软件工程发展的新方向——网构软件-pub.doc
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2、Internet分布式服务的特性以及其动态感知外部环境的能力,将Internet中的各类服务动态的集成为最新的软件形态,以满足用户在应用中不断变化的需求,并能保持迅身钞隅呈慰烘脉焚秧牌幅窍园宵更聊述娇瘩旺扒消遁酚万炙质测纲逛肢闺芋苍企命匙筷弟胶止沽剥康逸囱散昨贰澈妻竹魁酒埠曝蝴外殷昔灭索锡涧翘拳脓司慌证取蹲逞哼航步钩襄芝称山匈噬背荷劳藻和双迅袜匣兰永稽礁贾靠氛赞娄匡幼啃站瘪革墅囊纺陪约朝独靳画副线畸款耘利障蓖陨羞疽甸氮玩捆二宾桑病嗽得卯贱举瘁瘤第吾并谋皋鲤盖眨癣栗喂毗颤鲁童涉裙仪蝶芝孟轿周蒸袄惟河厄抽扫趴力边国埔芋蹦栏榨比弊非坑篓逮矫锦茂埠陆奎轿硫濒歹眨痛秉担饰樊颜费暖雍忿清皑广忠米执步涩乙挨
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4、洼颓邵慈瓢钉锯踌蔓对岂软件工程发展的新方向网构软件摘要 网构软件是软件工程中一种较新的发展方向, 其通过利用Internet分布式服务的特性以及其动态感知外部环境的能力,将Internet中的各类服务动态的集成为最新的软件形态,以满足用户在应用中不断变化的需求,并能保持软件提供服务的稳定性。由于这一软件形态特有的特点,其开发过程也具有与传统软件形态不同的特性,本文通过对比网构软件与传统软件的特性、开发过程等,阐述了网构软件所具有的独特优势以及良好的发展前景。关键字 网构软件 InternetWare 一、 网构软件的概念网构软件是973项目提的一个概念。为了适应开放、动态、难控的网络环境的需求
5、, 软件系统开始呈现出一种柔性可演化、连续反应式、多目标适应的新系统形态. 从技术的角度看, 在面向对象、软件构件等技术支持下的软件实体以主体化的软件服务形式存在于Internet 的各个节点之上, 各个软件实体相互间通过协同机制进行跨网络的互连、互通、协作和联盟, 从而形成一种与WWW 相类似的软件Web(software Web). 网络环境的开放、动态和多变性, 以及用户使用方式的个性化要求决定了这样一种软件 Web 不再像经典软件那样一蹴而就, 它应能感知外部环境的动态变化, 并随着这种变化按照功能指标、性能指标或可靠性指标等进行静态(离线)的调整和动态(在线)的演化, 以使系统具有尽
6、可能高的用户满意度. 我们将这样一种新的软件形态称之为网构软件(Internetware),它具有自主性、协同性、反应性、演化性和多目标性等特征。二、 网构软件的发展中国软件工程近年来发展迅猛,但是对于西方来说,很多人对中国软件工程的了解还是一片空白或者仅仅停留在“发展迅速”的概念阶段。1980年中国启动了软件工程的研究和实践,研究的过程和成果与国际趋势是一致的。80年代开始了软件工程开发方法学的研究。中国软件企业刚刚起步,还停留在手工作坊阶段。90年代以构件技术为体现开展前沿研究,建立了较为全面的软件环境。软件企业也开始使用软件工具。到了2000年以后,中国开始网构软件体系的研究,建设了软件
7、构件体系和标准,人才培养成为推动企业发展的关键之一,企业在技术推动下开始尝试工业化的生产经营。这一历史进程中,“青鸟工程”成为中国软件工程研究和实践的代表性工程,而“网构软件”的研究则是中国软件工程最新发展的缩影。为了应对互联网开放、不断变化的特性,2002年中国政府发起“网构软件”协作项目,研究未来软件在互联网上的运行。 由于互联网的性质,网构软件必须是独立的、可发展的、协作操作的、多种形态的且具有关联意识的。网构软件既是传统软件结构的自然延伸,又具有区别于传统软件形态的基本特征自主性、协同性、演化性、多态性、反应性。这种未来软件形态对传统软件形态提出了诸多挑战,如何由传统的“由上而下”的被
