40、Ada95、Java与O2的绑定适配及组件库非功能信息浏览-优快云博客

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Ada95、Java与O2的绑定适配及组件库非功能信息浏览

在软件开发中，不同编程语言和数据库管理系统的结合使用是常见的需求。同时，在组件复用过程中，非功能信息也起着重要作用。本文将探讨Ada95、Java与O2的绑定适配，以及如何在组件库中利用非功能信息进行组件选择。

Ada95/O2绑定架构

Ada应用程序与O2数据库管理系统之间的通信架构是模块化的，由两层组成：
- 第0层 ：包含所有用Ada编写的O2Api操作，它是用C编写的O2 API的精确映像。
- 第1层 ：包含一组模块，这些模块提供将Ada应用程序与O2数据库连接所需的服务。每个模块都是强类型的，并提供特定的服务，例如用于定义集合、列表和包的模块。

graph LR
    classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px;
    A(Ada应用程序):::process --> B(第0层 - Ada编写的O2Api操作):::process
    B --> C(第1层 - 连接服务模块):::process
    C --> D(O2数据库):::process

Ada95、Java与O2的相似性和差异

相似性

描述	Ada 95功能	Java功能	O2功能	是否影响数据表示
继承	标记类型（简单）	（简单）	（多重）	是
并行性	任务	线程	-	否
动态数据类型	访问类型	对象	类	是
多态性	静态和动态	动态	动态	是
数据类型	强类型	强类型	强类型	是

在并行性方面，虽然本文不详细讨论，但在Java中，一个类可以扩展线程类并添加新属性，这些属性的值可以生成与之前定义一致的持久环境。O2允许创建值和对象，值没有标识符，对象有不同的标识符。在Ada 95中，可以定义值和对象，对象使用访问类型创建。在Java中，所有内容都可以是对象，可以使用“包装类”封装基本类型，简化了绑定。Ada 95支持静态绑定和动态绑定，而Java和O2仅提供动态绑定。

差异

描述	Ada 95功能	Java功能	O2功能	是否影响数据表示
泛型	泛型	-	-	是
类的变量和方法	-	静态	-	是
接口	-	接口	-	否
集合	-	-	集合、包、列表	是
异常管理	异常、抛出	抛出、尝试、捕获	-	是
包	包	包	-	是/否
抽象方法和类	抽象	抽象	-	是

我们在Ada 95和O2之间的接口使用了许多泛型单元，这种解决方案比使用继承更好，因为继承可能会导致类型不一致。Java不提供作为语言一部分的集合构建器，而O2语言包含这些构建器。在Ada 95中，可以使用泛型抽象数据类型有效地替代，而在Java中则需要使用继承。Java允许将多个类分组到一个包中，但包不用于实现抽象数据类型。在Ada中，包用于创建抽象数据类型、分组多个抽象类型或指定子程序库。O2不支持抽象类，而Ada和Java支持，并且编译器会检查是否没有实例化此类类。Java和Ada支持异常管理，并将异常视为数据，而在O2中，只能保存异常的值。Java允许定义类的接口，而Ada 95和O2中不存在此概念。Java可以声明静态变量和方法，而在Ada 95中，可以在包体中定义变量，并通过包规范中提供的公共子程序直接处理。

示例：飞机模拟器

以飞机模拟器的开发为例，该模拟器使用Ada语言实现数据处理，使用O2 OODBMS保存场景和用户历史记录。为了开发处理模拟器数据库中存储的数据的成本高效解决方案（如可视化、捕获新场景等），使用Java语言开发特定应用程序。

graph LR
    classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px;
    A(网络):::process --> B(Java客户端):::process
    A --> C(Java客户端):::process
    A --> D(Java客户端):::process
    A --> E(Java服务器):::process
    E --> F(O2数据库):::process
    F --> G(飞机模拟器 - Ada语言):::process

Java服务器管理远程客户端之间的事务，可以解密和/或加密数据、控制访问并验证提议的场景。Java客户端可以解密和/或加密Java服务器提供的信息，并提供统计工具来处理Java服务器提供的数据。Java客户端的主要优点是可以轻松地在不同平台上实现，而无需重新编译。然而，用Java编写的应用程序比用Ada编写的应用程序慢，并且Ada是一种标准化语言。

以下是示例代码：
- Ada代码

package SCENARIO is
    type T_SCENARIO is record
       ...;
    end record;
    type C_SCENARIO is access T_SCENARIO;
    ... -- Operations for the type C_SCENARIO
end SCENARIO;

with SCENARIO, SET...;
package PERSISTENT_ENV is
    type SET_SCENARIO is limited private;
    S1 : SET_SCENARIO; -- Persistent Data
    procedure COMMIT();
    procedure ABORT();
private
    package PKG_SET_SCENARIO is new SET(...);--A1
    subtype SET_SENARIO is PKG_SET_SCENARIO.T_SET;
end PERSISTENT_ENV ;

