互联网时代的软件技术

1、互联网时代的软件技术：现状与趋势摘要:互联网的快速发展和延伸引发了信息技术和信息产业的新一轮变革，把软件和互联网紧密结合在一起，互联网环境下软件即服务的理念已经开始改变软件研发乃至整个产业的格局。本文回顾现有基于网络的新型计算范型和应用模式，探讨了软件模型、软件运行平台和支撑机制、软件开发方法和软件质量评价与保障体系的现状发展与趋势，讨论并开展了展望下一步的研究工作。关键词：互联网、软件技术、网构软件软件和硬件构成了计算机，其中核心部分就是软件系统，目前计算机技术已经成为现代信息社会中不可或缺的工具，它已经逐步的渗透到社会的各个领域，和人们的生活息息相关。从功能上看计算机软件分为应用软件、系统

2、软件和支撑软件，系统软件和支撑软件也成为基本软件，计算机软件的最终目的，就是为人类提供更好的计算服务。因而推动软件技术发展的直接驱动力就是满足各种各样的需求。自2000年以来，互联网正在演化成为一个全球范围内广泛存在的计算平台，成为信息产业发展的强劲引擎，不断催生出新的应用模式和消费需求，不仅引发了信息产业的新一轮变革，同时也为促进其他产业的变革和成绩提供给了不竭的动力。近10年以来，世界信息技术产业对经济社会的推动力度和价值超越了过去的60年时间，催生了新的软件产业形态一一面向互联网的软件产业，并为以金融、物流、网络教育、旅游和电子商务等为代表的现状服务业带来了全新的增长点。相对于传统产业，

3、基于互联网的产业既带来了消费内容升级也带来了消费模式革新。新型产业的消费内容既包括如软件、数字出版等信息产品本身，也包括如导航服务、叫车服务等信息服务。因此如何充分利用这个平台成为计算机科学与技术的挑战，由此产生了多个基于网络的新型应用模式或计算范型。这些应用模式或计算范型，以及互联网平台自身开放、动态、难控的特性，导致软件形态呈现新的变化，由此对传统的软件理论、方法和技术提出了新的挑战。本文将探索互联网环境下软件技术的现状和进展。首先回顾现有基于网络应用模式或计算范型。其次，结合这些研究实践，围绕软件方法和技术体系中的四大要素分析相关理论、方法和技术的现状以及发展趋势，最后讨论并展望今后软件

4、技术的进一步发展方向。1互联网基础上的计算范型和应用模式(1)1990年代中期最初提出网格计算的概念，其目标是有效整合分布于互联网上的计算资源、存储资源、通信资源、软件资源和知识资源等。近年来又出现了云计算可以看做是这种理念的一种延伸。(2)普适计算类似的概念还有泛在计算等在1990年代初被提出，具目标是无所不在的、随时随地的可以进行计算的一种方式，试图将信息空间和人们生活的物理空间有机集成为一个整体，以各种网络环境(如互联网、无线网、传感网)为应用环境，以各种嵌入式计算设备为载体，普适计算已经取得了一些重要进展。(3)20世纪90年代末提出服务计算的概念，其目标是以服务作为应用开发的基本单元

5、，能够以服务组装的方式快速、便捷和灵活的生成增值服务或用用系统，并有效的解决在分布、异构的环境中数据、应用和系统集成问题。(4)在21世纪初提出语义网的概念，其最初目标是克服目前基于Web信息共享方式在资源定位查找上的不足，希望同各国为网页增加计算机可处理的语义信息，建立一种使网络资源的语义能够自表示、便于及其理解、互联网的信息共享平台，以此来支持Web信息的有效共享和利用。(5)万维学的概念由万维网的创始人TimBerners-Lee于2006年提出，其目标是掌握WWW的发展，并产生更为有效、有益的网上行为和模式。上述产生于互联网环境下的新型计算范型和应用模式均是从某种或层次对“统一计算机的

