互联网上的软件工程 何克清-第1章

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　　　　主讲人简介

　　　　武汉大学软件工程研究所所长，软件工程国家重点实验室副主任。博士生导师，享受国务院政府津贴。日本工学论文博士。武汉大学软件工程研究所所长、软件工程国家重点实验室副主任。博士生导师，享受国务院政府津贴的专家。曾经获得国家计划委员会、教育部、科学院联合颁发的“为国家重点实验室做出重大贡献”的先进工作者金牛奖；获得日本学术振兴会颁发的论文博士金质奖。国家电子技术标准化委员会软件工程分技术委员会委员。国际标准化组织ISO　JTC1/SC32　WG2中国代表。先后主持国家　“六五”、“七五”、“八五”、“九五”　攻关项目、4轮“863”高技术项目、军工预研项目、中法政府合作研究项目、中日政府合作研究项目等共17个。

　　　　内容介绍

　　　　互联网技术的快速发展，极大地冲击了计算互联网技术的快速发展，为软件开发提供了海量般可利用的信息和软件资源，软件开发形态发生了很大的变化。一个网上软件工程研究开发的时代已经到来。

　　　　1。什是互联网上的软件工程？

　　　　本讲首先讲述了什么是计算机软件工程，什么是计算机互联网络。

　　　　说明了当前软件开发的舞台和环境已经从单机或局域网络转换到互联网络，同时给软件开发提出了更加快速、更加复杂、更加容易变化、更加安全可靠、更加标准化及互操作性更强的新要求。

　　　　2。互联网上软件工程的研究开发内容互联网上软件工程研究所涉及的内容很广，本讲重点介绍互联网上软件生态环境，软件概念建模、元建模，以人为中心的自适应性软件角色建模理论等软件开发新方法，新方法与传统软件开发方法的（动态与静止）关系；网格计算中软件体系结构MDA（Model　Driven　Architecture）；与日常生活相关的普适计算；软件模式和软件文化；软件行为学（软件行为模式）研究；作为传统软件开发原点的概念，已经从操作系统OS到网上软件产业基础设施开发与服务平台的转换；网上软件流通与交流的国际标准XML等。

　　　　3。互联网上的软组件工程及其开发事例互联网上软件工程中软件开发的核心技术，主要是软组件的开发与服务。我们重点讲述软组件的概念与分类；从无序到有序的网上成熟的软组件装配与服务的软件生命周期；应用领域的业务建模方法UMM（Unified　Modeling　Methodology　）；需求分析建模方法；软组件开发方法UML（Unified　Modeling　Language　）；大粒度软组件重用与装配；中间件；软件框架技术；网上软组件工程远程服务管理中的关键技术R2＇登记：（Registering），库管理（Repository）＇及其标准规范、软组件平台；互操作性测评；网上软件生态环境中的资源管理；信息安全与密码学；软件可靠性评价；软组件互动的国际标准CORBA、EJB、SOAP，网上软组件数据流通的国际标准XML；软件过程成熟度模型CMM技术等。

　　　　4。展望软件工程技术是信息产业的核心，互联网上的软件工程将促进网上软件产业、信息产业的发展。互联网上软件工程的研究开发将大大推动我国网上软件产业、网上信息产业的发展。随着我国加入世贸组织，一个开放协调的、拥有高技术与国际标准化竞争素质的中国软件产业、信息产业即将崛起。我们应该在挑战中牢牢把握住互联网上软件工程的发展机遇，使它成为中国新型软件产业、信息产业发展的新起点。

