淺談軟件復(fù)用技術(shù)及其應(yīng)用

1、淺談軟件復(fù)用技術(shù)及其應(yīng)用陳思上海煙草（集團(tuán)）公司計(jì)算機(jī)信息中心【摘 要】 隨著企業(yè)信息化建設(shè)的不斷深入，集團(tuán)公司多個(gè)煙廠生產(chǎn)指揮 系統(tǒng)建設(shè)將相繼展開。在企業(yè)中充分運(yùn)用軟件復(fù)用技術(shù)，不僅可以規(guī)范企業(yè)的業(yè) 務(wù)流程，進(jìn)而對(duì)企業(yè)的業(yè)務(wù)過程進(jìn)行優(yōu)化重組，而且構(gòu)建可復(fù)用的軟件系統(tǒng)本身 就是企業(yè)非常重要的知識(shí)庫(kù)和規(guī)則庫(kù)，可以成為指導(dǎo)企業(yè)實(shí)施和擴(kuò)展管理信息系 統(tǒng)的模型。在深入分析企業(yè)需求基礎(chǔ)上建立可復(fù)用的企業(yè)業(yè)務(wù)模型可以在最大程 度上提高企業(yè)實(shí)施erp的成功率，降低信息化投資的成本，縮短建設(shè)周期。所 以大力發(fā)展并推廣軟件復(fù)用技術(shù)對(duì)于促進(jìn)集團(tuán)化規(guī)模下的多個(gè)煙廠信息化建設(shè) 有重要的現(xiàn)實(shí)意義。【關(guān)鍵詞】軟件復(fù)用模塊

2、化生產(chǎn)指揮系統(tǒng)1軟件復(fù)用技術(shù)概述1.1軟件復(fù)用技術(shù)的概念大多數(shù)情況下所討論的軟件可復(fù)用性指軟件木身的可重用性，即軟件代碼實(shí) 現(xiàn)的可覓用性。而實(shí)際上，軟件復(fù)用遠(yuǎn)不止這些，軟件開發(fā)的全生命周期都有可 重用的價(jià)值，包括項(xiàng)目的組織、軟件需求、設(shè)計(jì)、文檔、實(shí)現(xiàn)、測(cè)試方法和測(cè)試 用例都是可以被重復(fù)利用或借鑒的有效資源。軟件較強(qiáng)的可復(fù)用一直是軟件工程所追求的目標(biāo)之一，軟件工程界希望有一 天能和其它t業(yè)領(lǐng)域一樣，利用標(biāo)準(zhǔn)化的軟件模塊快速構(gòu)建特定的應(yīng)用系統(tǒng)。事 實(shí)上，這種努力也取得了相當(dāng)大的進(jìn)展，但是與人們所期望的目標(biāo)述是有不少差 距，軟件模塊還遠(yuǎn)沒有機(jī)械設(shè)備的零部件那樣拆卸、維修、更換方便和簡(jiǎn)單。 1.2軟件

3、復(fù)用技術(shù)對(duì)企業(yè)信息化建設(shè)的意義在企業(yè)屮軟件復(fù)用技術(shù)的運(yùn)用，不僅可以規(guī)范企業(yè)的業(yè)務(wù)流程，發(fā)現(xiàn)業(yè)務(wù)流 程中不合理的環(huán)節(jié)，進(jìn)而對(duì)企業(yè)的業(yè)務(wù)過程進(jìn)行優(yōu)化重紐，而且構(gòu)建可復(fù)用的軟 件系統(tǒng)木身就是企業(yè)非常重耍的知識(shí)庫(kù)和規(guī)則庫(kù)，可以成為指導(dǎo)企業(yè)實(shí)施和擴(kuò)展 管理信息系統(tǒng)的模型。在深入分析企業(yè)需求基礎(chǔ)土建立可復(fù)用的企業(yè)業(yè)務(wù)模型可 以在最大程度上提高企業(yè)實(shí)施erp或者其他管理信息系統(tǒng)的成功率。所以大力 發(fā)展并推廣軟件復(fù)用對(duì)于促進(jìn)企業(yè)管理規(guī)范和信息化有重要的現(xiàn)實(shí)意義。2實(shí)現(xiàn)軟件復(fù)用應(yīng)考慮的主要問題2.1程序設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方面的考慮：1）需求的符合性：需求調(diào)研階段注意提煉共性的功能性需求、和個(gè)性化的非 功能性需求；軟件項(xiàng)目

