綜合電子信息系統面向構件的軟件開發與集成技術

陳浩

（中國電子科技集團公司第二十研究所 陜西省西安市 710068）

綜合電子信息技術系統功能，在網絡環境中，可以實現實時性、非實時性輸入，數據信息要素具備多種類性、多來源性、多格式性特點，全面做好算法處理、業務處理。通過態勢圖方式，基于人機交互截面工具，優化整合信息處理結果，打造人機交互界面工具。針對處理過程數據信息資源，需要發送至相應客戶群。針對系統內部框架，能夠實現通信功能。遵循技術需求，傳輸數據信息、執行操作命令。所以，針對電子信息系統，需要圍繞軟件開發、集成技術，全面做好深入化討論與分析。

1 面向構件軟件結構

通過面向構件技術軟件結構，合理劃分結構應用、運行環境框架，具體內容分析如下：

1.1 業務層

優化重組業務創建、業務流程，對構件數據流程進行編排和控制，輸入、輸出構建層構件。

1.2 表現層

表現層屬于操作人員展示信息處理的重要產品，信息按照實際需求、綜合展示能力。依據表現框架集成，顯示界面構件、專業顯示組件。

1.3 構建層

在建設構建層時，通過輕量構件高度集成框架，對業務予以管理，高度集成運算、表現構件，確保構件信息與功能的交互，同時能夠定義構件接口標準。

1.4 中間層

中間層屬于構件容器，包含構件集成框架、數據庫訪問組間、多層消息中間件等。通過中間層，可以對開發構件、運行構件、操作系統進行屏蔽，還可以優化異構環境，分離業務構件設計、開發部署、操作平臺。

1.5 網絡層

對于網絡層，包含通信代理、協議安全、信息傳輸框架，可以綜合集成網絡設備、具備良好通信效果。網絡層可以提供信息、通信環境作用，交互跨平臺信息，針對遺留系統，可以通過協議轉換，建設新系統，以此實現信息聯通。

1.6 基礎層

基礎層屬于不同構件間信息交互渠道，主流操作、數據庫系統，均需要應用多層消息總線技術。遵循消息類型、消息順序，科學處理多構件層消息總線。可控業務流程，有助于加強構件集成可擴展性、靈活性。

2 面向構件軟件開發一般過程

2.1 工程化與過程管理

在開發軟件系統時，涉及到分析階段、設計階段、實現階段、評價階段，但是并非單一串行式瀑布模型，需要結合增量迭代、過程并行方式，形成工作流模型。長期以來，人們認為系統控制方法、軟件建模抽象法為一體，確保認為生命周期法、面向對象法、面向過程法、原型法為一體。信息系統為開放系統，具備生命周期。所以，基于工程管理控制過程可知，構件化、結構化、對象化具備相同方法，并且符合軟件運行要求。應用構件法論點，主要為背景式、弱化式，呈現出過程重構、遞歸、并行特征。在構件化方法中，應用能力成熟度模型、并行工程思想，注重局部過程改造，提升系統開發效率，加強優化效果。通過工程思想，基于面向對象方式，對建模機制進行優化，提升系統運行可行性。以上論述內容，屬于面向構件方法論的過程特征。

圖1：系統部署邏輯層次圖

圖2：系統監控組成圖

2.2 模型化與內容抽象

在開發構件化軟件時，按照以下層次開展：概念層、物理層、邏輯層。與元建模技術、數據庫設計模式、UML 描述相一致，只是術語存在差別。比如，按照UML 形式，針對描述面向對象建立模型，并且將上層次作為概念層、實現層、說明層。在元建模中，涉及到結構層、元知識層、算法層。

2.3 建模層次開展過程

（1）分析特定應用需求，通過領域分析法，確保共性需求識別準確度，同時能夠掌握領域知識，抽取對象，建立概念級領域模型。通過領域設計方式，可以基于領域需求，找尋出最佳處理方案，涉及到架構級、構件級，為重要設計模型。通過該類模型，展現初步設計、詳細設計成效、框架結構、部件結構，闡述組成原理。建設邏輯模型時，轉變問題域模型，形成解域構架模型、構件模型，提取相關知識，同時對精化過程予以分析，確保開發過程的有效性。

