软件开发方法三软件开发技术

第第1 1章章 软件开发方法软件开发方法( (三）软件开发技术三）软件开发技术计算机教学实验中心计算机教学实验中心下一页上一页停止放映第第2 2|83|83页页问题的提出什么是构件、中间件？什么是构件、中间件？什么是什么是CORBA、DOM和和JEB？什么是软件复用？什么是软件复用？什么是什么是C/S？B/S？C/S和和B/S的区别？的区别？下一页上一页停止放映第第3 3|83|83页页1 1了解目前主要的软件开发技术了解目前主要的软件开发技术2 2了解构件技术了解构件技术3 3了解软件复用技术了解软件复用技术4 4了解了解CORBACORBA、DCOMDCOM和和J2EEJ2EE技术技术5 5了解了解C/SC/S和和B/SB/S技术及开发基础技术及开发基础下一页上一页停止放映第第4 4|83|83页页软件开发技术软件开发技术构件技术构件技术软件复用技术软件复用技术C/S技术技术B/S技术技术下一页上一页停止放映第第5 5|83|83页页构件技术构件技术软件产业和软件工程技术正面临着新的挑战。软件产业和软件工程技术正面临着新的挑战。而传统的软件设计思想根本无法应对。在这一而传统的软件设计思想根本无法应对。在这一背景下，构件技术应运而生。背景下，构件技术应运而生。构件技术是基于构件技术是基于OO技术上的更高级的抽象。它技术上的更高级的抽象。它把底层的对象集合打成包，组成功能把底层的对象集合打成包，组成功能“插件插件”。基于构件技术的软件生产就是把已存在的构件基于构件技术的软件生产就是把已存在的构件组装（集成）到当前软件系统的框架结构中，组装（集成）到当前软件系统的框架结构中，从而生产出新的软件产品。从而生产出新的软件产品。可以预见，构件技术是软件产业化革命的必然可以预见，构件技术是软件产业化革命的必然发展趋势。发展趋势。下一页上一页停止放映第第6 6|83|83页页构件技术概述构件技术概述OO技术是在技术是在“数据十算法数据十算法”的基础上提升了对事物的的基础上提升了对事物的认识方法。而构件技术则在认识方法。而构件技术则在“对象对象+算法算法”的基础上将的基础上将认识事物的角度从对象个体本身提升到个体在群体中的认识事物的角度从对象个体本身提升到个体在群体中的作用。这个认识的提高具有本质的不同。作用。这个认识的提高具有本质的不同。从抽象程度来看，从抽象程度来看，OO技术已达到了类级重用（代码重技术已达到了类级重用（代码重用），它以类为封装的单位。而构件是对一组类的组合用），它以类为封装的单位。而构件是对一组类的组合进行封装，可以将底层的多个逻辑组合成高层次上的粒进行封装，可以将底层的多个逻辑组合成高层次上的粒度更大的新构件，甚至直接封装到一个系统，使模块的度更大的新构件，甚至直接封装到一个系统，使模块的重用从代码级、对象级、架构级到系统级都可能实现。重用从代码级、对象级、架构级到系统级都可能实现。显然，构件技术将抽象的程度提到了一个更高的层次。显然，构件技术将抽象的程度提到了一个更高的层次。这种思想正在改变着软件的开发方法和人们的思维方式。这种思想正在改变着软件的开发方法和人们的思维方式。下一页上一页停止放映第第7 7|83|83页页构件的属性构件的属性构件是可独立配置的单元，因此构件必须自构件是可独立配置的单元，因此构件必须自包容。包容。构件强调与环境和其他构件的分离，因此构构件强调与环境和其他构件的分离，因此构件的实现是严格封装的，外界没机会或没必件的实现是严格封装的，外界没机会或没必要知道构件内部的实现细节。要知道构件内部的实现细节。构件可以在适当的环境中被复合使用，因此构件可以在适当的环境中被复合使用，因此构件需要提供清楚的接口规范，可以与环境构件需要提供清楚的接口规范，可以与环境交互。交互。可以看出，构件沿袭了对象的封装特性，但可以看出，构件沿袭了对象的封装特性，但同时并不局限于一个对象，其内部可以封装同时并不局限于一个对象，其内部可以封装一个或多个类、原型对象甚至过程，结构是一个或多个类、原型对象甚至过程，结构是灵活的。灵活的。下一页上一页停止放映第第8 8|83|83页页构件的使用构件的使用每个构件都需要先注册才能使用。构件是通过它们的接口每个构件都需要先注册才能使用。构件是通过它们的接口特征来标识的，它们所提供的服务与访问方式是接口特征特征来标识的，它们所提供的服务与访问方式是接口特征的一部分内容。要考虑的因素包括：的一部分内容。要考虑的因素包括：应用编程接口（应用编程接口（API）。）。构件所需的开发和集成。构件所需的开发和集成。运行需求，例如资源的使用（内存和硬盘），时间或速度运行需求，例如资源的使用（内存和硬盘），时间或速度以及网络协议。以及网络协议。服务需求，例如操作系统的接口，或需要其他构件的支持服务需求，例如操作系统的接口，或需要其他构件的支持等。等。安全特征，例如访问控制和身份验证协议等。安全特征，例如访问控制和身份验证协议等。嵌入式设计假定，有特定的数值嵌入式设计假定，有特定的数值/非数值算法使用。非数值算法使用。异常处理。异常处理。下一页上一页停止放映第第9 9|83|83页页实现构件技术的必备条件实现构件技术的必备条件有标准软件体系结构，保证构件间通信协议统一，有标准软件体系结构，保证构件间通信协议统一，实现同步和异步操作控制，突破本地空间限制，实现同步和异步操作控制，突破本地空间限制，充分利用网络环境。充分利用网络环境。构件有标准接口，保证系统可分解成多个功能独构件有标准接口，保证系统可分解成多个功能独立的单元，用构件组装而成。立的单元，用构件组装而成。构件独立于编程语言。构件独立于编程语言。构件提供版本兼容，来实现应用系统的扩展和更构件提供版本兼容，来实现应用系统的扩展和更新。新。下一页上一页停止放映第第10 10|83|83页页构件设计构件设计因为构件依赖于平台环境，所以设计时有特殊要求：因为构件依赖于平台环境，所以设计时有特殊要求： 以接口为核心，使用开放标准以接口为核心，使用开放标准。 