网构软件的研究与进展

PAGEIIPAGE网构软件的研究与进展摘要：随着Internet的快速发展与普及，如何在开放、动态、难控的网络环境下实现各类资源的共享和集成己经成为计算机软件技术面临的重要挑战之一，为了应对挑战，许多新理念、新概念、新模型、新方法和新技术应运而生.在系统分析以面向对象方法与技术为代表的经典软件方法与技术体系不足的基础上，从软件方法学及其技术支撑的角度，通过对软件技术发展趋势与挑战的思考与分析，初步凝练出了网构软件的概念框架、基本特征、逻辑内涵与关键技术.然后，在此总体构架之下，对近年来出现的各种相关的软件新概念、新模型、新方法和新技术从基本理念开放化、软件实体主体化、软件协同分离化、运行机制自适应、开发方法群体化、外部环境显式化、安全保障可信化、系统管理自治化、技术体系系统化等多个侧面加以系统的综述与介绍二最后，在综合分析的基础上提炼出进一步的研究问题。关键词：网构软件；软件方法；学软件技术

目录一、Internet平台简介的反观 1二、软件的观念的变革与前沿 2三、网构软件的设想与挑战 5参考文献 7PAGE7一、Internet平台简介的反观Internet平台不具备统一控制的“真”分布性，在节点方面表现出来的是异常的自治性，在节点的链接上表现出来的是开放和动态，作为主体的人和作为客体的设备以及作为中间应用环节的软件表现出多方面的异构性，在现实行为中表现出缺乏预测能力，在使用的方式上表现出来的是多样性和变化性，在链接环境上表现出复杂性。其和传统的计算机硬件平台有着显著区别。Internet自开发应用以来，给社会的发展和电子信息化行业带来翻天覆地的变化，计算机软件的开发应用和运行维护由起先的静止不变转化为开放动态，并且很难受到使用者的局限。在现实中，关于怎样在封闭静止的环境中使得资源共享和统一管理成为现实这一问题已被广泛关注。反观现今广泛流行的技术体系，其基础是面向对象，产生的环境是静止、密闭的，我们如果经过直接的、自然的考量，发现他们在互通、变化、难控的生态环境下，他们的基础软件的模型、方法、技术和基本原理等在开展软件开放、运行和维护的时候很难自由发挥。从小的方面来说，其具有三个方面的特征，一方面是设计对象的行为由其他的对象来指使实施，自身可以设定自身的参数，但是不具备应变能力的部分自主性特性，另一方面是设计对象对其他对象的指令都是事先已经被设定好了的，不论外界环境如何变化其指令不能发生改变的功能固定性，再一方面是设计对象与外界环境和其他对象的交流只能是简单的信息来往和信息交换，而不能通过复杂的语言和感知能力实现更多更深的交流沟通的交流单一性。从总的方面来说，软件实体在结构上和其交联部分存在紧密联合的关系，交联部分一般都是通过二次开发实现其功能应用的，通常情况下都是内置于该软件的附加设置中，如果遇到不能满足环境需要情况发生，那么必须再次进行系统开发。在实际的系统应用开发过程中，我们想要在互通、变化、难控的环境条件下，实现系统软件的开发、运行和维护，必须首先攻克技术难题，实现部分自主性和功能固定性的主体化变革，把信息交流方式从原先的内部单一置换转化成可变多元化，进而实现三个方面的转化：一方面，实体的结构分解转变为非实体的聚合，另一方面，系统运行环境的静止性转变为变化性，再一方面，系统目标的唯一、准确转变为不确切、多方面性，这些转化实现了面向对象技术体系基础的适宜于互通、变化、难控周围环境发展一种新的技术体系的有效链接。因此，如果要对开放、动态、难控环境下的软件系统的开发、运行和维护提供直接、自然和有效的支持，就需要在面向对象技术体系的基础上，完成从有限自主性和固定封装性到软件实体主体化的转变、从交互方式的内嵌性与单调性到协同方式的分离性与多样性的转变、从封闭可控的软件结构到开放协同软件结构的转变二进而在上述转变的基础上，进一步完成从基于实体的结构分解到基于协同的实体聚合的转变、从系统运行静态性到系统演化动态性的转变、从系统目标的确定性到多重不确定性的转变等.