基于裝備保障領(lǐng)域的軟件重用技術(shù)研究機械制造專業(yè)

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1、基于裝備保障領(lǐng)域的軟件重用技術(shù)研究 Research of Software Reuse Technology in Equipment Support Domain 摘 要：軟件在裝備保障領(lǐng)域中占有重要的地位，軟件的質(zhì)量及開發(fā)效率直接影響到裝備的保障效益。文章討論了裝備保障領(lǐng)域軟件的主要特點，及在當前軟件開發(fā)中存在的問題，介紹了軟件重用技術(shù)的主要特征，研究了軟件重用技術(shù)在裝備保障領(lǐng)域中應(yīng)用的總體方案及指導(dǎo)思想,并給出了實際應(yīng)用的例子。 9 關(guān)鍵詞: 軟件重用； 軟件構(gòu)件； 裝備保障； 軟件開發(fā) Abstract: Software is very importa

2、nt in equipment domain. Software quality and development efficiency affect equipment support efficiency. This paper discusses the main properties of equipment support domain, and the problems in developing software. Introduces the main specialty of software reuse technology,studied then scheme of s

3、oftware reuse in equipment support domain and offer the practical example. Keywords Software Reuse; Software Component; Equipment Support; Software Developing； 1前言 隨著以計算機硬件技術(shù)為基礎(chǔ)，軟件技術(shù)為核心的信息技術(shù)的迅猛發(fā)展及其成果在軍事領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，帶來了新的軍事技術(shù)革命浪潮。西方各國都投入巨大的人力、物力、財力發(fā)展軍隊指揮自動化系統(tǒng)。裝備保障類管理信息系統(tǒng)是軍隊指揮自動化系統(tǒng)的重要組成部分和信息基礎(chǔ)。此類軟件需求不斷

4、增長，軟件的復(fù)雜程度也不斷提高。在開發(fā)過程中如何在更短的縮短軟件周期的同時，提高軟件的質(zhì)量，成為一個重要的問題?；谔囟I(lǐng)域的軟件重用技術(shù)為這一問題提供了可行的方案。軟件重用技術(shù)是在面向?qū)ο蟮幕A(chǔ)上興起的，已成為軟件工程領(lǐng)域中研究的熱點，它通過對已有軟件產(chǎn)品的重用來支持新系統(tǒng)的開發(fā)，使得系統(tǒng)開發(fā)不必每次都“從零開始”提高了軟件的生產(chǎn)率。軟件重用技術(shù)在裝備保障領(lǐng)域的應(yīng)用必然帶來該領(lǐng)域軟件開發(fā)的重大突破，解決許多懸久未決的難題。采用軟件重用技術(shù)，能提高軟件質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，降低維護工作量，使軟件開發(fā)人員的知識和經(jīng)驗得到積累。 2裝備保障領(lǐng)域軟件的特點及當前開發(fā)中存在的問題 裝備保障類管理

5、信息系統(tǒng)是集軍事裝備管理、軍事裝備指揮、信息科學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)、戰(zhàn)場指揮、裝備勤務(wù)、管理學(xué)為一體的。它的開發(fā)是一項復(fù)雜艱巨的系統(tǒng)工程，開發(fā)周期長，投資較大，常出現(xiàn)軟件開發(fā)超期、超預(yù)算，或者開發(fā)出來的軟件質(zhì)量不高或過于復(fù)雜投入使用后，維護困難等。因此必須選定合理有效的開發(fā)策略統(tǒng)籌安排系統(tǒng)的開發(fā)工作。在軟件的開發(fā)中考慮軟件的可重用性，既要考慮過去，從以往的系統(tǒng)中直接或間接使用可重用的部件，又要兼顧未來，即不僅要強調(diào)當前的系統(tǒng)的功能開發(fā)，還要面向未來的系統(tǒng)開發(fā)，即在當前的系統(tǒng)開發(fā)中，就要考慮如何為以后的系統(tǒng)開發(fā)提供最大的軟件重用資源。這樣使得軟件開發(fā)著眼于一類具有相似需求和特征的系統(tǒng)，要求該領(lǐng)域的軟件具

