面向领域的软件构件资源“云”建设研究.docVIP

面向领域的软件构件资源“云”建设研究摘要领域工程产生的大量可复用的软件构件资源是支持规模化软件复用的关键软件资产，基于可复用软件构件进行的构件化开发是降低软件开发成本、提高软件质量、应对需求变化、实现快速交付的重要手段。利用云计算技术的虚拟化、弹性计算、按需服务等优势建设面向领域的软件构件资源“云”平台，有助于提高领域构件资源利用的广泛性和有效性。关键词软件复用 软件资源库软件构件服务云计算领域工程1引言软件复用是提高软件质量和软件生产率、解决软件危机的根本途径。基于构件的软件复用是大规模复用的最佳选择。随着对软件复用理解的深入，构件作为可复用软件资产的表现形式已将概念延伸到软件的需求规约、系统和软件的构架、文档、i贝0试计划、测试案例和数据以及其他对开发活动有用的信息u 。领域工程被公认为生产可复用构件的有效过程方法。领域工程将关于领域的知识转化为领域中系统共同的规约、设计和构架，使得可被复用的信息范围扩大到了抽象级别较高的分析和设计阶段 。软件复用的研究和实践表明，领域的内聚性和稳定性为软件复用活动提供了可供复用的软件资产和潜在的经济利益，使得特定领域的软件复用相对容易获得成功。因此，面向领域的构件资源更容易被识别和利用。目前，越来越多的软件企业开始意识到软件复用技术对于软件生产的重要作用。然而，对于广大的中小软件企业来说，由于经验、技术乃至成本的限制，造成软件复用的程度参差不齐，还达不到真正意义上的软件复用，无法形成系统化的软件复用方法和过程，再加上缺乏有效的信息技术手段，因此使得软件复用无法真正成为一种提高软件质量、促进企业核心竞争力的长效机制。与此同时，对于软件用户方的IT机构来说，软件质量不高、升级维护困难也常常是提前结束软件生命周期的无奈之举，用户单位也被迫不断加大IT投资成本。为了更好地满足软件企业的构件需求，国内已建成多个以软件构件为核心的公共服务平台，如上海软件构件库、广东软件构件库以及长沙、沈阳、河南、西安软件资源库等。然而，这些构件资源库大多从软件生产的角度出发，主要面向软件开发组织提供开发类构件资源。而缺乏从应用领域出发、除软件开发者外还面向最终用户提供更高层次软件资源服务的领域构件资源服务平台。在网络化、信息化迅速发展的今天，以资源池化、弹性扩展、按需服务为主要特征的“云计算”已经成为网络应用的技术发展趋势，越来越多的IT应用将建立在基于云计算的网络平台上。在云计算“资源即服务”的技术背景下，软件构件资源也不仅限于单纯的数字信息，而是包含了计算、效能和环境的资源，从物理的存储状态，转变为泛在的服务交付 。利用云计算在资源聚合和服务利用方面的先进理念和技术优势，将云计算技术融人传统的资源库系统建设中，搭建面向领域的软件构件资源“云”，必将实现更大范围、更高效率的软件构件资源共享，从而为软件产业的规模化复用奠定技术基础。2软件构件资源“云”及其服务优势21软件构件资源“云”概念根据软件构件资源库对广大中小软件企业和领域信息化部门的好处，结合“云计算”技术对网络化服务平台建设的优势作用，本文提出了面向领域的“软件构件资源云”概念。所谓“软件构件资源云”，就是利用云计算的虚拟化、弹性计算等技术优势，将领域工程过程中长期形成的分散、封闭的软件构件资源聚集起来，通过网络化的公共服务平台向各类软件行业用户按需提供构件资源服务，提高软件构件资源利用的有效性，如图1所示。2. 2软件构件资源“云”服务优势“云计算”是一种共享资源的计算模式，它通过虚拟化、分布式计算等技术手段，将物理上分散于互联网各处的计算、存储、网络、软件等资源聚合起来，实现逻辑上的资源集中和动态弹性使用，并以服务的方式将这些资源提供给互联网用户。云计算是继个人电脑、互联网之后，信息技术领域的又一次重大革命。随着云计算技术的普及与应用，正在带来信息服务方式的重大变革 。将“云计算”作为软件构件资源的网络服务平台建设、资源整合和动态扩展的技术支撑，可以使众多中小软件企业能够像用水、用电一样，从服务平台中得到所需要的构件资源服务，实现服务模式的创新。