（水工结构工程专业论文）组件式项目管理信息系统研究与开发.pdf

摘要 随着项目管理的进一步推广，项目管理的概念已经深入人心。进入2 0 世纪 9 0 年代以来，项目管理应用的范围空前扩大，各行各业以及组织的各个层面都 在使用项目管理，项目管理已经成为实现组织战略目标的有力工具。项目管理在 实际中的应用同时也推动了项目管理信息系统的研究和应用。2 l 世纪是项目林 立的时代，如果说项目管理与运用水平的高低，决定一个国家、地区以及企业的 竞争力与创新力的话，那么项目管理信息系统在项目管理过程中的运用则决定一 个项目的实施效率甚至项目的成败。项目管理信息系统己经在当前的项目管理中 扮演相当重要的角色。 本课题所要研究的组件式项目管理信息系统则是项目管理信息系统在丌发 方式和应用效率上的一次革命和飞跃。利用组件的方式来搭建系统，是当前前沿 和流行的开发方式。组件式开发可以缩短信息系统的开发周期，可以实现信息系 统的重复利用。 本文研究了国内外在组件和项目管理信息系统方面的研究情况，总结了组 件、项目管理和信息系统三方面的基础理论，并在此基础上提出了组件式项目管 理信息系统的双模式设计模型。本文着重在项目管理9 大知识体系模式下设计了 组件式项目管理信息系统的各个子系统及其功能组件，并在项目管理4 大过程模 式下将组件进行重组，最后两个模式整合成一个完整的系统，文章对系统数据库 进行了分析并设计了部分数据表以作示例。文章洋细分析了项目管理信息系统的 组件划分原则、组件划分类别、组件划分方法等，介绍了组件所能实现的功能以 及组件之间的相互关系，并就人力资源管理系统做了组件的详细设计。 本文理论与实际相结合，有很强的可操作性和现实意义，对管理信息系统组 件式开发有一定借鉴意义。本课题的研究结果可以用于程序丌发。 关键词项目管理；组件；信息系统 a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p i n go fp r o j e c tm a n a g e m e n t ，t h ep r o j e c tm a i l a g e m e n tc o n c e p t s b c c o m ep r e v a l e n c e s i et h e9 0 si n2 0 t hc e n t u r y ，w i t h h eu n p r e c e d e n t e d 蹦p a n s i o n o ft h es c o p eo ft h ep r o j e c tm a n a g e m e n t 印p i i c a t i o 如a l m o s ta l lt h eb u s i n e s s e sa n d o 唱a n i z a i i o n sa r eu s i n gt h ep r o j e c tm 鲫a g e m e m p r o j e c tm a n a g e m e n th a sb e c o m ea p o w e r f u l t 0 0 1f o ra c h i e v i n go r g 锄i z a t i o n a ls t r a t e g i cg o a l s t h ea p p l i c a t i o no fp r o j e c t m a n a g e m e n ti np r a c t i c ea i s op r o m d t e st h er e s e a r c ha n da p p l i c a t i o no fm ep r q e c t m a i l a g e m e n ti n f o 舯a t i o ns y s t e m s 2 1s tc e n t u r yi sm ee r ao f m a k i n gm a n yp r o j e c t s i f i ts a y st h a tp r o j e c tm a n a g e m e n ta 1 1 du t i l i z “o nl e 、，e ld e t e n t l i n e sac o u l l t r y sa n d r e g i o n s a n de n t 唧r i s e s c o m p e t i m e n e s sa n dc t e a t i v i t y ，m e n t h eu s eo fp r o j e c t m a t l a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e mi nt h ep r o j e c tm a n a g e m e n tp r o c e s si st h ed e c j s i d n f k t o ro fp r o j e c ti m p l e m e n t a t i o ne m c i e n c ya n dp r o j e c ts u c c e