统一的开放标准有，统一的开放标准有，CORBA、DCOM、EJB等。等。 构件语义的描述要形式化构件语义的描述要形式化。在不同标准中，它们都有自。在不同标准中，它们都有自己的形式化语义规定。如在己的形式化语义规定。如在EJB中有会话中有会话Bean和实体和实体Bean事务描述符等。事务描述符等。 提炼封装构件过程要严格记录提炼封装构件过程要严格记录。由于构件允许第三方使。由于构件允许第三方使用，所以要保证第三方用户能正确理解构件设计思想，用，所以要保证第三方用户能正确理解构件设计思想，就必须记录每次提炼的变化。通常，要用版本来管理。就必须记录每次提炼的变化。通常，要用版本来管理。 设计模式也可以重用设计模式也可以重用。基于构件的系统开发的优点之一。基于构件的系统开发的优点之一是重用，它的目标是代码、设计、解决方案都能重用。是重用，它的目标是代码、设计、解决方案都能重用。 利用开发工具利用开发工具。利用开发工具创建构件和应用软件。工。利用开发工具创建构件和应用软件。工具如具如Jbuilder、EJBMaker等。等。下一页上一页停止放映第第11 11|83|83页页中间件中间件构件是依赖于平台环境的。那么在分布式异构构件是依赖于平台环境的。那么在分布式异构环境中如何应用构件呢？环境中如何应用构件呢？中间件就是基于跨环境的构件应用而发展起来中间件就是基于跨环境的构件应用而发展起来的。中间件是介于应用层和网络层之间的一个的。中间件是介于应用层和网络层之间的一个功能层次，是使应用系统独立于由异构操作环功能层次，是使应用系统独立于由异构操作环境（操作系统、硬件平台及通信协议等）组成境（操作系统、硬件平台及通信协议等）组成的开发环境。的开发环境。中间件扩展了客户中间件扩展了客户/服务器结构，形成了一个服务器结构，形成了一个包括客户、中间件和服务器在内的三层次结构包括客户、中间件和服务器在内的三层次结构及多层次结构，为开发可靠的、可扩展的、复及多层次结构，为开发可靠的、可扩展的、复杂的事物密集型应用提供了有力的支持。杂的事物密集型应用提供了有力的支持。下一页上一页停止放映第第12 12|83|83页页构件和中间件构件和中间件中间件是构件技术的一种实现，是构件存在的基础，它的中间件是构件技术的一种实现，是构件存在的基础，它的本质是对分布式应用的抽象，应用是在中间件提供的环境本质是对分布式应用的抽象，应用是在中间件提供的环境中以构件的形式存在。中以构件的形式存在。基于中间件开发的应用是面向需求的构件应用；构件专门基于中间件开发的应用是面向需求的构件应用；构件专门用于处理应用的业务逻辑，而中间件负责解决与业务无直用于处理应用的业务逻辑，而中间件负责解决与业务无直接关系的分布式应用中的支撑环境问题（例如，通信、互接关系的分布式应用中的支撑环境问题（例如，通信、互操作、可靠性、容错性等）。操作、可靠性、容错性等）。构件的封装、设计与实现隔离，构件间的交互通过规范定构件的封装、设计与实现隔离，构件间的交互通过规范定义的接口进行；中间件在分布式交互模式上都规定了接口义的接口进行；中间件在分布式交互模式上都规定了接口机制，可以解决构件间的交互问题。机制，可以解决构件间的交互问题。中间件将应用构件与系统资源隔离，使得构件开发者不用中间件将应用构件与系统资源隔离，使得构件开发者不用考虑下层的系统平台。考虑下层的系统平台。中间件提供了构件封装、构件交互规则、构件与环境隔离中间件提供了构件封装、构件交互规则、构件与环境隔离等机制，为软件重用提供了解决方案。等机制，为软件重用提供了解决方案。中间件可实现互操作。中间件可实现互操作。下一页上一页停止放映第第13 13|83|83页页中间件分类中间件分类 基于远程过程调用基于远程过程调用RPC（Remote Procedure Call）的中间件，被调用的对象可以在分布系统中的任何物理的中间件，被调用的对象可以在分布系统中的任何物理平台上。平台上。SunSoft的的ONC+属于这种中间件。属于这种中间件。 面向消息的中间件面向消息的中间件，支持基于消息机制的进程间通信方，支持基于消息机制的进程间通信方式。例如，式。例如，SunSoft的的ToolTalk。 基于对象请求代理基于对象请求代理ORB（Object Request Brokers）的中间件，消息通过的中间件，消息通过ORB进行路由选择，进行路由选择，ORB同时处同时处理集成和安全方面的问题。如理集成和安全方面的问题。如Microsoft的的COM、OMG的的CORBA等。等。 数据库中间件数据库中间件，支持对异构的关系数据库系统的透明访，支持对异构的关系数据库系统的透明访问。例如问。例如Sybase的的Open Server、Oracle的的SQL Connect和和BEA公司的公司的WebLogic等。等。下一页上一页停止放映第第14 14|83|83页页中间件面临的问题中间件面临的问题中间件提供的服务不是万能的，它所应遵循的一中间件提供的服务不是万能的，它所应遵循的一些原则离实际还有很大距离。表现在：些原则离实际还有很大距离。表现在：多数流行的中间件服务使用专有的多数流行的中间件服务使用专有的API和专有的和专有的协议，使得应用建立于单一厂家的产品，来自不协议，使得应用建立于单一厂家的产品，来自不同厂家的实现很难互操作。同厂家的实现很难互操作。有些中间件服务只提供一些平台的实现，从而限有些中间件服务只提供一些平台的实现，从而限制了应用在异构系统之间的移植。制了应用在异构系统之间的移植。应用开发者在这些中间件服务上建立自己的应用应用开发者在这些中间件服务上建立自己的应用还要承担相当大的风险，随着技术的发展他们往还要承担相当大的风险，随着技术的发展他们往往还需要重写自己的系统。往还需要重写自己的系统。