软件构件资源“云”的服务优势在于：(1)软件构件资源服务可以根据需要进行弹性扩展。利用弹性计算技术，软件构件资源提供服务所需的资源规模可以随着业务量(如用户数、存储量、计算量)进行动态扩展，扩展过程中服务不会中断，这种扩展对服务使用者和提供者来说均是无察觉的，且服务质量不变。(2)软件资源的ITfl力以服务形式提供。在“云计算”的“资源即服务”的技术理念指导下，软件构件资源“云”服务平台可以提供从IT基础设施、在线开发平台到软件资源服务的全方位服务，构件资源的使用者只需一台能够进行网络访问的终端即可享受服务，无需额外购置IT资产，从而显著降低服务使用者的运维成本。(3)提供标准化的软件资源服务和管理接口。软件构件资源“云”提供统一、标准化的软件服务接口供用户使用，包括构件资源接人(云平台)接口和构件服务(用户)调用接口两类，方便基于构件的应用开发者基于标准接口开发构建新服务。(4)提供可持续的软件构件服务升级与维护。软件构件资源“云”提供的各种在线构件资源服务可以根据用户需求的变化以及用户使用反馈而不断升级演化，同时做到向下兼容，即保证原有使用者的持续使用。对于使用在线构件的用户来说，可以自动、免费享受软件构件的升级服务 。(5)提供软件构件资源的自动化管理与快速交付。在云计算的“资源即服务”模式下，对软件构件资源“云”进行“统规、统建、统维”，可以有效降低服务的运维成本，平均每百台服务器所需的运维人员数量应少于1个(现有IT服务管理模式下，每百台服务器运维人员数量大于5人)；对于服务使用者的服务申请快速响应，响应时间应在分钟级(现有IT服务模式下，服务交付时间多为天级) 。3面向领域的“软件构件资源云”应用架构根据“软件构件资源云”概念，结合云计算技术的三种服务模型(即：IAAS、PAAS、SAAS)，提出面向领域的“软件构件资源云”应用架构模型，如网2所示：从保证“软件构件资源云”全面建设和有效运行的角度，“软件构件资源云”的应用架构模型由5部分组成，分别是IT基础设施、构件资源数据中心、服务支撑平台、软件资源公共服务平台以及统一管理中心。自下而上，依次满足基础设施整合、数据整合、服务整合的可复用软件资源的整合需要，按照软件工程的发展规律统一向各类用户提供全生命周期、一站式软件资源服务。4. 领域构件资源“云”建设内容按照面向领域的“软件构件资源云”应用架构所示，图3给出了应用架构各部分的组成关系及其在应用架构中所发挥的作用。下面分别对面向领域的“软件构件资源云”的各个组成部分的建设内容及技术思路进行规划性说明。41 IT基础设施为“软件构件资源云”提供基础设施服务。利用国内已建成的云计算中心或通过云计算的虚拟化技术整合相关IT公共服务机构(如各地软件同区的IT公共基础设施)的优势网络和软硬件资源作为“软件构件资源云”IT基础设施的服务来源。42软件构件资源、数据中心为运行在“软件构件资源云”上的不同层次的服务(包括公共服务和支撑服务)提供数据资源访问服务，实现软件构件资源的整合、交换与共享。同时，利用云计算平台的资源聚集优势，资源数据中心也可以为用户提供数据存储和灾备服务。按照数据资源库服务对象的不同，主要分为基础数据库、应用数据库和构件资源库三部分。(1)基础数据库：用来存放支撑平台运行的通用框架服务所需的基础数据或元数据信息，如流程管理数据、平台日志数据、内容管理数据、计费管理数据、用户管理数据等一些结构化数据信息。(2)应用，、世务数据库：存放自适应的领域服务构件自身所需的业务数据信息，为软件构件服务自身的运行提供数据支撑。(3)构件资源库：专门存放各类可供复用的软件构件的资源实体，对于一些非结构化的构件实体，可以利用先进的对象存储技术进行切割保存。构件从使用方式的角度可以分为“代码型构件”和“服务型构件” 一。“代码型构件”专指构件使用者直接将构件的软件代码嵌入到最终用户使用的应用系统中；“服务型构件”则是指构件使用者通过访问构件接口进行交互通信，将与构件交互产生的计算结果输出到用户使用的应用系统中，这类构件本身通常也可以独立为其他系统提供服务。构件资源库为软件服务的按需组合、快速交付提供数据支撑。4. 