基于組件的非線性軟件開發過程研究*

臧影

（云南科技信息職業學院,云南 昆明 650224）

1 軟件開發方法的演變

軟件開發方法經歷了從結構化程序設計到面向對象設計、分布式對象/系統設計等方法的演變過程，近年又產生了基于組件的開發方法。組件是可以插入系統中的對象。基于組件的開發（CBD）是一種軟件開發方法，采用這種方法開發，生命周期中的所有問題和階段，包括需求分析、體系結構、設計、構建、測試、部署、支持技術和項目管理，都是基于組件進行的。

然而，現有的軟件工程體系顛倒了人與軟件開發過程的主次關系，放任軟件缺陷的引入與傳播，盲目進行軟件的修改維護，分不清軟件工程的主要和次要矛盾，導致軟件產品不完整、軟件開發效率低、軟件質量差、開發費用高昂。造成這些問題的根源在于，現有的軟件工程體系都是采用了線性增量單向迭代模型，都是線性思維和簡單科學的產物，而軟件是由開發團隊和客戶這些非線性的人組成的復雜系統所創造的邏輯思維的產物，其本身也是一個復雜的、非線性的系統，兩者存在根本性的矛盾，這在很大程度上削弱了基于組件開發方法帶給軟件企業的好處[1]。

因此,為了最大限度地發揮基于組件開發方法的優點,必須摒棄傳統的線性軟件工程體系，取而代之以非線性、整體性、相關性、關鍵性、層次性、目的性、開放性、動態性、適應性等原則和綜合設計、增量集成、雙向迭代、主動防錯、全程評審、協同開發、信息共享、實時溝通等擴展原則的非線性軟件工程體系[1]。

2 基于組件的非線性軟件開發

雖然非線性軟件工程體系具有諸多優點，但是其實現需要一定的軟件開發平臺支持?，F在，國內外已有一些軟件企業在這個領域進行了有益的探索，例如上海艾賽軟件科技有限公司所開發的艾賽銀彈Panorama++軟件開發、測試、維護支撐平臺就是其中的代表。不過，這類軟件開發平臺產品的價格不菲，通常一套完整的產品需要200～300萬元人民幣，這對于經營規模小、資金匱乏、利潤空間狹窄、管理水平低的廣大中小型軟件公司來說，無疑并非適宜的選擇。

針對中小型軟件企業的現狀，作者認為企業可以通過組織結構再造和開發流程再造,利用現有的軟件工具，同樣可以在相當高的程度實現非線性軟件工程體系核心思想，達到較好的效果。

2.1 軟件企業組織結構再造

針對非線性軟件工程體系多軌并行的特點，軟件企業應從原有的職能型組織結構轉化為面向客戶的矩陣型組織結構。

如圖1所示，企業將客戶的每個或每組需求各視為一個項目，為每個項目設立項目經理，并與各個職能部門的特定員工組成相應的項目組。為了進一步體現非線性軟件工程體系的整體性和開放性原則，項目組必須與客戶緊密聯系，并將相應的客戶人員納入到項目團隊，從而構成面向客戶的矩陣型組織。

面向客戶的矩陣型組織結構為在軟件工程中體現非線性軟件工程體系的整體性、開放性、動態性、綜合設計、雙向迭代、全程評審、協同開發、信息共享、實時溝通等原則思想，提供了組織基礎和保證。

2.2 軟件企業開發流程再造

非線性軟件工程體系的核心思想是強調雙向迭代、增量集成、全程評審、協同開發。軟件企業應調整原有職能型組織結構基礎上的工作流程，在新的面向客戶的矩陣型組織結構基礎上，構建實現上述思想的基于組件的非線性軟件開發流程。

如圖2所示，基于組件的非線性軟件開發流程由軟件企業開發部門的分析構建組、組件開發組、品質保障組、組件管理組的相關成員及相關用戶組成。其中，根據企業軟件產品的構成，可以設立針對不同組件的組件開發組。

用戶提出對軟件產品的需求后，組件管理組首先在企業內、外的組件庫中尋找可用的組件。如果沒有，將由分析構建組牽頭，協同組件n開發組和用戶共同對需求進行必要的分析，建立相應的模型，制訂規約，并產生需求說明文檔。

品質保障組對模型和規約進行審核。如果審核未能通過，需要完善需求分析；如果審核通過，將由分析構建組和組件n開發組共同進行組件n的構架設計，即總體設計，并產生組件構架設計文檔。

品質保障組對組件n的構架設計進行審核。如果審核未能通過，需要根據未能通過的原因，追溯到組件n的架構設計，甚至需求分析階段，進行必要的修改和完善工作；如果組件n的構架設計審核通過，開發工作將逐步進行組件 n詳細設計(組件 n開發組完成)、編寫程序和單元測試 (組件n開發組和品質保障組協同完成)、組件n測試 (組件n開發組和品質保障組協同完成)、集成測試(組件 n開發組、品質保障組和組件管理組協同完成)，并在各階段產生相應的文檔[6]。在每個階段中，階段性成果都要經過品質保障組的審核通過，開發工作才能進入下一階段。如果審核未能通過，開發工作都將依據造成錯誤的原因追溯到以前的相應階段，并進行改進和完善。

如果針對用戶的需求，組件管理組在企業內、外組件庫中找到了可用的組件，軟件開發工作隨即進入組件測試工作階段。

針對用戶需求的各個需要創建或完善的組件的開發工作并行推進并互為獨立的開發項目。最后，對所有的組件一起進行集成測試。

當系統集成測試工作順利通過審核后，組件管理組將對組件及其附屬文檔進行歸檔，以便日后復用或進一步完善。

基于組件的非線性軟件開發過程，不僅具有基于組件開發的軟件復用、部署簡單等優點[7]，同時也通過企業組織結構再造和軟件開發流程再造實現了非線性軟件工程體系的核心理念,提高了軟件開發質量和效率，降低了開發成本，適用于中小型軟件企業的產品開發工作中。

[1]熊繼光.新一代軟件工程體系與實踐—基于現代系統科學與復雜性科學的非線性整體軟件工程體系及其應用[M].北京：清華大學出版社，2008.

[2]Jay Xiong,Jonathan Xiong.The DP&T System:The defect prevention and traceability-driven system for software engineering[R].The 2006 International Conference on Software Engineering Research&Practice,2006.

[3]Jay Xiong,Jonathan Xiong.The DP&T model:the defect prevention and traceability-driven model for software engineering[R].The 2006 International Conference on Software Engineering Research&Practice,2006.

[4]Jay Xiong,Jonathan Xiong.The DP&T methodology:the defect prevention and traceability-driven methodology for software engineering[R].The 2006 International Conference on Software Engineering Research&Practice,2006.

[5]李偉波，劉永祥，王慶春.軟件工程[M].武漢：武漢大學出版社，2006

[6]（美）PRESSMAN R S.軟件工程——實踐者的研究方法（第 5版）[M].梅宏,譯.北京：機械工業出版社，2005.

[7]（美）HERZUM P,SIMS O.基于組件的企業級開發[M].韓柯,等譯.北京：機械工業出版社，2005.