　　　　全文本讲的题目是《互联网上的软件工程》，进入20世纪90年代后期以来，高速发达的互联网技术与计算机软件工程相结合，显示了巨大的生命力，给软件工程开拓了巨大的发展空间，成为了当今世界软件工程学界研究的热点之一，本讲重点讲述互联网环境中的软件工程，以下简称为网上软件工程。那么，第一　序论，那么什么是软件，软件有什么作用？这个问题是个基本的问题，软件开发大家知道，需要集成数学、计算机科学、语言学、系统工程、系统论、控制论等多种复杂的知识，它是一个典型的知识型、逻辑型产品。它并且具有高的附加的经济价值，很难设想一台计算机，没有WINDOWS操作系统，这台计算机能够运行吗，所以没有软件的计算机是一堆废铁，那么特别是随着软件应用的需要的发展，大型软件开发的，复杂性越来越强烈，这主要反映在开发队伍，参加的人员之间的协调关系，软件的需求越来越复杂，软件过程、软件维护以及软件管理，与科学问题亟待解决，因此，计算机软件工程应运而生，简单地说，软件工程是研究用工程化，工业化的软件开发方法，技术、标准、平台、示范。可以说近十年来，软件工程的发展已在世界范围内，取得了巨大的成就，那么我们看一看互联网技术的快速发展跟，软件的开发与服务带来了什么样形态的变化，在第一代网络技术中，软件开发人员使用浏览器上的Web技术，进行了资料的交流和成套以及通讯，这个大家都知道的，在第二代软件技术中，软件开发人员开发了电子商务，（电子）政务、软组件、软件框架及其服务，在下一代网络技术中，软件开发人员将在网上虚拟软件企业和知识型市场中使用，软件整合与服务技术以及知识型代理人技术，进行网上适应性的软组件的开发组装和交易。随着网络技术的高度发达，在世界的网络经济中，软件形态，可以说发展到软组件的形态，从（20世纪）60年代，大家知道的单一问题的解决，软件开发方法，到（20世纪）70年代的结构化程序设计方法，到（20世纪）80年代初期面向数据的开发方法，到（20世纪）80年代后期和（20世纪）90年代初期，面向对象的软件开发方法，发达到（20世纪）90年代后期以来，这个软组件的开发方法，使得软件企业，在互联网上协同开发，与软组件的流通、管理和交易。下面讲到挑战与机遇，互联网技术的高度发达，给软件工程带来了哪些挑战和给予了，什么样的新的发展机遇，那么首先必须了解互联网具有什么样的特点，首先是开放性、交互性、即时性、点击之间的快速性，以及分布性和共享性的特点，首先软件的需求经常发生变化　而且多样性主要反映在环境事件的刺激，用户需求的变化、软件进化的要求，以及开发与服务过程的多样性，再一个，必须注意一点就是网上软件，开发生命周期发生了变革，由传统的软件工程中，线性的生命周期确定的目标，就在需求分析之后，给定了系统的要求，那么这样一个确定的目标下，进行有序地控制。大家知道，分析、设计、实现、组装，这种有序控制的开发，发展到网上软件开发的动态的目标渐趋稳定，正反馈的这个开发方式，在开发方式上，从单机或者局域网上，个别公司的封闭式的软件开发，发展到网上企业之间，个人之间的协同式软件开发，以及网上管理资源的共享，这突出表现在四个特性上，一个是动态性、异构性、平台的异构性、共享性、自主性，相对的自主性，那么还应该注意到软件，基础软件的原点的概念已经发生了变化，传统的软件工程中，基础软件是操作系统OS，已经发展到网上软件工程中的原点的软件，基础软件的原点是软件开发的服务平台，就是Platform，因此软件开发成本的重心，已经从分析、设计，这种开发阶段转到了服务。传统的数据网上，无政府状态的数据管理下的，数据网发展到了语义网，语义网给我们带来了，我们所需要的数据，就在我们身边的一种快感，比方说给银行、商业、企业、学校、个人，带来了各种各样的发展机遇和信息，因此相对应的就是，信息资源的多样性、无序性，已发展到了网格的需求，资源的相对稳定性与动态分配，这突出表现在计算力的自动分配上，比方说，旅游格、天气预报格、工程计算格、大型国际行为格，2008年在北京将举行奥运会，那么奥运会，2008年北京的奥运会的网上服务咨询系统，那是典型的网上软件工程的系统，来自世界各地的数以亿计的球迷，或者观众点击这个系统，是吧，这就必须要动态地分配资源，动态地提供所需要的计算的软件系统。再一个就是网上的电子商务发展到，网上战略电子商务，商品采购发展到战略采购，网上虚拟企业的需求，已经存在了，更重要的是，网上开发的快速性，高效性　整合和交易，这是一个很重要的特点，那么我们看一看，世界上发达国家，在网上软件产业，信息产业方面的状况，或者说蓬勃兴起。（20世纪）90年代后期以来，首先看国际上发达国家，是怎么样高度地重视，美国一些情况，特别是美国国防部，制定了DIICOE计划，它主要用于军事控制软件、导弹、火箭这种软件的，在网上的软件的，这个互相可操作性、安全性，提供的开发计划以及相应的平台已经成功。国际上发达国家的重视，以及国际上一流的IT产业的强烈的技术竞争与市场竞争，对于网上软件工程、软件产业，存在着巨大的市场效益，标准化就是市场的技术关键，谁控制标准化技术，谁就控制市场，因此　国际标准化组织，比方说，ISO　OMG　联合国CEFACT等等，标准化组织，在网上软件工程，信息产业方面，近几年来做了大量的工作，提出了一些Draft（草案），正在进行标准化，中国信息产业　国家标准局，那个GB是国家标准的，也进行了软组件方面，标准规范的研究，因此可以说，似乎所有的应用软件，都离不开计算机互联网，大家可以想一想，这里面的市场空间多么巨大。