（2）遵循應用開發與重用需求，可以將其應用到領域中，對領域構件進行識別、測試，為局部過程集成。做好系統構件分類，同時在構件庫內檢索，加大檢修與維護力度，實現系統構件高度集成，注重演化、組合與應用。此外，利用原型動態生成領域，確保框架高度集成，以此滿足領域需求，形成全新的物理模型。

（3）采用運行模型、設計優化方式，可以評價領域化軟件原型可用性，驗證原型可重構性，同時對測試條件應用系統予以封裝，形成使用規范，掌握構件化目標系統，屬于版本逐次尋優系統。

2.4 過程模型展示重構工程思想

基于面向構件軟件開發，涉及到正向、逆向工程。其中，正向工程具備過程并行特征，對軟件構架、構件可用性問題予以處理。針對逆向工程，展示出增量迭代特征，對構架、構件可重構性問題予以處理。針對過程重構內涵，多表現在概念新定義、結構新說明，重新應用算法、重新生成系統等。

3 關鍵技術分析與應用

3.1 面向構件技術

（1）構件建模技術、模型：軟件建模，多圍繞軟件信息系統單開，全面做好建模處理，對軟件模塊、集成軟件單元予以約束。軟件集成架構中，將軟件建模作為數據依據，將軟件模型作為業務耦合依據，注重框架綜合集成，明確業務軟件分離點。針對信息系統，軟件模型涉及內容多，例如組件、構件等。對于構件模型，多為接口模型，注重分析系統控制邏輯、協同需求、軟件組織等。對于組件模型，利用技術體系，準確分離職責，建設軟件模型。由于組件軟件粒度小，利用組合方式，建設應用實踐。對于組件模型而言，牽扯到組件、框架、數據訪問。通過組件模型，能夠展示出技術要素，提升具備業務技術需求。

（2）基于面向構件，建設輕量內核集成框架：針對面向構件服務架構，高度集成軟件，并以構件為集成對象。在構件接口上，重視軟件集成。構件具備獨立開發功能，利用接口建設方式，能夠對相關服務予以訪問。進行封裝操作時，遵循模型規范、數據信息要求，可以建立傳輸服務框架。針對構件集成框架，可以為系統構件提供信息服務、功能訪問服務，將其作為基礎框架。針對構件集成，包含構件封裝、運行過程管理。構件封裝屬于軟件單元，遵循構件模型，對構件框架進行高度集成，并且設定為構件過程。針對構件集成框架，可以營造構件開發運行環境，高效提升軟件運行與開發質量，確保運行環境效益。注重構件封裝、組裝、調度、服務管理與共享。針對固件集成框架，能夠提供軟件開發包、運行環境包。遵循“C++”程序語言，對構件操作系統、環境訪問予以屏蔽，使構件處于不同操作系統中。

3.2 多層消息總線技術

針對多層消息技術，涉及到構件開發技術、集成技術。在系統系統中，通過消息總線，可以實現數據信息傳輸。在管道信息中，構件屬于收發主體，消息總線可以作為中間媒介，形成中間層框架。系統運行過程中，消息為單個字節，且封裝單個消息體。對于模式領域，客戶端對單個隊列消息依賴比較大，需要將消息發送到單一順序中，以此獲得消息接收端。針對消息總線結構，涉及到多個結構層次。按照不同消息類型，可以體現出不同順序，且每層均可封裝、處理消息，同時包含執行消息、異步執行消息、構件業務協調消息。結合實際應用需求，能夠接收到消息事件。