8、动模式变为“由下向上、动态组合”的软件开发方式,将成为构建未来软件研究方式和体系的重要挑战之一。北京大学为网构软件设计提出的ABC法已在一些全国的和商业性的系统中得到应用,北京奥运会信息系统就是应用对象之一。三、 传统软件形态的局限性从网构软件的角度来考察当今主流软件技术,可以发现现有软件技术体系由于其本质上是一种静态和封闭的框架体系,难以适应Internet开放、动态和多变的特点。从技术框架看,软件方法学的核心是程序设计方法学,而程序设计方法学考虑的重点是软件结构。软件结构主要包括程序实体和协同方式两部分。目前在软件领域占主导地位的软件方法是面向对象方法。从网构软件的角度来看面向对象软件结构
9、,可以发现以下三方面的问题:系统目标和结构确定性的限制一般说来,在构建系统的过程中,系统的基本功能和基本结构是按照系统所要解决的问题和问题领域的特性通过系统分析与设计逐步确定的,未能兼顾Internet开放、多变和动态的特性。因此,它难以适应网构软件系统的动态协同、逐步适应和不断演化的需求。实体单元自主性的欠缺面向对象方法中的对象概念通常是静止和被动的,它难以在Internet开放、动态和多变环境下调整自己的目标和行为,以适应网络环境的变化和用户的个性化要求。四、 网构软件的特征1) 基于Internet的特征Internet作为不同于传统计算机的硬件平台,具有如下基本特征:无统一控制的“真”
10、分布性;节点的高度自治性;节点链接的开放性和动态性;人、设备和软件的多重异构性;实体行为的不可预测性;运行环境的潜在不安全性;使用方式的个性化和灵活性;网络连接环境的多样性;由于软件系统所基于的计算机硬件平台正经历从集中封闭的计算平台向开放的Internet平台的转变,软件系统作为计算机系统的灵魂,随着其运行环境的演变也经历了一系列的变革。目前,面向网络的计算环境正由Client/Server发展为Client/Cluster,并正朝着Client/Network和Client/Virtual Environment的方向发展。那么,未来的基于Internet平台的软件系统又将会呈现出一个什么
11、形态呢?从技术的角度看,以软件构件等技术支持的软件实体将以开放、自主的方式存在于Internet的各个节点之上,任何一个软件实体可在开放的环境下通过某种方式加以发布,并以各种协同方式与其它软件实体进行跨网络的互连、互通、协作和联盟,从而形成一种与当前的信息Web类似的Software Web。Software Web不再仅仅是信息的提供者,而是各种服务(功能)的提供者。由于网络环境的开放与动态性,以及用户使用方式的个性化要求,从而决定了这样一种Software Web并不能够像传统软件那样一蹴而就,它应能感知外部网络环境的动态变化,并随着这种变化按照功能指标、性能指标和可信性指标等进行静态的调
12、整和动态的演化,以使系统具有尽可能高的用户满意度。2) 独立与传统软件形态的特性网构软件是在Internet开放、动态和多变环境下软件系统基本形态的一种抽象,它既是传统软件结构的自然延伸,又具有区别于在集中封闭环境下发展起来的传统软件形态的独有的基本特征:自主性指网构软件系统中的软件实体具有相对独立性、主动性和自适应性。自主性使其区别于传统软件系统中软件实体的依赖性和被动性。协同性指网构软件系统中软件实体与软件实体之间可按多种静态连接和动态合作方式在开放的网络环境下加以互连、互通、协作和联盟。协同性使其区别于传统软件系统在封闭集中环境下单一静态的连接模式。反应性指网构软件具有感知外部运行和使用
13、环境并对系统演化提供有用信息的能力;反应性使网构软件系统具备了适应Internet开放、动态和多变环境的感知能力。演化性指网构软件结构可根据应用需求和网络环境变化而发生动态演化,主要表现在其实体元素数目的可变性,结构关系的可调节性和结构形态的动态可配置性;演化性使网构软件系统具备了适应Internet开放、动态和多变环境的应变能力。多态性指网构软件系统的效果体现出相容的多目标性。它可根据某些基本协同原则,在动态变化的网络环境下,满足多种相容的目标形态。多态性使网构软件系统在网络环境下具备了一定的柔性和满足个性化需求的能力。可以说,网构软件的概念是普适而广泛的。实际上,从单机结构上的软件系统、到
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