s so rd e f e a t p r o j e c t m a n a g e m e n ti n f o r n l a t i o ns y s t e mh a sp l a y e dav e r yi m p o n a n tr o l ei nt h ec u r r e n t 芦f o 廊fm a n a g e m e 玎 i nt h i st o p i cis t u d y 也ec o m p o n e n tp r o j e c tm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m ，a n d 让i s ar e v o i u t i o na l l d1 e 印o ft h ed e v e l o p m e n tm e a n sa n da p p l i c “o ne 瞰c i e n c yo fp r o j e c t m a j l a g e m e n ti n f o n n a t i o ns y s t e m u s i n gc o m p o n e mt ob u i l ds y s t e mi s t h ec u r r e n t f 吣ma 1 1 dp o pd e v e l o p m e mm e a n s i fu s ei t ，t h ei n f 0 肿a t i o ns y s t e md e v e l o p m e n t c y c i ec a i lb es h o r t e n e d ，a n di n f o 咖a t i o ns y s t e mc a i lb er e c y c l e d i nt h et h e s 】sih a v es t u d i e dm a n yi n s t a n c e so fd o m e s t l ca n df o r e i g nc o m p o n e n ta n d p r o j e c tm a n a g e m e n ti n f o 肌a t i o ns y s t e m ，s u m m e du pt h et t l r e ef a c t sb a s i ct h e o r yo f c o m p o n e n t a n d p r o j e c tm a n a g e m e n ta n di n f o r m a t i o ns y s 【e m a n do nt h i sb a s i s ih a v e p r o p o s e dt h ed o u b l e m l o d em o d e lo fc o m p o n e n tp r o j e c tm a l l a g e m e n ti n f o m a t j o n s y s t e mt ob ed e s i g n e d i nt h et h e s i sih a v ed e s i g n e dt h ev a r i o u ss u b s y s t e m sa 1 1 d c o m p o n e mf h n c t i o n so fc o m p o n e mp r o j e c tm a i l a g e m e n ti n f o n l l a t i o ns y s t e mw h i c hi s i nt h en i n em a j o rp r 西e c tm a n a g e m e n tb o d yo fk n o w i o d g em o d e l ，a n dw h i c hh a sb e e n r e s t n 】c t u f e di nt h ef o u rm a j o rp r o c e s so fp r o j e c tm a n a g e m e n tm o d e l ，a tl a s tt w o m o d e l sa r ei n t e 铲a t e di n t oac o m p l e t es y s t e m ih a v ei n t r o d u c e dt h ed a t a b a s ed e s i g n a n dd e s i g n e dp a r to ft h ed a t at a b l ef o re x a m p l e a n di nt h et h e s i 5ih a v ea n a l y z e dt h e p r i n c i p l eo ft h ec o m p o n e n td i v i s i o n ，t h ec l a s s i f i c a t i o no ft h ec o m p o n e n td i v i s i o na n d m em e m o do fo ft h cc o