4、最主要的冃標(biāo)是滿足客戶需求。在進(jìn)行構(gòu)架設(shè)計(jì)的時(shí)候，大家考慮 更多的是使用哪個(gè)運(yùn)行平臺(tái)、編成語(yǔ)言、開發(fā)環(huán)境、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)等問題，對(duì) 于和客戶需求相關(guān)的問題考慮不足、不夠系統(tǒng)。一般來說，功能需求決泄業(yè)務(wù)構(gòu)架、非功能需求決上技術(shù)構(gòu)架，變化案例決 定構(gòu)架的范圍。需求方面的知識(shí)告訴我們，功能需求定義了軟件能夠做些什么。 我們需要根據(jù)業(yè)務(wù)上的需求來設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)構(gòu)架，以使得未來的軟件能夠滿足客戶的 需要。非功能需求定義了一些性能、效率上的一些約朿、規(guī)則。而我們的技術(shù)構(gòu) 架要能夠滿足這些約束和規(guī)則。變化案例是對(duì)未來可能發(fā)生的變化的一個(gè)估計(jì)， 結(jié)合功能需求和非功能需求，我們就可以確定一個(gè)需求的范圍，進(jìn)而確定一個(gè)構(gòu)

5、 架的范i韋i。在充分考慮用戶共性需求和個(gè)性化需求基礎(chǔ)土建立的系統(tǒng)架構(gòu)，使實(shí)現(xiàn)軟件 復(fù)用的前提。2）業(yè)務(wù)流程的可調(diào)整性應(yīng)當(dāng)考慮客戶業(yè)務(wù)流程可能岀現(xiàn)的變化，所以在系統(tǒng)構(gòu)架設(shè)計(jì)時(shí)耍盡量排除 業(yè)務(wù)流程的制約，即把流程中的各項(xiàng)業(yè)務(wù)結(jié)點(diǎn)t作作為獨(dú)立的對(duì)象，設(shè)計(jì)成獨(dú)立 的模塊或紐件，充分考慮他們與其他各種業(yè)務(wù)對(duì)象模塊或組件的接口，在流程之 間通過業(yè)務(wù)對(duì)象模塊的相互調(diào)用實(shí)現(xiàn)各種業(yè)務(wù)，這樣，在業(yè)務(wù)流程發(fā)生有限的變 化時(shí)（每個(gè)業(yè)務(wù)模塊木身的業(yè)務(wù)邏輯沒有變的情況下），就能夠比較 方便地修改系統(tǒng)程序模塊或組件間的調(diào)用關(guān)系而實(shí)現(xiàn)新的需求。如果這種調(diào)用關(guān) 系被設(shè)計(jì)成存儲(chǔ)在配置庫(kù)的數(shù)據(jù)字典里，則連程序代碼都不用修改，只需

6、修改數(shù) 據(jù)字典里的模塊或組件調(diào)用規(guī)則即可。3）業(yè)務(wù)信息的可調(diào)整性應(yīng)當(dāng)考慮客戶業(yè)務(wù)信息可能出現(xiàn)的變化，所以在系統(tǒng)構(gòu)架設(shè)計(jì)時(shí)必須盡可能 減少因?yàn)闃I(yè)務(wù)信息的調(diào)整對(duì)于代碼模塊的影響范圍。2.2源代碼的組織結(jié)構(gòu)方面的考慮：1）可擴(kuò)充性：糸統(tǒng)方案的升級(jí)、擴(kuò)容、擴(kuò)充性能；不同客戶瑞、應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)：如果潛在的客戶使用的客戶瑞 可能使用不同的操作系統(tǒng)或?yàn)g覽器，其可復(fù)用性必須考慮客戶端程序的可移植 性，或盡量不使業(yè)務(wù)邏輯放在客戶端；數(shù)據(jù)處理的業(yè)務(wù)邏輯放在數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) 中會(huì)有較好的性能，但如果客戶群中不能確定使用的是同一種數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)， 則業(yè)務(wù)邏輯就不能確沱數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)中；2）可移植性：不同客戶

7、端、應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)；達(dá)到可移植性一定要注重標(biāo)準(zhǔn)化和開放性：只有廣泛采用遵循國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，開 發(fā)出開放性強(qiáng)的產(chǎn)品，才可以保證各種類型的系統(tǒng)的充分互聯(lián)，從而使產(chǎn)品更具 有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，也為未來的系統(tǒng)復(fù)用和升級(jí)擴(kuò)展提供了基礎(chǔ)。3軟件復(fù)用在兩個(gè)煙廠生產(chǎn)指揮系統(tǒng)中的初步應(yīng)用3.1需求復(fù)用1）煙廠生產(chǎn)指揮系統(tǒng)核心業(yè)務(wù)的識(shí)別與抽取在整個(gè)（集團(tuán)）公司信息化集成系統(tǒng)建設(shè)的總體規(guī)劃指導(dǎo)下，我們經(jīng)過深入 的分析調(diào)研，發(fā)現(xiàn)在上海卷煙廠和高揚(yáng)公司的業(yè)務(wù)應(yīng)用中都包含了：計(jì)調(diào)子系統(tǒng)、 設(shè)備子系統(tǒng)、物料子系統(tǒng)、工質(zhì)子系統(tǒng)、車間管理系統(tǒng)、機(jī)臺(tái)電腦系統(tǒng)，以及綜 合信息與系統(tǒng)維護(hù)，涵蓋了大部分條線的業(yè)務(wù)流程。在系統(tǒng)分析時(shí)，可