下一页上一页停止放映第第15 15|83|83页页J2EEJ2EE技术简介技术简介 Java平台的第一个参考实现是平台的第一个参考实现是 JDK（Java Development Kit），但），但 JDK并不支持服务器端构件开发。为了提供服务并不支持服务器端构件开发。为了提供服务器端部署的企业级服务，器端部署的企业级服务，Sun公司开发了一些公司开发了一些Enterprise API。但是早期的这些应用服务器暴露了。但是早期的这些应用服务器暴露了Enterprise API的许多问题。为了解决的许多问题。为了解决Enterprise API的问题，的问题，Sun公司公司提出了三个不同的提出了三个不同的Java平台：平台：J2ME（Java 2 Platform，Micro Edition）是可用于）是可用于Java设备（如设备（如Palm Pilots、呼机、手表等）开发平台。、呼机、手表等）开发平台。J2SE（Java 2 Platform，Standard Edition）支持标准）支持标准JDK编程，包含基本的编程，包含基本的Java语言支持、语言支持、JFC库及其对库及其对applet和和application的支持。的支持。J2EE（Java 2 Platform，Enterprise Edition）是一个）是一个基于基于Java的完整的企业级应用开发平台，它与的完整的企业级应用开发平台，它与Java Enterprise API有机地结合、适合服务器端构件体系结构有机地结合、适合服务器端构件体系结构的开发。的开发。下一页上一页停止放映第第16 16|83|83页页J2EE的核心技术的核心技术 下一页上一页停止放映第第17 17|83|83页页J2EE的核心技术的核心技术EJB是是J2EE规约中最重要的部分。规约中最重要的部分。EJB提供了让客户端使提供了让客户端使用远程分布式对象的框架，规定了用远程分布式对象的框架，规定了EJB构件如何与构件如何与EJB容容器进行交互等服务。器进行交互等服务。RMI-IIOP用于实现用于实现Java和和CORBA应用之间互操作。应用之间互操作。Java 名字及目录接口名字及目录接口JNDI提供命名服务和目录服务，它提供命名服务和目录服务，它是客户端代码连接是客户端代码连接EJB构件所必需的关键技术。构件所必需的关键技术。数据库访问接口数据库访问接口JDBC同同ODBC一样，允许程序员使用相一样，允许程序员使用相同的接口访问不同的数据库，同的接口访问不同的数据库，JDBC还具有跨平台访问各还具有跨平台访问各种数据库的功能。种数据库的功能。消息服务消息服务JMS是一套与消息驱动的中间件通信的是一套与消息驱动的中间件通信的API。Java Server Papes（JSP）可以使不懂）可以使不懂Java的人也能用的人也能用Java编写动态网页。编写动态网页。Java 接口定义语言接口定义语言IDL通过建立远程接口支持通过建立远程接口支持Java和和CORBA应用的通信。应用的通信。Java Mail 基于基于Java的电子邮件的电子邮件API。下一页上一页停止放映第第18 18|83|83页页EJB技术技术EJB（Enterprise Java Beans）不是一种）不是一种“产品产品”，而，而是为开发和使用基于事务和分布对象应用的服务器端构件是为开发和使用基于事务和分布对象应用的服务器端构件而定义的一种技术规约。而定义的一种技术规约。EJB体系结构相对于体系结构相对于CORBA而言，而言，其最大的特点是简单性，可帮助软件开发人员快速地构建其最大的特点是简单性，可帮助软件开发人员快速地构建分布式应用系统。分布式应用系统。在在EJB组件模型中，一个组件本身只需执行那些与企业应组件模型中，一个组件本身只需执行那些与企业应用的业务逻辑密切相关的代码，而将组件的生存周期管理、用的业务逻辑密切相关的代码，而将组件的生存周期管理、命名与查找、并发控制、安全性、持久性、事物处理等服命名与查找、并发控制、安全性、持久性、事物处理等服务交由组件的运行环境去执行。务交由组件的运行环境去执行。EJB的目标是为服务器端构件系统定义一个技术规范，该的目标是为服务器端构件系统定义一个技术规范，该规范能提供一个标准的、分布的、基于规范能提供一个标准的、分布的、基于OO的体系结构；的体系结构；能屏蔽复杂的系统级功能需求；能兼容能屏蔽复杂的系统级功能需求；能兼容CORBA标准；具标准；具有与非有与非Java应用之间的互操作能力。应用之间的互操作能力。下一页上一页停止放映第第19 19|83|83页页EJB组件的分类组件的分类EJB组件模型将组件模型将EJB组件划分为两大类：组件划分为两大类： 实体组件实体组件 会话组件会话组件 消息驱动组件（消息驱动组件（ EJB2.0 还包括第三类还包括第三类 ）组件模型对组件类型的划分实际上是将在应组件模型对组件类型的划分实际上是将在应用实践中证明行之有效的设计模式固化在组用实践中证明行之有效的设计模式固化在组件模型中，为开发人员提供一种简单、有效件模型中，为开发人员提供一种简单、有效的组件开发与部署途径。的组件开发与部署途径。下一页上一页停止放映第第2020|83|83页页EJB的特点包括：的特点包括：清晰的体系结构清晰的体系结构：支持多层应用体系结构和基于构件开发。：支持多层应用体系结构和基于构件开发。简化的编程模型简化的编程模型：EJB构件的开发者只需关注于业务服务构件的开发者只需关注于业务服务实现，复杂的任务比如生命周期管理、持久性、事务处理、实现，复杂的任务比如生命周期管理、持久性、事务处理、安全、一致性及资源管理等等都是由安全、一致性及资源管理等等都是由EJB容器负责。容器负责。通用的编程模型通用的编程模型：提供各种服务的高层：提供各种服务的高层API，Java是其编是其编程语言。程语言。易移植性易移植性：可以部署到任何兼容的：可以部署到任何兼容的EJB容器中。容器中。支持事务处理支持事务处理：可通过在代码外的描述来定义事务处理。