軟件工程發(fā)展的新方向

軟件工程發(fā)展的新方向——網(wǎng)構(gòu)軟關(guān)鍵一、網(wǎng)構(gòu)軟件的概網(wǎng)構(gòu)軟件是973項(xiàng)目提的一個(gè)概念[1]。為了適應(yīng)開放、動(dòng)態(tài)、難控的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的需求,軟件系統(tǒng)開始呈現(xiàn)出一種柔性可演化、連續(xù)反應(yīng)式、多目標(biāo)適應(yīng)的新系統(tǒng)形態(tài).從技術(shù)的角度看,在面向?qū)ο?、軟件?gòu)件等技術(shù)支持下的軟件實(shí)體以主體化的軟件服務(wù)形式存在于Internet的各個(gè)節(jié)點(diǎn)之上,各個(gè)軟件實(shí)體相互間通過協(xié)同機(jī)制進(jìn)行跨網(wǎng)絡(luò)的互連、互通、協(xié)作和,從而形成一種與WWW相類似的軟件Web(softwareWeb).網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的開放、動(dòng)態(tài)和多變性,以及用戶使用方式的個(gè)性化要求決定了這樣一種軟件Web不再像經(jīng)典軟件那樣一蹴而就,它應(yīng)能感知外部環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化,并隨著這種變化按照功能指標(biāo)、性能指標(biāo)或可靠性指標(biāo)等進(jìn)行靜態(tài)(離線)的調(diào)整和動(dòng)態(tài)()的演化,以使系統(tǒng)具有盡可能高的用戶二、網(wǎng)構(gòu)軟件的發(fā)一片空白或者僅僅停留在“發(fā)展迅速”的概念階段。1980年中國(guó)啟動(dòng)了軟件工程的研究和實(shí)踐研究的過程和成果與國(guó)際趨勢(shì)是一致的80年始了軟件工程開發(fā)方法學(xué)的研究。90年代以構(gòu)件技術(shù)為體現(xiàn)開展前沿研究，2000年以后，中國(guó)開始“2002年中國(guó)發(fā)起“網(wǎng)構(gòu)軟件”協(xié)作項(xiàng)目，研究未來軟件在互聯(lián)網(wǎng)上的運(yùn)行。。軟件開發(fā)方式，將成為構(gòu)建未來軟件研究方式和體系的重要之一為網(wǎng)構(gòu)軟件設(shè)計(jì)ABC法已在一些的和商業(yè)性的系統(tǒng)中得到應(yīng)用，奧運(yùn)會(huì)信息系統(tǒng)就是。三、傳統(tǒng)軟件形態(tài)的局限法。從網(wǎng)構(gòu)軟件的角度來看面向?qū)ο筌浖Y(jié)構(gòu)，可以發(fā)現(xiàn)以下面的問題：面向?qū)ο蠓椒ㄖ械膶?duì)象概念通常是靜止和的，它難以在Internet開放、動(dòng)態(tài)和多變四、網(wǎng)構(gòu)軟件的特Internet的特Internet作為不同于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的硬件平臺(tái)，具有如下基本特征：無統(tǒng)一控制的“真”分布性；節(jié)點(diǎn)的高度自治性；節(jié)點(diǎn)的開放性和動(dòng)態(tài)性；人、設(shè)備和軟件的多重異構(gòu)性；Internet革。目前，面向網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算環(huán)境正由/Server發(fā)展為/Cluster，并正朝著/Network和/VirtualEnvironment的方向發(fā)展。那么，未來的基于Internet平臺(tái)的Internet的各個(gè)節(jié)點(diǎn)之上，任何一個(gè)軟件實(shí)體可在開放的環(huán)境下通過某種方式加以發(fā)布，并WebSoftwareWeb。SoftwareWebSoftwareWeb并不能夠像傳統(tǒng)軟件那樣一蹴而就，它應(yīng)能感知外部網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立與傳統(tǒng)軟件形態(tài)的特自主性指網(wǎng)構(gòu)軟件系統(tǒng)中的軟件實(shí)體具有相對(duì)獨(dú)立性、主動(dòng)性和自適應(yīng)性。