【正文】 。如飛行器電子設(shè)備系統(tǒng)雖然在細(xì)節(jié)上有很大的不同 ，但在這個(gè)論域中的所有的現(xiàn)行軟件都有相同的結(jié)構(gòu)模型。若用面向?qū)ο蟮男g(shù)語來陳述，它的類層次的規(guī)模應(yīng)比較小。這樣，可以減少整個(gè)系統(tǒng)的感知復(fù)雜性。 代碼極復(fù)用時(shí)最簡單，也是用得最多的。 類似地，設(shè)計(jì)級軟件構(gòu)件包括設(shè)計(jì)規(guī)格說明 (片段 )、設(shè)計(jì)決策描述、相應(yīng)的設(shè)計(jì)文檔 (如總體設(shè)計(jì)方案、抽象算法 )。借助較高抽象級別的軟件構(gòu)件可望提高復(fù)用的效能，因?yàn)檫@樣不僅能夠復(fù)用代碼，而且能夠復(fù)用需求模型和設(shè)計(jì)方案。傳統(tǒng)上，代碼級軟件構(gòu)件的主體是子程序 (過程或函數(shù) )。 ? 功能抽象：軟件構(gòu)件的功能由接口說明中的輸入 ― 關(guān)系確定，實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)對構(gòu)件的使用 7 者隱藏起來； ? 數(shù)據(jù)抽象：在 功能抽象的基礎(chǔ)上進(jìn)一步隱藏除接口參數(shù)外的所有數(shù)據(jù)。 ? 過程抽象：在數(shù)據(jù)抽象的基礎(chǔ)上進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)在同一軟件構(gòu)件上并發(fā)執(zhí)行的多個(gè)線程的無關(guān)性。軟件構(gòu)件的設(shè) 計(jì)必須保證構(gòu)件接口元素的功能和行為在語義上的正確性，不管各線程操作序列之間的相對時(shí)序如何變化。 ① 可復(fù)用性與易組裝性 ? 抽象化、參數(shù)化、模板化； ? 顯式建立構(gòu)件的外部接口，保證接口在語法上和語義上的清晰性； ? 除參數(shù)外，接口中的成分不應(yīng)與運(yùn)行環(huán)境相關(guān)； ? 使用構(gòu)件的信息應(yīng)與構(gòu)件的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)相分離； ? 構(gòu)件接口的使用方式、功能和行為模式應(yīng)遵循論域分析所確立的公共標(biāo)準(zhǔn)。 ① 構(gòu)件 的開發(fā)者應(yīng)當(dāng)利用現(xiàn)有的硬件、軟件，在盡可能多的環(huán)境中進(jìn)行各種標(biāo)準(zhǔn)測試。根據(jù)設(shè)計(jì)制定相應(yīng)的編程原則，并在編程的過程中貫徹始終。針對每一類出錯(cuò)源制定相應(yīng)的防范和測試措施與硬件、軟件環(huán)境密切相關(guān)。其主要任務(wù)是：制訂構(gòu)件合格的標(biāo)準(zhǔn)和構(gòu)件質(zhì)量保證計(jì)劃，對構(gòu)件開發(fā)過程進(jìn)行監(jiān)控，保證上述措 施的落實(shí)。增、刪、更新構(gòu)件庫應(yīng)當(dāng)盡量不影響構(gòu)件庫的結(jié)構(gòu)； ? 不僅能夠支持精確匹配，還應(yīng)能支持相似構(gòu)件的查找； ? 不僅能夠進(jìn)行簡單的語法匹配，而且能夠查找在功能和行為上等價(jià)或相似的構(gòu)件； ? 對應(yīng)用論 域 (族 )有較強(qiáng)的描述能力和較好的描述精確度； ? 便于庫管理員和用戶使用； ? 具備可自動化的潛力。例如，對窗口操作的枚舉層次可能是： window operations display open menubased openWindow systembased sysWindow close via pointer ?? resize via mand setWindowSize, stdResize, shrinkWindow via drag pullWindow, StretchWindow up/down shuffle ?? move ?? 枚舉分類模式的層次結(jié)構(gòu)使得它易于理解和使用。不可再 分解的原子層的包含隸屬于它的某些軟件構(gòu)件。但庫管理員必須保證新關(guān)鍵詞有相應(yīng)的論域分析的結(jié)果作為支持。