一种以软件体系结构为中心的网构软件开发方法.pdf

1100 中国科学 E辑信息科学 2006, 36(10): 1100~1126
一种以软件体系结构为中心的网构软件
开发方法*
梅宏** 黄罡赵海燕焦文品
(北京大学信息科学技术学院软件研究所, 北京 100871)
摘要作为 环境下的一种新型的软件形态, 网构软件对传统的软件开
发理论、方法与技术提出了一系列的挑战. 作为一种以软件复用为核心思想、以
软件构件为基本实体、以软件体系结构为中心、以软件中间件为运行支撑的软件
开发方法学, ABC(architecture position)方法能够有力支持网
构软件的开发. 其中, 基于特征的领域建模以及特定应用的特征模型剪裁方法和
技术, 反映了网构软件在问题空间实现自底向上、从“无序”到“有序”的构造过程;
基于自适应软件体系结构的分析与设计方法, 支持自适应网构软件的开发; 具有
反射机制、支持自主构件的中间件平台则为网构软件的运行, 尤其是网构软件结
构的自适应和实体的自适应提供支撑机制.
关键词网构软件构件软件体系结构特征模型反射式软件中间件自
主构件
的发展为信息技术的应用开启了新的篇章, 同时也带来了诸多的技
术挑战, 并由此产生了多个信息技术研究与实践的热点领域. 这些领域往往从某
种侧面或层次对信息技术提出一种新型模式或理念, 如, 网格计算从资源共享与
管理的角度探讨未来网络系统的应用与构造模式; 普适计算从“人机交互”的角度
研究未来网络系统的应用模式; 服务计算从“软件即服务”的理念出发, 提出了一
种新型的软件形态并着重探讨软件的协同性和动态性; 模型驱动的开发以特定
于领域的代码自动生成为基础, 探讨基于中间件的软件系统的开发方法与技术.
基于类似的出发点, 网构软件从软件形态的角度考察开放、动态、

收稿日期: 2006-05-08; 接受日期: 2006-06-21
* 国家重点基础研究发展计划(批准号: 2002CB31200003)、国家自然科学基金(批准号: 60233010,
90612011, 90412011, 60403030, 60303004)和北京市自然科学基金(批准号: 4052018)资助项目
** E-mail: ******@pku.

SCIENCE IN CHINA Ser. E Information Sciences
第 10 期梅宏等: 一种以软件体系结构为中心的网构软件开发方法 1101

环境对软件理论、方法和技术的挑战. 作为传统软件结构的自然延伸, 网构软件
具有区别于传统软件形态的独有的基本特征, 包括自主性、演化性、协同性、多
态性和反应性等[1]. 从网构软件的角度来考察当今有代表性的软件工程方法学,
可以发现传统的软件工程方法学体系由于其本质上是一种静态和封闭的框架体
系, 难以支持由开放、动态、环境衍生的网构软件的开发.
从技术的角度看, 上展现为一种与当前的信息Web类似
的Software Web[1]. 以软件构件等技术支持的软件实体将以开放、自主的方式存在
的各个节点之上, 任何一个软件实体可在开放的环境下通过某种方式
加以发布, 并以各种协同方式与其他软件实体进行跨网络的互连、互通、协作和
联盟. 的开放、动态和多变, 以及用户使用方式的个性化要求, 决定
了网构软件的开发不同于传统软件开发的“一次成型”式, 具体表现为, 网构软件
在发布之后, 能够感知外部网络环境的动态变化, 并随着这种变化按照功能指
标、性能指标和可信性指标等进行静态的调整和动态的演化, 以使系统具有尽可
能高的用户满意度, 而且, 由于用户需求的多样化和个性化以及投资回收等因素,
一个软件系统往往存在时间较长, 因此, 网构软件的演化过程也在长时间内持续
不断. 显然, 开发具有上述技术特点的网构软件面临着开发过程、开发方法以及
支持技术 3 个方面的挑战.
在软件开发过程方面, 传统软件系统的开发因所基于的平台相对封闭、静
态、稳定, 基本采用自顶向下的途径, 确定系统的范围(即 scoping)总是建立需求
的第一步, 然后通过分解而实施分而治之的策略, 整个开发过程处于有序控制之
下. 而网构软件系统的开发所基于的平台是一个有丰富基础软件资源但同时又
是开放、动态和多变的框架, 开发活动呈现为通过将原本“无序”的基础软件资源
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
上的变化导致它们再次呈现出“无序”的状态, 这种由“无序”到“有序”的过程往复
循环, 基本上是一种自底向上、由内向外的螺旋方式. 此