基于刻面分類(lèi)的構(gòu)件檢索

1、 基于刻面分類(lèi)的構(gòu)件檢索袁冬娟，周曉峰河海大學(xué)計(jì)算機(jī)及信息工程學(xué)院，江蘇南京（210098）摘 要：構(gòu)件庫(kù)是軟件復(fù)用技術(shù)的核心，而如何有效檢索到可復(fù)用的構(gòu)件是關(guān)鍵。在眾多的構(gòu)件檢索方法中，刻面檢索是一種得到廣泛應(yīng)用和高效的檢索方法。這方面的研究和實(shí)踐也一直是構(gòu)件檢索的重點(diǎn)，并且結(jié)合新技術(shù)而不斷發(fā)展著。本文介紹了構(gòu)件刻面檢索的現(xiàn)狀，并對(duì)其未來(lái)的發(fā)展進(jìn)行了展望。關(guān)鍵詞：軟件復(fù)用，構(gòu)件檢索，刻面1 引言軟件構(gòu)件技術(shù)是影響整個(gè)軟件產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)之一1。它被認(rèn)為是有效提高軟件生產(chǎn)率、縮短軟件產(chǎn)品交付時(shí)間和提高軟件質(zhì)量的新途徑。近年來(lái),構(gòu)件技術(shù)的發(fā)展和基于構(gòu)件的軟件工程(Component - Based

2、 Software Engineering,CBSE)2的提出,使得構(gòu)件庫(kù)的建立成為發(fā)展的必然趨勢(shì), 因?yàn)榛跇?gòu)件的軟件開(kāi)發(fā)需要具有大量可供選擇的可復(fù)用構(gòu)件，提供驗(yàn)證合格的構(gòu)件就必須通過(guò)構(gòu)件庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，但如何有效地從構(gòu)件庫(kù)中準(zhǔn)確地檢索到所需要的構(gòu)件是構(gòu)建構(gòu)件庫(kù)的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。有效的構(gòu)件檢索機(jī)制能夠降低構(gòu)件查找和理解的成本，軟件構(gòu)件的分類(lèi)和檢索方法決定了構(gòu)件庫(kù)的組織、管理,以及構(gòu)件庫(kù)的查詢和用戶對(duì)軟件構(gòu)件的理解,是軟件復(fù)用的基礎(chǔ)性問(wèn)題,也是近來(lái)軟件復(fù)用研究的一個(gè)熱點(diǎn)?；诳堂娣诸?lèi)的構(gòu)件檢索方法以其能夠較大地提高檢索效率，而且有助于復(fù)用者理解構(gòu)件和目標(biāo)領(lǐng)域的優(yōu)點(diǎn)得到廣泛的應(yīng)用。2 構(gòu)件檢索的現(xiàn)狀隨著

3、軟件復(fù)用實(shí)踐的深入和構(gòu)件庫(kù)規(guī)模的擴(kuò)大以及新技術(shù)的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了很多構(gòu)件檢索方法。目前的構(gòu)件分類(lèi)和檢索方法有兩種：一是W. Frakes從構(gòu)件表示出發(fā)分為的人工智能方法、超文本方法和信息科學(xué)方法三類(lèi)。信息科學(xué)方法是目前實(shí)際復(fù)用項(xiàng)目中應(yīng)用較為成功的一類(lèi), 又分為基于受控詞匯表（枚舉、刻面）分類(lèi)和基于不受控詞匯表（如關(guān)鍵詞）分類(lèi)兩種形式，其中以枚舉、刻面、屬性值、關(guān)鍵詞和正文檢索幾種方法較為常見(jiàn)；另外就是H. Mili按照復(fù)雜度和檢索效果的遞增將其分為基于文本的、基于詞法描述子的和基于規(guī)約的編碼和檢索方法3。構(gòu)件檢索方法又可以歸結(jié)為三類(lèi)：基于外部索引的檢索(如關(guān)鍵詞、刻面、屬性值)、基于內(nèi)部靜態(tài)索