：可通过在代码外的描述来定义事务处理。可扩展性可扩展性：可以根据应用的增长而扩展，：可以根据应用的增长而扩展，EJB服务器往往服务器往往还提供了负载平衡。还提供了负载平衡。安全性安全性：由：由EJB服务器提供资源的访问权限控制。服务器提供资源的访问权限控制。下一页上一页停止放映第第21 21|83|83页页COM+技术简介技术简介COM（构件对象模型）（构件对象模型）是是Microsoft提出的第一个构件模提出的第一个构件模型。它起源于型。它起源于OLE，当时的，当时的OLE使用使用DDE(动态数据交换动态数据交换)机制来支持程序之间的通信，由于机制来支持程序之间的通信，由于DDE建立在建立在Windows消息机制基础上，稳定性和效率都很差，由此诞生了消息机制基础上，稳定性和效率都很差，由此诞生了COM。DCOM（分布构件对象模型）（分布构件对象模型）是是COM技术在分布式环境技术在分布式环境中的延伸（中的延伸（COM仅支持同一台计算机上构件之间的互操仅支持同一台计算机上构件之间的互操作）。作）。DCOM用网络协议来代替本地进程之间的通信，并用网络协议来代替本地进程之间的通信，并针对分布环境提供了一些新的特性，如网络安全性、跨平针对分布环境提供了一些新的特性，如网络安全性、跨平台调用等。台调用等。MTS（ Microsoft 事务服务器）事务服务器）是为满足企业应用而提是为满足企业应用而提供的基础设施。供的基础设施。MTS可以为分布式企业应用提供服务器端可以为分布式企业应用提供服务器端的构件运行和部署环境，它把企业应用系统的客户程序、的构件运行和部署环境，它把企业应用系统的客户程序、应用构件和各种资源有机结合起来（而应用构件和各种资源有机结合起来（而COMDCOM无无法有效地实现）。法有效地实现）。下一页上一页停止放映第第2222|83|83页页Windows DNA为了使为了使Windows真正成为企业应用平台，真正成为企业应用平台，Microsof公司又公司又推出了推出了Windows DNA（分布式互联网应用体系结构）。它（分布式互联网应用体系结构）。它是一个完整的、多层的新一代企业应用体系结构，也是一个是一个完整的、多层的新一代企业应用体系结构，也是一个服务器端的开发平台，它包含以下主要产品：服务器端的开发平台，它包含以下主要产品：Windows NT2000：操作系统。：操作系统。DCOM：支持分布式构件的核心技术。：支持分布式构件的核心技术。MSMQ：消息队列产品，支持构件间的异步通信。：消息队列产品，支持构件间的异步通信。MTS：管理构件的应用服务器。：管理构件的应用服务器。Microsoft Wolfpack：支持集群服务器的软件。：支持集群服务器的软件。Microsoft SQL Server：一种关系型数据库管理系统。：一种关系型数据库管理系统。Microsoft IIS：Web服务器。服务器。Microsoft Management Console：部署和管理工具。：部署和管理工具。工具、数据库、操作系统、编程模型和应用服务等。工具、数据库、操作系统、编程模型和应用服务等。下一页上一页停止放映第第2323|83|83页页COM+为了把为了把COM、DCOM和和MTS统一起来，形成真正统一起来，形成真正适合于企业级应用的构件技术，诞生了适合于企业级应用的构件技术，诞生了COM+。COM+是一种中间件技术的规约，其要点是提供是一种中间件技术的规约，其要点是提供建立在操作系统上的、支持分布式企业级应用的建立在操作系统上的、支持分布式企业级应用的“服务服务”。COM+与与Windows DNA一起，使得一起，使得用户可以采用用户可以采用Microsof公司的技术开发服务器端公司的技术开发服务器端的构件。的构件。COM+的核心是改进的的核心是改进的COM/DCOM和和MTS的集的集成，但是成，但是COM+增加了一些非常重要的构件服务，增加了一些非常重要的构件服务，比如负载平衡、驻留内存数据库、事件模型、队比如负载平衡、驻留内存数据库、事件模型、队列服务等。列服务等。COM+还支持所谓的申述式编程模型，还支持所谓的申述式编程模型，它允许开发人员以较通用的方式开发构件，而一它允许开发人员以较通用的方式开发构件，而一些细节则留到部署时再确定。些细节则留到部署时再确定。下一页上一页停止放映第第2424|83|83页页COM+主要特点主要特点真正的异步通信真正的异步通信。COM+底层提供了队列构件服务，底层提供了队列构件服务，允许客户和构件进行异步通信。允许客户和构件进行异步通信。事件服务事件服务。新事件机制利用系统服务简化了事件模。新事件机制利用系统服务简化了事件模型，避免了型，避免了COM可连接对象机制的琐碎细节，使事可连接对象机制的琐碎细节，使事件源和事件接收方实现事件功能更加灵活。件源和事件接收方实现事件功能更加灵活。灵活性灵活性。动态负载平衡以及驻留内存数据库、对象。动态负载平衡以及驻留内存数据库、对象池等系统服务为池等系统服务为COM+的灵活性提供了技术基础。的灵活性提供了技术基础。可管理和可部署性可管理和可部署性。COM+申述式编程模型和构件申述式编程模型和构件管理环境支持应用系统在开发完成后的管理和部署。管理环境支持应用系统在开发完成后的管理和部署。易于开发易于开发。COM+开发模型比以前的开发模型比以前的COM构件开发构件开发更为简化。更为简化。下一页上一页停止放映第第2525|83|83页页COM+COM+的基本结构的基本结构 COM+COM+目录目录负载平衡负载平衡驻留内存数据库驻留内存数据库对象池对象池新的事件模型新的事件模型构件管理和部署构件管理和部署JITJIT激活激活MTSMTS事务支持事务支持资源分发管理资源分发管理安全模式安全模式易于管理易于管理远程支持远程支持 DCOMDCOM分布式构件服务分布式构件服务COM+COM+ COM COM基于接口的编程模式基于接口的编程模式基本的构件服务基本的构件服务下一页上一页停止放映第第2626|83|83页页CORBA技术简介技术简介CORBA（Common Object Request Broker Architecture，公共对象请求代理体系结构），公共对象请求代理体系结构）是是OMG制定制定的、体系结构最完整、最清晰、跨越平台最多的分布对象的、体系结构最完整、最清晰、跨越平台最多的分布对象模型。