软构件的定义

知识经济时代,软件是重要基础设施,但开发技术不足。软构件技术作为解决软件危机的途径成研究热点,不过仍处于发展阶段,存在开发规范、领域构件提取等问题。构件表示和检索是研究热点,还介绍了软构件定义及软件构件技术的主要研究内容。

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我们的社会正在步入知识经济时代。知识经济的特点在于创造价值的主要源泉已不再是依赖于资源、资本和人的简单劳动,而是依赖于人的智慧和科技的创新。19992月美国总统 IT 顾问委员会的一份报告列举了大量的事实论证 IT 技术对社会和国家以及人民生活的重要作用。建议美国政府加大对IT 技术发展研究的投入。在建议重点支持的四大项目中,把软件列在首位。因为报告认为软件是信息所时代社会的最重要的基础设施,然而现实上这个基础却相当脆弱和不可靠。软件越来越普及而且越来越复杂,但缺乏开发可靠安全的各种软件的合用技术。软件的生产能力远远满足不了飞速发展的实际需求。为此,报告建议重点支持四个方面的软件技术的发展和研究。第一就是支持软件开发方法和构件技术的基础研究。作为解决软件危机、提高软件生产率和质量的一种现实可行的途径,软件重用越来越成为计算机界的研究热点,并把众多精力投入到其核心技术——软构件技术的研究上,许多构件描述语言如IDLCKLRESOLVE等的出现,EJBCOM,.NET组件等标准的提出为构件的描述、管理与组装提供了思路和技术支持。

构件软件技术还处于发展阶段,目前迫切需要解决以下问题:针对如何开发应用,需要有一套开发规范和质量保证体系;如何提取领域构件,仍然是处于摸索阶段。1998年以来,Carnegie Mellon大学每年举办一次的CBSE国际会议(CBSE, Component-Based Software Engineering)。每次会议发表论文20余篇,为软构件查询(component retrieval)集成(component integrity)等的技术研究奠定理论基础,同时又提出新的研究方向(例如软构件测试,质量评估等)。在国内,在理论上,北京大学、中科院软件所、吉林大学、南京大学、复旦大学、中山大学等单位,均发表了不少有价值的学术论文。在实际工程上,青鸟公司、中软公司、华科电脑公司、特宝科公司、天中公司等均采用基于构件技术开发应用软件,积累了不少经验,获取极好的效益。但是软构件库及软构件库管理技术仍没有得到广泛的重视;基于软构件的软件工程理论还不成熟;异构软构件的装配集成问题尚未得到很好地解决。

构件的表示和检索机制的研究一直是构件库研究的热点:一方面,拥有大量可复用构件的组织必须以一种易于分类管理而又方便复用者检索的机制来表示和保存构件资产;另一方面,有效的构件检索机制能够降低构件查找和理解的成本,而构件的合理表示和分类正是实现高效方便的检索的基础。

软构件定义

软件复用已经融入软件工程研究的主流,被视为是使软件开发真正走上工程化和产业化道路的希望。人们在实践中认识到软件复用是一个涉及到技术、方法学、管理和文化等多个方面的复杂问题。除了日常隐含发生的对专业知识和经验的复用之外,最为典型的复用活动表现为借鉴、理解、修改和集装各种不同抽象层次(从产品的概念、系统模型和违约到程序源码甚至目标码)、不同粒度(从系统构架、框架、类簇到代码片断)、不同形式(黑盒构造块、生成器、模板、设计模式等)的可复用软件构件来构造新系统和实现系统演化过程。

构件(component)是可复用的软件组成成份,可被用来构造其他软件。构件具有相对独立的功能和可复用价值。它可以是被封装的对象类、类树、一些功能模块、软件框架(framwork)、软件构架(或体系结构Architectural)、文档、分析文件、设计模式(Pattern)等。构件分为构件类和构件实例,通过给出构件类的参数,生成实例,通过实例的组装和控制来构造相应的应用软件。

软件构件技术是支持软件复用的核心技术,其主要研究内容包括:

1. 构件获取:有目的的构件生产和从已有系统中挖掘提取构件;

2. 构件模型:研究构件的本质特征及构件间的关系;