3.3 業務流程管理技術

在電子信息系統中，必須高度重視處理信息。開發電子信息系統時，系統信息流、處理模塊代碼關聯在一起，定制文件信息，優化配置數據庫信息。重用信息處理資源時，和新系統信息流不適應，因此注重代碼修改。對于分布式構件，業務流程包含構件業務能力、協同再造等。注重業務流程執行語言參考，對數據傳輸、邏輯關系進行重定義。開發人員采用拖拽方式，能夠對業務流程、控制邏輯、上下文數據進行定義。針對構件層，應當處理好構件輸入、輸出接口信息，將信息數據設置為獨立狀態。采用流程編制工具，編制構件對外交互關系。針對XML格式文件，應當注重對外交互關系編制。針對流程定義工具，注重流程活動、流轉信息存儲。在業務流程中，涉及到較多信息依據。

4 面向構件的建模支持機制

4.1 UML描述，提供動靜態建模機制

對于靜態建模中，采用例圖方式，對反應功能需求模型進行描述。通過類圖、包圖、對象圖，對面向對象的結構模型進行描述。采用配置圖、構件圖方式，對軟件系統模型進行描述。動態建模中，通過交互圖、活動圖、狀態圖，準確描述軟件系統行為模型。針對對象交互與協作、對象生命周期、狀態轉換等，可以實現同步控制與處理。

4.2 框架-規則-實例描述

框架屬于結構性問題描述基礎骨架，是實體、關聯、約束集合。規則能夠對實體、實例結構組裝、集成方法進行定義，屬于結構中元素交互與連接映射集合。實例能夠描述問題，為解決方案提供例化模板，屬于特定結構類型、元素類型，即表示值集合。FRI 描述，可以應用到軟件架構設計、動態生成中。

4.3 其他建模機制的作用

巴科斯范式，可以規范描述概念模型，謂詞邏輯可以說明架構、構件約束條件。ADL 語言，準確定義體系結構風格。通過Petri 網，對工作流、事務處理動態特性予以描述。導航圖能夠組織和管理構件庫。

5 集成平臺部署與應用

5.1 系統部署

按照構件集成平臺集成系統，劃分為構件層、軟件層、主機層、系統層。系統部署邏輯層次如圖1 所示。

系統是完成某項任務的處理集合，相比于內部設計，系統屬于獨立狀態。系統信息交互，可以通過統一傳輸協議，傳遞系統信息，也可以利用代理軟件實現新。采用統一編制系統標識，可以為系統關聯系統提供管理措施。主機主要為系統協同運行計算機集合，采用主機表示，為計算機提供編號。在系統內部傳輸信息時，需要借助主機標識，傳輸信息，同時識別地址。軟件為獨立運行程序，涉及到多個業務構件，也可以不包含構件，有效管理軟件標識。系統部署時，利用系統配置工具，能夠將軟件部署至主機上，同時添加啟動管理，采用統一化管理工具，實現操作。

5.2 運行管理

系統啟動：基于構件集成平臺，系統一般為多服務器、多席位客戶端為主，在啟動系統時，主要啟動服務器、席位端軟件。由于服務端為席位端建立運行信息，席位端軟件運行時，可以和服務端連接。系統啟動步驟如下：第一，啟動數據庫服務器；第二，啟動服務端應用服務器；第三，啟動席位端軟件。主機上啟動軟件時，屬于有序化啟動過程。主機設備管理軟件、網絡通信服務，構件集成框架裝載構件。

5.3 系統監控

利用監控終端軟件，通過圖形化方式表示設備狀態，對構件啟動、退出進行監控。計算機利用情況，涉及到內存、中央處理器利用率、硬磁盤利用率等。計算機工作狀態，涉及到計算機席位名稱、軟件工作狀態，控制命令內容等。構件集成平臺，能夠控制系統運轉狀態，同時對系統資源使用情況予以監視，提供軟件支持工具。運行席位配置項管理、切換運行狀態，系統設備監控，網絡資源使用等，如圖2 所示。

6 結束語

綜上所述，綜合電子信息系統開發復雜度高，信息系統必須具備安全性、實時性，屬于設計人員業務邏輯體現。同時可以確保軟件開發、集成平臺具備重組功能、集成功能、可擴展功能。本文研究中，聯合綜合電子信息系統特點，對系統軟件結構層予以分析，同時開發和集成構件集成框架，實現系統信息共享與交互。