通过模型。通过CORBA接口定义语言接口定义语言IDL 定义接口，使用不同定义接口，使用不同编程语言、不同编译器实现的构件，可以通过编程语言、不同编译器实现的构件，可以通过对象请求代对象请求代理理ORB进行连接，形成一个跨平台的应用。进行连接，形成一个跨平台的应用。CORBA一般有两层意思：一是指对象管理组织一般有两层意思：一是指对象管理组织OMG提出提出的分布式对象体系结构标准；另一层意思是按这种体系结的分布式对象体系结构标准；另一层意思是按这种体系结构开发的中间件产品。构开发的中间件产品。CORBA作为一种应用级的互联标准作为一种应用级的互联标准得到了广泛的认同和应用。得到了广泛的认同和应用。CORBA是一套规约，而不是一个产品，开发商可以开发不是一套规约，而不是一个产品，开发商可以开发不同的产品来实现同的产品来实现 CORBA规约。例如，规约。例如，IBM公司的公司的ComponentBroker等。等。下一页上一页停止放映第第2727|83|83页页OMGOMG是一个开放标准的非盈利组织，其目标是制是一个开放标准的非盈利组织，其目标是制定行业标准和对象管理标准，为应用开发提供一定行业标准和对象管理标准，为应用开发提供一个公共框架，推动构件市场的发展。个公共框架，推动构件市场的发展。OMG成立于成立于1989年，目前已拥有会员近千个，包括许多研究年，目前已拥有会员近千个，包括许多研究机构、大学和大公司，如机构、大学和大公司，如IBM，HP等。等。下一页上一页停止放映第第2828|83|83页页CORBA的发展的发展CORBA规约的第一代主要集中在为分布式对象定义一个基础，规约的第一代主要集中在为分布式对象定义一个基础，其核心是其核心是ORB和和IDL。CORBA 2.0增加了增加了ORB互操作性规约互操作性规约，主要是基于，主要是基于TCPIP的的IIOP协议（因特网协议（因特网ORB互联协议）。互联协议）。1995年。年。CORBA 2.1增加了增加了COM/CORBA互操作规范互操作规范。1997年。年。CORBA 2.2增添了易移植的增添了易移植的对象适配器对象适配器POA和和 IDL到到 Java语言的映射规约。与此同时，语言的映射规约。与此同时，对象管理体系结构对象管理体系结构OMA中增加中增加了领域接口。了领域接口。1998年。年。CORBA 3.0增加了增加了CORBA构件模型构件模型CCM（与（与COM+和和EJB核心概念相似），提供容器（为构件提供运行环境）作为构核心概念相似），提供容器（为构件提供运行环境）作为构件的运行环境，而诸如事务处理、安全处理、事件处理等公件的运行环境，而诸如事务处理、安全处理、事件处理等公共服务都是通过公共共服务都是通过公共 API访问。访问。2001年。年。但是，目前还没有成熟的、完全实现但是，目前还没有成熟的、完全实现CORBA 3.0规约的产品。规约的产品。下一页上一页停止放映第第2929|83|83页页CORBA的主要特征的主要特征在在CORBA环境下应用系统间的互联是以对象或程环境下应用系统间的互联是以对象或程序的调用方式进行的，实现系统间实时互操作。序的调用方式进行的，实现系统间实时互操作。原则上，一个系统内部能够完成的操作，在系统原则上，一个系统内部能够完成的操作，在系统之间通过之间通过CORBA都可以实现。都可以实现。CORBA的的OO的特点还保证了各对象的封装性和的特点还保证了各对象的封装性和内部细节的隐蔽性。这不仅可以简化各种功能的内部细节的隐蔽性。这不仅可以简化各种功能的使用，还提高了系统的安全性。使用，还提高了系统的安全性。CORBA比较适合于分层结构的应用集成，这一技比较适合于分层结构的应用集成，这一技术比较适合于互联网应用系统核心业务逻辑的应术比较适合于互联网应用系统核心业务逻辑的应用程序的集成。此外，由于目前应用服务器大多用程序的集成。此外，由于目前应用服务器大多提供提供CORBA接口，这样利用接口，这样利用CORBA技术完成应技术完成应用程序和平台之间的无缝连接也比较容易。用程序和平台之间的无缝连接也比较容易。下一页上一页停止放映第第3030|83|83页页OMA基准模型基准模型CORBA的基准模型是的基准模型是OMA。该模型描述了分布式。该模型描述了分布式对象系统的基本成分，有四个主要层次：对象系统的基本成分，有四个主要层次： 对象服务对象服务是一组系统级的对象，为实现和管理对是一组系统级的对象，为实现和管理对象提供了基本的功能，包括名字、生存周期服务、象提供了基本的功能，包括名字、生存周期服务、事务服务、安全服务等。事务服务、安全服务等。 对象请求代理对象请求代理ORB是核心，它提供了一种机制，是核心，它提供了一种机制，使得对象可以透明地发送请求和接受响应。使得对象可以透明地发送请求和接受响应。ORB与对象服务相结合，确保符合与对象服务相结合，确保符合CORBA基准的应基准的应用构件之间有效的通信。用构件之间有效的通信。 公共设施公共设施是适用于众多应用领域的通用构件，例是适用于众多应用领域的通用构件，例如信息管理、系统管理、任务管理和用户界面等。如信息管理、系统管理、任务管理和用户界面等。 应用对象应用对象是专用于特定领域的应用构件，是专用于特定领域的应用构件，OMG没有为它制定标准。没有为它制定标准。下一页上一页停止放映第第31 31|83|83页页接口定义语言接口定义语言IDLOMG IDL是是CORBA的重要组成部分，是一种严格定义的的重要组成部分，是一种严格定义的接口定义语言。