面向領(lǐng)域的軟件構(gòu)件資源“云”建設(shè)研究.doc

面向領(lǐng)域的軟件構(gòu)件資源“云”建設(shè)研究摘要領(lǐng)域工程產(chǎn)生的大量可復(fù)用的軟件構(gòu)件資源是支持規(guī)模化軟件復(fù)用的關(guān)鍵軟件資產(chǎn)，基于可復(fù)用軟件構(gòu)件進(jìn)行的構(gòu)件化開發(fā)是降低軟件開發(fā)成本、提高軟件質(zhì)量、應(yīng)對(duì)需求變化、實(shí)現(xiàn)快速交付的重要手段。利用云計(jì)算技術(shù)的虛擬化、彈性計(jì)算、按需服務(wù)等優(yōu)勢建設(shè)面向領(lǐng)域的軟件構(gòu)件資源“云”平臺(tái)，有助于提高領(lǐng)域構(gòu)件資源利用的廣泛性和有效性。關(guān)鍵詞軟件復(fù)用 軟件資源庫軟件構(gòu)件服務(wù)云計(jì)算領(lǐng)域工程1引言軟件復(fù)用是提高軟件質(zhì)量和軟件生產(chǎn)率、解決軟件危機(jī)的根本途徑。基于構(gòu)件的軟件復(fù)用是大規(guī)模復(fù)用的最佳選擇。隨著對(duì)軟件復(fù)用理解的深入，構(gòu)件作為可復(fù)用軟件資產(chǎn)的表現(xiàn)形式已將概念延伸到軟件的需求規(guī)約、系統(tǒng)和軟件的構(gòu)架、文檔、i貝0試計(jì)劃、測試案例和數(shù)據(jù)以及其他對(duì)開發(fā)活動(dòng)有用的信息u 。領(lǐng)域工程被公認(rèn)為生產(chǎn)可復(fù)用構(gòu)件的有效過程方法。領(lǐng)域工程將關(guān)于領(lǐng)域的知識(shí)轉(zhuǎn)化為領(lǐng)域中系統(tǒng)共同的規(guī)約、設(shè)計(jì)和構(gòu)架，使得可被復(fù)用的信息范圍擴(kuò)大到了抽象級(jí)別較高的分析和設(shè)計(jì)階段 。軟件復(fù)用的研究和實(shí)踐表明，領(lǐng)域的內(nèi)聚性和穩(wěn)定性為軟件復(fù)用活動(dòng)提供了可供復(fù)用的軟件資產(chǎn)和潛在的經(jīng)濟(jì)利益，使得特定領(lǐng)域的軟件復(fù)用相對(duì)容易獲得成功。因此，面向領(lǐng)域的構(gòu)件資源更容易被識(shí)別和利用。目前，越來越多的軟件企業(yè)開始意識(shí)到軟件復(fù)用技術(shù)對(duì)于軟件生產(chǎn)的重要作用。然而，對(duì)于廣大的中小軟件企業(yè)來說，由于經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)乃至成本的限制，造成軟件復(fù)用的程度參差不齊，還達(dá)不到真正意義上的軟件復(fù)用，無法形成系統(tǒng)化的軟件復(fù)用方法和過程，再加上缺乏有效的信息技術(shù)手段，因此使得軟件復(fù)用無法真正成為一種提高軟件質(zhì)量、促進(jìn)企業(yè)核心競爭力的長效機(jī)制。與此同時(shí)，對(duì)于軟件用戶方的IT機(jī)構(gòu)來說，軟件質(zhì)量不高、升級(jí)維護(hù)困難也常常是提前結(jié)束軟件生命周期的無奈之舉，用戶單位也被迫不斷加大IT投資成本。為了更好地滿足軟件企業(yè)的構(gòu)件需求，國內(nèi)已建成多個(gè)以軟件構(gòu)件為核心的公共服務(wù)平臺(tái)，如上海軟件構(gòu)件庫、廣東軟件構(gòu)件庫以及長沙、沈陽、河南、西安軟件資源庫等。然而，這些構(gòu)件資源庫大多從軟件生產(chǎn)的角度出發(fā)，主要面向軟件開發(fā)組織提供開發(fā)類構(gòu)件資源。而缺乏從應(yīng)用領(lǐng)域出發(fā)、除軟件開發(fā)者外還面向最終用戶提供更高層次軟件資源服務(wù)的領(lǐng)域構(gòu)件資源服務(wù)平臺(tái)。