4、引的檢索（基于規(guī)約的構(gòu)件檢索）和基于內(nèi)部動(dòng)態(tài)索引的檢索（基于行為的檢索）4。具體的研究和實(shí)際應(yīng)用例如Prieto-Diaz提出的基于刻面分類(lèi)的檢索5，Andy Podgurski等人提出的基于構(gòu)件行為采樣的檢索6，Merkl D.7等人首次將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于構(gòu)件檢索，Penix J.8等人提出利用語(yǔ)義特征對(duì)構(gòu)件進(jìn)行分類(lèi)檢索；到對(duì)構(gòu)件的形式化表示和檢索，在文9中作者提出對(duì)構(gòu)件的基調(diào)匹配和規(guī)約匹配；1999年Damiani E.在文10將模糊數(shù)學(xué)用于構(gòu)件的檢索。構(gòu)件搜索引擎是近年來(lái)CMU/SEI的Seacord等人研究和開(kāi)發(fā)的一種構(gòu)件搜索系統(tǒng)11，能夠在Internet的各個(gè)節(jié)點(diǎn)上自動(dòng)尋找和搜集Jav

5、aBeans、Active X、CORBA、EJB等構(gòu)件，獲得構(gòu)件的URL等相關(guān)信息，并為之建立索引。隨著www和Internet技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了xml 、Web Services等技術(shù)以及本體的理論都為構(gòu)件檢索提供更為廣闊的前景。在文12中將xml結(jié)合刻面分類(lèi)方法來(lái)對(duì)構(gòu)件進(jìn)行表示和檢索。李玉山等人在文13中介紹了在刻面分類(lèi)的檢索的基礎(chǔ)上采用Web Services技術(shù)對(duì)構(gòu)件進(jìn)行封裝實(shí)現(xiàn)-1- 了構(gòu)件庫(kù)的互操作功能。近年來(lái)隨著本體的理論研究和應(yīng)用的發(fā)展，本體在信息檢索特別是基于知識(shí)檢索中得到廣泛的應(yīng)用14，15。Ruben PrietoDiaz在他的文章16中給出了一種基于方面（Facet）

6、的本體構(gòu)建方法。目前基于刻面分類(lèi)的構(gòu)件檢索以其能夠豐富表達(dá)構(gòu)件，較大的提高檢索效率而且有助于復(fù)用者理解構(gòu)件功能而得到了廣泛的重視和應(yīng)用，被視為是一種比較理想的構(gòu)件庫(kù)分類(lèi)和檢索策略,被眾多構(gòu)件庫(kù)管理系統(tǒng)所采用。3 基于刻面分類(lèi)的構(gòu)件檢索3.1 刻面分類(lèi)的特點(diǎn)刻面（facet）17這個(gè)術(shù)語(yǔ)最早使用是在50年代，分別出現(xiàn)在Ranganathan的圖書(shū)館分類(lèi)系統(tǒng)中和Guttman的一項(xiàng)社會(huì)調(diào)查中。但是那時(shí)的刻面概念還比較模糊，刻面之間也存在著語(yǔ)義上的交迭等諸多不合理因素。然后Prieto-Diaz18將刻面分類(lèi)方法應(yīng)用于GTE公司的構(gòu)件項(xiàng)目時(shí)，發(fā)現(xiàn)該方法能夠提高檢索效率，而且有助于構(gòu)件使用者理解構(gòu)件和

7、目標(biāo)領(lǐng)域。刻面是一個(gè)單詞或短語(yǔ)的固定集合，用于描述構(gòu)件的某個(gè)方面或視角(viewpoint)。每個(gè)刻面具有一組術(shù)語(yǔ)，術(shù)語(yǔ)之間有類(lèi)層次關(guān)系和同義詞關(guān)系而形成結(jié)構(gòu)化的術(shù)語(yǔ)空間。不同的刻面（刻面，術(shù)語(yǔ)）構(gòu)成分類(lèi)中子集合中元素的滿足條件。構(gòu)件的描述術(shù)語(yǔ)僅限在給定的刻面之中選取,在術(shù)語(yǔ)空間中游歷可以幫助復(fù)用者理解相關(guān)領(lǐng)域。刻面具有下列特點(diǎn)19：（1） 刻面必須充分明確地描述構(gòu)件庫(kù)中全體構(gòu)件，即每一個(gè)構(gòu)件都可以用該刻面分類(lèi)。（2） 每一個(gè)刻面與一個(gè)術(shù)語(yǔ)空間相關(guān)聯(lián)。任意兩個(gè)刻面的術(shù)語(yǔ)空間是正交的，即一個(gè)刻面的術(shù)語(yǔ)發(fā)生變化不會(huì)影響到另一個(gè)刻面的術(shù)語(yǔ)空間。（3） 一個(gè)刻面的術(shù)語(yǔ)空間為有限的不定空間，即可以隨時(shí)間