用接口定义语言。用OMG IDL编写的接口定义能完整地定义编写的接口定义能完整地定义接口，并完备地说明每个操作的参数。接口，并完备地说明每个操作的参数。OMG IDL已被已被ISO ORB采纳，自采纳，自1991年公布以来，基本上没有改变。年公布以来，基本上没有改变。OMG IDL是独立于具体编程语言的，一个是独立于具体编程语言的，一个IDL文件可以向文件可以向多种编程语言映射。多种编程语言映射。CORBA包含包含IDL向具体编程语言的映向具体编程语言的映射规约，例如，射规约，例如，IDL到到C，C+，Java等的映射。等的映射。OMG IDL是独立于平台的，由是独立于平台的，由IDL定义的接口可以在不同定义的接口可以在不同的的ORB和平台上一致地表达。和平台上一致地表达。OMG IDL是一个纯规约，不涉及实现问题，是一个纯规约，不涉及实现问题，IDL定义的接定义的接口不对对象实现进行任何约束。口不对对象实现进行任何约束。IDL将客户从对象实现细将客户从对象实现细节中清晰地分离出来，从而更利于软件复用，因此被广泛节中清晰地分离出来，从而更利于软件复用，因此被广泛接受。接受。下一页上一页停止放映第第3232|83|83页页软件复用技术软件复用技术软件复用是指在软件开发过程中重复使用相同或相似软软件复用是指在软件开发过程中重复使用相同或相似软件元素的过程。软件复用是在软件开发中避免重复劳动件元素的过程。软件复用是在软件开发中避免重复劳动的解决方案，它使得应用系统的开发不再采用一切从零的解决方案，它使得应用系统的开发不再采用一切从零开始的模式，而是以已有的工作模式为基础，充分利用开始的模式，而是以已有的工作模式为基础，充分利用过去应用系统开发中积累的知识和经验，从而将开发的过去应用系统开发中积累的知识和经验，从而将开发的重点集中于应用的特有构成成分。重点集中于应用的特有构成成分。为了能够在软件开发过程中重用已有的复用件，必须不为了能够在软件开发过程中重用已有的复用件，必须不断地进行复用件的积累，并将它们组织成复用件库。因断地进行复用件的积累，并将它们组织成复用件库。因此，软件复用不仅要解决如何检索所需的复用件，还要此，软件复用不仅要解决如何检索所需的复用件，还要解决如何选取复用件、如何组织复用件库等问题。这类解决如何选取复用件、如何组织复用件库等问题。这类项目通常称为软件复用项目。项目通常称为软件复用项目。软件重用过程可借助于支持软件重用的软件重用过程可借助于支持软件重用的CASE工具，其主工具，其主要任务是：用某种组织结构实现复用件库的存储，提供要任务是：用某种组织结构实现复用件库的存储，提供友好的人机界面，帮助用户浏览、检索和修改复用件库，友好的人机界面，帮助用户浏览、检索和修改复用件库，并且对用户感兴趣的复用件进行解释。并且对用户感兴趣的复用件进行解释。下一页上一页停止放映第第3333|83|83页页软件复用方式分类软件复用方式分类 依据复用的对象分类；可以分为：依据复用的对象分类；可以分为： 产品复用产品复用指复用已有的软件构件，通过构件集指复用已有的软件构件，通过构件集成得到新系统。产品复用是目前现实的、主流成得到新系统。产品复用是目前现实的、主流的途径。的途径。 过程复用过程复用指复用已有的软件开发过程，过程复指复用已有的软件开发过程，过程复用依赖于软件自动化技术的发展。用依赖于软件自动化技术的发展。 依据对可复用信息进行复用的方式分类，可分为：依据对可复用信息进行复用的方式分类，可分为： 白盒复用白盒复用 指已有构件并不能完全符合用户要求，指已有构件并不能完全符合用户要求，需要根据用户需求进行适应性修改后才能使用。需要根据用户需求进行适应性修改后才能使用。 黑盒复用黑盒复用 指对已有构件不需作任何修改，通过指对已有构件不需作任何修改，通过构件组装的方式直接进行复用。这是目前的研构件组装的方式直接进行复用。这是目前的研究热点，也是将来的发展趋势。究热点，也是将来的发展趋势。下一页上一页停止放映第第3434|83|83页页可复用的复用件可复用的复用件Caper Jones定义了可候选的十种复用件：定义了可候选的十种复用件： 项目计划项目计划：计划的基本结构和内容（如，：计划的基本结构和内容（如，SQA计划）。计划）。 成本估计成本估计：有可能复用对某个功能的成本估计。：有可能复用对某个功能的成本估计。 体系结构体系结构：可能创建一组类属的体系结构模板（例如，事务处理体系：可能创建一组类属的体系结构模板（例如，事务处理体系结构），并将模板作为可复用的设计框架。结构），并将模板作为可复用的设计框架。 需求模型和规约需求模型和规约：类和对象的模型和规约是可复用的，用传统软件工：类和对象的模型和规约是可复用的，用传统软件工程方法开发的分析模型（例如，数据流图）也是可复用的。程方法开发的分析模型（例如，数据流图）也是可复用的。 设计设计：用传统方法开发的体系结构、数据、接口和过程化设计是复用：用传统方法开发的体系结构、数据、接口和过程化设计是复用的候选者，更常见的是，系统和对象设计是可复用的。的候选者，更常见的是，系统和对象设计是可复用的。 源代码源代码：验证过的程序构件（用兼容的程序设计语言书写的）。：验证过的程序构件（用兼容的程序设计语言书写的）。 用户和技术文档用户和技术文档：对特定的不同应用，可复用大部分用户和技术文档。：对特定的不同应用，可复用大部分用户和技术文档。 用户界面用户界面：可能是最广泛被复用的（例如：可能是最广泛被复用的（例如GUI）。）。 数据数据：包括：内部表、列表和记录结构，以及文件和完整的数据库。：包括：内部表、列表和记录结构，以及文件和完整的数据库。 测试用例测试用例：一旦设计或代码构件将被复用，相关的测试用例也可复用。：一旦设计或代码构件将被复用，相关的测试用例也可复用。下一页上一页停止放映第第3535|83|83页页建立复用途径的一些建议建立复用途径的一些建议 建立内部的软件复用计划。