m p o n e n td i v i s i o n ih a v er e c o m m e n d e dt h ec o m p o n 锄t a b s t r a c t 触l c t i o n sa i l dt h e i m e r a c t i o nb e t w e e nc o m p o n e n t si nd e t a i l ih a v ed e s i g n e dt h e e o m p o n e n t so f h u m a n r e s o u r c e sm a n a g e m e n ts y s t e mi nd e t a i l t h i st 1 1 e s i sc o m b i n e st h et h e o r ya n dt h ep m c t i c e i th a sas t r o n go p e r a t i o n a la n d p r a c t i c a ls i 印m c a n c e ，a f l d “c a nb eu s e df o rr e i h e n c et om ec o m p o n e n td e v e l o p m e n t o fm a n a g e m e n ti n f o r n l a t i o ns y s t e m t h er e s u l t so ft h es t u d yc a nb eu s e df o rt h e d e v e l o p m e mp m c e s s k e y w o r d sp r o j e c tm a n a g e m e n t ；c o m p o n e n t ； i n f o r r n a t i o ns y s t e m ，i v - 独创性蔗明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含 其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含未获得北京工业大学或其它教 育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所傲的任 何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名：丕啦日期：出 关于论文使用授权的说明 本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有 权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的部分 或全部内容，可以采用影印、索引或其他手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 第1 章绪论 1 1 选题理由及研究意义 项目管珲是近年来国际：兴起的一fj 新兴专业学科和技术。随着项i = 1 ，尤其 是较大型项目的启动、规划、实旌等项闩生命周期的展开，与项目有犬的合同、 图纸、报告、文什、照片、音像、模型等各种各类纸介质和非纸介质信息会层出 不穷地产生，对项目信息的管理变得越来越重要。项目信息化管理的效率利成本 将直接影响项目管理其他环节的工作效率、质量和成本。 信息处理始终贯穿着项目管理的全过程。如何高效、有序、规范地对项目全 过程的纸介质信息资源进行管理，是现代项目管理的重要环节。随着互联网 i n t e r n e t 、多媒体数据库( m m 明) 及电子商务( e c ) 等以计算机和通信技术为核 心的现代信息管理科技的迅猛发展，又为项目( 特别是大型建没工程项目) 管理 信息系统的规划、设计和实施提供了全新的信息管理理念、技术支撑平台和全面 解决方案。由此项目管理信息系统的全新概念孕育而生。 项目管理信息系统是一种基于计算机技术而进行的项目管理系统。它能够帮 助进行费用估算，并收集相关信息来训算挣得值和绘制s 曲线，能够进行复杂的 时间和资源调度，还能够帮助进行风险分析和形成适宜的不可预见费用计划等 等。例如，项目计划图表( p e r t 图、h 特图) 的绘制，项目关键路径的计算、 项目成本的核算、项目计划的调整、资源平衡计划的制定与调整以及动态控制等 都可以借助于项目管理信息系统。项目管理信息系统的出现有效的解决了项目生 命周期中的沟通问题、数据收集问题以及项目文档管理问题等难题。 然而，衡量一个系统是否成功的重要标忐是看它是否遵循了现代信息工程的 理论方法，是否体现了以数据为中心的原则。应用是多变的，信息系统开发应该 面向数据，而不是面向具体的应用处理过程。也就足酏，一个企业所丌发的信息 系统，如果能做到不因组织机构、人事“改朝换代”而使应用发生实质变化，则 这个信息系统就是成功的。目前，国内外企业开发的信息系统生命周期很短，原 因之一就在于此。 在国内，企业项目管理信息系统的开发一般针对性较强，表现出局限性和时 效性，企业的管理信息系统丌发缺乏持久性。