上述转变为在面向对象技术体系基础上发展一种新的适合于开放、动态、难控网络环境的软件新方法与技术体系提供了切入点。二、软件的观念的变革与前沿在近代的软件发展史中，众多新的理念、方法和技术模式逐渐被开发应用到现实中。在软件的需求上，由于Internet的基础连接功能，人们对网络资源关注的重点己经从各个孤立的“点”转向互相连接的“面与体”.例如，信息资源互连而形成的WWW、跨边界的企业互连而形成的电子商务、远程计算资源互连而形成的计算网格、各类嵌入式系统互连而形成的网络嵌入式系统等大范围应用，说明世界各地已经越来越重视资源的共享，互联网时代也需要这样的资源共享，在这样的大环境下，各类新型计算模式广泛出现。而且触发了人们开始从资源的开放联盟(opencoalitionofresources)的角度对软件技术的思考与实践[}l.从基础平台的角度，随着各种高速连接方式的进步，人们对Internet平台的认识己从计算机通过互联网进行彼此相互连接逐渐发展为不同空间、时间、区域的完美统一，"TheNetworkistheComputer”和“GlobalUbiquitousComputer”是其典型代表如何在这样一种“计算机平台”上开发、应用和维护其电脑软件，早已变成计算机科学和技术发展史上难以逾越的技术瓶颈。在现实应用中，计算机平台和应用的需求逐渐由原先的密封性转变为开放性，社会针对计算机软件的开发运营也逐渐被引起关注和重视。软件的开发应用早已改变了其对外部环境的认识，原先是简单更好结构，现今是分析和构建互通、变化、难控的模拟模型，主要的工作任务方面在分布对象技术角度上，重新认识外部环境和软件操作性，随着时代和技术进步，外部环境的特性已从早期的异构转变成为了互通、变化、难控，并进行了相关分析和模型构建，经典性的做法表现在对象技术角度为进一步认知和互动异构环境，表现在智能Agent角度为难以保存、不准确、变化、连续等，这其中经过了多个环节，比如说对象、构件和服务等，随之而产生了众多新技术，如软件Agent，实体由客体转化为主体，也就是我们常常说的内容表现为自我归纳、结构表现为自我完善和实体表现为相互适应。当然，软件开放也是不断进步和发展的，这中间经过了各环节中相应的对象、构件和服务等问题。这些问题随着开发者在系统开发过程中集中式结构、工业化开发、构件开发、系统组装等分离并构迎刃而解，最终达到服务终端消费者的目的。这些转变或者说转化，既是开发者解决软件开发过程中实际问题的具体表现，更深远的是开发者为终端消费者在软件开发应用中解决需求的直接表现，并最终达到向大面积用户直接提供终端服务的目的。软件在运行的过程中，所提出的理念与技术主要涉及软件实体的交互与协同，大致可分为三类:异构化做法:运用技术方法如中间件，以适应异构过程中RPC机制、对象机制，达到不同类语言在异构环境中操作的可实行性，以及传统技术能够在异构环境持续发挥功能，代表性工作有CORBA(commonobjectrequestbrokerarchitecture)等。结构化处理:外部环境的不断变化要求将协同结构与软件实体分离，并显式地给出相应的协同结构与机制，开发者在开发过程中可以聚合多种形式的系统软件，此外，即使开发者不更改软件实体，同样可以针对协同机制进行顺序开发、静态修改和动态演变的过程。动态化处理:在开放、动态软件体系结构等框架之下，研究各种协同结构的语法、语义和语用环境及其相互之间关系，指出相互转换的原理和互相制约的前提，设立开放、动态、多变的环境以及转换关系的相应映射，以实现软件可以支持动态演化。