在網(wǎng)絡(luò)化、信息化迅速發(fā)展的今天，以資源池化、彈性擴(kuò)展、按需服務(wù)為主要特征的“云計(jì)算”已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的技術(shù)發(fā)展趨勢，越來越多的IT應(yīng)用將建立在基于云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上。在云計(jì)算“資源即服務(wù)”的技術(shù)背景下，軟件構(gòu)件資源也不僅限于單純的數(shù)字信息，而是包含了計(jì)算、效能和環(huán)境的資源，從物理的存儲(chǔ)狀態(tài)，轉(zhuǎn)變?yōu)榉涸诘姆?wù)交付 。利用云計(jì)算在資源聚合和服務(wù)利用方面的先進(jìn)理念和技術(shù)優(yōu)勢，將云計(jì)算技術(shù)融人傳統(tǒng)的資源庫系統(tǒng)建設(shè)中，搭建面向領(lǐng)域的軟件構(gòu)件資源“云”，必將實(shí)現(xiàn)更大范圍、更高效率的軟件構(gòu)件資源共享，從而為軟件產(chǎn)業(yè)的規(guī)?；瘡?fù)用奠定技術(shù)基礎(chǔ)。2軟件構(gòu)件資源“云”及其服務(wù)優(yōu)勢21軟件構(gòu)件資源“云”概念根據(jù)軟件構(gòu)件資源庫對(duì)廣大中小軟件企業(yè)和領(lǐng)域信息化部門的好處，結(jié)合“云計(jì)算”技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)化服務(wù)平臺(tái)建設(shè)的優(yōu)勢作用，本文提出了面向領(lǐng)域的“軟件構(gòu)件資源云”概念。所謂“軟件構(gòu)件資源云”，就是利用云計(jì)算的虛擬化、彈性計(jì)算等技術(shù)優(yōu)勢，將領(lǐng)域工程過程中長期形成的分散、封閉的軟件構(gòu)件資源聚集起來，通過網(wǎng)絡(luò)化的公共服務(wù)平臺(tái)向各類軟件行業(yè)用戶按需提供構(gòu)件資源服務(wù)，提高軟件構(gòu)件資源利用的有效性，如圖1所示。2. 2軟件構(gòu)件資源“云”服務(wù)優(yōu)勢“云計(jì)算”是一種共享資源的計(jì)算模式，它通過虛擬化、分布式計(jì)算等技術(shù)手段，將物理上分散于互聯(lián)網(wǎng)各處的計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、軟件等資源聚合起來，實(shí)現(xiàn)邏輯上的資源集中和動(dòng)態(tài)彈性使用，并以服務(wù)的方式將這些資源提供給互聯(lián)網(wǎng)用戶。云計(jì)算是繼個(gè)人電腦、互聯(lián)網(wǎng)之后，信息技術(shù)領(lǐng)域的又一次重大革命。隨著云計(jì)算技術(shù)的普及與應(yīng)用，正在帶來信息服務(wù)方式的重大變革 。將“云計(jì)算”作為軟件構(gòu)件資源的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺(tái)建設(shè)、資源整合和動(dòng)態(tài)擴(kuò)展的技術(shù)支撐，可以使眾多中小軟件企業(yè)能夠像用水、用電一樣，從服務(wù)平臺(tái)中得到所需要的構(gòu)件資源服務(wù)，實(shí)現(xiàn)服務(wù)模式的創(chuàng)新。軟件構(gòu)件資源“云”的服務(wù)優(yōu)勢在于：(1)軟件構(gòu)件資源服務(wù)可以根據(jù)需要進(jìn)行彈性擴(kuò)展。利用彈性計(jì)算技術(shù)，軟件構(gòu)件資源提供服務(wù)所需的資源規(guī)模可以隨著業(yè)務(wù)量(如用戶數(shù)、存儲(chǔ)量、計(jì)算量)進(jìn)行動(dòng)態(tài)擴(kuò)展，擴(kuò)展過程中服務(wù)不會(huì)中斷，這種擴(kuò)展對(duì)服務(wù)使用者和提供者來說均是無察覺的，且服務(wù)質(zhì)量不變。