丁晨路　王芳瀟　郭亮

摘要：基于構(gòu)件的軟件開發(fā)方法，使得開發(fā)的重點(diǎn)從軟件開發(fā)中程序代碼的編寫轉(zhuǎn)移到對(duì)現(xiàn)有構(gòu)件的組裝上。本文提出了一種基于段的全壽命開發(fā)方法，通過對(duì)構(gòu)件的封裝形成段，繼而通過組裝工具，根據(jù)不同應(yīng)用需要對(duì)段進(jìn)行組合，從而形成可安裝應(yīng)用系統(tǒng)。本研究為實(shí)現(xiàn)快速構(gòu)建系統(tǒng)提供了一種支撐手段。

關(guān)鍵詞：軟件復(fù)用；構(gòu)件；段

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2015）07-0101-04

Abstract： component based software development method， causes the development focus from software development program code writing transferred to the assembly of the existing members of the. This paper presents a method based on the whole life development period， the formation period based on the component of the package， and then by the assembly tool， according to different application needs the combination of segment， thus forming can be installed application system. This study provides a support means for realizing rapid construction system.

Key words： software reuse； component； section

1 概述

自從軟件危機(jī)爆發(fā)以來，如何提高軟件開發(fā)效率、縮短開發(fā)周期、降低軟件成本等問題成為學(xué)者們研究的熱點(diǎn)。構(gòu)件技術(shù)的出現(xiàn)是對(duì)傳統(tǒng)軟件開發(fā)過程的一次變革。構(gòu)筑在“構(gòu)件組裝”模式之上的構(gòu)件技術(shù)，使軟件技術(shù)人員擺脫了“一行行寫代碼”的低效編程方式，直接進(jìn)入“集成組裝構(gòu)件”的更高階段?；跇?gòu)件的軟件開發(fā)（Component-Based Software Development， CBSD）[1]，是指使用可復(fù)用構(gòu)件來開發(fā)應(yīng)用軟件，強(qiáng)調(diào)通過可復(fù)用構(gòu)件的設(shè)計(jì)、構(gòu)造軟件系統(tǒng)軟件復(fù)用的一種基于分布對(duì)象技術(shù)。它可以更快地構(gòu)建系統(tǒng)，將開發(fā)的重點(diǎn)從軟件開發(fā)中程序代碼的編寫轉(zhuǎn)移到對(duì)現(xiàn)有構(gòu)件的組裝上，這樣就減輕了大型系統(tǒng)支持和升級(jí)時(shí)所需的維護(hù)負(fù)擔(dān)，從而降低軟件開發(fā)和維護(hù)成本?；跇?gòu)件的軟件開發(fā)以構(gòu)件為核心，在需求分析階段就采用面向復(fù)用的建模，增加了開發(fā)的并行程度，同時(shí)也大大提高了開發(fā)的效率。本文基于構(gòu)件的軟件開發(fā)方法，提出了一種基于段的全壽命開發(fā)方法，并將該方法用于項(xiàng)目的分析、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。

2 基于段的全壽命開發(fā)方法

2.1 構(gòu)件封裝—“段”的基本概念

我們將段定義如下：段是一組構(gòu)件的集合，是按照統(tǒng)一規(guī)范對(duì)軟件或數(shù)據(jù)進(jìn)行特征描述和打包封裝形成的相對(duì)獨(dú)立的基本功能單元。通過應(yīng)用系統(tǒng)組裝工具，根據(jù)不同應(yīng)用需要對(duì)不同段進(jìn)行組合，形成段集合，從而形成可安裝應(yīng)用系統(tǒng)。其主要研究內(nèi)容包括：

1）段的結(jié)構(gòu)：包括段前綴、段的屬性等。段前綴是段的唯一標(biāo)識(shí)，由大寫字母開頭的大寫字母和數(shù)字組成的字符串。段的屬性包含了段的名稱、版本號(hào)、開發(fā)單位、開發(fā)時(shí)間、段的依賴屬性等相關(guān)信息。