8、的演進(jìn)而動(dòng)態(tài)地增加和刪除術(shù)語(yǔ)。（4） 每一個(gè)構(gòu)件的所有刻面必須予以定義，不允許在對(duì)構(gòu)件分類(lèi)時(shí)有未定義的刻面；但查詢時(shí)，用戶可以利用任意數(shù)目的刻面來(lái)查詢。（5） 構(gòu)件庫(kù)管理者對(duì)構(gòu)件進(jìn)行分類(lèi)時(shí)，應(yīng)該針對(duì)每一個(gè)刻面，從術(shù)語(yǔ)空間中選擇適當(dāng)?shù)男g(shù)語(yǔ)可以是多個(gè)術(shù)語(yǔ)，來(lái)完成構(gòu)件的封裝工作。（6） 在一個(gè)術(shù)語(yǔ)空間中的術(shù)語(yǔ)按一般 /特殊關(guān)系形成樹(shù)狀的層次結(jié)構(gòu)，每一個(gè)術(shù)語(yǔ)附帶有不定數(shù)目的同義詞（術(shù)語(yǔ)間可以具有同義詞關(guān)系）。F1F F2iTijT1jT2j圖 1 刻面及其術(shù)語(yǔ)空間的關(guān)系F F F 是描述構(gòu)件特征的刻面， F ；T ，T T F ；T ，T T F ；T ，12i111121j221222jii1T T

9、 是一個(gè)分類(lèi)子集合中元素的滿足條件。其中T ，T T ；21，T ，T T ；i2ij11121j21222jT ，T T 分別是F F F 中的術(shù)語(yǔ)集合。i1i2ij12i-2- 在刻面分類(lèi)策略中，構(gòu)件庫(kù)管理者通過(guò)將刻面與對(duì)應(yīng)的術(shù)語(yǔ)相聯(lián)結(jié)，可以在構(gòu)件間建立復(fù)雜的聯(lián)系。與一般的層次分類(lèi)策略相比，刻面分類(lèi)策略更易于修改，更富有彈性，因?yàn)閷?duì)一個(gè)刻面的修改不會(huì)影響到其它的刻面。同時(shí)，每個(gè)刻面對(duì)應(yīng)一個(gè)結(jié)構(gòu)化的術(shù)語(yǔ)空間，避免了一般的關(guān)鍵詞分類(lèi)策略的雜亂無(wú)章，使得對(duì)關(guān)鍵詞的管理更為方便和有序。術(shù)語(yǔ)空間中的術(shù)語(yǔ)有兩種關(guān)系，即一般/特殊關(guān)系和同義詞關(guān)系，術(shù)語(yǔ)間有了這兩種關(guān)系后，用戶可以沿著術(shù)語(yǔ)間的關(guān)系迅速對(duì)術(shù)

10、語(yǔ)進(jìn)行定位。同時(shí)，用戶在檢索所需的構(gòu)件時(shí)，有時(shí)很難對(duì)構(gòu)件的各個(gè)刻面作出準(zhǔn)確的描述，因而要查找的術(shù)語(yǔ)可能不夠精確。另外不同的用戶由于習(xí)慣不同，使用的術(shù)語(yǔ)也不盡相同，因而查找時(shí)容易出現(xiàn)術(shù)語(yǔ)的不匹配(mismatch)。利用這兩種關(guān)系，既可以統(tǒng)一用戶間術(shù)語(yǔ)使用上的差異，又可以幫助用戶將自己的檢索需求進(jìn)一步修正和細(xì)化，這也是一個(gè)逐步求精的過(guò)程。3.2 刻面分類(lèi)模式的發(fā)展NATO 標(biāo)準(zhǔn) 最初的刻面的分類(lèi)是 NATO 標(biāo)準(zhǔn)中的刻面分類(lèi)模式，它的刻面集合包括：對(duì)象、功能、算法、構(gòu)件類(lèi)型、語(yǔ)言、環(huán)境2021。3C 構(gòu)件模型 3C 構(gòu)件模型是在 1989 年的“Reuse in Practice Worksho