(2)軟件資源的ITfl力以服務(wù)形式提供。在“云計(jì)算”的“資源即服務(wù)”的技術(shù)理念指導(dǎo)下，軟件構(gòu)件資源“云”服務(wù)平臺(tái)可以提供從IT基礎(chǔ)設(shè)施、在線開發(fā)平臺(tái)到軟件資源服務(wù)的全方位服務(wù)，構(gòu)件資源的使用者只需一臺(tái)能夠進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)訪問的終端即可享受服務(wù)，無需額外購置IT資產(chǎn)，從而顯著降低服務(wù)使用者的運(yùn)維成本。(3)提供標(biāo)準(zhǔn)化的軟件資源服務(wù)和管理接口。軟件構(gòu)件資源“云”提供統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)化的軟件服務(wù)接口供用戶使用，包括構(gòu)件資源接人(云平臺(tái))接口和構(gòu)件服務(wù)(用戶)調(diào)用接口兩類，方便基于構(gòu)件的應(yīng)用開發(fā)者基于標(biāo)準(zhǔn)接口開發(fā)構(gòu)建新服務(wù)。(4)提供可持續(xù)的軟件構(gòu)件服務(wù)升級(jí)與維護(hù)。軟件構(gòu)件資源“云”提供的各種在線構(gòu)件資源服務(wù)可以根據(jù)用戶需求的變化以及用戶使用反饋而不斷升級(jí)演化，同時(shí)做到向下兼容，即保證原有使用者的持續(xù)使用。對(duì)于使用在線構(gòu)件的用戶來說，可以自動(dòng)、免費(fèi)享受軟件構(gòu)件的升級(jí)服務(wù) 。(5)提供軟件構(gòu)件資源的自動(dòng)化管理與快速交付。在云計(jì)算的“資源即服務(wù)”模式下，對(duì)軟件構(gòu)件資源“云”進(jìn)行“統(tǒng)規(guī)、統(tǒng)建、統(tǒng)維”，可以有效降低服務(wù)的運(yùn)維成本，平均每百臺(tái)服務(wù)器所需的運(yùn)維人員數(shù)量應(yīng)少于1個(gè)(現(xiàn)有IT服務(wù)管理模式下，每百臺(tái)服務(wù)器運(yùn)維人員數(shù)量大于5人)；對(duì)于服務(wù)使用者的服務(wù)申請(qǐng)快速響應(yīng)，響應(yīng)時(shí)間應(yīng)在分鐘級(jí)(現(xiàn)有IT服務(wù)模式下，服務(wù)交付時(shí)間多為天級(jí)) 。3面向領(lǐng)域的“軟件構(gòu)件資源云”應(yīng)用架構(gòu)根據(jù)“軟件構(gòu)件資源云”概念，結(jié)合云計(jì)算技術(shù)的三種服務(wù)模型(即：IAAS、PAAS、SAAS)，提出面向領(lǐng)域的“軟件構(gòu)件資源云”應(yīng)用架構(gòu)模型，如網(wǎng)2所示：從保證“軟件構(gòu)件資源云”全面建設(shè)和有效運(yùn)行的角度，“軟件構(gòu)件資源云”的應(yīng)用架構(gòu)模型由5部分組成，分別是IT基礎(chǔ)設(shè)施、構(gòu)件資源數(shù)據(jù)中心、服務(wù)支撐平臺(tái)、軟件資源公共服務(wù)平臺(tái)以及統(tǒng)一管理中心。自下而上，依次滿足基礎(chǔ)設(shè)施整合、數(shù)據(jù)整合、服務(wù)整合的可復(fù)用軟件資源的整合需要，按照軟件工程的發(fā)展規(guī)律統(tǒng)一向各類用戶提供全生命周期、一站式軟件資源服務(wù)。4. 領(lǐng)域構(gòu)件資源“云”建設(shè)內(nèi)容按照面向領(lǐng)域的“軟件構(gòu)件資源云”應(yīng)用架構(gòu)所示，圖3給出了應(yīng)用架構(gòu)各部分的組成關(guān)系及其在應(yīng)用架構(gòu)中所發(fā)揮的作用。