自主性使其區(qū)別于傳統(tǒng)軟件系統(tǒng)中軟件實(shí)體的依賴性和性。協(xié)同性指網(wǎng)構(gòu)軟件系統(tǒng)中軟件實(shí)體與軟件實(shí)體之間可按多種靜態(tài)連接和動(dòng)態(tài)合作方式在開閉集境下單一靜態(tài)的連接模式。反應(yīng)性指網(wǎng)構(gòu)軟件具有感知外部運(yùn)行和使用環(huán)境并對(duì)系統(tǒng)演化提供有用信息的能力；反應(yīng)性Internet開放、動(dòng)態(tài)和多變環(huán)境的感知能力。演化性指網(wǎng)構(gòu)軟件結(jié)構(gòu)可根據(jù)應(yīng)用需求和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境變化而發(fā)生動(dòng)態(tài)演化，主要表現(xiàn)在其實(shí)體軟件系統(tǒng)具備了適應(yīng)Internet開放、動(dòng)態(tài)和多變環(huán)境的應(yīng)變能力。多態(tài)性指網(wǎng)構(gòu)軟件系統(tǒng)的效果體現(xiàn)出相容的多目標(biāo)性。它可根據(jù)某些基本協(xié)同原則，在動(dòng)態(tài)Browser/ServerServerBrowserServer體現(xiàn)了其隨網(wǎng)絡(luò)環(huán)境變化而產(chǎn)生的多態(tài)性；JINI技術(shù)中所倡導(dǎo)的軟件實(shí)體的動(dòng)態(tài)和Applets技術(shù)等則在某種意義現(xiàn)了演化；而ActiveSoftware和Autonomous念基本概括了在Internet開放、動(dòng)態(tài)和多變環(huán)境下軟件技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，它將在未來5-10年五、網(wǎng)構(gòu)軟件的開網(wǎng)構(gòu)軟件開發(fā)所網(wǎng)構(gòu)軟件從軟件形態(tài)的角度開放、動(dòng)態(tài)、多變的Internet環(huán)境對(duì)軟件理論、方法技術(shù)，是傳統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)的自然延伸網(wǎng)構(gòu)軟件具有自主性、演化性、協(xié)同性、多態(tài)性和反應(yīng)框架體系,Internet環(huán)境衍生的網(wǎng)構(gòu)軟件的開發(fā)[3]。,Web.Internet的各個(gè)節(jié)點(diǎn)之上,任何一個(gè)軟件實(shí)體可在開放的環(huán)境下通過某種方式加以發(fā)布,并以各種協(xié)同方式與其他軟件實(shí)體進(jìn)行跨網(wǎng)絡(luò)的互連、互通、協(xié)作和.Internet的開放、動(dòng)態(tài)和多變,以及用戶使用方式的個(gè)性化要求,決定了網(wǎng)構(gòu)軟件的開發(fā)不同于傳統(tǒng)軟件開發(fā)的“一次成型”式,具體表現(xiàn)為,網(wǎng)構(gòu)軟件在發(fā)布之后,能夠感知外部網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化并隨著這種變化按照功能指標(biāo)、性能指標(biāo)和可信性指標(biāo)等進(jìn)行靜態(tài)的調(diào)整和動(dòng)態(tài)的演化,以使系統(tǒng)具有盡可能高的用戶滿意度,而且,由于用戶需求的多樣化和個(gè)性化以及投資回收等因素,一個(gè)軟件系統(tǒng)往往存在時(shí)間較長(zhǎng),因此,網(wǎng)構(gòu)軟件的演化過程也在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)持續(xù)不斷.因此開發(fā)具有上述技術(shù)特點(diǎn)的網(wǎng)構(gòu)軟件著開發(fā)過程、開發(fā)方法以及支持技術(shù)3個(gè)方面的.在軟件開發(fā)過程方面,傳統(tǒng)軟件系統(tǒng)的開發(fā)因所基于的平臺(tái)相對(duì)封閉、靜態(tài)、穩(wěn)定,采用自頂向下的途徑,確定系統(tǒng)的范圍(即sco)總是建立需求的第一步,然后通過分解而實(shí)施分而治之的策略,整個(gè)開發(fā)過程處于有序控制之下.