6、”应用提出新的理念和技术体系。我国学者从软件技术角度出发，从2000年正式提出了网构软件的概念。网构软件是互联网环境下的一种新型软件形态。2软件模型的转变计算机软件技术的发展历史表明，软件方法学是软件技术的基础，同软件方法学发展最为密切的3个要素便是计算机平台、人的思维模式和问题域的特性。软件模型描述软件实体和实体之间的交互连接关系，软件实体是构成软件系统的基本要素。软件模型描述软件实体和实体之间的交互链接关系，软件实体是构成软件系统的基本元素，在计算机应用与支撑平台快速发展的驱动之下，软件实体的发展经历了语句、函数/过程、模块、抽象数据类型/对象、构件、服务等粒度和层次。在这个过程中，软件实

7、体的内容自包含性、功能性和实体适应性在不断增强，以满足开发者和使用者对于系统复杂性控制的要求。例如，结构化软件试图适应人分析问题和解决问题的思维模式，而面向对象进一步的试图适应客观世界的问题结构，作为目前流行的软件模型，对象封装了一类实体的属性和操作，并通过集成、多台和动态绑定在一定程度上解决了控制复杂性和应变性的问题，使得软件能够对问题的开放性具备一定的应变能力，以统一建模单元、模型驱动体系为代表的对象技术取得了较大成功，出于如软件复用的基本单元，因此对软件实体的自包含性和功能独立性提出了更好的要求。软件实体之间需要通过建立通信链接和交互约束，相互协作达成既定应用目标，这个过程就是软件协同。

8、软件的软件系统运行于静态、封闭、固定的环境中，其运行效果可以预计，因此传统的软件模型较少考虑环境因素，如环境状态信息的获取。软件实体与环境中其他未知实体的同步、协作关系等。3软件运行平台的演变软件运行平台属于系统原件的范畴是软件基础设施，为应用软件的运行提供各种必要的支撑。计算机操作系统是典型的单机软件运行平台，单机操作系统的发展，是从最早的引导程序到管理程序，再发展到发挥CPU能力及外设功用的多道程序支撑，进而发展为追求计算机软硬件资源高效利用的资源共享与管理系统。网络操作系统的出现主要是支持多个计算机之间的网络通信和资源共享，分布式操作系统主要是负责管理分布式系统资源和控制分布式程序运行，

9、并行操作系统是为了管理大规模的并行处理任务，嵌入式操作系统为嵌入式电子设备实现各种灵活功能提供信息处理系统pigtail,从操作系统的发展过程看，软件运行平台始终在追求更高效合理的发挥软件硬件资源所提供的计算能力。当软件的运行环境从单机环境迈入网络环境后，软件运行平台需要连接并管理网络上数量众多的异构、自治的硬件资源和软件资源，在这种需求的驱动之下，软件中间件便成为网络环境下典型的软件运行平台。4软件开发方法的演变软件开发方法决定了软件开发过程所应遵循的原则和方向，其目的是尽可能的提高软件开发的效率和质量，软件开发方法随着软件模型和软件运行平台的变化而变化。互联网环境下，软件系统往往由分布在网

10、络各个节点上的、具有高度构件化或服务化的软件实体构成，以各种协同方式进行跨网络的互联、互通和协作，并且需要适应网络环境的变化和满足用户的个性化需求。在互联网环境之下，软件系统往往由分布在网络各个节点上的、具有高度构件化或服务化的软件实体构成，以各种协同方式进行跨网络的互联、互通和协作，并且需要适应网络环境的变化和满足用户的个性化需求，相应的，软件开发活动呈现为通过原本“无序”的基础软件按钮资源组合为“有序”的基本系统，随着时间推移，这些系统和资源在功能、质量、数量上的变化导致他们再次呈现出“无序”的状态，需要进行新一轮的有序化。目前，以基于互联网的大型软件构件库为代表的软件基础资源库的构建，正