2）段的分類：包括系統(tǒng)段、數(shù)據(jù)段、軟件段以及數(shù)據(jù)庫段。數(shù)據(jù)段是由若干構(gòu)件組成，用于封裝應(yīng)用系統(tǒng)所需的各種公共或全局?jǐn)?shù)據(jù)。軟件段是由若干構(gòu)件組成，完成業(yè)務(wù)的功能需求。數(shù)據(jù)庫段分為物理數(shù)據(jù)庫段、邏輯數(shù)據(jù)庫段。物理數(shù)據(jù)庫段用于創(chuàng)建、修改數(shù)據(jù)庫及其表、約束和關(guān)聯(lián)等；邏輯數(shù)據(jù)庫段不具有創(chuàng)建新數(shù)據(jù)庫的功能，僅用于在已有的數(shù)據(jù)庫上創(chuàng)建/修改新的表、約束和關(guān)聯(lián)。軟件段、數(shù)據(jù)段和數(shù)據(jù)庫段可以統(tǒng)稱為子段。系統(tǒng)段是由若干軟件段、數(shù)據(jù)段、數(shù)據(jù)庫段等子段構(gòu)成的段集合，用于構(gòu)建可運(yùn)行的滿足特定需求的相對(duì)完整的應(yīng)用系統(tǒng)。

3）段的開發(fā)：包括軟件段的開發(fā)、數(shù)據(jù)庫段和數(shù)據(jù)段的開發(fā)，可以采用各種編程語言和編程技術(shù)進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)。

4）段的封裝：根據(jù)實(shí)際需求，對(duì)需要的段進(jìn)行組合、打包的過程。

5）段的安裝/卸載：完成對(duì)段的封裝后，將段部署到實(shí)際環(huán)境中的過程。

2.2 基于段的全壽命開發(fā)思路

基于段的全壽命開發(fā)思路（Segment-Based Life Cycle Development， SBLCD）是借鑒軟件工程的基本過程和基本原則，通過在需求分析、總體設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)等各個(gè)環(huán)節(jié)，采用“段”的基本思想，確定應(yīng)用系統(tǒng)的系統(tǒng)段功能、構(gòu)成和接口關(guān)系，然后對(duì)各個(gè)系統(tǒng)段分別進(jìn)行開發(fā)，通過系統(tǒng)段的組裝實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)的一整套方法。使用段來開發(fā)應(yīng)用軟件，重點(diǎn)在于可復(fù)用構(gòu)件的綜合集成，強(qiáng)調(diào)通過系統(tǒng)段的分析、設(shè)計(jì)，構(gòu)造出應(yīng)用系統(tǒng)的技術(shù)。它可以快速地在新環(huán)境下部署，用戶根據(jù)實(shí)際需求選擇不同段的安裝，以便更快地構(gòu)建系統(tǒng)。

2.3基于段的全壽命開發(fā)過程

2.3.1 應(yīng)用軟件系統(tǒng)分解

在需求分析階段，以面向復(fù)用的角度對(duì)需求進(jìn)行建模，從用戶的角度，建立業(yè)務(wù)模型，采用用例描述業(yè)務(wù)過程和規(guī)則，用參與者描述使用業(yè)務(wù)系統(tǒng)的人員、設(shè)備或外部系統(tǒng)，建立業(yè)務(wù)用例模型之后，對(duì)應(yīng)用軟件系統(tǒng)進(jìn)行分解，確定所需系統(tǒng)段需求。

2.3.2 段的分析與設(shè)計(jì)

根據(jù)需求分析階段確定系統(tǒng)段的需求，在此過程中需要界定各系統(tǒng)段的組成（軟件段、數(shù)據(jù)段、數(shù)據(jù)庫段）；段之間的接口；并進(jìn)行功能設(shè)計(jì)——軟件段的設(shè)計(jì)；數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)——數(shù)據(jù)庫段的設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)段的設(shè)計(jì)；界面設(shè)計(jì)——系統(tǒng)段的設(shè)計(jì)。

2.3.3 段的實(shí)現(xiàn)