“面”可以描述構(gòu)件執(zhí)行的功能、被操作的數(shù)據(jù)、構(gòu)件應(yīng)用的上下文以及任何其它特征。例如，若功能 (function)是某一構(gòu)件的一個(gè)面，賦與此面的典型值可能是： function = ( copy, from ) or ( copy, replace, all ) 使用多重面特征值可使原始的函數(shù) copy 充分地細(xì)化。屬于每個(gè)“面”的一般化概念與其中的兩個(gè)或多個(gè)“概念”以加權(quán)邊相連接，兩個(gè)“概念”的相似性由它們之間的最短加權(quán)路徑上的加權(quán)距離確定，附加于邊上的權(quán)值體現(xiàn)了“概念”之間的差異程度。當(dāng)需要在可復(fù)用構(gòu)件庫中加入新的構(gòu)件時(shí)，庫管理源必須對構(gòu)件的功能、行為進(jìn)行深入分析，利用現(xiàn)有的多面分類結(jié)構(gòu)確定構(gòu)件的描述子，對每個(gè)“面”選取合適的“概念”作為特征描述。全文檢索系統(tǒng)將用戶給出的關(guān)鍵詞與說明文檔中的文字進(jìn)行匹配，實(shí)現(xiàn)軟件構(gòu)件的瀏覽式檢索。超文本組織方式為構(gòu)造可復(fù)用構(gòu)件提供了友好、直觀的多媒體方式 。然后用類似于聯(lián)機(jī)幫助系統(tǒng)編譯器的工具對構(gòu)件的說明文檔進(jìn)行編譯，最后用相應(yīng)的工具運(yùn)行編譯后的目標(biāo)程序代碼即可。概念將傳達(dá)構(gòu)件的意圖。就是說，上下文將通過定義概念的、操作的和實(shí)現(xiàn)的特征，使軟件人員能夠找到合適的構(gòu)件以滿足應(yīng)用的需求。目前，絕大多數(shù)研究都建議使用圖書館科學(xué)方法為軟件構(gòu)件進(jìn)行分類。軟件構(gòu)件的分類模式主要有如下 3 類： C ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 11 圖 一種 4 層次的分層式體系結(jié)構(gòu) 圖 源于圖書館索引方法的分類 法 6. 分層式體系結(jié)構(gòu) 所謂分層式體系結(jié)構(gòu)，是按層次組織軟件的一種軟件體系結(jié)構(gòu)，其中每一層軟件建立在低一層的軟件層上。次高層是構(gòu)件層，可包括多個(gè)可復(fù)用構(gòu)件庫系統(tǒng)，可用于建立應(yīng)用系統(tǒng)。這些動態(tài)模型需要與軟件的靜態(tài)分層組織聯(lián)合起來使用。 最頂層 (即最高層 )是應(yīng)用系統(tǒng)層，此層包含多個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)，每個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)向系統(tǒng)的用戶 提供一組使用事例。此層應(yīng)當(dāng)包括專門針對不同業(yè)務(wù)類型的一系列構(gòu)件庫系統(tǒng)。例如，在異種機(jī)型環(huán)境下 的分布式對象計(jì)算等等。 目前出現(xiàn)了一些專用操作系統(tǒng)，其本身就提供了不依賴于平臺的服務(wù)，因此，在依稀結(jié)構(gòu)的第三層和第四層之間，有時(shí)界限會變得模糊不 清。從另一個(gè)角度來看， Java 的一個(gè)重要部分又屬于中間件層，至少位于中間件層的許多軟件都是用 Java語言編寫的。 ① 基于關(guān)鍵詞的檢索 這種檢索方法的基本思想是：系統(tǒng) (CASE 工具 )在圖形用戶界面上將可復(fù)用構(gòu)件庫的關(guān)鍵詞樹直觀地展示給用戶，用戶通過在樹上的逐級瀏覽尋找需要的關(guān)鍵詞并提取相應(yīng)的構(gòu)件。步驟如下： ? 構(gòu)造查詢：用戶提供待查構(gòu)件在每個(gè)“面”上的特征，生成構(gòu)件描述子。 ? 檢索構(gòu)件：實(shí)現(xiàn)多面分類法的 CASE 工具利用同義詞庫和概念距離圖，在可復(fù)用構(gòu)件庫中尋找相同的或相近的構(gòu)件描述子及相應(yīng)的構(gòu)件。匹配成功后，向用戶提供相應(yīng)的構(gòu)件說明。此外，還可以幫助用戶逆著跳轉(zhuǎn)路徑逐步返回。 (2) 理解與評價(jià)構(gòu)件 準(zhǔn)確地理解構(gòu)件，對于正確地使用和修改構(gòu)件，都是至關(guān)重要的。