結(jié)合面向?qū)ο蠛蜆?gòu)件化技術(shù)的領(lǐng)域需求分析方法

軟件的可復(fù)用性是人們?cè)u(píng)價(jià)一個(gè)軟件系統(tǒng)的重要指標(biāo)。軟件復(fù)用是提高軟件生產(chǎn)效率與質(zhì)量的一種有效途徑，它可以通過軟件中的可復(fù)用構(gòu)件（reusable component）來實(shí)現(xiàn)，即通過集成已有的構(gòu)件來創(chuàng)建新系統(tǒng)。以領(lǐng)域分析為基礎(chǔ)的特定領(lǐng)域復(fù)用（Domain-Specific Reuse）是提高軟件復(fù)用水平的重要途經(jīng)之一。將目標(biāo)集中在一個(gè)特定應(yīng)用領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)軟件復(fù)用，從構(gòu)件的開發(fā)到構(gòu)件的存儲(chǔ)與管理都比較容易。本文對(duì)結(jié)合面向?qū)ο?、FODA方法和構(gòu)件化思想的領(lǐng)域分析方法進(jìn)行了初步探索，提出了構(gòu)件化的領(lǐng)域分析方法，從而為在軟件開發(fā)的前期階段實(shí)現(xiàn)構(gòu)件化開發(fā)，更加有效地實(shí)現(xiàn)軟件復(fù)用提供了指導(dǎo)。
　　1 相關(guān)理論
　　1.1 軟件復(fù)用
　　軟件復(fù)用是指重復(fù)使用“為了復(fù)用目的而設(shè)計(jì)的軟件”的過程。軟件復(fù)用是在軟件開發(fā)中避免重復(fù)勞動(dòng)的解決方案，其出發(fā)點(diǎn)是應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)不再采用一切“從零開始”的模式，而是以已有的工作為基礎(chǔ)，充分利用過去應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)中積累的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，如：需求分析結(jié)果、設(shè)計(jì)方案、源代碼、測(cè)試計(jì)劃及測(cè)試案例等，從而將開發(fā)的重點(diǎn)集中于應(yīng)用的特有構(gòu)成成分。
　　與軟件復(fù)用相關(guān)的兩個(gè)基本開發(fā)活動(dòng)是面向復(fù)用的開發(fā)和基于復(fù)用的開發(fā)，前者是生產(chǎn)可復(fù)用構(gòu)件的過程，后者是利用現(xiàn)有的可復(fù)用構(gòu)件生產(chǎn)新系統(tǒng)的過程。它們分別對(duì)應(yīng)領(lǐng)域工程和應(yīng)用工程，處理好它們之間的關(guān)系，才能實(shí)現(xiàn)真正成功的軟件復(fù)用。
　　1.2 領(lǐng)域工程
　　領(lǐng)域工程是為一組相似或相近系統(tǒng)的應(yīng)用工程建立基本能力和必備基礎(chǔ)的過程，它覆蓋了建立可復(fù)用的軟件構(gòu)件的所有活動(dòng)。其中“領(lǐng)域”是指一組具有相似或相近軟件需求的應(yīng)用系統(tǒng)所覆蓋的功能區(qū)域。
　　領(lǐng)域工程是創(chuàng)建可復(fù)用構(gòu)件的過程，其核心思想是：應(yīng)用模式領(lǐng)域化，問題抽象通用化，軟件元素重用化，開發(fā)過程工程化。實(shí)施領(lǐng)域工程的過程可以分為以下三個(gè)主要的階段：
　?。?）領(lǐng)域分析：目標(biāo)是獲得領(lǐng)域模型。
　?。?）領(lǐng)域設(shè)計(jì)：目標(biāo)是獲得DSSA（特定領(lǐng)域軟件體系結(jié)構(gòu)）。
　?。?）領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)：主要任務(wù)是依據(jù)領(lǐng)域模型和DSSA開發(fā)、組織可重用構(gòu)件。
　　需要特別指出的是，領(lǐng)域工程的三個(gè)基本階段所描述的過程是一個(gè)反復(fù)的、逐漸求精的過程。在實(shí)施領(lǐng)域工程的每個(gè)階段中，都可能返回到以前的步驟，對(duì)以前得到的結(jié)果進(jìn)行修改和完善，再回到當(dāng)前步驟，在新的基礎(chǔ)上實(shí)施本階段的過程。
　　1.3 面向特定領(lǐng)域的軟件開發(fā)
　　與領(lǐng)域工程相對(duì)的是開發(fā)單個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的軟件工程的過程，稱為應(yīng)用工程。