6、有高可靠性、較強的實時性時，在盡可能少的投入下，盡可能的短的時間內(nèi)開發(fā)出滿足裝備保障需求的軟件系統(tǒng)。 在當前的裝備保障領(lǐng)域軟件開發(fā)中存在許多問題，甚至是很容易導(dǎo)致軟件開發(fā)失敗的嚴重問題。主要包括1.系統(tǒng)的需求不明確，而且需求變化快，軟件系統(tǒng)的建設(shè)不能與需求變化同步，導(dǎo)致最終開發(fā)出的軟件不能滿足需求。2.由于軟件系統(tǒng)本身的復(fù)雜性和時間、資金缺乏等原因使軟件不能嚴格的按照軟件工程的方法來做，軟件的測試難以全面徹底，從而使軟件在運行中出現(xiàn)錯誤的幾率增大，這是與裝備保障領(lǐng)域軟件要求嚴重違背的。3.由于缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃,使得開發(fā)出的軟件在功能上重復(fù)。4.由于軟件開發(fā)人員的流動性,使得開發(fā)的軟件不易于維護

7、,軟件開發(fā)方法、技術(shù)以及經(jīng)驗得不到積累。 3 軟件重用在裝備保障領(lǐng)域的應(yīng)用 針對一個具體的領(lǐng)域，系統(tǒng)的開發(fā)往往具有一定的共性。這意味著開發(fā)人員可以提取出領(lǐng)域內(nèi)相對穩(wěn)定的成份，組裝成構(gòu)件，所獲得的構(gòu)件以構(gòu)件庫的方式組織起來存儲，并提供必要的檢索手段，所生成的構(gòu)件和構(gòu)件庫成為領(lǐng)域內(nèi)相對通用的產(chǎn)品。通過對裝備保障領(lǐng)域的軟件系統(tǒng)進行研究發(fā)現(xiàn)，裝備保障領(lǐng)域的軟件具有相似的需求,應(yīng)用系統(tǒng)中包含著大量相同的功能，它們能夠被標準化，聚集在可重用模塊之中。因此裝備保障類軟件系統(tǒng)在開發(fā)中具有可以復(fù)用的基礎(chǔ)。通過軟件重用可以收到如下效益： 1、提高軟件的開發(fā)效率，避免大量重復(fù)勞動，縮短軟件開發(fā)的周期。 2、

8、 提高軟件的質(zhì)量，因為使用的重用成分大都經(jīng)過嚴格的測試，驗證，是高質(zhì)量的軟件模塊，使用高質(zhì)量的軟件模塊必然能提高整個軟件的質(zhì)量，改善軟件的結(jié)構(gòu)，提高軟件的標準化水平。 3、 使關(guān)于裝備保障領(lǐng)域的知識得到了積累和共享。 4、 降低了軟件的維護費用和代價。 軟件重用在裝備保障領(lǐng)域應(yīng)用的指導(dǎo)思想是，以基于構(gòu)件的應(yīng)用軟件開發(fā)為核心，以面向?qū)ο蟮拈_發(fā)平臺為支撐環(huán)境，實現(xiàn)系統(tǒng)級、應(yīng)用框架及各種構(gòu)件對象的全面的、大粒度的軟件復(fù)用，并汲取快速原型再修改的方法，從而減少了應(yīng)用軟件的開發(fā)難度，同時提高了軟件的開發(fā)效率和軟件的可維護性。 基于裝備保障領(lǐng)域的軟件重用的總體方案是，首先選擇適當?shù)念I(lǐng)域分析方法，確