下面分別對(duì)面向領(lǐng)域的“軟件構(gòu)件資源云”的各個(gè)組成部分的建設(shè)內(nèi)容及技術(shù)思路進(jìn)行規(guī)劃性說明。41 IT基礎(chǔ)設(shè)施為“軟件構(gòu)件資源云”提供基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)。利用國內(nèi)已建成的云計(jì)算中心或通過云計(jì)算的虛擬化技術(shù)整合相關(guān)IT公共服務(wù)機(jī)構(gòu)(如各地軟件同區(qū)的IT公共基礎(chǔ)設(shè)施)的優(yōu)勢網(wǎng)絡(luò)和軟硬件資源作為“軟件構(gòu)件資源云”IT基礎(chǔ)設(shè)施的服務(wù)來源。42軟件構(gòu)件資源、數(shù)據(jù)中心為運(yùn)行在“軟件構(gòu)件資源云”上的不同層次的服務(wù)(包括公共服務(wù)和支撐服務(wù))提供數(shù)據(jù)資源訪問服務(wù)，實(shí)現(xiàn)軟件構(gòu)件資源的整合、交換與共享。同時(shí)，利用云計(jì)算平臺(tái)的資源聚集優(yōu)勢，資源數(shù)據(jù)中心也可以為用戶提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和災(zāi)備服務(wù)。按照數(shù)據(jù)資源庫服務(wù)對(duì)象的不同，主要分為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用數(shù)據(jù)庫和構(gòu)件資源庫三部分。(1)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫：用來存放支撐平臺(tái)運(yùn)行的通用框架服務(wù)所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)或元數(shù)據(jù)信息，如流程管理數(shù)據(jù)、平臺(tái)日志數(shù)據(jù)、內(nèi)容管理數(shù)據(jù)、計(jì)費(fèi)管理數(shù)據(jù)、用戶管理數(shù)據(jù)等一些結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)信息。(2)應(yīng)用，、世務(wù)數(shù)據(jù)庫：存放自適應(yīng)的領(lǐng)域服務(wù)構(gòu)件自身所需的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息，為軟件構(gòu)件服務(wù)自身的運(yùn)行提供數(shù)據(jù)支撐。(3)構(gòu)件資源庫：專門存放各類可供復(fù)用的軟件構(gòu)件的資源實(shí)體，對(duì)于一些非結(jié)構(gòu)化的構(gòu)件實(shí)體，可以利用先進(jìn)的對(duì)象存儲(chǔ)技術(shù)進(jìn)行切割保存。構(gòu)件從使用方式的角度可以分為“代碼型構(gòu)件”和“服務(wù)型構(gòu)件” 一?！按a型構(gòu)件”專指構(gòu)件使用者直接將構(gòu)件的軟件代碼嵌入到最終用戶使用的應(yīng)用系統(tǒng)中；“服務(wù)型構(gòu)件”則是指構(gòu)件使用者通過訪問構(gòu)件接口進(jìn)行交互通信，將與構(gòu)件交互產(chǎn)生的計(jì)算結(jié)果輸出到用戶使用的應(yīng)用系統(tǒng)中，這類構(gòu)件本身通常也可以獨(dú)立為其他系統(tǒng)提供服務(wù)。構(gòu)件資源庫為軟件服務(wù)的按需組合、快速交付提供數(shù)據(jù)支撐。4. 