　　在應(yīng)用工程中，軟件開發(fā)人員的任務(wù)是針對(duì)一組特定的需求產(chǎn)生一組特定的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。與此相對(duì)，在領(lǐng)域工程中，領(lǐng)域工程人員的基本任務(wù)是對(duì)一個(gè)領(lǐng)域中的所有系統(tǒng)進(jìn)行抽象。領(lǐng)域工程的各個(gè)階段主要是對(duì)應(yīng)用工程中相應(yīng)階段產(chǎn)品的抽象，領(lǐng)域工程又對(duì)本領(lǐng)域中新系統(tǒng)的開發(fā)提供支持。在CBSE思想的指導(dǎo)下，基于構(gòu)件的應(yīng)用工程實(shí)際上是構(gòu)件的組裝過程。構(gòu)件（Component）是指應(yīng)用系統(tǒng)中可以明確辨識(shí)的構(gòu)成成分。而可復(fù)用構(gòu)件是指具有相對(duì)獨(dú)立的功能和可復(fù)用價(jià)值的構(gòu)件。隨著對(duì)軟件復(fù)用理解的深入，構(gòu)件的概念已不再局限于源代碼構(gòu)件，而是延伸到需求、系統(tǒng)和軟件的需求規(guī)約、系統(tǒng)和軟件的構(gòu)架、文檔、測(cè)試案例和數(shù)據(jù)以及其他對(duì)開發(fā)活動(dòng)有用的信息。這些可復(fù)用軟件構(gòu)件通過領(lǐng)域工程獲得，作為應(yīng)用工程開發(fā)的基本元素。
　　在開發(fā)實(shí)際的應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，將領(lǐng)域工程與應(yīng)用工程相結(jié)合，可以快速、有效地開發(fā)出用戶滿意的系統(tǒng)。兩者相結(jié)合的軟件開發(fā)模型如圖1所示。
　　
　　通過以上討論可以看到，在面向領(lǐng)域的軟件開發(fā)過程中，領(lǐng)域模型的建立是軟件開發(fā)的基礎(chǔ)。當(dāng)開發(fā)同一領(lǐng)域的新系統(tǒng)時(shí)，可根據(jù)領(lǐng)域分析確定新應(yīng)用的需求規(guī)約，以此來指導(dǎo)貫穿于整個(gè)開發(fā)的設(shè)計(jì)與組裝。因此領(lǐng)域分析的成功與否，對(duì)今后的開發(fā)具有舉足輕重的作用。領(lǐng)域分析的成功復(fù)用，可以從更抽象的層次實(shí)現(xiàn)軟件復(fù)用。
　　1.4 領(lǐng)域分析
　　所謂領(lǐng)域分析（DA）就是在系統(tǒng)分析之前，分析、研究有關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域特性的活動(dòng)。它是發(fā)現(xiàn)和記錄某個(gè)領(lǐng)域各系統(tǒng)的共性和差異的過程，是系統(tǒng)化、形式化、有效復(fù)用的關(guān)鍵。通過領(lǐng)域分析，相似系統(tǒng)的公共特性將被提取，適用于該領(lǐng)域所有公共的、基本的對(duì)象、操作也將被標(biāo)志出來，并且可通過定義模型描述它們之間的關(guān)系。領(lǐng)域分析的目標(biāo)就是獲得領(lǐng)域模型。領(lǐng)域模型（Domain Model）是領(lǐng)域中各系統(tǒng)的共同需求的描述。它描述了領(lǐng)域內(nèi)系統(tǒng)需求上的共性。
　　1.4.1 FODA方法與特征模型
　　FODA對(duì)領(lǐng)域分析過程進(jìn)行了完整的描述，特征概念是FODA方法的核心。所謂特征是指系統(tǒng)中的屬性和特點(diǎn)，按特征在領(lǐng)域中的可選性及特征間的相互關(guān)系可分為三類：
　?。?）強(qiáng)制性特征：必須被選擇的特征。
　　（2）可選特征：從0到n個(gè)可供選擇的特征。
　?。?）可替換特征：至少有一個(gè)被選擇的特征。
　　按特征的內(nèi)容也可分為三類：
　　（1）功能相關(guān)：系統(tǒng)所作的事情。
　?。?）環(huán)境相關(guān)：系統(tǒng)是如何被使用的，變化點(diǎn)的原因。
　?。?）表示相關(guān)：系統(tǒng)信息是如何被用戶所觀察的或者是如何被相關(guān)應(yīng)用所獲得的。
　　特征模型通過使用抽象和細(xì)化的機(jī)制對(duì)領(lǐng)域中不同應(yīng)用的所有特征進(jìn)行了分類，從而提供了關(guān)于領(lǐng)域體系結(jié)構(gòu)和可復(fù)用構(gòu)件的高層視圖。特征模型可作為應(yīng)用開發(fā)者的地圖，當(dāng)應(yīng)用開發(fā)者面對(duì)龐雜的Use Case模型或者其他模型時(shí)，特征模型提供了關(guān)于哪些是可選的、哪些是可合并的信息。