11、p”中由一些系統(tǒng)工程領(lǐng)域的專(zhuān)家提出的，它是關(guān)于構(gòu)件的一個(gè)指導(dǎo)性模型。3C 構(gòu)件模型的刻面分類(lèi)方案主要來(lái)自該模型描述構(gòu)件所采用的 3 個(gè)特征：概念（concept）、內(nèi)容（content）和語(yǔ)境（context）22。概念用于描述構(gòu)件的功能 ,構(gòu)件的概念依靠它的接口說(shuō)明及所執(zhí)行操作的語(yǔ)義描述表現(xiàn)出來(lái)，使用者可以從概念描述中了解它的功能；內(nèi)容描述構(gòu)件怎樣完成概念所描述的功能，它是概念的細(xì)化描述；語(yǔ)境描述構(gòu)件與其它構(gòu)件的關(guān)系 ,這是構(gòu)件中最復(fù)雜的特征描述，這種描述又可以從 3 個(gè)方面考慮。（1）概念語(yǔ)境，說(shuō)明在給定系統(tǒng)中，構(gòu)件在接口和操作語(yǔ)義上的相互關(guān)系。（2）操作語(yǔ)境，說(shuō)明操作對(duì)象的特征。（3）行

12、為語(yǔ)境，說(shuō)明一個(gè)構(gòu)件在執(zhí)行時(shí)與其他構(gòu)件之間的相互信賴關(guān)系。3C 模型是一個(gè)高抽象層次的、可裁減的、可擴(kuò)展的一個(gè)構(gòu)件描述的指導(dǎo)性模板，它主要用于對(duì)構(gòu)件的可復(fù)用信息的描述。3C 模型的描述主要由構(gòu)件生產(chǎn)者提供?；?3C 模型的軟構(gòu)件描述語(yǔ)言允許刻畫(huà)類(lèi)屬構(gòu)件屬性，更適合于形式化的方法和語(yǔ)言。REBOOT 系統(tǒng)的刻面分類(lèi)模型 REBOOT （Reuse Based on Object-Oriented Technology）模型是 Even-Andre karsson 等人在 REBOOT 項(xiàng)目總結(jié)中提出的23。REBOOT 中采用的刻面包括：(1)抽象（abstraction）：對(duì)構(gòu)件概念的抽象描

13、述。(2) 操作（operation）：對(duì)構(gòu)件所提供的操作的描述。(3)操作對(duì)象（operate on ）：描述構(gòu)件操作的對(duì)象。(4)依賴（dependency）：描述構(gòu)件與外界的依賴關(guān)系。它主要用于對(duì)可復(fù)用構(gòu)件進(jìn)行分類(lèi)及檢索。使用這四個(gè)刻面為面向?qū)ο髽?gòu)件分類(lèi)時(shí)，抽象刻面常為類(lèi)名，操作刻面常是類(lèi)的方法，操作于刻面描述與之合作的其它構(gòu)件，其術(shù)語(yǔ)空間與抽象刻面是基本一致的。從整體上看來(lái)，REBOOT 的刻面分類(lèi)模式主要針對(duì)的是源代碼級(jí)別的構(gòu)件，而且不具備描述粒度較大、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的構(gòu)件如模式、框架等的能力。REBOOT 模型則主要用于對(duì)可復(fù)用構(gòu)件進(jìn)行分類(lèi)及檢索 REBOOT 的描述則應(yīng)由構(gòu)件庫(kù)的管理

14、者提供。REBOOT 模型只允許按照給定的刻面框架結(jié)構(gòu)描述已有的軟構(gòu)件。因而適合于非形式化的方法。青鳥(niǎo)構(gòu)件庫(kù)系統(tǒng)的刻面分類(lèi)模型 北京大學(xué)軟件工程研究所提出的青鳥(niǎo)構(gòu)件庫(kù)中的構(gòu)件也是采用以刻面分類(lèi)為主、多種分類(lèi)模式相結(jié)合的方法對(duì)構(gòu)件進(jìn)行分類(lèi)描述。它分為五個(gè)刻面：（1）使用環(huán)境：構(gòu)件庫(kù)中任何構(gòu)件都必須依賴于一定的使用環(huán)境才能得到復(fù)用，即使是源代碼級(jí)的某些通用構(gòu)件，也必須依賴于特定的編譯系統(tǒng)。 (2)應(yīng)用領(lǐng)域：構(gòu)件的應(yīng)用領(lǐng)域-3- 是該構(gòu)件原來(lái)或可能被使用到的應(yīng)用領(lǐng)域(及其子領(lǐng)域)的名稱。這里的領(lǐng)域，指共享某種功能性(functionality)的系統(tǒng)或應(yīng)用程序的集合。構(gòu)件庫(kù)中任何構(gòu)件都有一個(gè)適用的領(lǐng)