我国企q k 开发的信息系统大都是先 有项目后有系统，系统跟着项目走，而且大都集中在质量管理、进度管理、成本 管理= 大管理方而，系统外发费用高、周期长，更重要的是项目结束后系统生命 周剃也宣告结束，造成了很人的资源浪费。管理信息系统没有很强的牛命力和广 泛的适应力；系统涵盖范围小，专业性强，不适应信息系统的推广应用。 本课题所研究的组件式项目管理信息系统是用当前很前沿的组件方式来开 本课题所研究的组件式项日管理信息系统是刖当| i 很前沿的组件方式柬开 北京工业大学r 学倾1 学位论文 发项目管理信息系统。将项目生命周期管理过程中的各个方面、各种模块、各项 功能集成为独立的组件，在此基础上构筑完整的项目管理信息系统。组件式项目 管理信息系统用组件的方式架构信息系统，利用组件的互操作性、即插即用性、 可重用性以及可无缝集成等特性，可以使系统具备很强的适应能力，应用范围更 广，适用于各种项目的管理；系统具备很强的生命力，可以不受项目生命期限制； 系统开发周期缩短，节省了资源，系统开发变得方便快捷。 组件式项目管理信息系统的开发和研究的选题符合项目管理信息系统的应 用需求和发展趋势，有很强的适用性和实用性，有很高的研究价值。 1 2 国内外研究现状分析 1 2 1 项目管理领域 现代项目管理的概念起源于美国上个世纪5 0 年代后期。现代项目管理科学 是在“计划评审技术”和“关键路径法”两项技术的基础上迅速发展起来的。2 0 世纪6 0 年代初，在著名数学家华罗庚教授倡导下引入我国，当时将这种方法命 名为“统筹法”。 所谓项目管理就是以项目为对象的系统管理方法，通过一个临时性的专门的 柔性组织，对项目进行高效率的计划、组织、指导、控制，以实现项目全过程的 动态管理和项目目标的综合协调与优化“1 。 早期的项目管理主要关注的是成本、进度( 时间) ，后来又扩展到质量。最 近十几年间，项目管理逐渐发展成为一个涵盖9 大知识体系、5 个具体过程的单 独的学科分支。9 大知识体系包括：整体管理、范围管理、时间管理、成本管理、 人力资源管理、风险管理、质量管理、采购管理、沟通管理o3 。5 个过程是：项 目启动、项目计划、项目执行、项目控制和项目收尾”1 。另外，项目管理生命周 期可分为4 个阶段，分别是启动阶段、计划阶段、实旋阶段、收尾阶段。1 。 1 2 2 组件技术及其应用情况 组件技术是继面向对象技术之后发展起来的一种新的软件工程技术，是面向 对象技术的延伸。基于组件的系统模型仍然是一种面向对象的结构，但系统中的 对象是按照规范设计的模块，这些定义良好的软件模块( 称为组件c o m p o n e m ) 在系统中共存，并且充分地相互作用。按照这种结构，可以将若干组件组合起来， 以建立更大和更复杂的系统。 近年来对基于组件的软件开发方法的研究已经取得了不少成果，在国内外许 多大规模分布式应用系统中得到应用和实践。在组件和组件库的标准化方面，在 美园军方和政府资助的项目中，已经建立了若干组件库系统，如c a i d s 、a s s e t 、 2 第l 章绪论 d s r s 等。由d a r p a 发起，由美国军方、s e i 和m i t r e 支持的s t a r s 项目在 此基础上考虑了开放体系结构的组件库之间共享资源和无缝互操作和问题，提交 了a l o a f 的组件库框架。可复用库互操作组织r i g 开发的包括b i d m 和u d m ， 定义了实现互操作、复用库交换组件时所需的数据模型。北大西洋组织n a r 0 制定了一组关于软件组件复用的标准，包括“可复用组件丌发标准”、“可复用软 件组件库管理标准”等。在组件的实现、组合技术方面，c o r b a 、j 2 e e 、n e t 等各种规范和技术对基于组件的软件丌发提供了有力的支持。在国内，青鸟工程 是基于组件的软件开发领域中具有代表性的研究。 1 2 3 项目管理信息系统国内外研究现状分析 项目管理信息系统经历了从无到有的发展，但总的来说还不是很成熟。近几 年来商品化的项目管理软件大量涌现出来，他们可以用于整个项目管理过程的各 个活动，帮助用户制定任务、管理资源、进行成本预算、跟踪项目进度等，功能 越来越强。并提供了便于操作的图形界面。目前，市场上大约有上百种项目管理 软件工具。 经过近2 0 年的发展，目前国外项目管理软件主要有： ( 1 ) m i c r o s o rp r o j e c t 。其最新版本为2 0 0 2 版，是由微软公司研发一个功 能强大而灵活的项目管理工具。 ( 2 ) p r i m a v e r ap r q j e c tp l a l l n e r ，简称p 3 ，该软件为美国p r i m a v e r a 公司的产 品，是国际上作为流行的高档项目管理软件之一，已成为项目管理的行业标准。 ( 3 ) s u r e t r a k p r o j e c t m a l l a g e r 。该软件也是p r i m a v e r a 公司的产品，主要是 为中小型项目的管理开发的。 ( 4 ) c a s u p e r p r o i e c t 。该软件为c o m p u t e r a s s o c i a t e si n t e m a t i o n a l 公司的产 品，适合于多种平台应用。 ( 5 ) p r o j e c tm a l l a g e m e n tw o r k b e n c h ( p m w ) 。p m w 项目管理软件是应用商 业技术公司( a b t ) 的产品，该软件可以管理复杂的项目。 ( 6 ) p r o j e c ts c h e d u l e r 。p r o i e c ts c h e d u l e r 是s c i t o r 公司的产品，它是一个广 受欢迎的项目管理软件，提供了风格独特的功能，并且方便易用。 ( 7 ) t i m e l i n e 。该软件为s y m a n t e c 公司的产品，是一款有经验项目管理经 理的首选软件。1 。 与此同时，国内许多院校和科研单位也开发了很多项目管理软件。但由于受 实际情况影响，国内项目管理软件发展十分缓慢。目前国内的项目管理软件主要 有： ( 1 ) 建筑通用软件系列标书快速制作与管理软件 ( 2 ) 建筑通用软件系列二一监理表格快速制作与管理 北京工业人学工学f ：| 十学位论义 ( 3 ) 梦龙智能项目管理系统p e r t ( 4 ) 清华斯维尔软件 ( 5 ) 施工项目管理软件集成系统“1 在组件式项目管理信息系统研究领域，国内外的开发研究还很少，以上所述 的项目管理软件仅仅是项目管理的某个或某些功能的软件化、信息化，不能称作 是项目管理信息系统。至于组件式开发则更少，现在有的系统只是部分的组件式 开发，如国外的m i c r o s o r p r o j e c t 2 0 0 0 等，国内有梦龙智能项目管理系统p e n 等。 此外在国内外地理信息系统开发中也已经应用了很多组件，还出现了组件式地理 信息系统的研究。 1 3 论文研究内容 本文用组件的方式把项目管理信息系统各个模块、各项功能集成到相对独立 的组件里，从而构建全组件式的项目管理信息系统。本文的研究内容如下。 ( 1 ) 本文所设计项目管理信息系统为单系统双模式项目管理信息系统模型。 单系统是指在项目管理信息系统一个系统内，双模式是指按照项目管理9 大体系 和项目管理4 个阶段分别构建系统。 ( 2 ) 本文在项目管理9 大知识体系模式下将项目管理信息系统各种功能以 及各个模块细分为各种组件，包括系统级业务组件、业务组件和分布式组件等， 并设计组件和接口。对项目管理信息系统的数据库进行了规则定义和部分事例设 计。 ( 3 ) 对人力资源管理系统进行了详细的组件设计，包括系统级组件、业务 组件、分布式组件。制定了项目管理信息系统的组件编号规则并对粗粒度组件( 系 统级组件) 作了编号。 1 4 本章小结 本章为论文第l 章，是提出问题部分，着重论述了选题的意义和国内外研究 现状，同时对论文研究内容和论文写作架构作了简要的说明。 组件式项目管理信息系统是用全新的组件方式构建项目管理信息系统。用组 件的方式编写软件是今后软件发展的趋势，项目管理信息系统当然也不例外。本 文所作研究有一定的应用价值，可以付诸实施。 ，4 第2 章组件理论基础 第2 章组件理论基础 2 1 组件基本概念 关于软件组件的定义比较多，目前还没有一个公认的标准定义，但是我们可 以这样理解：组件也称构件，是指以重用为目的而开发的具有特定的功能，与开 发语言无关的，并且具有一定的独立性的，可以明确辨识和管理，能够独立工作 或同其它构件组合起来协调工作的软件模块”3 。它具有如下特点： ( 1 ) 即插即用：组件可以方便地集成于系统中，不用修改代码，也不用重 新编译。 ( 2 ) 以接口为核心：组件的接口和实现是分离的，组件通过接口实现与其 他组件或系统的交互，组件的具体实现被封装在内部，组装者只关心接口，不必 知道实现细节。 ( 3 ) 标准化：组件的接口必须严格地标准化，这是组件技术成熟的标志之 一。目前主要的标准有m i c m s o r 的c o m d c o m c o m + ，j a v a 的j a v ab e a n s 和 e j b ，o m g 组织的c 0 r b a 。 ( 4 ) 组件的来源广阔：大量成熟的组件可以通过市场购买可以从互联网上 免费下载，可以从自己现有的组件库中获得，也可以重新开发设计等等。同时市 场的竞争机制还可以促进组件生产质量的提高、种类的增加和价格的降低”1 。 组件在功能上是离散的、被精确定义的：组件对自身拥有的方法都提供标准 而清晰的接口；组件既可以单独使用，也可以与其他组件一起组装成一个完整的 应用系统，因此，它不同于“对象”或“类”，相比之下，组件具有更高的适用 度，更灵活的产生方式，也更容易理解和分发。 组件是包含可以更改的数据形式的代码的对象，是可用代码的封装，这些代 码可以用来执行应用程序的一些功能，如从数据库中检索某些信息等功能。