11、在成为软件开发组织甚至整个软件行业基础设施建设的重要构成成分。5软件质量目标和保障技术的演变软件系统的最终目的，是为人类提供更好的计算服务，而衡量软件系统能力的指标就是软件质量。按照ISO-9126标准的定义，软件质量是软件产品满足规定和隐含需求的能力有关的特征和特征的总和。对于运行静态、封闭、可控环境下的传统软件，人们往往只关注软件质量树形的局部，相应的软件质量保障技术体系就以系统质量为核心，软件开发方法主要关注功能需求和功能正确性。在开放、动态、多变的互联网环境下，软件系统往往由分散在网络各个节点并持续自主演变的软件实体构，实体间的互交方式更为复杂多样，系统整体行为也更加的难以预测。软件质

12、量保障技术体系需要以系统质量为基础，将使用质量置于核心地位，综合考虑软件形态、环境特点，用户体验和满意度等多重因素，软件开发需要在满足功能需求的同时保障可信度和服务质量，从而需要建立新的软件开发方法及其质量保障体系；运行支撑需要凝练共性管理功能以保证软件可信、高服务质量运行，从而需要研究新型的软件运行平台及其质量保障机制。6讨论和展望互联网的发展为信息技术的应用开启了新的篇章，由此产生了不同层次或角度研究互联网技术与应用的多种新型应用模式或计算范型。而软件则为这些应用模式或计算范型提供了基本支撑。本文从软件模型、软件运行支撑平台、软件开发方法、软件质量目标和保障技术4个角度分析开放网络环境下软

13、件研究与实践的现状，并总结相关发展趋势。随着下一代网络的基础框架日趋完善，多网融合的大趋势使得软件系统将运行在一个包括互联网、无线网、电信网等多种异构网络的复杂网络环境之中，也为软件技术提出了新的挑战。为了实现以上目标，就需要建立一套适用于基本网络的复杂软件新型软件理论和方法技术体系，为实现开放、动态、多变的网络环境中的可信软件提供支撑。参考文献1杨芙清，梅宏，吕建，等.浅论软件技术发展,电子学报，2002,30:1901-19062江泽民.新时期我国信息技术产业的发展.上海交通大学学报，2008,42:158916073 MeiH,HuangG,ZhaoHY,etal.Anarchitect

14、urecentricengineeringapproachtoInternetware.SciChinaSerF-InfoSci,2006,49:702-7304 SatyanarayananM.Pervasivecomputing:Visionandchallenges.IEEEPersCommun,2001,8:10-175 LuJ,MaXX,TaoXP,etal.Onenvironment-drivensoftwaremodelforInternetware.SciChinaSerF-InfoSci,2008,51:683-7216 BalasubramaniamS,LewisG,Sim

15、antaS,etal.Situatedsoftware:Concepts,motivation,technology,andthefuture.IEEESoftw,2008,25:50-567 MeiH,HuangG,LanL,etal.Asoftwarearchitecturecentricself-adaptationapproachforInternetware.SciChinaSerF-InfoSci,2008,51:7227428 FranceRB,RumpeB.Model-drivendevelopmentofcomplexsoft-ware:Aresearchroadmap.In

16、:BrandLC,WolfAL,eds.ProceedingsofFutureofSoftwareEngineering,2007May2325,MinneapolisMN.LosAlamitos,CA:IEEEComputerSocietyPress,2007.37549 IssarnyV,CaporuscioM,GeorgantasN.Aperspectiveonthefutureofmiddleware-basedsoftwareengineering.In:BrandLC,WolfAL,eds.ProceedingsofFutureofSoftwareEngineering,2007M

17、ay2325,MinneapolisMN.LosAlamitos,CA:IEEEComputerSocietyPress,2007.24*25810KrammerJ,MageeJ.Self-managedsystems:Anarchitecturalchallenge.In:BrandLC,WolfAL,eds.ProceedingsofFutureofSoftwareEngineering,2007May2325,MinneapolisMN.LosAlamitos,CA:IEEEComputerSocietyPress,2007.25926811 JazayeriM.Sometrendsinw