15、域，一般的通用構(gòu)件適用領(lǐng)域?yàn)?General。（3）功能：構(gòu)件的功能是該構(gòu)件在原有或可能的軟件系統(tǒng)中所提供的軟件功能集。構(gòu)件庫(kù)中任何構(gòu)件都必須提供一種或多種功能。（4）層次：構(gòu)件的層次是構(gòu)件相對(duì)于軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程階段的抽象層次。（5）表示方法：構(gòu)件的表示方法是用來(lái)描述構(gòu)件內(nèi)容的語(yǔ)言形式或媒體，如源代碼構(gòu)件所用的編程語(yǔ)言等22，24。每個(gè)刻面中的術(shù)語(yǔ)按照一定的關(guān)系組成術(shù)語(yǔ)空間，青鳥(niǎo)構(gòu)件庫(kù)中的刻面術(shù)語(yǔ)存在一般 -特殊和同義詞關(guān)系，術(shù)語(yǔ)的一般、特殊關(guān)系形成一個(gè)樹(shù)形結(jié)構(gòu)，越頂層的術(shù)語(yǔ)抽象層次越高。CCM 刻面定義 2002 年 8 月，OMG 發(fā)布了 CORBA3.0, CORBA 構(gòu)件模型25（CORB

16、Acompont model,CCM ）是 CORBA3.0 規(guī)范的一項(xiàng)重要擴(kuò)充。CCM 構(gòu)件模型可以跨越不同的網(wǎng)絡(luò)、不同的機(jī)器和不同的操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)分布對(duì)象之間的互操作。在 CCM 模型中，刻面是構(gòu)件提供的相互獨(dú)立的命名接口，用于構(gòu)件與其用戶交互，一個(gè)刻面對(duì)應(yīng)一組接口，一個(gè)構(gòu)件可以定義多個(gè)刻面，向不同類(lèi)型的客戶提供不同的服務(wù)26。為使用對(duì)象組合，CCM 在組件中增加的 facet 又稱為提供接口（provided interface ），定義了對(duì)外提供的功能，這些接口是由組件提供的，并不一定和 supported interface 有關(guān)，另外還定義了其要求的外部功能（接插口和事件槽）。CC

17、M 的 facet 是根據(jù) Extension Interface 模式設(shè)計(jì)的，和 Microsoft 的COM 中的接口相似。刻面接口是通過(guò)組合來(lái)擴(kuò)展構(gòu)件的，是用戶可顯式使用的獨(dú)立接口，是構(gòu)件向客戶提供應(yīng)用功能的主要途徑27。CORBA:CCMObject 中定義了一個(gè) Navigation接口，所有的組件的等價(jià)接口都繼承于 CORBA:CCMObject?？蛻艨梢允褂?Navigation 接口上的操作來(lái)枚舉組件所提供的所有的 facet。這樣，客戶程序只要由一個(gè) facet 的引用就可以用標(biāo)準(zhǔn)的 get_component()操作得到組件的等價(jià)接口的一個(gè)引用。在 CCM 對(duì)象模型中增加f

18、acet 大大增強(qiáng)了組件的可重用性。3.3 刻面檢索3.3.1 刻面檢索原理目前構(gòu)件的刻面檢索方法主要是將樹(shù)匹配的方法結(jié)合構(gòu)件的刻面樹(shù)的匹配來(lái)實(shí)現(xiàn)刻面檢索28，其它的檢索技術(shù)主要是以數(shù)據(jù)庫(kù)檢索技術(shù)結(jié)合同義詞詞典和刻面術(shù)語(yǔ)間的層次結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)構(gòu)件的匹配29?？堂鏅z索是給定一個(gè)刻面檢索條件從構(gòu)件庫(kù)中尋找所有滿足條件PP的構(gòu)件?？堂嬷械拿總€(gè)術(shù)語(yǔ)T對(duì)應(yīng)一個(gè)謂詞 ，根據(jù)術(shù)語(yǔ)T檢索將得到所有滿足 的構(gòu)件集TTCPP合 。稱術(shù)語(yǔ)T是術(shù)語(yǔ)T的上層術(shù)語(yǔ)當(dāng)且僅當(dāng)對(duì)任意構(gòu)件C 有 (C) (C)。構(gòu)件C被索引TTTC C為術(shù)語(yǔ)T當(dāng)且僅當(dāng)對(duì)于所有以T為上層術(shù)語(yǔ)的術(shù)語(yǔ)t，都有C（ - ）。同一刻面中的術(shù)語(yǔ)Tt被組織成層次