在软件的日常维护和管理方面，一定环境下，大型软件由于其自身具有分散交互性而表现出高度复杂化，有的甚至突破了软件开放者的技术水平，不能得到有效控制，而产生软件应用过程中的BUG，所以，软件开发者在软件试运行的时候就应该正确处理这些问题，这个环节也是众多软件开发者急需面临解决的问题，否则，软件开放将受到阻碍，难以达到其投资方的市场运用目的。随之，开发者们在实践过程中慢慢探索出自治计算办法，也就是计算机系统在运行过程中可以自我进行调节，并保证系统运行稳定高效，这样就可以为软件开发者节省大量的开发时间。同时，软件开放后应该是安全的，为此，软件系统即使是在开放的环境中运行，也不应该存在资料外泄现象，各自资源信息都是保存在特定的加密环境中。否则，将造成不可估量的严重后果。如何使软件系统能够根据管理者的要求实现自我管理（包括安装、配置、调节与维护等）已经成为软件领域的重要挑战之一。在安全信息缺乏的基础上，开展授权工作，如何落实软件系统的安全问题已成为软件开发行业内尤为重要的研究课题。其中的一个保守方法就是在安全技术所提供的消息完整性及保密性的基础上，建立软件实体间的足够可信关系，为选取足够可信的软件实体来构作软件系统提供支撑二从可靠性角度来看，软件系统在开发过程中的环境是互通的，其产生的封装软件源来自于不一样的第三方供应，而且他在形成和运行的时候也是不断变化发展的，导致不能通过起先的过程监视、控制测算、白盒分析等方式来控制他的可靠性和稳定性。因此，可行途径之一是采取足够可信的途径来为其提供支撑.归结起来，保障开放环境下软件系统的安全性和稳定性的方法之一是通过刚性保障白盒的方法来应用实施黑盒的柔性可信保障技术来实现。其所涉及的主要关键技术包括可信管理技术和可信评估技术。如果从软件方法学及其技术支撑的角度对上述工作加以简单归结，其发展趋势是，应用资源联盟化、基础平台网络化、外部环境显式化、软件实体自动化、开发方式多样化、结构模型合作化、异构处理同样化、软件协同专一化、运行机制灵活化、系统维护自动化、系统保障安全性等.长期的关于软件开发技术发展的经验实践证明，一旦软件的原始支撑和应用需求发生改变和变动，软件开发的方法、技术都会发生巨大的变化，同时，会引导新的方法、技术进一步产生和发展。总体上来看，软件开发就是给定待解问题，由软件开发者通过智力活动过程开发出能够在所提供的平台上有效运行的、能够解决问题的软件.在此意义下，软件开发的个宏观要素可抽象概括为(平台空间、认知空间、问题空间).我们认为，软件方法与技术体系的发展过程就是在新驱动力的推动之下，对这三个空间的认识不断深化并将其有机融合的过程.20世纪70年代兴起的结构化方法学与技术体系就是由于计算机基础能力(速度、存储与外设)的快速发展和软件危机的出现而导致人们对基础的程序设计方法与语言的科学思考而产生的，它较好地融合了软件开发的两要素:(平台空间，认知空间)二而20世纪80年代开始成熟，并且至今仍为主流的面向对象方法与技术体系则是在结构化方法的基础上，进一步利用和发展了从宏观角度控制软件复杂性的手段，如关注分离、信息隐蔽、模块化等，并将问题空间纳入软件设计的范畴，提出与问题结构具有良好对应关系的对象式程序模型的概念与支撑机制，从而有效实现了软件设计三要素(平台空间、认知空间、问题空间)的有机融合.然而，从Internet平台和开放应用系统的角度，面向对象方法与技术体系所涉及的软件开发三要素主要是针对集中可控环境而言的.而在开放、动态、难控的环境下，软件设计三要素的内涵己发生了重要的变化:平台空间己经从单个或多个可控计算机向开放的Internet平台发展，其主要作用己经开始从“计算为主”逐步向“通信连接为主”的方面转变二认知空间己经开始从“面向个体程序员”开始向“群体化和服务化方式”的过渡，其关注点在面向对象的“平台斗程序员斗问题”的基础上，开始向关注“个体斗群体开发者斗大量使用者”的方面过渡二问题空间己经从确定环境下的单个问题求解，到开放开发环境下的群体问题求解，开始向非确定环境下如何为大量最终用户提供优质服务的方面发展，侧重点由原先的问题寻求解决转变为环境开发时的资源共享。