3软件构件资源服务支撑平台为“软件构件资源云”提供通用、共性、基础性平台服务，保证“软件构件资源云”的灵活性、可扩展性以及可持续性，为各类用户提供完备的公共技术支撑，主要如服务资源整合、通信协作支撑、网站内容管理、统一身份认证、服务运营支撑等。同时，软件构件资源云服务支撑平台根据用户在线开发的需要，为用户提供开发平台框架等PAAS服务，如领域研发支撑框架，研发支撑框架作为一种领域工程产品不仅实现了自身的复用，更为用户组装利用可复用软件构件提供了参考架构和开发环境。通过PAAS服务，用户可以完全在“软件构件资源云”平台上开发完整的领域应用系统，并实现快速交付。(1)服务资源整合：为“软件构件资源云”整合接人各类教育软件提供支撑，包括资源创建、服务接人、服务整合、服务发布管理等功能。(2)通信协作支撑：主要利用工作流服务和通信(邮件、短信、即时通讯等)服务，为“软件构件资源云”上的服务资源和终端用户提供业务流转、协同办公、互动交流等服务支撑。(3)网站内容管理：提供门户网站的构建，实现栏目的划分、栏目内容的发布、编辑等综合管理功能，为用户自定义个性化服务门户提供支撑。(4)统一身份认证：提供统一用户管理、组织结构管理、统一用户鉴权等功能，为“软件构件资源云”实现用户单点登录、一站式服务提供支撑。(5)服务运营支撑：提供ISV管理、业务受理、订单计费管理、统计分析管理、呼叫中心等功能，为“软件构件资源云”的运营管理提供支撑。(6)领域研发(应用)支撑框架。以领域模型和领域架构为依据，提供领域应用系统所能运行的基础应用开发环境，可视作领域应用系统的参考原型。领域研发支撑框架提供了领域软件构件组装和数据交换的标准接口，以领域研发支撑框架为基础，根据最终用户的个性化需求，可以实现快速的构件化开发与交付。44面向领域的软件构件资源公共服务平台面向领域的软件构件资源公共服务平台是一个SAAS服务平台，面向终端用户提供软件构件资源的服务管理和利用功能。该SAAS平台包括三个服务层次，自上而下依次是门户服务、过程服务和功能服务。其中：(1)门户服务。包括管理门户和公共门户两类。其中，管理门户主要针对机构和个人用户的个性化管理需要，为不同机构和个人用户提供专属软件构件资源的管理与维护服务；公共门户则是面向公众提供各类软件构件资源信息的发布、查询、利用、反馈、在线咨询等公用服务，同时还提供交流社区、论坛、博客、微博等交流互动功能，总之，通过门户服务，为致力于领域研发的软件开发组织和不同行业领域的软件用户机构以及广大的软件资源爱好者提供一个专业、全面的软件构件资源信息服务平台。(2)过程服务。以领域T程和应用工程相结合的双生命周期过程模型(如图4)为指导，从对可复用软件构件资源实施有效利用的角度将软件构件资源服务划分为领域软件规划服务、领域需求分析服务、领域软件设计服务、领域软件实现服务四大类。旨在将领域工程过程产生的软件构件成果应用到实际的领域应用系统开发过程中，并在领域应用系统的开发过程将新需求和构件应用结果通过服务反馈机制反馈给构件资源，使领域构件资源获得持续不断的演进，从而更好服务于软件用户。(3)功能服务。功能服务主要从建立良好的构件资源管理机制(包括收集、利用和反馈)的角度，提供一系列构件资源的收集、利用和反馈服务，主要如资源发布服务、资源分类服务、资源检索统计、构件组装服务、配置管理服务、评估咨询服务、利用反馈服务等。45统一管理中心为“软件构件资源云”的建设和运行提供统一管理，包括统一标准规范管理、统一安全保障服务和统一运维管理。其中：(1)统一标准规范管理。应包括交换规范、构件资源分类规范、构件资源规约、服务接口规范、服务构件接人规范、服务运营规范以及界面设计规范、二次开发规范等标准规范。(2)统一安全保障服务。包括数据安全服务、应用安全服务、网络安全服务、用户授权认证等安全保障服务。(3)统一运维管理。包括数据备份、系统备份、设备管理、机房管理等运维管理服务。5结束语领域工程产生的大量可复用的软件构件资源是支持规模化软件复用的关键软件资产，基于可复用的软件构件资源而进行的构件化应用工程开发是降低软件开发成本、提高软件质量