1）軟件段的開發(fā)：將分析提取出的構(gòu)件實(shí)現(xiàn)，簡單來說就是形成.dll動(dòng)態(tài)鏈接庫文件

2）數(shù)據(jù)庫段的開發(fā)：包括物理數(shù)據(jù)庫段的開發(fā)和邏輯數(shù)據(jù)庫段的開發(fā)。

3）數(shù)據(jù)段的開發(fā)：形成全局?jǐn)?shù)據(jù)包。

2.3.4 段的封裝

將軟件段、數(shù)據(jù)庫段、數(shù)據(jù)段打包形成系統(tǒng)段的過程。

2.3.5 段的安裝/部署

對(duì)要部署的系統(tǒng)段、軟件段、數(shù)據(jù)段、數(shù)據(jù)庫段進(jìn)行檢查和驗(yàn)證，過程如下：

1）段的準(zhǔn)備：檢查所有需要安裝的段是否都存在；檢查每個(gè)段介質(zhì)是否都完整；每個(gè)段的文件夾名稱是否為“段前綴（段版本號(hào)）”形式；檢查依賴段的前綴、版本號(hào)是否與實(shí)際段一致；獨(dú)立安裝每個(gè)段進(jìn)行測(cè)試能否正常安裝與運(yùn)行。

2）段的導(dǎo)入：導(dǎo)入的目的主要是驗(yàn)證段是否正確，并且把段信息導(dǎo)入到配置與管理工具中，以便部署。

2.3.6 段的集成測(cè)試

在安裝/部署完之后，對(duì)段進(jìn)行集成測(cè)試。

3 應(yīng)用實(shí)例

下面以一個(gè)醫(yī)院管理系統(tǒng)為例，詳細(xì)介紹該方法。

3.1 系統(tǒng)軟件架構(gòu)

在本系統(tǒng)中，我們引入三層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思想，采用構(gòu)件化的開發(fā)方法，將系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯封裝在應(yīng)用服務(wù)器上，客戶端應(yīng)用程序自動(dòng)從應(yīng)用服務(wù)器上下載和更新業(yè)務(wù)邏輯，達(dá)到“應(yīng)用邏輯與程序代碼分離，數(shù)據(jù)與應(yīng)用分離，應(yīng)用與流程分離”，最大化的支持業(yè)務(wù)的靈活開展。圖2所示為系統(tǒng)軟件架構(gòu)。

系統(tǒng)采用三層體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。所謂三層體系結(jié)構(gòu)，即表示層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)訪問層[2]。表示層主要指用戶所使用的各分系統(tǒng)，也就是系統(tǒng)段，對(duì)用戶來說，即用戶所看到的界面，它要求盡可能的簡單，使最終用戶不需要進(jìn)行培訓(xùn)或者說只需要進(jìn)行簡單培訓(xùn)就能方便地使用系統(tǒng)功能，進(jìn)行操作；第二層是業(yè)務(wù)邏輯層，也就是中間層，所有的應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)構(gòu)件、應(yīng)用邏輯、展現(xiàn)構(gòu)件、數(shù)據(jù)服務(wù)等構(gòu)件以及控制均在這一層，系統(tǒng)的復(fù)雜性也主要體現(xiàn)在業(yè)務(wù)邏輯層；最后的數(shù)據(jù)訪問層中，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器存儲(chǔ)著大量的數(shù)據(jù)信息和數(shù)據(jù)邏輯，所有與數(shù)據(jù)有關(guān)的安全、完整性控制、數(shù)據(jù)的一致性、并發(fā)操作等都是在第三層完成。

3.2 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

3.2.1系統(tǒng)段的開發(fā)

根據(jù)系統(tǒng)的架構(gòu)，可以將應(yīng)用系統(tǒng)分解為掛號(hào)管理系統(tǒng)段、醫(yī)生工作站系統(tǒng)段、藥房管理系統(tǒng)段以及收費(fèi)管理系統(tǒng)段等。由于篇幅有限，下面以掛號(hào)管理系統(tǒng)段的實(shí)現(xiàn)為例，詳細(xì)介紹系統(tǒng)段的開發(fā)過程。

1）掛號(hào)管理數(shù)據(jù)庫段的實(shí)現(xiàn)

將掛號(hào)管理相關(guān)的表、視圖、存儲(chǔ)過程、觸發(fā)器封裝；

2）掛號(hào)管理軟件段的實(shí)現(xiàn)

①首先，掛號(hào)管理模塊被定義為一個(gè)工程項(xiàng)目，工程項(xiàng)目下面包含了多個(gè)軟件段，我們采用模塊化開發(fā)，將這一過程具體分解為掛號(hào)、查詢統(tǒng)計(jì)、系統(tǒng)管理每個(gè)單獨(dú)的子模塊。