9、定研究的領(lǐng)域，對該領(lǐng)域進行領(lǐng)域分析，建立領(lǐng)域模型。對領(lǐng)域模型進行抽取，描述出基于構(gòu)件的裝備保障領(lǐng)域的軟件體系結(jié)構(gòu)，然后參考軟件設(shè)計模式，建立系統(tǒng)框架，添加構(gòu)件，實現(xiàn)領(lǐng)域構(gòu)件庫系統(tǒng)。其流程如圖-1所示： 添加構(gòu)件 參考設(shè)計模式 抽取 領(lǐng)域分析 領(lǐng)域模型 基于構(gòu)件的專用領(lǐng)域軟件體系結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)框架 領(lǐng)域構(gòu)件庫系統(tǒng) 參考設(shè)計模式 系統(tǒng)框架 圖-1 領(lǐng)域構(gòu)件庫構(gòu)造流程圖 領(lǐng)域分析是依據(jù)特定的方法，首先是正確理解裝備保障領(lǐng)域，分析清楚領(lǐng)域需求，然后識別，抽取領(lǐng)域中的不可變信息，用于領(lǐng)域構(gòu)件設(shè)計；確定其可能變化部分用于領(lǐng)域知識庫，數(shù)據(jù)庫設(shè)計，使其能夠交

10、由用戶修訂，使領(lǐng)域軟件系統(tǒng)具有重用性。 構(gòu)件是可重用的，自包含的軟件單元，它可被用來構(gòu)造其它軟件。它可以是被封裝的對象類、一些功能模塊，軟件框架，軟件系統(tǒng)模型，軟件的文檔。構(gòu)件具有良好的接口，構(gòu)件只能通過接口來訪問。構(gòu)件必須經(jīng)過嚴格的測試才能存入構(gòu)件庫，并標注構(gòu)件的功能，使用環(huán)境，輸入、輸出條件。構(gòu)件在使用時，應(yīng)進行評估，以確定構(gòu)件是否可直接用于新系統(tǒng)中。 軟件體系結(jié)構(gòu)、設(shè)計模式、框架、構(gòu)件庫系統(tǒng)是實現(xiàn)領(lǐng)域軟件全方位復(fù)用的基礎(chǔ)。以前有人試圖建立通用的構(gòu)件庫，庫中一般為粒度較小的底層構(gòu)件，大都由于構(gòu)件數(shù)目太大，開發(fā)費用太高，構(gòu)件難以理解。當構(gòu)件不滿足需要時，不易于修改和維護、不規(guī)范，互操作困

11、難等原因，使構(gòu)件庫開發(fā)完畢之后，復(fù)用效果并不理想。所以討論專用領(lǐng)域的軟件復(fù)用，通過領(lǐng)域分析，對特定領(lǐng)域體系結(jié)構(gòu)、領(lǐng)域軟件模式、領(lǐng)域構(gòu)件進行復(fù)用。 在對裝備保障領(lǐng)域軟件系統(tǒng)進行開發(fā)時，抽取出系統(tǒng)中的功能相似部分，先設(shè)計構(gòu)件，存到構(gòu)件庫，在后面的系統(tǒng)開發(fā)中直接使用該構(gòu)件，或僅對構(gòu)件進行簡單的修改，便可應(yīng)用，大大的提高了開發(fā)效率，提高了軟件的質(zhì)量和可維護性。如在開發(fā)過程中，發(fā)現(xiàn)經(jīng)常要對數(shù)據(jù)表進行備份、恢復(fù)、上報、接收操作，抽取出對數(shù)據(jù)表的公共操作，將其提煉成構(gòu)件，在后面的開發(fā)中多次使用。以數(shù)據(jù)備份為例： 在開發(fā)的過程中，需要備份的數(shù)據(jù)表個數(shù)經(jīng)常修改，開發(fā)人員經(jīng)常要為此反復(fù)的畫恢復(fù)數(shù)據(jù)時需要的數(shù)據(jù)

