石研 哈爾濱學(xué)院數(shù)學(xué)與計算機(jī)學(xué)院150086

淺談重用技術(shù)在軟件工程中的應(yīng)用

石研 哈爾濱學(xué)院數(shù)學(xué)與計算機(jī)學(xué)院150086

本文從重用的概念出發(fā)，簡要的介紹在軟件工程領(lǐng)域中重用的對象、過程和障礙。

重用；軟件工程

1.引言

軟件不斷增長的成本要求找到一些方法來降低費(fèi)用、節(jié)約成本，重用就是這樣的一種方法。軟件重用是解決軟件危機(jī)、提高軟件生產(chǎn)效率和質(zhì)量的途徑。在軟件工程中，軟件重用的思想體現(xiàn)在軟件生存周期的各個階段。

2.軟件重用的概念

重用也叫再用或復(fù)用，是指同一事物不作修改或稍加改動就多次重復(fù)使用。在軟件工程中，重用是指使用一個產(chǎn)品中的組件來簡化另一個不同的產(chǎn)品的開發(fā)。可重用的組件可以是一個模塊，一段代碼，一個設(shè)計，一個用戶手冊的一部分等，就是對軟件的成分進(jìn)行重用。軟件重用是提高軟件開發(fā)生產(chǎn)率和目標(biāo)系統(tǒng)質(zhì)量的重要途徑。

重用不但可以縮短開發(fā)過程、降低開發(fā)成本、提高軟件產(chǎn)品的質(zhì)量，還可以減少維護(hù)的時間和降低維護(hù)成本。重用的主要影響是對維護(hù)，因為重用的組件通常經(jīng)過了良好的設(shè)計、全面測試并形成完整的文檔，簡化了相關(guān)的維護(hù)工作。因此，重用對維護(hù)的影響多于對開發(fā)的影響。大量使用可重用的組件來開發(fā)軟件，可以從下述兩個方面提高軟件的可維護(hù)性：

第一方面，通?？芍赜玫慕M件在開發(fā)時經(jīng)過很嚴(yán)格的測試，可靠性比較高，且在每次重用過程中都會發(fā)現(xiàn)并清除一些錯誤，隨著時間推移，這樣的組件將變成實質(zhì)上無錯誤的。

第二方面，很容易修改可重用的組件使之再次應(yīng)用在新環(huán)境中，因此，軟件中使用的可重用的組件越多，維護(hù)也就越容易。

3.典型的可重用軟件成分

具體地說，可能被重用的軟件成分主要有以下幾種：

（1）項目計劃?？珥椖恐赜密浖椖坑媱澋幕窘Y(jié)構(gòu)和許多內(nèi)容，可以減少用于制訂計劃的時間，降低與建立進(jìn)度表和進(jìn)行風(fēng)險分析等活動相關(guān)聯(lián)的不確定性。

（2）成本估計。在不同項目中經(jīng)常含有類似的功能，可以只做極少修改或根本不做修改就重用對該功能的成本估計結(jié)果。

（3）體系結(jié)構(gòu)。即使在考慮不同的應(yīng)用領(lǐng)域時，也很少有截然不同的程序和數(shù)據(jù)體系結(jié)構(gòu)。因此，有可能創(chuàng)建一組類屬的體系結(jié)構(gòu)模板（例如，事務(wù)處理體系結(jié)構(gòu)），并把那些模板作為可重用的設(shè)計框架。

（4）需求模型和規(guī)格說明。用傳統(tǒng)軟件工程方法開發(fā)的分析模型（例如，數(shù)據(jù)流圖），是可重用的。面向?qū)ο箝_發(fā)方法中，類和對象的模型及規(guī)格說明也是經(jīng)常被重用的對象。

（5）設(shè)計。用傳統(tǒng)方法開發(fā)的體系結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)、接口和過程設(shè)計結(jié)果，是重用的候選者；系統(tǒng)和對象設(shè)計也是可重用的。

（6）源代碼。用兼容的程序設(shè)計語言書寫的、經(jīng)過驗證的程序構(gòu)件，是重用的候選者。

（7）用戶文檔和技術(shù)文檔。即使針對不同的應(yīng)用，也有可能重用用戶文檔和技術(shù)文檔的大部分。

（8）用戶界面。G U I（圖形用戶界面）軟件可占到一個應(yīng)用程序的60%代碼量，經(jīng)常被重用，重用的效果非常顯著，這可能是最廣泛被重用的軟件成分。