现在 人们常说的c 0 m ，即组件对象模型( c o m p o n e n to b j e c tm o d e l ) ，是由微软开发 的可以在w i n d o w s 平台上执行的对象模型，c 0 m 定义了组件之间的交互能力。 为c o m 编写的组件可以重复使用，并不依赖于编写所用的语言，也就是说，一 个组件可以用任何语言来编写，总之，只要遵守c o m 规范就可以了。 2 2 基于组件的开发 2 2 1 基于组件开发的概念 北京工业大学丁学硕l 学位论文 基于组件的开发是一种软件开发方法，采用这种方法开发生命周期中的所有 问题和阶段，包括需求分毒斥、体系结构、设计、构建、测试、部署、支持技术基 础设施和项目管理，都是基于组件进行的”3 。 定义明确的指出了基于组件的软件开发都是以组件为中心进行的。无论是使 用已有的商业组件进行组装，还是重新开发新的组件系统，基于组件的系统开发 方法都会提供很大的便利。 2 2 2 基于组件开发的可行性 基于组件的开发是各种开发实践发展的一个新高度，包括基于模型的开发、 面相对象开发、复用技术等，这些都是在过去2 0 年间发展起来的。这些开发方 法在应用中暴露出的各种问题，为基于组件的开发方法的产生提供了可能。 2 2 2 。l 外部环境 当前，任何一个软件系统都从头丌发的年代已经过去了。我们现在必须把已 有的各种软件系统、新出现的软件、软件的某些部分放在一起来考虑从而得到一 个相对完备的软件开发环境。当今，在软件开发工作中软件集成已经成为首要考 虑的问题，这就为基于组件的开发提供了良好的外部条件。 2 2 2 2 软件集成 当我们考虑进行软件集成时，应该明白软件所要集成的单元应该比传统系统 中的单元更小，但是比用面相对象开发的类要大一些。细粒度组件的大小是介于 传统单元和类之间的，基于组件的开发则很自然的成为软件集成的首选方法。 2 2 2 3 创建组件 组件的创建需要考虑诸多的问题，如组件的大小、范围的划分、组件类型的 选择、组件的架构和接口的设计管理等，这就需要有一套规范的指南来指导和约 束组件的设计。基于组件的开发在现有几种组件规范( c o r b a 、j a v a b e a n s 规范 和c o m 规范，详见2 3 - 2 节) 的基础上可以顺利地解决这些问题，实现系统的 设计和开发。随着组件规范的不断完善，组件式系统开发会变得更方便快捷。 2 。2 3 基于组件开发的优点 2 2 1 3 ，1 在以往成果的基础上构建 基于组件的丌发是一种关于软件制造的非常综合的方法，它涵盖了软件丌发 的所有方面，从构思和构建单个软件组件，到把组件组装成为完整的系统。基于 组件的开发是在过去所有成功的技术、原则和实践上构建的，从而产生了新的软 6 一 第2 章组件理论基础 件开发的理论和实践。基于组件的开发包含以往各种技术的优点并有创新和突 破。 2 2 3 2 可以控制开发的复杂性 当前，很多采用基于组件的开发方法开发软件的公司主要在软件丌发中结合 自己的以体系结构和重用为中心的方法，使用基于组件的开发方法作为把握项目 复杂性和风险的一种途径。在不久的将来，基于组件的开发方法将被用来控制通 过组件组装系统所固有的复杂性，而不是用来构建系统。 2 2 3 3 可以改变信息系统的本质 基于组件的开发使软件性质发生了根本的变化，甚至完全改变了应用程序的 定义。组件在运行时的高可视性影响了系统的构建、组装、部署、测试、改进、 市场推广和软件销售的方式。基于组件的开发方法不仅是一种丌发方法，而且是 一种部署方法，所带来的是市场推销和购买软件解决方案的新方式。 2 2 3 4 能够控制组件部署的复杂性 基于组件开发的系统是围绕组件柬组织整个丌发过程，这是降低所有丌发阶 段复杂性和开发成本的有力手段。传统方法构建的系统中，通常某一部分一。个小 的修改就会影响整个的正常运行，整个应用程序都要重新布置。然而基于组件的 开发方法，同样的某一部分一个小的修改通常只影响所需的组件，只需重新布置 那个受影响的组件。这就非常有利于大型系统的开发。 2 2 3 5 组件开发涵盖整个软件开发周期 基于组件的开发涵盖了整个软件开发生命周期。基于组件的开发理论介绍了 完整的软件生命周期。不仅包含组件的设计和建模，还包含组件的维护、部署和 定制，以组件为中心的开发方法影响和简化了整个软件开发过程。 2 2 3 6 可以缩短软件开发周期 基于组件的开发会大大的缩短软件的开发周期，缩短了软件投放市场的时 间。基于组件的开发可以通过现有的组件组装新的系统，大大的缩短开发时间， 为企业争取更多的时间创造更多的利润”1 。 2 2 4 不适用基于组件开发的情形 基于组件的丌发不是对所有软件开发都适用，以下情况就不需要基于组件来 开发软件。 2 2 4 1 软件不会发生大的改变或使用率很低 北京工业大学工学硕十学位论文 应用软件的某些部分可能相当稳定，使用频繁但是很少需要改动。这种情况 就没有理由修改软件使其组件化。另外，软件只是偶然使用，很少需要改动，这 样组件的投资回报率就会很低，不值得去组件化。 2 2 4 2 创业公司负担不起组件式开发 高科技领域的创业公司如果有充足的资金，可以应用组件式开发的灵活性和 适应性来开发具有竞争优势的组件式软件，其他的一般的创业公司则不太会把这 一点放在较高的优先级别上。 