3軟件構(gòu)件資源服務(wù)支撐平臺(tái)為“軟件構(gòu)件資源云”提供通用、共性、基礎(chǔ)性平臺(tái)服務(wù)，保證“軟件構(gòu)件資源云”的靈活性、可擴(kuò)展性以及可持續(xù)性，為各類用戶提供完備的公共技術(shù)支撐，主要如服務(wù)資源整合、通信協(xié)作支撐、網(wǎng)站內(nèi)容管理、統(tǒng)一身份認(rèn)證、服務(wù)運(yùn)營支撐等。同時(shí)，軟件構(gòu)件資源云服務(wù)支撐平臺(tái)根據(jù)用戶在線開發(fā)的需要，為用戶提供開發(fā)平臺(tái)框架等PAAS服務(wù)，如領(lǐng)域研發(fā)支撐框架，研發(fā)支撐框架作為一種領(lǐng)域工程產(chǎn)品不僅實(shí)現(xiàn)了自身的復(fù)用，更為用戶組裝利用可復(fù)用軟件構(gòu)件提供了參考架構(gòu)和開發(fā)環(huán)境。通過PAAS服務(wù)，用戶可以完全在“軟件構(gòu)件資源云”平臺(tái)上開發(fā)完整的領(lǐng)域應(yīng)用系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)快速交付。(1)服務(wù)資源整合：為“軟件構(gòu)件資源云”整合接人各類教育軟件提供支撐，包括資源創(chuàng)建、服務(wù)接人、服務(wù)整合、服務(wù)發(fā)布管理等功能。(2)通信協(xié)作支撐：主要利用工作流服務(wù)和通信(郵件、短信、即時(shí)通訊等)服務(wù)，為“軟件構(gòu)件資源云”上的服務(wù)資源和終端用戶提供業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)、協(xié)同辦公、互動(dòng)交流等服務(wù)支撐。(3)網(wǎng)站內(nèi)容管理：提供門戶網(wǎng)站的構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)欄目的劃分、欄目內(nèi)容的發(fā)布、編輯等綜合管理功能，為用戶自定義個(gè)性化服務(wù)門戶提供支撐。(4)統(tǒng)一身份認(rèn)證：提供統(tǒng)一用戶管理、組織結(jié)構(gòu)管理、統(tǒng)一用戶鑒權(quán)等功能，為“軟件構(gòu)件資源云”實(shí)現(xiàn)用戶單點(diǎn)登錄、一站式服務(wù)提供支撐。(5)服務(wù)運(yùn)營支撐：提供ISV管理、業(yè)務(wù)受理、訂單計(jì)費(fèi)管理、統(tǒng)計(jì)分析管理、呼叫中心等功能，為“軟件構(gòu)件資源云”的運(yùn)營管理提供支撐。(6)領(lǐng)域研發(fā)(應(yīng)用)支撐框架。以領(lǐng)域模型和領(lǐng)域架構(gòu)為依據(jù)，提供領(lǐng)域應(yīng)用系統(tǒng)所能運(yùn)行的基礎(chǔ)應(yīng)用開發(fā)環(huán)境，可視作領(lǐng)域應(yīng)用系統(tǒng)的參考原型。領(lǐng)域研發(fā)支撐框架提供了領(lǐng)域軟件構(gòu)件組裝和數(shù)據(jù)交換的標(biāo)準(zhǔn)接口，以領(lǐng)域研發(fā)支撐框架為基礎(chǔ)，根據(jù)最終用戶的個(gè)性化需求，可以實(shí)現(xiàn)快速的構(gòu)件化開發(fā)與交付。44面向領(lǐng)域的軟件構(gòu)件資源公共服務(wù)平臺(tái)面向領(lǐng)域的軟件構(gòu)件資源公共服務(wù)平臺(tái)是一個(gè)SAAS服務(wù)平臺(tái)，面向終端用戶提供軟件構(gòu)件資源的服務(wù)管理和利用功能。該SAAS平臺(tái)包括三個(gè)服務(wù)層次，自上而下依次是門戶服務(wù)、過程服務(wù)和功能服務(wù)。其中：(1)門戶服務(wù)。包括管理門戶和公共門戶兩類。