那个同学有什么问题。何老师您好，我也是计算机专业的学生，您刚才谈到了，互联网带给软件工程的，一些机遇和挑战，我想能否请您，简单地谈一下，与传统的软件工程相比，互联网上软件工程，它到底有哪些特点，它的主要的研究内容是什么，好，谢谢。首先我们来仔细分析一下，开发舞台与环境的变化，大家都知道，简单地说就是，从单机到（或）从局域网络到，互联网络的发展变化，第二就是软件开发新的要求，简单地就是说，需要网上软件开发，更加开放与协作，更加快速、更加复杂、容易变化、更加安全可靠，因为一开放，就是安全的问题就来了，更加标准化、互操作性，因此互联网上软件工程，可以简单地假设为视互联网络及其资源，为我用的计算机系统，在资源共享、动态协调工作，开放的、可利用资源的环境中，研究适应以上新环境和新要求的软件工程，基础理论、方法、技术与标准，开发与服务平台，促进网上软件产业、信息产业、网络经济的发展。那么刚才那个同学提的问题，就是有哪些特点。刚才简单地说呢，就是这6个开放性，主要是软件开发的企业之间，个人之间必须协同开发。第二个共享性，资源共享性，就存在着互联网上的，这种虚拟的资源的，管理、流通和利用。因为你并不知道，这些数据或者软件库，放在什么地方，在网上的什么地方，再就是要求软件开发的高效和快速性，因为这个大粒度软件重用，有效重用已经成为现实，主要通过软组件的装配整合，软件的集成与分配，这边就是一个特点，软件的知识的交易和服务，软件的互操作性，安全性更高，标准化与平台化的，网上软件产业，基础设施的建立。这是基本条件，那么我们看一看，互联网上软件工程基础的研究内容。在高度发达的互联网的环境中，人们的生活、工作和社会活动，都离不开计算机网，因此可以说，存在一个互联网上的软件生态环境，这个时候要研究什么呢，软件生态个体的生命周期，个体之间的行为协调等等，从方方面面来讲，应该研究以人为中心的，自适应性的复杂软件系统的建模理论和方法，以及网上信息资源的管理与建设，统一的软件建模方法论，UMM　而且是语义Web技术和电子商务、e…bXML方法论，更重要的要研究在网上，软件的行为学和软件文化，在研究人们生活，身边的普通的，身边的软件的开发方法，叫做普适计算软件开发方法，那么开发的主要内容呢，体系结构，大家知道体系结构，应该以模型驱动的，体系结构MDA为主导，研究哪些与平台有关的，或平台无关的模型之间的映射和转换，研究网上分析，软件分析开发装配的模式以及Web软件服务，以及代理模式以及网络生态环境中的资源的管理方法，我们更应该重视软件标准化战略，所谓标准化是指软件开发的方法、技术、语言、结构、平台，更应该重视互联网上软件产业的，基础设施、平台化战略，所谓平台就是集标准、资源、支撑、工具、方法、技术为一体的开发服务平台，为了适应互联网上软件的高效快速开发，这个软组件就是ponent，开发和管理是软件工程主要的核心内容。那么在网上软件产业，基础设施上应用、开发，有哪些例子呢，我们为了形象（地说明），举几个简单的例子，比方说，互联网上地理信息系统，卫星定位系统，这是我们国民经济中急需的系统，在互联网上的，电子商务、政务、家务，互联网上的金融业务系统，网上银行，互联网上的普适计算机系统，就是计算机系统等等等等。那个同学有什么问题。何老师您好，我想问个问题，我刚才注意到，您刚才讲的时候，多次提到软组件这个名词，我是学计算机的，我知道现在很多大的工程，还有大的项目都是开发（软组件的），所以我想问您一下，什么是软组件工程，而且它包括哪些主要的内容，谢谢您。软组件可以简单地解释为，在功能上相对独立的，可以重用的留用的一个软件的部件，它必须具有一定的逻辑内容，它有标准的接口和，能够动态地连接和重用，简单地说它具有这些特点。下面我们可以谈第三个，就是互联网上软组件的开发与管理，我们首先在讲这个内容之前，要强调反复强调的标准化战略与平台化战略，就是软组件开发与管理的方法，以及基础设施平台的标准化，标准的国际化是发展我国网上软件产业关键的技术，这反映在开发方法的标准化，就是开发成熟软组件的关键，就是质量上成熟的软组件的关键，管理方法的标准化呢，是软组件流通、服务、市场化的关键，软组件开发、管理，流通　服务的基础设施，平台的标准化　国际化。是实现网上软件产业。重要的关键技术。那么我们下面讲一下，软组件软件框架的概念，与计算机集成电路的发展一样，大家知道，经过了从分离原件，就是二极管、三极管，这种原件印刷，电路板组装成逻辑电路，发展到集成电路，发展到大规模的集成电路，以及整块插件的推入组装，那么软件的发展走过了类似的过程，经历了类似的过程，而从汇编语言那里，一条条的程序语言跳到设计，发展到子程序函数的调用，发展到结构化，程序设计阶段的模块的使用，最后发展到软组件，因此说软组件技术，是软件工业化生产的必然发展趋势，是软件工程的一次跨世纪的革命，大家要认识到这个重要性，还有软件技术及其标准化，会彻底改变软件生产方式，从根本上提高软件生产效率和质量，是进一步发展我国软件产业的，一项整体的关键技术，软组件　　软件框架的技术，为大粒度软件重用，给出了一条可行