19、結(jié)構(gòu)，上層與下層術(shù)語(yǔ)之間是嚴(yán)格的一般特殊關(guān)系。在刻面F中選擇多個(gè)術(shù)語(yǔ)C CCT ，T 時(shí)，檢索得到的構(gòu)件集合為： = TA TJ。查詢條件中有多個(gè)刻面時(shí)，AJF各刻面檢索到的構(gòu)件集合之交構(gòu)成最終結(jié)果集合28。文獻(xiàn)29中提出了將一個(gè)構(gòu)件庫(kù)中的刻面分類(lèi)方案中的刻面、子刻面分別映射為樹(shù)中對(duì)應(yīng)的父節(jié)點(diǎn)、子節(jié)點(diǎn),將其相應(yīng)的刻面描述術(shù)語(yǔ)映射為對(duì)應(yīng)的葉子節(jié)點(diǎn)。構(gòu)件查詢時(shí)先根據(jù)用戶輸入的信息，以及構(gòu)件庫(kù)的刻面分類(lèi)模式構(gòu)造檢索條件，將這些檢索條件根據(jù)一般/特殊關(guān)系相應(yīng)地表示為一棵查詢樹(shù),即將查詢中出現(xiàn)的刻面名、子刻面名轉(zhuǎn)化為相應(yīng)層次的父節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn),將查詢的刻面的術(shù)語(yǔ)值轉(zhuǎn)化為葉節(jié)點(diǎn),并用一個(gè)虛擬的根節(jié)點(diǎn)將它們組

20、合為一棵查詢樹(shù) 于是,構(gòu)件的檢索就轉(zhuǎn)化為查詢。樹(shù)與庫(kù)中構(gòu)件的刻面樹(shù)之間的匹配，兩棵樹(shù)之間的匹配本質(zhì)上是兩棵樹(shù)的節(jié)點(diǎn)之間的一個(gè)映-4- 射。3.3.2 刻面檢索的匹配算法構(gòu)件檢索的實(shí)質(zhì)就是查詢樹(shù)與構(gòu)件庫(kù)中的構(gòu)件刻面樹(shù)的匹配。在文29,30中作者將查詢樹(shù)中的節(jié)點(diǎn)集合設(shè)為Q，構(gòu)件庫(kù)中構(gòu)件刻面樹(shù)的節(jié)點(diǎn)集合設(shè)為C，若某個(gè)映射h：QC,其中Q是Q的子集,滿足以下條件,則稱存在一個(gè)QC的匹配h1） q =q iff h(q )=h(q )ijij2） distance(label(q ),label(h(q )Tij其中,distance(m,n) T 表示術(shù)語(yǔ)m,n 具有近似關(guān)系, label(q)表示節(jié)

21、點(diǎn)q的標(biāo)簽(即術(shù)語(yǔ)),T 為由專(zhuān)家設(shè)定的閾值。(3) q 是q 祖先節(jié)點(diǎn) iff h(q )是h(q )祖先節(jié)點(diǎn)ijij其中l(wèi)abel(q)表示節(jié)點(diǎn)q的標(biāo)簽即刻面或術(shù)語(yǔ)，T是由詢樹(shù)和刻面樹(shù)的對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)的相似程度而設(shè)定的一個(gè)值。構(gòu)件檢索中查詢樹(shù)與刻面樹(shù)的匹配可通過(guò)從查詢樹(shù)到刻面樹(shù)的一系列編輯操作的轉(zhuǎn)化：改變節(jié)點(diǎn)的標(biāo)簽（relable（v）；刪除節(jié)點(diǎn)（delete（v）；插入節(jié)點(diǎn)（insert（v）。對(duì)樹(shù)的每一個(gè)編輯操作OP有一個(gè)對(duì)應(yīng)的實(shí)數(shù)值，稱為編輯代價(jià)，用(OP)表示,編輯代價(jià)是編輯操作的操作類(lèi)型和操作節(jié)點(diǎn)的函數(shù)。如果OP=OP , ,OP 為一個(gè)編輯操作序列,則定義該1k序列的操作代價(jià)為(OP