12、窗口，還要根據(jù)數(shù)據(jù)表名修改程序，修改的頻率頻繁，易于出錯。數(shù)據(jù)恢復(fù)、數(shù)據(jù)上報、數(shù)據(jù)接收都存在這樣的情況。對數(shù)據(jù)備份功能進行了分析，將要備份的數(shù)據(jù)表名存到數(shù)據(jù)庫中的表backuptable中，這樣每次要備份的數(shù)據(jù)表個數(shù)發(fā)生變化時，只需要在表backuptable中作修改，在數(shù)據(jù)備份的程序里，使用了動態(tài)創(chuàng)建數(shù)據(jù)窗口的技術(shù)，從而不必在為每個要備份的數(shù)據(jù)表畫專門的數(shù)據(jù)窗口，系統(tǒng)將在運行過程中，根據(jù)要備份的數(shù)據(jù)表名自動創(chuàng)建數(shù)據(jù)窗口，備份完成后，自動銷毀數(shù)據(jù)窗口，節(jié)約了資源。此外，還結(jié)合API技術(shù)，實現(xiàn)了備份目錄的瀏覽，制作了進度條，實現(xiàn)了圖形化操作。之后對數(shù)據(jù)備份構(gòu)件進行少量修改，先后開發(fā)了數(shù)據(jù)恢復(fù)、數(shù)

13、據(jù)上報、數(shù)據(jù)接收構(gòu)件。 程序如下： /*檢查存放數(shù)據(jù)的目錄是否存在，不存在則創(chuàng)建該目錄*/ if not fileexists(dir) then if not createdirectorya(dir,s2) then messagebox("提示信息","目錄不存在！") return -1 end if end if /*數(shù)據(jù)表名存在數(shù)據(jù)庫中table_name 為需要備份的數(shù)據(jù)表名，*/ ble_name=trim(dw_1.getitemstring(i,"name")) dw_2.reset()

14、str_sql="select * from "+table_name str_syntax=SQLCA.SyntaxFromSQL(str_sql,'style(type=grid)',str_error) dw_2.settransobject(sqlca) dw_2.retrieve() if dw_2.saveas(dir+"\"+table_name+".txt",text!,false)<>1 then messagebox("提示信息","備份文件出

15、錯！") return –1 end if uo_1.uf_movewidth(selectrows) end if 圖－2數(shù)據(jù)備份構(gòu)件 該構(gòu)件通過動態(tài)創(chuàng)建數(shù)據(jù)窗口技術(shù)，具有較強的靈活性，要增加或減少備份的數(shù)據(jù)表只須修改數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，而不必反復(fù)的修改數(shù)據(jù)窗口或程序。此外還針對裝備保障系統(tǒng)中常用功能，開發(fā)了通用打印、通用查詢構(gòu)件，這些構(gòu)件在開發(fā)中的應(yīng)用大大節(jié)約了寶貴的時間，提高了軟件質(zhì)量和可維護性。 4結(jié)束語 綜上所述，通過研究裝備保障領(lǐng)域軟件重用技術(shù)，可以解決或緩解該領(lǐng)域的軟件危機。文章給出了在裝備保障領(lǐng)域應(yīng)用軟件重用技術(shù)的

16、整體方案。實現(xiàn)軟件重用的關(guān)鍵因素很多，有技術(shù)上的，也有非技術(shù)上的，目前筆者正在致力研究軍事裝備保障領(lǐng)域的軟件重用技術(shù)的研究，希望通過研究，能夠探索出一條裝備保障領(lǐng)域軟件開發(fā)的低投入、快速開發(fā)、軟件質(zhì)量高的有效途徑。 參考文獻 [1］楊芙清．軟件重用與軟件構(gòu)件技術(shù)[J]．電子學(xué)報，1999 [2]FICHMANGR, KEMERERFC. Incentive compatibility and systematic software reuse[J].The Journal of Systems and Software.2001,57:45-60. [3]ALISTAIRS. Domain analysis for software reuse[J].The Journal of Systems and Software.2000,50:175-199. [4]. 黃柏素，梅宏譯.　軟件工程[M].　北京：機械工業(yè)出版社，2001.