不同阶段。构件的抽取主要有两种方式，一种是从已有系统中抽取 可复用构件，另一种在系统分析、设计阶段就考虑构件，整 个系统通过构件组装而成