在这样的形势和环境下，一定的框架限制下归纳总结软件开发的新的理念、模式、方法、技术、定义等，显得非常适应软件开发的时代需求，以此来促进面向Internet的软件新方法和新技术体系的诞生。三、网构软件的设想与挑战在互通、变化、难控的网络环境下，实现资源共享是Internet平台开发应用软件的最终目的，当今历史中，最成功的莫过于WWW(WorldWideWeb)，他的成功之处在于他实现了全世界网络资源的信息共享，以及成功收集管理信息资源，同时，给第三方的软件开发者一个良好的经验说明和示范，在历史上有着里程碑的网络发展象征意义，概括说来，可以总结其特点以下几个方面，一是各自资源信息的独立性，每一个信息资源的开发者都是唯一不变的，其各自提供着自身的信息表现，二是链接方式的多元化，各个独立的信息内容可以根据较为快捷、方便、灵活的命令方式构成多元化的联通方式，以此达到不同信息资源的相互联通发展，经过进一步发展应用，各自的信息资源更深的发展和扩散，由于信息网络的开发者在群体性质上是极其分散的，导致软件信息在开发的时候是不断变化和发展的，三是方便用户快捷使用，用户是世界各地的所有人群，保证了www持续稳定成长，并且实用性非常强，而且为不同的使用者可以量身制定开启运行的不同方式，个性化十足，四是环境的充分开放，各类资源信息的发布和传播是极其难以管理和控制的，当www的内容中包含某些不适宜信息资源的时候，其是不能通过自身控制来实现资源封锁的，世界各地的使用者都可以通过网址链接查看该信息内容。同样，软件系统的开发应用和产生必须是在互通、变化、难控的网络环境下进行的，因此，大多软件综合表现看来都是较为柔和的、可变的、连续的、多功能的。在技术方面，互联网的各个环节中，都包含着软件的主体化服务模式，紧接着，不同的软件之间相互构建协同运作方式，从而实现网络资源的共享，这样的一种软件名为Web(softwareWeb)，与www有差不多的功能作用，由于是在互通、变化、难控的网络环境下，以及用户的个性化需求，导致web不可能如www一样快速发展，但是web可以发觉环境的改变，而且可以通过这些预测调整相应指标的高低，使得尽可能多的方便和满足更多的用户群体。这样的一种全新意识形态的软件被命名为网构软件(Internetware)。换种方式来说，网构软件虽然产生于互通、变化、难控的网络环境下，但其依然是软件系统的抽象画描述，其包括两组软件实体，一组分布于各个环境的各个区域中，是主动作为的。另一组主要是基础支撑作用，以保障软件实体能够正常的交互协同发挥功能。网构软件可以通过这些预测调整相应指标的高低，使得尽可能多的方便和满足更多的用户群体。在逻辑运算方面，网构软件的组成、运作、目的、研发、安全、寿命等都同传统软件系统有着本质的不同。在系统的结构方面，网构软件也不同于传统软件系统，可以从横向和纵向分开来看。横向方面，网构软件一般是由第三方制作的，区域范围涉及较广，是一组主体化服务的软件，进而经过性质不一样的信息资源互联互通而产生，纵向方面，体现有目标和控制两个层面，前者是经典软件的补充，同时还是环境的一种抽象，后者是环境变化和系统改善过程的决定部分。在系统使用方面，网构软件强调的是环境的制动和推动，这与经典软件有着显著的不同，经典软件是不关注的。系统使用过程中相应其结构也有两种系统的使用，一种是目标，另一种是控制。前者侧重于满足客户的需求，后者侧重于环境的判断。总的来说，网构软件的产生是与用户的需求分不开的，同时在环境发生变化时，及时地进行自我调整和改善，进而重新满足用户需求，然后进行周而复始的重复和运用。参考文献[1]LvJ,A-IaXX,TaoXP,etal.Onenvironment-drivensoftw