②開發(fā)用戶界面的構(gòu)件

采用Delphi7.0作為開發(fā)環(huán)境，它提供可視化設(shè)計(jì)視圖來繪制用戶界面。

③開發(fā)展現(xiàn)控制的構(gòu)件

用戶登錄界面的表單動(dòng)作，會(huì)指向一個(gè)展現(xiàn)控制的構(gòu)件（屬于該用戶界面的依賴接口），該構(gòu)件如圖3所示。

4）開發(fā)運(yùn)算操作構(gòu)件

用戶在登錄時(shí)，需要進(jìn)行權(quán)限認(rèn)證，這需要訪問數(shù)據(jù)庫類連接文件，為了便于二次開發(fā)與移植，我們使用windows標(biāo)準(zhǔn)語言，將此服務(wù)構(gòu)件做成動(dòng)態(tài)鏈接庫文件。建立數(shù)據(jù)庫連接的流程圖如圖4所示。

從圖中可見，第一步，進(jìn)行初始化；第二步，程序讀取IP地址信息，在這一過程中出于安全因素的考慮，需要對(duì)IP地址進(jìn)行加密；第三步，根據(jù)獲取到的IP地址封裝進(jìn)去，建立數(shù)據(jù)庫連接。

5）構(gòu)件測(cè)試與調(diào)試

編寫好此構(gòu)件后，進(jìn)行單元測(cè)試。我們使用DUnit工具進(jìn)行測(cè)試。

6）構(gòu)件的提供接口注冊(cè)

通過單元測(cè)試后，可以進(jìn)行業(yè)務(wù)構(gòu)件的接口注冊(cè)，注冊(cè)過程包括：

①為定義的接口指定對(duì)應(yīng)的構(gòu)件入口，這樣，在調(diào)用這個(gè)構(gòu)件接口時(shí)，會(huì)自動(dòng)去調(diào)用相應(yīng)的構(gòu)件。

②定義的接口注冊(cè)到系統(tǒng)的權(quán)限管理中，成為一個(gè)基本的操作權(quán)限單元，同時(shí)還可以指定具有該權(quán)限的用戶的角色。

3.2.2系統(tǒng)段的組裝

1）掛號(hào)管理系統(tǒng)段的組裝

將掛號(hào)管理軟件段、數(shù)據(jù)庫段打包封裝，并編寫配置文件。

①掛號(hào)管理軟件段的打包

將可執(zhí)行文件register.exe、動(dòng)態(tài)鏈接庫文件.dll和源程序文件打包，制作安裝程序。

②掛號(hào)管理數(shù)據(jù)庫段的打包

a將公共數(shù)據(jù)相關(guān)的表、視圖、存儲(chǔ)過程生成.sql腳本文件。

b將掛號(hào)模塊中相關(guān)的表、視圖、存儲(chǔ)過程打包，生成.sql腳本文件。

2）編寫.XML文件，便于用戶理解段的結(jié)構(gòu)。

3）掛號(hào)管理系統(tǒng)段的部署和測(cè)試：對(duì)掛號(hào)管理系統(tǒng)段進(jìn)行部署和測(cè)試，測(cè)試其基本功能。

4 結(jié)束語

隨著信息化建設(shè)的全面推進(jìn)，信息化技術(shù)仍處在一個(gè)快速發(fā)展的過程中，在今后相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)，軟件復(fù)用技術(shù)和構(gòu)件技術(shù)也將被進(jìn)一步完善，本文提出的基于段的全壽命開發(fā)方法，將用戶操作界面與業(yè)務(wù)邏輯算法的實(shí)現(xiàn)分離，提高了軟件開發(fā)效率，提高了系統(tǒng)可維護(hù)性，為實(shí)現(xiàn)快速構(gòu)建系統(tǒng)提供了一種支撐手段。

參考文獻(xiàn)：

[1] Yang Fuqing， Mei Hong. Reuse Oriented Requirements Modeling[M]. Beijing： Tsinghua University Press，2008.

[2] Ren Yanfei. Application of MVC Design Model in System Devolopment Basedon ASP.NET[J].Science Mosaic，2008 （5）： 159-161.