和多變的框架開發(fā)活動(dòng)呈現(xiàn)為通過將原本“無序”的基礎(chǔ)軟件資源組合為“有序”的基本系統(tǒng),隨著時(shí)間推移,序”的狀態(tài),這種由“無序”到“有序”的過程往復(fù)循環(huán),基本上是一種自底向上、由內(nèi)向此外,在傳統(tǒng)的軟件工程體系中,軟件生命周期概念所強(qiáng)調(diào)的是從問題提出到軟件交付的整個(gè)開發(fā)過程的重要性,而對(duì)于交付之后的軟件變化過程往往只采用“軟件”加以簡(jiǎn)Internet開放、動(dòng)態(tài)和多變環(huán)境下網(wǎng)構(gòu)軟件系統(tǒng)的開發(fā)則有明顯的局限性.首先,新的軟件實(shí)體往往通過已有的軟件實(shí)體組裝而成,由于這些實(shí)體彼此獨(dú)立、自主運(yùn)行,不受或組織的統(tǒng)一控制,因此,在系統(tǒng)交付運(yùn)行之前,很難由這些被組裝的軟其次,環(huán)境的開放動(dòng)態(tài)和多變決定了軟件實(shí)體及其之間的協(xié)同均著諸多變化,不論這些變化能否在運(yùn)行前準(zhǔn)確預(yù)知,運(yùn)行系統(tǒng)都必須進(jìn)行持續(xù)的適應(yīng)性調(diào)整.再者,網(wǎng)構(gòu)軟件既服務(wù)于處在不同時(shí)區(qū)的用戶也服務(wù)于隨時(shí)到達(dá)的其他網(wǎng)構(gòu)軟件的請(qǐng)求,而且,Internet上的其他軟件組成,因此,一個(gè)網(wǎng)構(gòu)軟件系統(tǒng)一旦交付使用,往往就不能完全停機(jī).這意味著改錯(cuò)、優(yōu)化、增加新功能等活動(dòng)均需執(zhí)行,這些活動(dòng)也需要經(jīng)歷分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、測(cè)試、部署,而傳統(tǒng)軟件生存周期中的期難以準(zhǔn)確刻畫這些活動(dòng).根據(jù)網(wǎng)構(gòu)軟件的特征確定開發(fā)策首先，網(wǎng)構(gòu)軟件自主性是指軟件實(shí)體具有相對(duì)獨(dú)立性、主動(dòng)性和自適應(yīng)性從技術(shù)角度看,網(wǎng)構(gòu)軟件實(shí)體一般都是獨(dú)立開發(fā)和管理的,它們可能在不同的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上獨(dú)立運(yùn)行.它們的目標(biāo)和所提供的服務(wù)由其所有者來決定,其行為受自身的目標(biāo)驅(qū)動(dòng),而并非單純地用于組裝或部署.它們?cè)谶\(yùn)行過程中可能實(shí)時(shí)收集環(huán)境的各種變化信息,并根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的策略,在必要時(shí)自動(dòng)調(diào)整自身的行為以適應(yīng)環(huán)境的變化;其次,協(xié)同性是指網(wǎng)構(gòu)軟件系統(tǒng)中軟件實(shí)體與軟件實(shí)體之間可按多種靜態(tài)連接和動(dòng)態(tài)合作方式在開放的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下加以互連、互通、協(xié)作和.從技術(shù)角度看,傳統(tǒng)軟件系統(tǒng)在封閉集境下往往采用單一靜態(tài)的連接模式,而網(wǎng)構(gòu)軟件則支持連接模式的適應(yīng)性調(diào)整,如,不同互操作協(xié)議的切換,連接安全級(jí)別的升降,同步異步的轉(zhuǎn)變,消息傳遞可靠性第三,反應(yīng)性是指網(wǎng)構(gòu)軟件具有感知外部運(yùn)行和使用環(huán)境并對(duì)系統(tǒng)演化提供有用信息的能力.