8、以將這些 業(yè)務(wù)工作流程抽象出來，如工作計(jì)劃的下達(dá)，工藝卡片的下達(dá)，機(jī)臺(tái)電腦的管理, 物料掃描發(fā)放等；兩個(gè)系統(tǒng)的開發(fā)有先后，在上海卷煙廠生產(chǎn)指揮系統(tǒng)開發(fā)的基 礎(chǔ)上，再進(jìn)行高揚(yáng)生產(chǎn)指揮系統(tǒng)的需求調(diào)研時(shí)，我們可以有針對(duì)性的開展，并節(jié) 約了流程梳理的時(shí)間，直接把精力集屮在具體單據(jù)格式等細(xì)節(jié)問題上，提高了需 求調(diào)研的效率。2）兩個(gè)生產(chǎn)指揮系統(tǒng)中非業(yè)務(wù)性需求分析一般的應(yīng)用軟件產(chǎn)品除了完成業(yè)務(wù)所需要的功能外，還必須有一些支持模 塊，以支持系統(tǒng)的正常運(yùn)行。在上海卷煙廠和高揚(yáng)公司兩個(gè)生產(chǎn)指揮系統(tǒng)中都包 括這樣一些模塊：權(quán)限管理模塊和系統(tǒng)維護(hù)支持模塊。權(quán)限管理是各部門、各級(jí) 人員使用系統(tǒng)各項(xiàng)的基礎(chǔ)，這對(duì)于每一個(gè)的

9、生產(chǎn)應(yīng)用系統(tǒng)來說都是必不可少的， 并且其模式及細(xì)分程度應(yīng)該類似。系統(tǒng)維護(hù)支持模塊是為了軟件系統(tǒng)的正常運(yùn)作 所提供的必不可少的功能，如系統(tǒng)權(quán)限管理、日志管理、數(shù)據(jù)庫(kù)備份/恢復(fù)功能 等都屬于此類。所有的這些都可以作為煙廠生產(chǎn)指揮系統(tǒng)的公共模塊加以復(fù)用。3）軟件界面風(fēng)格對(duì)于類似的使用對(duì)象來說，保持兩個(gè)生產(chǎn)指揮系統(tǒng)在風(fēng)格上的一致性是非常 垂要的。它不但可以減少軟件的維護(hù)、培訓(xùn)費(fèi)用，縮短用戶的適應(yīng)期；而且還可 以在軟件開發(fā)時(shí)進(jìn)行界面風(fēng)格復(fù)用，減少軟件開發(fā)費(fèi)用。因此我們?cè)趦蓚€(gè)生產(chǎn)指 揮系統(tǒng)項(xiàng)口的開發(fā)時(shí)保證軟件在風(fēng)格上的一致性、操作方式上的一致性是至關(guān)重 要的。3.2架構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)用基于煙廠生產(chǎn)指揮系統(tǒng)在整個(gè)企

10、業(yè)信息集成系統(tǒng)中承上啟下的作用，是生產(chǎn) 活動(dòng)與管理活動(dòng)信息溝通的橋梁，對(duì)實(shí)時(shí)的要求較高，|犬i此，我們?cè)谙到y(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí), 采用了以統(tǒng)一的系統(tǒng)架構(gòu)。對(duì)于車間級(jí)以上的齊個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)（如計(jì)劃調(diào)度子系統(tǒng)，設(shè)備子系統(tǒng)，工藝質(zhì) 量子系統(tǒng)，物料子系統(tǒng)），采用了 c/s模式；考慮到車間作業(yè)系統(tǒng)有以下特點(diǎn)：客戶端數(shù)冃較多，聯(lián)接時(shí)間長(zhǎng)；客戶端并 發(fā)操作，實(shí)吋響應(yīng)要求高；客戶端業(yè)務(wù)操作性強(qiáng)，界面要求高；系統(tǒng)耍求具有較 高的穩(wěn)定性和安全性；與原有業(yè)務(wù)系統(tǒng)聯(lián)系緊密。所以我們采用了客戶端/屮間 件/服務(wù)器技術(shù)。該技術(shù)實(shí)際上是三層結(jié)構(gòu)技術(shù)。在客戶端采用傳統(tǒng)client方式，用pb或者 delphi寄工具進(jìn)行開發(fā)。因?yàn)榍芭_(tái)采用cl