3. 构件描述语言:以构件模型为基础,解决构件的精确描述、理解及组装问题;

4. 构件分类与检索:研究构件分类策略、组织模式及检索策略,建立构件库系统,支持构件的有效管理;

5. 构件复合组装:在构件模型的基础上研究构件组装机制,包括源代码级的组装和基于构件对象互操作性的运行级组装;

6. 标准化:构件模型的标准化和构件库系统的标准化。

### 关于软件架构与构件设计的实验报告模板 #### 实验背景 在现代软件工程实践中,软件架构的设计和构件的选择对于系统的成功至关重要。良好的架构设计能够最大化重用性并降低维护成本[^4]。与此同时,详细的构件设计有助于明确功能模块的具体实现方式及其内部逻辑结构[^2]。 #### 报告标题 **基于UML包图的软件架构与构件设计** --- #### 一、实验目的 本实验旨在通过实际案例研究如何利用UML中的包图工具对复杂的系统进行合理分组,并探讨构件的功能分解及其实现细节。最终目标是构建一个具有高内聚性和低耦合性的系统框架[^3]。 --- #### 二、实验环境 - 开发平台:Visual Studio 或 Eclipse IDE - 建模工具:StarUML / Visual Paradigm - 编程语言:Java 或 Python --- #### 三、实验内容 ##### (1)需求分析 假设我们需要开发一款名为 **Digital Quiz Responder System (DQRS)** 的数字抢答器应用程序。其基本功能如下: - 支持多名选手同时参与抢答; - 准确记录最先触发抢答信号的选手编号; - 锁定后续输入直至当前轮次结束; - 提供简单的人机交互界面用于展示结果[^5]。 ##### (2)架构设计 采用三层架构模式划分系统的主要组成部分: 1. 用户接口层(UI Layer)——负责图形化操作界面呈现; 2. 控制逻辑层(Control Logic Layer)——处理核心业务流程如检测按键事件、比较时间戳等; 3. 数据存储层(Data Storage Layer)——保存比赛状态信息以便查询或回放历史记录。 为了增强灵活性与扩展性,建议引入面向对象编程理念并将上述每一层抽象成独立的服务单元。 ##### (3)构件设计 针对每个服务单元进一步细化至具体类级别: ###### A. UI Component Design 创建 `QuizPanel` 类作为主窗口容器,包含若干按钮控件分别对应不同参赛者的位置索引值。另外还需要定义一个标签区域用来实时更新获胜方的信息。 ```java public class QuizPanel extends JPanel { private JButton[] playerButtons; private JLabel resultLabel; public QuizPanel(int numPlayers){ this.playerButtons = new JButton[numPlayers]; // 初始化玩家按钮数组... for(int i=0;i<numPlayers;i++) { String btnText="Player "+(i+1); playerButtons[i]=new JButton(btnText); add(playerButtons[i]); } this.resultLabel=new JLabel("No one has pressed yet."); add(resultLabel,BorderLayout.SOUTH); } public void setWinner(String winnerName){ this.resultLabel.setText(winnerName+" wins!"); } } ``` ###### B. Control Logic Implementation 编写专门的方法监听所有可能发生的鼠标点击活动,并依据发生顺序判定优先级最高的那一位胜出者。一旦确定之后即刻禁用其余未响应过的选项以防干扰公平竞争原则。 ```python class Controller: def __init__(self, players_count): self.players_count = players_count self.winner = None def handle_click(self, player_id): if not self.winner and 0 <= player_id < self.players_count: self.winner = f'Player {player_id + 1}' print(f'{self.winner} won!') return True elif self.winner: print('Another click ignored.') return False ``` --- #### 四、总结讨论 通过对 DQRS 应用程序的整体规划可以看出,合理的软件架构不仅提高了代码质量而且简化了后期调试工作量。借助 UML 包图我们可以清晰地描绘出各个子系统间的关系网络从而便于团队成员之间沟通交流想法。此外,在详细设计阶段充分考虑到了未来可能出现的变化因素预留足够的调整空间显得尤为重要。 --- #### 参考文献省略部分说明 以上文档片段综合运用了多篇参考资料的内容进行了重新编排组合而成。具体内容均已在适当位置标注出处以确保学术诚信度不受影响。 ---
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