这样一个计划可以帮助组织建立内部的软件复用计划。这样一个计划可以帮助组织控制软件的质量和成本。控制软件的质量和成本。 要求将软件复用作为任何技术和管理培训的内容。对要求将软件复用作为任何技术和管理培训的内容。对OO的培训尤其应该如此。的培训尤其应该如此。 按照内部的软件复用计划，寻求对软件复用有积极贡献按照内部的软件复用计划，寻求对软件复用有积极贡献的工具和库。的工具和库。 鼓励采用已被证明为可以促进软件复用的方法和工具。鼓励采用已被证明为可以促进软件复用的方法和工具。 跟踪并测度软件复用以及软件复用的影响；应客观评价，跟踪并测度软件复用以及软件复用的影响；应客观评价，而不是主观臆测。而不是主观臆测。 管理上必须积极地鼓励软件的复用。管理上必须积极地鼓励软件的复用。 认识除认识除“模块模块”外，工具、测试数据、设计、计划、环外，工具、测试数据、设计、计划、环境及其他软件均可复用。境及其他软件均可复用。 最重要的是认识到软件复用不是最重要的是认识到软件复用不是“平常的业务平常的业务”，大多，大多数技术和管理人员是不接受软件复用的概念的。数技术和管理人员是不接受软件复用的概念的。下一页上一页停止放映第第3636|83|83页页软件复用面临的问题软件复用面临的问题 管理问题。没有相应的鼓励机制等。管理问题。没有相应的鼓励机制等。 复用的障碍。复用的障碍。 技术方面的问题技术方面的问题 法律问题法律问题显然，很多其他相关问题对复用也有影响，政显然，很多其他相关问题对复用也有影响，政治的、文化的、财政的、市场的、以及产品化治的、文化的、财政的、市场的、以及产品化等方面的问题也必须考虑。等方面的问题也必须考虑。下一页上一页停止放映第第3737|83|83页页复用的障碍复用的障碍自负；太多的开发人员认为不是他们亲自编写自负；太多的开发人员认为不是他们亲自编写的程序不可能是好程序；的程序不可能是好程序；检索问题。如何从庞大的复用件库中所需要的检索问题。如何从庞大的复用件库中所需要的复用件；复用件；几乎没有相应的复用培训；几乎没有相应的复用培训；复用代价昂贵。有人估计，仅使一个构件可复复用代价昂贵。有人估计，仅使一个构件可复用，就将至少增加用，就将至少增加60%的成本；的成本；虽然存在软件复用的虽然存在软件复用的CASE工具或构件，但大工具或构件，但大多数软件开发者并不使用它们；多数软件开发者并不使用它们；经济利益方面。一些开发人员尽力避免编写那经济利益方面。一些开发人员尽力避免编写那些太通用的例程，唯恐使自己失业。些太通用的例程，唯恐使自己失业。下一页上一页停止放映第第3838|83|83页页技术方面的问题技术方面的问题采用软件复用可以降低开发成本，但如果其原采用软件复用可以降低开发成本，但如果其原件存在的某些问题代码，可能会导致其他采用件存在的某些问题代码，可能会导致其他采用该代码的系统具有相同的问题代码；这种情况该代码的系统具有相同的问题代码；这种情况称之为继承性缺陷。称之为继承性缺陷。因此当原件的问题代码被修改后，往往无法自因此当原件的问题代码被修改后，往往无法自动更新实用软件中相应的代码；最终导致实用动更新实用软件中相应的代码；最终导致实用软件中的问题代码依旧存在。这种非但没有降软件中的问题代码依旧存在。这种非但没有降低开发成本，反而增加维护消耗的复用技术显低开发成本，反而增加维护消耗的复用技术显然是失败的。然是失败的。下一页上一页停止放映第第3939|83|83页页法律问题法律问题合同软件带来的法律问题。有些软件合合同软件带来的法律问题。有些软件合同规定软件产品是属于客户的。因此，同规定软件产品是属于客户的。因此，当软件开发人员为另一个客户开发一个当软件开发人员为另一个客户开发一个新产品时，如果他复用了另一个客户产新产品时，如果他复用了另一个客户产品中的一个构件，在本质上是侵犯第一品中的一个构件，在本质上是侵犯第一个客户的版权。个客户的版权。下一页上一页停止放映第第4040|83|83页页C/S技术技术客户机客户机/服务器系统也称服务器系统也称C/S(Client/Server)系系统，它是基于局域网广域网的系统。统，它是基于局域网广域网的系统。在在C/S中存在着服务器和客户端。为了充分利用中存在着服务器和客户端。为了充分利用客户机的计算能力，计算和事务处理在服务器和客户机的计算能力，计算和事务处理在服务器和客户机之间分配。客户机之间分配。服务器承担数据的集中管理、通信和客户管理的服务器承担数据的集中管理、通信和客户管理的任务，因为数据在服务器端，对数据的处理和计任务，因为数据在服务器端，对数据的处理和计算都在服务器端执行。算都在服务器端执行。而人机界面和一些需要实时响应的事件或人机交而人机界面和一些需要实时响应的事件或人机交互的处理等在客户端进行，这些程序都运行在客互的处理等在客户端进行，这些程序都运行在客户端。户端。C/S系统往往需要数据库服务器。系统往往需要数据库服务器。下一页上一页停止放映第第41 41|83|83页页C/S系统体系结构特征系统体系结构特征计算和处理分布在服务器和客户机计算和处理分布在服务器和客户机之间。之间。数据管理集中在服务器端。数据管理集中在服务器端。软件驻留在服务器和客户机。软件驻留在服务器和客户机。下一页上一页停止放映第第4242|83|83页页C/S应用系统的特征应用系统的特征分布数据分布数据。出于安全性和负载平衡的考虑，数据库可以。出于安全性和负载平衡的考虑，数据库可以分布在多个数据库服务器上。分布在多个数据库服务器上。分布过程分布过程。不同的过程（事务处理、数据库连接等）可。不同的过程（事务处理、数据库连接等）可以在不同服务器上进行。以在不同服务器上进行。客户为中心客户为中心。把需要在客户端执行的程序和定制的程序。把需要在客户端执行的程序和定制的程序放在客户端，以使客户快速得到响应。把对数据进行处放在客户端，以使客户快速得到响应。