這種 CASE 工具對構(gòu)件 (包括相應(yīng)的文檔 )進(jìn)行掃描，將各類信息存入某種瀏覽數(shù)據(jù)庫，然后回答構(gòu)件用戶的各種查詢，進(jìn)而幫助理解。通過對構(gòu)件進(jìn)行分析，結(jié)合論域知識，半自動地生成構(gòu)件的設(shè)計(jì)信息，然后借助設(shè)計(jì)信息完成對構(gòu)件的理解和修改。但是，在多數(shù)情況下，需要對構(gòu)件做或多或少的修改以適應(yīng)新的需求。因此，與構(gòu)件有關(guān)的說明文檔和抽象層次更高的設(shè)計(jì)信息對于構(gòu)件的修改至關(guān)重要。但是，這種自動修改方式還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能取代人工修改方式。 ① 基于功能的合成技術(shù) 基于功能的合成技術(shù)采用子程序調(diào)用和參數(shù)傳遞的方式將構(gòu)件結(jié)合起來。此后，構(gòu)件的合成方式仍然是傳 統(tǒng)的子程序調(diào)用與參數(shù)傳遞。使用它們時(shí)，只需了解其外部接口，即了解它能夠響應(yīng)哪些消息，相應(yīng)的對象行為是什么。 (1) 類庫的構(gòu)造 通常將面向?qū)ο蟮目蓮?fù)用構(gòu)件庫稱為可復(fù)用類庫 (簡稱類庫 )，因?yàn)檫@時(shí)所有的構(gòu)件都是以類的形式出現(xiàn)。同時(shí)，類庫的文檔以超文本方式組織，每個(gè)類的說明文檔中都可以包含指向其它說明文檔的關(guān)鍵詞結(jié)點(diǎn)的鏈接指針。借助于樹形瀏覽工具，類庫的用戶可以從樹的根部 (繼承層次的根類 )出發(fā)，根據(jù)對可復(fù)用基類的需求，逐層確定它所屬的語法和語義的范疇，然后確定最合適的基類。 (3) 類的合成 如果從類庫中檢索出來的基類能夠完全滿足新軟件項(xiàng)目的需求，則可以直接復(fù)用。構(gòu)造法只用到面向?qū)ο蟮姆庋b特征。 9. 支持軟件復(fù)用的 CASE 工具 能否在軟件開發(fā)過 程中成功地使用復(fù)用技術(shù)，直接取決于 CASE 工具對軟件復(fù)用的支持程度。軟件復(fù)用的實(shí)際效益除了( B )之外，在企業(yè)的經(jīng)營管理方面也可望達(dá)到理想的效益。其中， E、 F、 G的答 案順序可互換。 17 除了復(fù)用率之外，在企業(yè)的經(jīng)營管理方面也可望達(dá)到理想的效益。非面向?qū)ο笳Z 言 (如 COBOL 和 Fortran)在復(fù)用實(shí)踐中已經(jīng)器的相當(dāng)?shù)某晒Α? 供選擇的答案： A, B. ① 需求 ② 過程 ③ 環(huán)境 ④ 組織管理 C ? E. ① 復(fù)用 ② 可靠性 ③ 靈活性 ④ 界定 ⑤ 工具 ⑥ 互連性 答案： A. ② , B. ④ , C. ④ , D. ① , E. ③。而以往的軟件工程缺乏這種界定手段。而過去的軟件工程方法在設(shè)計(jì)靈活的、分層的軟件體系結(jié)構(gòu)方面一直沒有不成熟的辦法。 【例 3】論域工程過程要在選定的應(yīng)用論域中界定出 ( A )和 ( B )，要為多個(gè)應(yīng)用和構(gòu)件定義一個(gè) ( C )，并開發(fā)一系列可適度擴(kuò)展的 ( D )。 供選擇的答案： A, B, E, F：① 共性 ② 特性 ③ 可變性 ④ 屬性 ⑤ 靈活性 ⑥ 可靠性 ⑦ 健壯性 ⑧ 適用性 C, D： ① 固件 ② 構(gòu)件 ③ 體系結(jié)構(gòu) ④ 組件 ⑤ 總體框圖 ⑥ 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 答案： A. ① , B. ③ , C. ③ , D. ② , E. ② , F. ⑥。所以，應(yīng) 18 當(dāng)幫助軟件人員進(jìn)行界定工作，以及按重要 性對各項(xiàng)“特性”進(jìn)行優(yōu)先性排隊(duì)。 供選擇的答案： A ? C. ① 使用特定的體系模式 ② 使用重復(fù)的體系模式 ③ 復(fù)用 ④ 專用 ⑤ 代碼復(fù)用 ⑥ 結(jié)構(gòu)復(fù)用 D ? E. ① 可視化 ② 構(gòu)件 ③ 互操作性 ④ 可移植性 ⑤ 可調(diào)度性 ⑥ 框架 答案： A. ② , B. ③ , C. ⑤ , D. ③ , E. ①。 (1) 它促進(jìn)了對設(shè)計(jì)的復(fù)用。 (3) 只要系統(tǒng)是使用常用的、規(guī)范的方法組織起來的，就可以讓其它設(shè)計(jì)者很容易地理解軟件的體系結(jié)構(gòu)。 (6) 通?？梢詫μ囟ǖ娘L(fēng)格提供可視化的手段。體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格的使用幾乎完全是特化的。分層系統(tǒng)中有許多可取的屬性。 分析：對于分層系統(tǒng)： (1) 基本結(jié)構(gòu)：分層系統(tǒng)采用層次化的組織方法，每一層向其上層提供服務(wù)，并利用其下層的服務(wù)。 (2) 應(yīng)用：這種系統(tǒng)最 廣泛的應(yīng)用是分層通信協(xié)議。 (3) 分層系統(tǒng)中有許多可取的屬性。 【例 6】軟件復(fù)用可分為以下三個(gè)層次： ( A )，例如軟件工程知識的復(fù)用。 為了研究軟件復(fù)用程度與軟件生產(chǎn)率之間的關(guān)系，我們引進(jìn)：生產(chǎn)率 P = ( F )和復(fù)用率 R = ( G )的公式，以及兩者之間的關(guān)系 P = ( H )。 分析：廣義來講，軟件復(fù)用可分為以下三個(gè)層次： (1) 知識復(fù)用（如軟件工程知識的復(fù)用）； (2) 方法和標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)用（如面向?qū)ο蠓椒ɑ驀抑贫ǖ能浖_發(fā)規(guī)范的復(fù)用）； (3) 軟件成分的復(fù)用。為研究軟件復(fù)用程度與軟件生產(chǎn)率的關(guān)系，我們首先引入下列兩個(gè)量： 生產(chǎn)率 P = 程序總長度∕開發(fā)該程序所用人時(shí)數(shù) 復(fù)用率 R = 復(fù)用代碼長度∕程序總長度 令 Lt為程序總長度 (目標(biāo)代碼條數(shù) )， Ln 和 Lr 分別為新編代碼和復(fù)用代碼的長度 (都用目標(biāo)代碼條數(shù)來度量 )。構(gòu)件的實(shí)用程度和使用方便程度，以及軟件人員的素質(zhì)、開發(fā)環(huán)境等因素，都直接影響軟件復(fù)用的效果。 (1) 比較橫向復(fù)用和縱向復(fù)用的異同及優(yōu)劣。而應(yīng)用軟件的開發(fā)過程或復(fù)用過程則稱為 ( B )。構(gòu)件是 ( C )，并具有相當(dāng)穩(wěn)定的公開的( D )。 供選擇的答案： A, B. ① 實(shí)現(xiàn) ② 運(yùn)行 ③ 設(shè)計(jì) ④ 計(jì)劃 C, D. ① 外聯(lián)的 ② 內(nèi)聚的 ③ 公開的 ④ 私有的 ⑤ 外設(shè) ⑥ 接口 ⑦ 輸出 E, F. ① 面向數(shù)據(jù) ② 面向?qū)ο? ③ 封裝 ④ 繼承 ⑤ 復(fù)用 【 86】軟件開發(fā)人員必須用各種抽象化手段來開發(fā)代碼級構(gòu)件。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言中的“類”是一種典型的基于 ( B )的構(gòu)件。低層軟件比高層軟件更具 ( A )。 (2) 簡述相應(yīng)的檢索方法。為此，需要完全地描述構(gòu)件的 ( D )和表示 ( E )。 供選擇的答案： A ? C. ① 包容 (container) ② 上下文 (context) ③ 代價(jià) (cost) ④ 控制 (control) ⑤ 概念 (concept) ⑥ 內(nèi)容 (content) D ? C. ① 概念 ② 接口 ③ 公開 ④ 服務(wù) ⑤ 語義 ⑥ 語法 ⑦ 隱藏 ⑧ 結(jié)構(gòu) 【 810】 試簡述基于軟件復(fù)用的軟件項(xiàng)目管理機(jī)構(gòu)的組織和工作職責(zé)。 ③ 體系結(jié)構(gòu)：即便應(yīng)用論域千差萬別，但程序和數(shù)據(jù)體系結(jié)構(gòu)大同小異。 ⑤ 設(shè)計(jì)：用傳統(tǒng)方法開發(fā)的體系結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)、接口和過程化設(shè)計(jì)，以及用面向 對象方法開發(fā)的系統(tǒng)和對象的設(shè)計(jì)都可以復(fù)用