Java代码

class SCENARIO {...;
} //end SCENARIO
package MYTOOL.PERSISTENT; //J1
import MYTOOL.PERSISTENT_TOOLS.SET;

class SET_SCENARIO extend SET {
    void put (SCENARIO SCN) {//J2
        super.put(SCN);
    };
    ...
};
public final class PERSISTENT_ENV { //J3
    static SET_SCENARIO S1; //J4 Persistent Data
    PERSISTENT_ENV(){...}; //J5
    public static void COMMIT() {...}; //J6
    public static void ABORT()  {...};
    ....
} //end PERSISTENT_ENV
// End package

O2代码

class SCENARIO type tuple {...};
...;
end;
name SET_SCENARIO : set (SCENARIO); //O1

在这个示例中，使用泛型包“Set”的实例化（A1）来模拟O2语言提供的集合构造函数（O1）。Java不提供泛型类，因此创建一个使用“Object”类作为元素的“Set”类，并使用Java包（J1）将“Set”类专门化为“SET_SCENARIO”。重新定义“put”方法（J2）可以避免程序员将值插入“SET_SCENARIO”时出现类型不匹配的问题。将“PERSISTENT_ENV”类声明为“final”以避免其特化（J3），将持久根声明为“static”以确保应用程序中只有一个持久环境（J4，J6）。在“PERSISTENT_ENV”类中插入构造函数以初始化持久环境，而在Ada语言中，通过在包体中添加代码来实现此初始化（J5）。

组件库中利用非功能信息进行组件选择

在软件组件复用过程中，通常的软件复用方法只考虑组件的功能特性，而忽略了非功能信息。然而，从库中检索的组件仅考虑其功能行为可能不适合环境的非功能要求，从而阻碍甚至阻止其实际集成到新系统中。

为了解决这个问题，采用了三种策略：
1. 设计NoFun接口定义语言 ：用于在软件组件中陈述非功能方面的信息，允许引入表征组件、库和整个系统的软件属性，对其施加约束，并确定组件实现相对于这些属性的行为。
2. 定义组件检索方法 ：基于查询中封装的非功能约束的可满足性，从库中检索软件组件。该方法从非功能的角度检查组件实现，并根据是否仅使用库中的实现来解决查询，定义了两种不同的场景。
3. 制定计算框架 ：用于从代码中计算实现的非功能信息，该框架似乎能够以统一的方式处理相关的质量因子子集，其中效率是一个重要的质量因子。

软件组件被视为由接口和实现组成的对。接口（包含在Ada包中）可以选择包含Anna规范。通常，具有相同规范的组件可能有不同的实现，每个实现都设计为适合特定的使用上下文。复用方法负责为给定的上下文选择一个或多个功能等效的组件，并选择最合适的实现。

组件被视为抽象数据类型的封装，实现将由列表、树和图等数据结构组成。这种框架影响了组件相关的非功能属性的类型，例如，使用渐近符号来衡量效率，而不是使用响应时间、吞吐量或磁盘访问次数等指标。

非功能信息通过NoFun接口描述语言集成到Ada包中，分为三种类型：
- 非功能属性（NF-attribute） ：定义用于描述组件并可能对其进行评估的软件属性，如效率、可维护性、可靠性和可用性。
- 非功能行为（NF-behaviour） ：为绑定到组件的NF-属性赋值。
- 非功能约束（NF-constraint） ：对绑定到组件的NF-属性集施加约束。

例如，下面是一个用于可靠性的NF-属性定义：

package RELIABILITY is
    --- with ERROR_RECOVERY, TEST
    --- properties
    --- boolean FullyPortable; -- platform independence
    --- enumerated ordered Reliability [none,low,medium, high]
    --: depends on Test, ErrorRecovery, FullyPortable
    --: defined as
    --: not ErrorRecovery and not FullyPortable =>
    --: Reliability = none
    --: ErrorRecovery and not FullyPortable =>
    --: Reliability = low
    --: not ErrorRecovery and FullyPortable =>
    --: Reliability = low
    ErrorRecovery and FullyPortable =>
        Test in [0..1] => Reliability = low
        Test in [2..3] => Reliability = medium
        Test in [4..5] => Reliability = high
end RELIABILITY;

这个属性可以在组件包中使用，例如：

package NETWORK is
   ... declaration of interface
    --- with RELIABILITY
    --: measurement units NbItems, NbConns
end NETWORK;

在组件选择过程中，使用NoFun语言编写的查询来表达非功能约束，查询结果是实现的树，遵循组件之间的导入关系。用户可以操作得到的实现树来解决歧义、陈述默认行为等。

综上所述，在软件开发中，不仅要关注编程语言和数据库管理系统的绑定适配，还要重视组件复用过程中的非功能信息。通过合理利用这些信息，可以提高软件的质量和可维护性，实现更高效的软件开发。

Ada95、Java与O2的绑定适配及组件库非功能信息浏览

不同语言绑定适配的总结与展望

在Ada95、Java与O2的绑定适配方面，我们已经看到了它们各自的特点和相互之间的差异。从相似性来看，它们在继承、动态数据类型、多态性和数据类型等方面有一定的共性，这为它们之间的交互提供了基础。然而，差异也十分明显，如泛型、类的变量和方法、接口、集合、异常管理、包以及抽象方法和类等方面的不同，需要在实际应用中进行针对性的处理。