22、) =(OP )，那么從一個(gè)查詢樹(shù)Q到構(gòu)件刻面描述樹(shù)C的一個(gè)匹配過(guò)k程可以看成是一個(gè)從樹(shù)Q到樹(shù)C的編輯操作序列，先將未出現(xiàn)在查詢樹(shù)和刻面樹(shù)的匹配映射中的Q的節(jié)點(diǎn)從Q中刪除，再將Q中的與C相互映射的節(jié)點(diǎn)的標(biāo)簽改為C中相應(yīng)節(jié)點(diǎn)的標(biāo)簽，然后將C中未出現(xiàn)在映射中的節(jié)點(diǎn)依次插入到上述編輯完的樹(shù)中的相應(yīng)位置，則有一個(gè)匹配代價(jià)：(h)= (delete(i)+ (relabel(j) + (insert(k)其中i是查詢樹(shù)中的結(jié)點(diǎn)在刻面樹(shù)中沒(méi)有的結(jié)點(diǎn)，j是查詢樹(shù)中的結(jié)點(diǎn)與刻面樹(shù)相互映射的結(jié)點(diǎn)，k是刻面樹(shù)中沒(méi)有出現(xiàn)在與查詢樹(shù)相映射的結(jié)點(diǎn)。則查詢樹(shù)和構(gòu)件刻面描述樹(shù)之間的匹配代價(jià)為：Cost(Q,C)= min

23、(h)h是一個(gè)QC的匹配目前對(duì)匹配代價(jià)的計(jì)算算法步驟描述為：首先，將查詢樹(shù)和刻面樹(shù)中的節(jié)點(diǎn)編號(hào)，然后遍歷這兩棵樹(shù)中的所有節(jié)點(diǎn)，在遍歷的過(guò)程中將每一個(gè)與p 節(jié)點(diǎn)(pQ)的標(biāo)簽具有近似關(guān)系的t 節(jié)點(diǎn)(tC)記錄下來(lái)。枚舉與Q節(jié)點(diǎn)具有相似關(guān)系節(jié)點(diǎn)組成的所有匹配，然后計(jì)算相應(yīng)的匹配代價(jià)。4 總結(jié)和進(jìn)一步工作刻面分類(lèi)模式已經(jīng)應(yīng)用到許多學(xué)科的信息組織和管理中，并且被證明是一種非常有效的分類(lèi)方式?；诳堂娣诸?lèi)的檢索方法是檢索代價(jià)、復(fù)雜性和檢索質(zhì)量三者最為均衡的方法。本文以上介紹的刻面分類(lèi)都是針對(duì)通用領(lǐng)域的構(gòu)件庫(kù)的構(gòu)件的表示及檢索，Prieto-Diaz提過(guò)通過(guò)領(lǐng)域工程得到的領(lǐng)域模型可以導(dǎo)出特定領(lǐng)域的刻面分類(lèi)

24、模式，因而刻面分類(lèi)方式更適合特定領(lǐng)域構(gòu)件庫(kù)，但計(jì)算機(jī)科學(xué)中軟構(gòu)件的管理應(yīng)用刻面分類(lèi)模式時(shí)間較晚，尤其是針對(duì)特定領(lǐng)域軟件構(gòu)件的刻面分類(lèi)模式的研究，理論和實(shí)踐上還沒(méi)有成熟，領(lǐng)域知識(shí)在軟件復(fù)用中具有越來(lái)越重要的作用，領(lǐng)域模型是對(duì)領(lǐng)域知識(shí)抽象的系統(tǒng)化表示，它不僅能夠刻畫(huà)領(lǐng)域中公共的對(duì)象及其行為，對(duì)象間的關(guān)系與約束，而且明確給出了對(duì)象的檢索特性，有利于開(kāi)發(fā)-5- 人員查找可復(fù)用的構(gòu)件。盡管刻面分類(lèi)技術(shù)功能強(qiáng)大，效果明顯，但是它要求對(duì)構(gòu)件進(jìn)行人工索引，代價(jià)很高。目前構(gòu)件模型和中間件技術(shù)、領(lǐng)域工程、逆向工程的技術(shù)的成熟，針對(duì)今后特定領(lǐng)域工程方法和刻面分類(lèi)模式之間關(guān)系的研究工作，本文作者將側(cè)重在特定領(lǐng)域的構(gòu)件

