组件化软件工程是一种先进的软件开发方法,旨在通过复用预先开发和测试的软件组件来提高开发效率、软件质量和生产速度。这种方法借鉴了制造业中的组装式生产模式,如同汽车工业中利用标准化部件进行组装,以避免重复劳动,提升质量和效率。
软件复用是组件化软件工程的核心理念。它指的是利用现有的软件资源,如子程序、代码、函数、算法等,来构建新的软件系统。自20世纪40年代A. Turing提出子程序以来,软件复用经历了从子程序、软件库、类库到现在的构件的演化。软件复用能带来诸多益处,包括提高软件质量、减少开发工作量、快速构建系统原型以及帮助程序员积累经验与知识。
然而,软件复用的成功与否受到多个因素的影响。在管理层面,项目管理者的支持、面向复用的软件过程模型、专门的构件管理小组以及程序员的心理接受程度都至关重要。在技术层面,复用方法和技术的成熟度、构件库的组织管理以及对现有软件的改编和构件提取能力是关键。经济层面,开发可复用构件的成本也是需要考虑的因素。
复用过程通常包括几个阶段:复用评估、复用启动、复用实验、复用扩展、领域分析、复用整合等。这些阶段涉及对复用能力的评估、已有软件的分析、复用风险的降低、职责分配、构件库的扩展和复用过程的建立。
在复用的层次上,可以分为应用复用(COTS)、框架复用、微结构复用(设计模式和协作关系)以及类、方法和代码的复用。构件(Component)是复用的核心单元,它是一个封装了独立功能、有明确接口、可独立部署的软件包,可以由第三方提供并进行组装。构件的规格说明、实现、标准、包装和部署方法构成了其基本要素。
为了指导构件开发,有多种构件模型,例如3C模型,它由概念(Concept)、内容(Content)和情境(Context)三部分构成,分别描述了构件的功能、实现和应用环境。此外,还有像CORBA、COM+和EJB这样的构件标准,它们分别在不同的技术环境中提供构件间的交互和复用规范。
组件化软件开发(CBSD)的优势在于,它能够促进软件开发的模块化和标准化,使得软件更易于维护、升级和扩展。通过对比传统的软件开发模式,CBSD强调了组件的复用和组合,从而降低了开发复杂性和成本,提高了软件的可靠性和可维护性。在CBSD流程中,分析、组件获取、面向组件的设计、组件组合和系统集成测试等步骤都是必不可少的,确保了软件的高效开发和质量保证。