在飞机模拟器的示例中，我们清晰地看到了如何结合不同语言的优势来开发系统。Ada语言用于实现数据处理，保证了系统的稳定性和标准化；Java语言用于开发特定应用程序，利用其跨平台的特性提高了系统的可移植性。而O2 OODBMS则负责保存场景和用户历史记录，为系统提供了数据持久化的支持。但同时也发现，不同语言之间的实现存在一些差异，需要进行特殊的处理，如Java不提供泛型类，需要通过继承来实现类似功能；在持久环境的初始化方面，Ada和Java也有不同的实现方式。

未来，我们可以进一步研究如何更好地解决不同语言之间的差异问题，提高绑定适配的效率和质量。例如，可以开发更通用的中间件，来屏蔽不同语言之间的差异，使得不同语言的组件能够更方便地进行交互。同时，也可以对不同语言的编译器进行优化，使其能够更好地支持绑定适配的需求。

组件库非功能信息利用的进一步探讨

在组件库中利用非功能信息进行组件选择是一个重要的研究方向。目前采用的三种策略，即设计NoFun接口定义语言、定义组件检索方法和制定计算框架，为解决组件复用中忽略非功能信息的问题提供了有效的解决方案。

然而，这一领域仍然存在一些挑战。例如，NoFun接口定义语言虽然能够陈述非功能方面的信息，但对于一些复杂的非功能属性和约束的表达可能还不够完善。在实际应用中，可能会遇到一些难以用现有语言准确描述的非功能需求。另外，组件检索方法在处理大规模组件库时，可能会面临效率问题，需要进一步优化算法以提高检索速度。

为了更好地利用非功能信息进行组件选择，我们可以考虑以下几个方面的改进：
1. 完善NoFun语言 ：进一步扩展NoFun语言的表达能力，使其能够更准确地描述各种复杂的非功能属性和约束。例如，可以引入更多的数据类型和操作符，以支持更复杂的计算和逻辑判断。
2. 优化检索算法 ：针对大规模组件库，研究更高效的检索算法。可以采用索引技术、机器学习算法等，提高检索的速度和准确性。
3. 加强非功能信息的计算 ：不断完善从代码中计算非功能信息的框架，提高计算的准确性和全面性。可以结合更多的分析工具和技术，如代码静态分析、性能测试等，获取更丰富的非功能信息。

实际应用中的操作建议

在实际应用中，无论是进行Ada95、Java与O2的绑定适配，还是在组件库中利用非功能信息进行组件选择，都需要遵循一定的操作步骤。

Ada95、Java与O2绑定适配的操作步骤

需求分析 ：明确系统的功能需求和非功能需求，确定需要使用的语言和数据库管理系统。
接口设计 ：根据需求分析的结果，设计不同语言之间的接口，确保接口的兼容性和可扩展性。
代码实现 ：按照接口设计的要求，分别使用Ada95、Java和O2进行代码实现。在实现过程中，注意处理不同语言之间的差异，如泛型、集合等问题。
测试与优化 ：对实现的代码进行测试，检查是否满足需求。如果发现问题，及时进行优化和调整。

组件库中利用非功能信息进行组件选择的操作步骤

定义非功能需求 ：使用NoFun语言定义组件的非功能需求，包括非功能属性、非功能行为和非功能约束。
编写查询 ：根据定义的非功能需求，编写查询语句，封装非功能约束。
检索组件 ：使用定义的组件检索方法，从组件库中检索满足查询条件的组件。
评估与选择 ：对检索到的组件进行评估，根据非功能信息选择最合适的组件。
集成与测试 ：将选择的组件集成到系统中，并进行测试，确保组件能够正常工作。

总结

在软件开发中，不同语言的绑定适配和组件库中利用非功能信息进行组件选择是两个重要的方面。通过深入研究Ada95、Java与O2的绑定适配，我们可以更好地结合不同语言的优势，开发出更高效、更稳定的系统。同时，利用非功能信息进行组件选择，可以提高组件复用的质量，避免因忽略非功能需求而导致的问题。

在未来的研究和实践中，我们需要不断探索和改进相关的技术和方法，以应对不断变化的软件开发需求。通过合理利用不同语言的特性和非功能信息，我们可以实现更高效、更优质的软件开发，为软件行业的发展做出更大的贡献。

graph LR
    classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px;
    A(需求分析):::process --> B(接口设计):::process
    B --> C(代码实现):::process
    C --> D(测试与优化):::process
    E(定义非功能需求):::process --> F(编写查询):::process
    F --> G(检索组件):::process
    G --> H(评估与选择):::process
    H --> I(集成与测试):::process

通过以上的操作步骤和未来的改进方向，我们可以更好地应对软件开发中的挑战，提高软件的质量和可维护性。希望本文能够为软件开发人员提供一些有益的参考和启示。