11、ient,所以屮間件的選擇應(yīng)當(dāng)適合客戶機(jī)和服務(wù)器z間的聯(lián)接和通訊。整個(gè)系統(tǒng)的技術(shù)框架如圖1所示:業(yè)務(wù)科室層（c/s結(jié)構(gòu)）設(shè)備科用戶十劃調(diào)度科用戶工藝質(zhì)值科用戶倉(cāng)儲(chǔ)科用戶車間管理層（c/s結(jié)構(gòu)）機(jī)臺(tái)終瑞n機(jī)臺(tái)終端1機(jī)臺(tái)終竭2機(jī)臺(tái)終瑞3機(jī)臺(tái)作業(yè)層（c/m/s結(jié)構(gòu)）圖1 整個(gè)系統(tǒng)的技術(shù)框架圖3.3模塊化的設(shè)計(jì)在系統(tǒng)開發(fā)時(shí)，我們采用了模塊化的技術(shù)。按照功能將一個(gè)軟件切分成許多 部分單獨(dú)開發(fā)，然后再組裝起來，每一個(gè)部分即為模塊。其優(yōu)點(diǎn)是利于控制質(zhì)量、 利于多人合作、利于擴(kuò)充功能等，是軟件工程中一種重要的開發(fā)方法，并為軟件 復(fù)用提供強(qiáng)有力的支持。煙廠生產(chǎn)指揮系統(tǒng)是一個(gè)功能和模塊比較多的大型系統(tǒng)，系統(tǒng)之間各

12、個(gè)功能 模塊之間的相互引用特別復(fù)朵。高揚(yáng)生產(chǎn)指揮系統(tǒng)中增強(qiáng)了系統(tǒng)模塊化的設(shè)計(jì)， 使得模塊之間的引用盡量減少，即使有引用也以可識(shí)別的方式來區(qū)分，這樣就避 免了系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)核心模塊功能級(jí)的耦合度，使得核心模塊特別是各個(gè)業(yè)務(wù)條線 的內(nèi)聚度提高。從而也避免了相似功能的重復(fù)編碼，提高了程序的可維護(hù)性，簡(jiǎn) 潔性、可讀性。fi前各個(gè)核心業(yè)務(wù)模塊z間的耦合度只到數(shù)據(jù)級(jí)，嚴(yán)格控制并禁止了功能級(jí) 的耦合度，各個(gè)模塊盡量只引用模塊內(nèi)定義的函數(shù)和數(shù)據(jù)窗口以及外部的結(jié)構(gòu)。 將各個(gè)條線公用的數(shù)據(jù)窗口從原來的通用的數(shù)據(jù)窗口 pbl中分離，減少了條線間 的功能級(jí)的耦合度。目前系統(tǒng)所定義的核心模塊有：生產(chǎn)計(jì)劃的接收下達(dá)模塊，

13、成品交庫(kù)模塊，輔料配料模塊，工藝卡片下發(fā)模塊。3.4代碼復(fù)用另外，在編碼過程中的一個(gè)重要復(fù)用是算法的復(fù)用。曲于在函數(shù)設(shè)計(jì)時(shí)基本 上每一個(gè)都提供了相似的功能，如新增、刪除、修改、查詢，而這些操作的算法 基本上是一致的，差別只在于sql語(yǔ)句的差別；所以在設(shè)計(jì)編碼時(shí)，可以先設(shè) 計(jì)一個(gè)共用的函數(shù)提供這些功能，在其他功能實(shí)現(xiàn)時(shí)可以調(diào)用這些函數(shù)，實(shí)現(xiàn)算 法的重用。3.5項(xiàng)目組織結(jié)構(gòu)的復(fù)用在軟件復(fù)用的過程中，僅僅有軟件復(fù)用方法是不夠的，還必須有復(fù)用的開發(fā) 組織結(jié)構(gòu)可以支持。兩個(gè)煙廠生產(chǎn)指揮系統(tǒng)也采用了復(fù)用的組織模式開展項(xiàng)目實(shí) 施。基于模塊獨(dú)立性、層次性，保證項(xiàng)目開發(fā)成員工作之間的相對(duì)獨(dú)立性，模塊 聯(lián)結(jié)方式應(yīng)