其中，管理門戶主要針對(duì)機(jī)構(gòu)和個(gè)人用戶的個(gè)性化管理需要，為不同機(jī)構(gòu)和個(gè)人用戶提供專屬軟件構(gòu)件資源的管理與維護(hù)服務(wù)；公共門戶則是面向公眾提供各類軟件構(gòu)件資源信息的發(fā)布、查詢、利用、反饋、在線咨詢等公用服務(wù)，同時(shí)還提供交流社區(qū)、論壇、博客、微博等交流互動(dòng)功能，總之，通過門戶服務(wù)，為致力于領(lǐng)域研發(fā)的軟件開發(fā)組織和不同行業(yè)領(lǐng)域的軟件用戶機(jī)構(gòu)以及廣大的軟件資源愛好者提供一個(gè)專業(yè)、全面的軟件構(gòu)件資源信息服務(wù)平臺(tái)。(2)過程服務(wù)。以領(lǐng)域T程和應(yīng)用工程相結(jié)合的雙生命周期過程模型(如圖4)為指導(dǎo)，從對(duì)可復(fù)用軟件構(gòu)件資源實(shí)施有效利用的角度將軟件構(gòu)件資源服務(wù)劃分為領(lǐng)域軟件規(guī)劃服務(wù)、領(lǐng)域需求分析服務(wù)、領(lǐng)域軟件設(shè)計(jì)服務(wù)、領(lǐng)域軟件實(shí)現(xiàn)服務(wù)四大類。旨在將領(lǐng)域工程過程產(chǎn)生的軟件構(gòu)件成果應(yīng)用到實(shí)際的領(lǐng)域應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)過程中，并在領(lǐng)域應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)過程將新需求和構(gòu)件應(yīng)用結(jié)果通過服務(wù)反饋機(jī)制反饋給構(gòu)件資源，使領(lǐng)域構(gòu)件資源獲得持續(xù)不斷的演進(jìn)，從而更好服務(wù)于軟件用戶。(3)功能服務(wù)。功能服務(wù)主要從建立良好的構(gòu)件資源管理機(jī)制(包括收集、利用和反饋)的角度，提供一系列構(gòu)件資源的收集、利用和反饋服務(wù)，主要如資源發(fā)布服務(wù)、資源分類服務(wù)、資源檢索統(tǒng)計(jì)、構(gòu)件組裝服務(wù)、配置管理服務(wù)、評(píng)估咨詢服務(wù)、利用反饋服務(wù)等。45統(tǒng)一管理中心為“軟件構(gòu)件資源云”的建設(shè)和運(yùn)行提供統(tǒng)一管理，包括統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范管理、統(tǒng)一安全保障服務(wù)和統(tǒng)一運(yùn)維管理。其中：(1)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范管理。應(yīng)包括交換規(guī)范、構(gòu)件資源分類規(guī)范、構(gòu)件資源規(guī)約、服務(wù)接口規(guī)范、服務(wù)構(gòu)件接人規(guī)范、服務(wù)運(yùn)營規(guī)范以及界面設(shè)計(jì)規(guī)范、二次開發(fā)規(guī)范等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。(2)統(tǒng)一安全保障服務(wù)。包括數(shù)據(jù)安全服務(wù)、應(yīng)用安全服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)安全服務(wù)、用戶授權(quán)認(rèn)證等安全保障服務(wù)。(3)統(tǒng)一運(yùn)維管理。包括數(shù)據(jù)備份、系統(tǒng)備份、設(shè)備管理、機(jī)房管理等運(yùn)維管理服務(wù)。5結(jié)束語領(lǐng)域工程產(chǎn)生的大量可復(fù)用的軟件構(gòu)件資源是支持規(guī)?；浖?fù)用的關(guān)鍵軟件資產(chǎn)，基于可復(fù)用的軟件構(gòu)件資源而進(jìn)行的構(gòu)件化應(yīng)用工程開發(fā)是降低軟件開發(fā)成本、提高軟件質(zhì)量