圖1 軟件重用的一般過程

（9）數(shù)據(jù)。在大多數(shù)被重用的軟件成分中，被重用的數(shù)據(jù)包括：內(nèi)部表、列表和記錄結(jié)構(gòu)，以及文件和完整的數(shù)據(jù)庫。

（10）測試用例。如果設(shè)計或代碼構(gòu)件被重用，相關(guān)的測試用例也會一同被重用。

4.軟件成分重用的過程

軟件成分重用的過程如圖1所示。

從圖中可以看出，軟件重用的一般過程分成以下幾步：

抽象：對一個可重用的軟件成分，首先要對其進(jìn)行“抽象”概括，即描述該軟件成分的本質(zhì)、功能、適用范圍和特點(diǎn)，以此作為關(guān)鍵字，方便使用者在調(diào)用時進(jìn)行檢索；

存儲：以關(guān)鍵字作為索引，放置在“可重用的軟件成分庫”中備用；

檢索：在組建（集成）新系統(tǒng)時，利用關(guān)鍵字，根據(jù)需要從可重用的軟件成分庫檢索挑選適合新系統(tǒng)功能要求的軟件成分；

實例化：對選取的軟件成分進(jìn)行簡單的修改調(diào)試，變成完全適合新系統(tǒng)要求的軟件成分；

系統(tǒng)集成：最后進(jìn)行系統(tǒng)集成，完成新系統(tǒng)的組建。

如果實例化（修改、調(diào)整）的軟件成分經(jīng)過實際運(yùn)行檢驗后，被確認(rèn)可以成為新的可重用的軟件成分時，因及時對其進(jìn)行抽象概括，作為新的可重用的軟件成分放置到可重用的軟件成分庫備用。

5.軟件重用的障礙

軟件重用是一項比較吸引人的技術(shù)，如果重用已存在的組件，就不需要再去設(shè)計、實現(xiàn)、測試該組件。平均來說，軟件產(chǎn)品只有大約15%真正符合最初的意圖，另外的85%理論上是可以標(biāo)準(zhǔn)化的，并且可以被在別的產(chǎn)品中重用。85%基本是重用率的一個理論上限，但在實際中只能實現(xiàn)40%左右的重用率。

這是因為重用會面臨這樣的一些障礙：

（1）很多軟件專業(yè)人員都相信“一個程序只有自己編的才是好的”，寧可自己從頭編寫一個程序，也不愿重用別人編寫的程序。對此，可以從管理方面入手，采取相關(guān)措施提倡重用。

（2）重用的對象最好是一個自身沒有錯誤也不會給相關(guān)程序帶來錯誤的程序。為達(dá)到這一目標(biāo)，應(yīng)該在重用之前，對要重用的目標(biāo)進(jìn)行詳盡的測試。

（3）可重用的組件很多，如何去進(jìn)行存儲和管理以便進(jìn)行檢索去重用？可以使用相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫技術(shù)去解決這個問題。

（4）對于合同軟件會產(chǎn)生司法問題。按照軟件開發(fā)組織和用戶之間簽訂的合同，軟件產(chǎn)品是屬于用戶的。因此，在為不同用戶開發(fā)的軟件產(chǎn)品中進(jìn)行重用會構(gòu)成侵權(quán)。

（5）重用的對象是現(xiàn)成的軟件產(chǎn)品組件時，由于相應(yīng)的源代碼對軟件開發(fā)組織來說是保密的，因此相應(yīng)的使用這種重用組件的軟件就被限制了可擴(kuò)展性和可修改性。

（6）重用會增加成本。重用時需要考慮三個成本：建造可重用組件的成本、重用它的成本以及定義和實現(xiàn)一個重用過程的成本。僅僅建造可重用組件就將增加至少60%的成本。

這些障礙只是一些主要的障礙，在原則上是可以克服的，重用技術(shù)正在被不同的軟件開發(fā)組織應(yīng)用到軟件開發(fā)和維護(hù)過程中。

6.結(jié)論

經(jīng)過近年來軟件產(chǎn)業(yè)界的實踐，通過積極的軟件重用可以獲得可觀的商業(yè)效益，并且產(chǎn)品質(zhì)量、開發(fā)生產(chǎn)率和整體成本都得到改善。在軟件工程領(lǐng)域中，重用技術(shù)正在逐步被人們重視，其應(yīng)用也會越來越廣泛。

[1]張海藩.軟件工程導(dǎo)論.清華大學(xué)出版社. 2005

[2]梁穎紅.軟件工程理論與實踐.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社.2008