把对数据进行处理的过程放在数据库服务器端，以加快数据处理速度。理的过程放在数据库服务器端，以加快数据处理速度。异构硬件和软件异构硬件和软件。在。在C/S体系结构中很容易加入多层结体系结构中很容易加入多层结构，屏蔽不同的硬件和软件。例如，加入应用服务器可构，屏蔽不同的硬件和软件。例如，加入应用服务器可以基于不同的操作系统和计算机主机，同样客户端安装以基于不同的操作系统和计算机主机，同样客户端安装的中间件可以基于不同的客户端系统，例如，的中间件可以基于不同的客户端系统，例如，Linux，Windows。下一页上一页停止放映第第4343|83|83页页C/S技术目标技术目标集成处理资源。把客户端、服务器端的处理能力充分利用，集成处理资源。把客户端、服务器端的处理能力充分利用，集成在一起完成系统的功能要求。集成在一起完成系统的功能要求。降低开发资源要求。在客户端和服务器端运行的程序分别存降低开发资源要求。在客户端和服务器端运行的程序分别存放，使得程序调试方便，开发比较简单，需要的资源也减少。放，使得程序调试方便，开发比较简单，需要的资源也减少。在传统的数据库应用体系结构中（基于主机在传统的数据库应用体系结构中（基于主机-多终端），数多终端），数据库是应用程序据库是应用程序“私有的私有的”。虽然它也可以将数据文件放置。虽然它也可以将数据文件放置在某台机器上供不同的用户共同访问，但所有的操作、规则，在某台机器上供不同的用户共同访问，但所有的操作、规则，都是在一个包罗万象的应用程序内部实现的。应用程序因此都是在一个包罗万象的应用程序内部实现的。应用程序因此具有最大的复杂性。具有最大的复杂性。降低硬件和软件的要求。在降低硬件和软件的要求。在 C/S系统中，客户机既有部分处系统中，客户机既有部分处理能力，价格相对较低，可以降低系统软硬件成本。理能力，价格相对较低，可以降低系统软硬件成本。降低系统维护成本。因为在服务器端的处理和计算程序只需降低系统维护成本。因为在服务器端的处理和计算程序只需在服务器端维护，与客户机无关，而客户端程序比较简单，在服务器端维护，与客户机无关，而客户端程序比较简单，所以系统维护较方便，成本较低。所以系统维护较方便，成本较低。可扩充能力强。可扩充能力强。C/S应用很容易扩充，只要应用很容易扩充，只要C/S联入网络即联入网络即可。服务器有负载平衡的能力就可以允许不断增加并发客户。可。服务器有负载平衡的能力就可以允许不断增加并发客户。下一页上一页停止放映第第4444|83|83页页C/S系统构成系统构成C/S结构发展经历了两个阶段：两层结构和三结构发展经历了两个阶段：两层结构和三（多）层结构。（多）层结构。下一页上一页停止放映第第4545|83|83页页两层结构两层结构C/S系统系统第一层是客户端软件，由应用程序和相应的数据库链接程第一层是客户端软件，由应用程序和相应的数据库链接程序组成，企业的业务过程都在程序中表现。序组成，企业的业务过程都在程序中表现。第二层包括数据库服务器，根据客户端软件的请求进行数第二层包括数据库服务器，根据客户端软件的请求进行数据库操作，然后将结果传送给客户端软件。据库操作，然后将结果传送给客户端软件。两层应用软件的开发工作主要集中在客户端，客户端软件两层应用软件的开发工作主要集中在客户端，客户端软件不但要完成用户界面和数据显示的工作，还要完成一部分不但要完成用户界面和数据显示的工作，还要完成一部分对商业和应用逻辑的处理工作。对商业和应用逻辑的处理工作。两层结构的两层结构的C/S系统仅能在各自的客户机和数据库服务器系统仅能在各自的客户机和数据库服务器之间使用，分割了界面和数据，使得客户机要管理复杂的之间使用，分割了界面和数据，使得客户机要管理复杂的软件，导致软件，导致“肥胖肥胖”客户机的产生。客户机的产生。两层两层 C/S系统不能进行有效的扩展，使这些系统不能支持系统不能进行有效的扩展，使这些系统不能支持大量用户的访问和高容量事务处理的应用。大量用户的访问和高容量事务处理的应用。下一页上一页停止放映第第4646|83|83页页三（多）层结构三（多）层结构C/S系统系统客户机上只安装具有用户界面和简单的数据处理客户机上只安装具有用户界面和简单的数据处理功能的应用程序，负责处理与用户的交互和与应功能的应用程序，负责处理与用户的交互和与应用服务器的交互。用服务器的交互。而将商业和应用逻辑的处理功能移到中间层而将商业和应用逻辑的处理功能移到中间层应用服务器上。应用服务器负责处理商业和应用应用服务器上。应用服务器负责处理商业和应用逻辑，接受客户端应用程序的请求，然后根据商逻辑，接受客户端应用程序的请求，然后根据商业和应用逻辑将这个请求转化为数据库请求后与业和应用逻辑将这个请求转化为数据库请求后与数据库服务器交互，并将与数据库服务器交互的数据库服务器交互，并将与数据库服务器交互的结果传送给客户端应用程序。结果传送给客户端应用程序。数据库服务器软件根据应用服务器发送的请求进数据库服务器软件根据应用服务器发送的请求进行数据库操作，并将操作的结果传送给应用服务行数据库操作，并将操作的结果传送给应用服务器。器。下一页上一页停止放映第第4747|83|83页页三层三层C/S结构优点结构优点整个系统被分成不同的逻辑块，层次清整个系统被分成不同的逻辑块，层次清晰，一层的改动不会影响其他层次；晰，一层的改动不会影响其他层次；能够使能够使“肥胖肥胖”的客户机变的客户机变“瘦瘦”；开发和管理工作向服务器端转移，使得开发和管理工作向服务器端转移，使得分布的数据处理成为可能；分布的数据处理成为可能；管理和维护变得相对简单。管理和维护变得相对简单。下一页上一页停止放映第第4848|83|83页页C/S结构的局限性结构的局限性第一，第一，C/S结构的计算能力过于分散，网络中服结构的计算能力过于分散，网络中服务器和客户机的数目正发生务器和客户机的数目正发生“细胞细胞”分裂，使分裂，使得系统的管理费用以几何级数的方式增长。得系统的管理费用以几何级数的方式增