14、該是縱向而不是橫向，模塊之間應(yīng)該是樹狀結(jié)構(gòu)而不是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)或交 叉結(jié)構(gòu)，這樣就可以把開發(fā)人員之間的通信、模塊開發(fā)制約關(guān)系減到最少。同時(shí) 模塊獨(dú)立性也比較利于配置管理工作的進(jìn)行。復(fù)用的組織架構(gòu)主耍由三組成員紐成：復(fù)用函數(shù)創(chuàng)建組、應(yīng)用紐和協(xié)調(diào)組。 復(fù)用函數(shù)創(chuàng)建組的成員，主要收集歸納并創(chuàng)建可以復(fù)用的函數(shù)提供給應(yīng)用組使 用；應(yīng)用組分兩個(gè)生產(chǎn)指揮項(xiàng)h分別進(jìn)行相對(duì)獨(dú)立的業(yè)務(wù)邏輯的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，在 開發(fā)過程中使用復(fù)用函數(shù)創(chuàng)建組提供的可復(fù)用的函數(shù)進(jìn)行業(yè)務(wù)邏輯的快速實(shí)現(xiàn)， 并幫助復(fù)用函數(shù)創(chuàng)建者歸納，收集可復(fù)用的流程；協(xié)調(diào)組主要由項(xiàng)冃經(jīng)理承擔(dān)。 主要在構(gòu)建創(chuàng)建組和構(gòu)件復(fù)用組織間起協(xié)調(diào)的作用，起到函數(shù)的分發(fā)推廣的作 用

15、。其實(shí)在軟件復(fù)用過程當(dāng)中，不僅僅通用函數(shù)可以復(fù)用，在業(yè)務(wù)層模塊z間也 可相互引用。但是在引用時(shí)，也應(yīng)該盡量避免模塊之間的交互，提高模塊的內(nèi)劇 性、降低模塊間的耦合性。在模塊之間的引用協(xié)調(diào)也由協(xié)調(diào)組完成。3.6結(jié)論與不足在兩個(gè)生產(chǎn)指揮系統(tǒng)的開發(fā)過程中，我們主要采用了以上方法進(jìn)行軟件的復(fù) 用開發(fā)。實(shí)現(xiàn)了軟件領(lǐng)域橫向的復(fù)用和產(chǎn)品開發(fā)過程屮的縱向?qū)哟渭軜?gòu)的復(fù)用； 并在軟件開發(fā)過程中采用全程（從需求分析到編碼實(shí)現(xiàn)）復(fù)月的策略進(jìn)行軟件開 發(fā)，從而大大提高了軟件產(chǎn)品的可復(fù)用性，提高了軟件開發(fā)的生產(chǎn)率，并為后繼 類似的其他煙廠生產(chǎn)指揮系統(tǒng)的開發(fā)捉供了良好的可復(fù)用基礎(chǔ)。但在開發(fā)過程中 也存在一些不足，有待于進(jìn)一

16、步改善。女口：系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)的力度不夠。由于在系統(tǒng)開發(fā)過程中系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)人力不足，在 項(xiàng)冃緊任務(wù)覓的情況下，沒有對(duì)分析設(shè)計(jì)文檔審核就開始編碼實(shí)現(xiàn)。因此對(duì)分析 設(shè)計(jì)過程中存在的錯(cuò)誤沒有進(jìn)行及時(shí)改正。另外，對(duì)模塊包的劃分也沒有仔細(xì)的 考慮、驗(yàn)證，不夠合理。開發(fā)組成員軟件復(fù)用意識(shí)的不夠。由于開發(fā)人員軟件復(fù)用意識(shí)不夠，在成員z 間溝通不力的情況下自行編寫底層構(gòu)件，從而降低了軟件的可維護(hù)性；而更有甚 者在業(yè)務(wù)模塊編寫時(shí)，直接在表現(xiàn)層實(shí)現(xiàn)對(duì)業(yè)務(wù)邏輯的處理，而沒有抽象為通用 函數(shù)或通用算法，雖然在表面上提升了單個(gè)模塊的開發(fā)效率，但卻降低了整個(gè)開 發(fā)組織的效率、可重用性以及程序的安全性。開發(fā)人員面向?qū)ο笾R(shí)的欠缺。在開發(fā)過程中由于開發(fā)人員面向?qū)ο笾R(shí)的欠 缺，在從而降低了軟件的可重用性。面向?qū)ο蠓治鲈O(shè)計(jì)工具的欠缺。由于在分析設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，我們沒有很好的運(yùn) 用rose等分析計(jì)工具，從而加大了分析設(shè)計(jì)的難度，降低了文檔的可維護(hù)性、 修改性和可復(fù)用性。