從技術(shù)角度看,網(wǎng)構(gòu)軟件的外部環(huán)境由其他網(wǎng)構(gòu)軟件以及底層支撐平臺(tái)組成,因此,反應(yīng)性既要求網(wǎng)構(gòu)軟件能夠以某種方式自身的狀態(tài)和行為信息,也要求網(wǎng)構(gòu)軟件支撐第四,演化性是指網(wǎng)構(gòu)軟件結(jié)構(gòu)可根據(jù)應(yīng)用需求和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境變化而發(fā)生動(dòng)態(tài)演化,主要表現(xiàn)在其實(shí)體元素?cái)?shù)目的可變性,結(jié)構(gòu)關(guān)系的可調(diào)節(jié)性和結(jié)構(gòu)形態(tài)的動(dòng)態(tài)可配置性.從技術(shù)角度看,演化性要求軟件體系結(jié)構(gòu)具備動(dòng)態(tài)調(diào)整能力;第五,多態(tài)性是指網(wǎng)構(gòu)軟件系統(tǒng)的效果體現(xiàn)出相容的多目標(biāo)性,它可根據(jù)某些基本協(xié)同原則,在動(dòng)態(tài)變化的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,滿足多種相容的目標(biāo)形態(tài).從技術(shù)角度看,多態(tài)性既要求系統(tǒng)開發(fā)過程中需要支持多目標(biāo)建模,又要求系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)能夠基于環(huán)境變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)目標(biāo)基于上述分析,網(wǎng)構(gòu)軟件諸多特性在技術(shù)上的主要共性可歸結(jié)為自適應(yīng)性,具體表現(xiàn)為軟件實(shí)體的自適應(yīng)性和件結(jié)構(gòu)的自適應(yīng)性,即,網(wǎng)構(gòu)軟件在運(yùn)行過程中能夠在合適的時(shí)刻、合適的場(chǎng)合、準(zhǔn)確捕捉變化并進(jìn)行合理的適應(yīng)性調(diào)整,以滿足功能和質(zhì)量的需求.網(wǎng)構(gòu)軟件的開發(fā)重人在網(wǎng)構(gòu)軟件適應(yīng)過程中的參與程度決定了網(wǎng)構(gòu)軟件自適應(yīng)能力的高低.因此,如何開發(fā)出具有這種自適應(yīng)能力的軟件系統(tǒng),并盡可能減少運(yùn)行過程中人的參與,是網(wǎng)構(gòu)軟件開發(fā)方法的關(guān)鍵.在軟件運(yùn)行支撐技術(shù)方面?zhèn)鹘y(tǒng)的軟件開發(fā)工具往往針對(duì)軟件交付前的分析、設(shè)計(jì)、實(shí),而軟件交付后則部署在運(yùn)行平臺(tái)上,并利用各種管理工具進(jìn)行而基于上述分析,網(wǎng)構(gòu)軟件的開發(fā)已經(jīng)不僅僅局限于軟件交付之前,軟件開發(fā)的重心從交付前逐漸轉(zhuǎn)移到運(yùn)行過程中,而網(wǎng)構(gòu)軟件自動(dòng)或手動(dòng)的調(diào)整往往依賴于軟件生存周期各個(gè)階段的活動(dòng)與制品.因此,網(wǎng)構(gòu)軟件開發(fā)工具不僅要覆蓋整個(gè)軟件生存周期,運(yùn)行平臺(tái)融合,從而支持軟件運(yùn)行中持續(xù)不斷的開發(fā)活動(dòng)另一方面,網(wǎng)構(gòu)軟件的諸多特性對(duì)運(yùn)行平臺(tái)提出了極大的,首先,運(yùn)行平臺(tái)不僅要具備實(shí)時(shí)顯示自身運(yùn)行狀態(tài)和行為的能力,還應(yīng)協(xié)助實(shí)現(xiàn)上層軟件實(shí)體內(nèi)部狀態(tài)和行為的實(shí)時(shí)展現(xiàn),其次,運(yùn)行平臺(tái)必須支持網(wǎng)構(gòu)軟件實(shí)體與結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)調(diào)整,否則,自適應(yīng)很難甚綜上所述,網(wǎng)構(gòu)軟件的開發(fā)在過程方面,需要遵循自底向上、從“無序”到“有序”的新型構(gòu)造途徑,開發(fā)重心由系統(tǒng)交付前向系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)移;在開發(fā)方法方面,需要重點(diǎn)考慮軟件實(shí)體和結(jié)構(gòu)的自適應(yīng)性;在支