25、刻面分類(lèi)的檢索的研究。參考文獻(xiàn)11995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. Fuqing Yang2Alan W Brown,Kurt C Wallnau.The Current State of CBSEJ.IEEE Software,1998-09/103常繼傳，郭立峰，馬黎 可復(fù)用軟件構(gòu)件的表示和檢索 計(jì)算機(jī)科學(xué)，1999，26（5）：45504Atkinson S.A Unifying Model for Retrieval from Reusable software Librarie

26、s:Technical Report No.95-41.theUniversity Queensland,19955 Prieto-Diaz. R Implementing faceted classification for software reuse, Communications of the ACM1991,34(5):88976 Podgurski, A., Pierce, L. Retrieving reusable software by sampling behavior. ACM Transactions on SoftwareEngineering and Methodo

27、logy, 1993,2(3):286303.7Merkl, D., Tjoa, A.M., Kappel, G. Learning the semantic similarity of reusable software components. In: Frakes,W.B., ed.Proceedings of the 3rd International Conference on Software Reuse (ICSR94). Rio de Janeiro: IEEEComputer Society Press, 1994.3341.8Penix J. Baraona P.Alexan

28、der P. Classification and retrieval of reusable components using semantic features c.Proceedings the 10th knowledge-based software engineering conference IEEE Computer SOC. Press1995,1311389Zaremski, A.M. Signature and specification matching Ph.D. Thesis. School of Computer Science CarnegieMellon Un

29、iversity,1996.10Damiani, E., Fugini, M.G., Bellettini, C. A hierarchy-aware approach to faceted classification ofobjected-oriented components.ACM Transactions on Software Engineering and Methodology, 1999,8(3):215262.11Seacord R. C,Hissam S.A,Wallnau K.C Agoro-a search engine for component.IEEE Inte

30、rnetComputing,Nov,1998.627012 鄭文斌，文登敏 基于XML技術(shù)的軟件構(gòu)件的表示與檢索 現(xiàn)代計(jì)算機(jī) 總第一九五期 2004.913 李玉山,侯德文,王猛 基于Web Services 的構(gòu)件分類(lèi)與檢索研究 計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展Vol. 16 No. 3Mar.200614Guarino N ,Masolo C ,Vetere G. OntoSeek :Content2Based Access to the Web. IEEE IntelligentSystems ,1999 ,14(3) :708015 Shun S B ,Motta E ,Domingue J . Sc

31、holOnto :an Ontology2based Digital Library Server for ResearchDocuments and Discourse. Intl J Digital Libraries ,2000 ,3 (3) :23724816 Ruben PrietoDiaz: A Faceted Approach to Building Ontologies IEEE 200317Uta Priss,Faceted Information Representation,8th International Conference on Conceptual Struct

32、uresLogical,Linguistic,and Computational Issues,August 200018Atkinson S.A Unifying Model for Retrieval from Reusable software Libraries:Technical Report No.95-41.theUniversity Queensland,199519閔楠，基于統(tǒng)一刻面分類(lèi)模式的多構(gòu)件庫(kù)檢索技術(shù)研究 碩士學(xué)位論文 2005.320NATO Standard for the Development of Reusable Software Component. 2

33、1NATO Standard for Managementof a Reusable Software Component Library.22 Latour, Wheeler T, Frakes B, Descriptive and prescriptive aspects of the 3Cs model: SETA1working groupsummary, CASE Centre, Syracuse University, New York: TechnicalReport 9014, 199023 MorelJM, Faget J., The REBOOT environment I

34、n: Proc 2nd International Workshop onSoftware Reuse (REU SE93), Lucca, Italy, 1993, 80-8824 /jbcl.jsp25 OMG,CORBA Specification Version 3.0,formal/02-06-33, July 200226董富強(qiáng)，韓偉紅，賈焰 CORBA 構(gòu)件模型研究與實(shí)現(xiàn) 計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì) Vol.25 No.10 Oct.200427/corba/ccm/ ，/cgi-bin/doc/formal/02-06-3328常繼傳，李克勤，郭立峰，梅宏，楊芙清，青鳥(niǎo)系統(tǒng)中可復(fù)用軟件構(gòu)件的表示與查詢 電子學(xué)報(bào)，Vol 28，No 8，Aug 200029Sorum