2 2 4 3 企业没有进行组件开发的人才 基于组件的开发要求较成熟的开发人员，他们能够在同一团队中相互配合， 使用标准的开发方法。尤其重要的是基于组件的开发以来团队中的某些关键人 物，他们可以看到基于组件开发的f i 景，在企业中有领导能力和信誉，可以组织 和实现这种前景，如果没有这种人才基于组件的开发是很难成功的。 2 2 5 基于组件开发的局限性 2 2 5 1 基于组件的开发还没有形成统一的标准 基于组件的开发没有形成统一的标准。业界对如何把一个特定业务分割成组 件没有达成共识，还没有达到标准化的水平。这样当把购买的组件插入到一个一 致的应用中的时候，就可能出现不能很好的兼容的问题。 2 2 5 2 组件的划分还存在问题 如果我们定义了一组组件，于是就定义了如何来分解一个问题空间，这对一 个问题空间来说是可能的，但是对多个问题空间来说就有难度了，每个情况下对 问题空间的分界稍有不同就会产生很多复杂的问题。 2 2 5 - 3 基于组件的开发还处于发展的初级阶段 基于组件的开发还处于早期阶段，也就是说还没有形成一致的标准，所以我 们就不能以一致的方式处理业务。另外，当前可以使用的组件技术也处于开发的 初级阶段，可以购买的组件也很少。所有这些因素使得基于组件的开发的推广变 得很困难。如果标准和技术更成熟的话，如果组件市场发育良好的话情况会变得 好的多。 2 3 组件技术方法及体系 2 3 1 组件粒度层次 8 第2 章组件理论基础 组件的核心结构概念为组件粒度层次，不同的粒度对用的组件种类有不同的 特征。组件按照粒度由小到大依次为：分布式组件、业务组件、业务组件系统， 组件分类如图2 1 。 例2 1 组件分类 f i g u r e2 1c o m p o n e n ts o n s 2 3 1 1 分布式组件 这是粒度最低的组件。分布式组件( d c ) 是能够作为可插入运行时组件执 行环境的二进制组件部署的自治软件工作产品的一种设计模式”。这种设计模式 的目标是支持大规模分布式系统的高生产率开发，一般通过商品化组件实现技术 实现。这种组件具有行业一般组件概念上的具体形式，比如分布式组件可以实现 为一个e j b 组件、c o r b a 组件、或者c o m 组件。分布式组件具有定义完备的 构建接口和运行接口、可以独立的插入运行环境、可以通过网络寻址( 即可以在 运行时通过网络进行寻址) 。分布式组件一般采用面向对象技术构建，具有特定 的体系结构、设计和实现模式。 一分布式组件接口 采购单分布式组 j 图2 2 分布式组件 f i g u r e2 - 2d i s t r j b u t e dc o m p o n e n t 2 3 1 2 业务组件 业务组件通常由一个或多个分布式组件构成，合在一起解决业务组件所要求 的各种分布问题“。换言之，业务组件是可以在两台或更多台计算机上部署的单 一工作。业务组件是自包含的软件结构，具有已定义的用法和运行时接口，可以 北京t 业人学工学硕士学位论文 自治的部署，并且采用预先知道的特定组件插座构建。 一 影! 歹一 幽2 0 业务组件 f i g u r e2 3o p e r a t i o nc o m p o n e n t 2 3 1 t 3 业务组件系统 业务组件系统就是业务组件构成的系统。当业务组件系统经过分装，具有清 晰的设计接口，使系统能够作为一个整体被当作黑盒来处理时，业务组件系统本 身就变成一个组件。业务组件系统是粒度最大的组件，这种形式的业务组件系统 可以称作系统级组件。 例2 - 4 业务组件。系统 f i g u r e2 4o p e r a t i o nc o m p o n e n ts y s t e m 2 。3 。1 4 业务组件分类 业务组件可以分为三大类，分别是过程业务组件、实用业务组件和实体业务 组件“。 过程业务组件，该组件表示一种业务过程或业务活动，在一般情况下，这些 组件直接执行或支持用户执行某种特定的业务。如前所述业务组件系统中的物资 管理组件。 实用业务组件，该组件表示被很多不同业务组件系统广泛需要，但不是过程 所依赖的主要实体的一种支持组件。如前所述业务组件系统中的地址簿组件。 实体业务组件，该组件表示一种业务过程在其上进行操作，并提供支持这种 过程和其他业务使用( 管理、维护、分组、选择等) 的服务的主要业务概念。如 第2 章组件理论基础 前所述业务组件系统中的供货商选择组件。 2 3 2 组件规范及适用范围 目前，组件技术领域广泛应用的技术规范主要有三种：管理组织( o m g ， o b j e c tm a n a g e m e n tg m u p ) 的c o i 国a ( c o m m o no b j e c tr e q u e s tb r e a k e r m c l l i t e c t u r e ，公共对象请求中介体系结构) 规范、s u n 公司的( e n t e r d r i s e ) j a v a b e a l l s 规范、m i c r o s o r 的c o m d c o m c o m + ( c o m p o n e n to b j e c tm o d e l ，组件对象模 型) 规范“。 ( 1 ) c o r b a 规范 c 0 r b a 是对象管理组织在其对象管理机构的基础上，以对象请求代理 ( 0 r b ，0 b j e c tr e q u e s tb m k e r ) 为核心制定的组件标准，它被设计和架构为服 务于用不同程序语言书写、运行于不同平台上的对象系统。c o r b a 的对象模型 支持面向对象的主要特征。对象通过接口且只有通过接口输出其功能，用户也只 有通过接口才能访问对象提供的访问和方法。c o r b a 定义了一个通用的接口定 义语言，允许跨网络的对象交互和方法调用。 ( 2 ) ( e n t e r d r i s e ) j a v a b e a i l s 规范 j a v a b e a n s 是一个可重复使用、可移植的、与平台无关的j a v a 组件模型，它 通过内部的接口访问，而不是通过i d l 语言实现，适用于用户机或服务器上运 行的j a v a 程序。 ( 3 ) c o m d c o m c o m + 规范 c o m ( c o m p o n e mo b j e c tm o d e l ) 是一个关于如何建立组件和通过组件构建 应用程序的规范。它所定义的是将一个软件组件或模块与其他组件和模块相连的 二进制标准。通过这个标准，就可以构建一个分布式系统，并设计出可动态交换 和可重用的软件组件，其丌发语言、结构和实现细节都可由程序开发者自行决定。 c o m 组件对象通过定义接口来提供服务，并且采用了接口定义语言来进行 接口的定义。这一点和c o r b a 规范类似。所有的c o m 组件对象都有一个特殊 的接口i u n k n o w n ，其它接口都从这个接口继承。 ( 4 ) 规范适用范围 上述的三种组件规范都有其适用范围。c o r b a 规范适用于构建大规模异构 网络环境下的分布式系统。因为它与语言、操作系统、网络协议无关。j a v a b e a l l s 依赖j a v a 语言和j a v a 虚拟机，适用于基于j a v a 环境的分布式系统。c o m 目前 主要是在w i n d o w s 环境下实现的，所以适用于构建中小型的基于w i n d o w s 平台 的分布式系统。 ( 5 ) 组件规范选择 由上一节介绍可知，c o m 组件规范是基于w i n d o w s 平台的分布式系统，适 北京t 业人学工学烦1 学位论文 用于本系统的开发和研究，故本系统选择c 0 m 规范设计组件。 用c o m 规范设计组件有如下优点： 1 ) c o m 是面向对象的继承，程序开发者将要实现的任务分成若干个c o m 对象，然后对每个对象进行接口设计，只要对象和接口按照c o m 规范实现，c o m 就能保证对象之间的交互性。 2 ) c o m 提供了一种一致性任何一种软件服务都是以一种共同的方式实 现的。 3 ) c 0 m 是语言独立的，c 0 m 对象可以用任何语茸去实现，只要使用的语 言能够支持c o m 所要求的二进制接口，c 0 m 对象的用户也可以用任何语言去 实现，只要所用的语言能够通过这种二进制接口去调用其方法。 4 ) c 0 m 简化软件版本更新，c o m 是通过支持多个接口来实现版本更新的。 所有c o m 对象之间的交互作用都是通过接口来实现的，如果要增加或修改功能， 只要增加新的接口即可“。 2 3 3 组件接口设计 2 3 3 1c o m 对象 c o m 是建立在对象基础之上的，而对象之间的相互作用又是通过对象支持 的接口来进行的。c o m 规定了定义对象的接口的规则，并提供了若干重要的库 程序来支持对象之间的相互作用。接口对c o m 来说是核心的内容。一般面向对 象编程中的对象只支持一个接口，即对象所包含的所有公开方法，而c o m 对象 则通常支持多个接口，并且必须满足c o m 二进制标准。 ( 1 ) 封装性 在c o m 对象中，数据是完全封装在对象内部的，对象的用户是不可见的， 外部不可能直接访问对象的数据属性，因为c o m 对象和用户可能在不同的模块 甚至是不同的进程中或者不同的机器上，因此，用户直接访问c o m 对象的属性 不仅不合理，有时也不太可能。用户要访问c o m 对象的属性可以通过c o m 对 象接口的成员函数来实现。 ( 2 ) 可重用性 可重用性是面向对象系统的重要特性，也是c o m 对象重要特征。c o m 对 象的重用性表现在c o m 对象的包容和聚合，一个c o m 对象a 如果要使用另一 个对象b 的功能，可以通过两种方法来实现：包容和聚合，不管哪种形式，c o m 对象a 可以完全重用对象b 的功能，就如同a 自己实现了对象b 的功能，而目 当对象b 更新版本或者增强了功能时，对象a 自动使用新版本的对象b ，而根 本不用重新编译。因此，c o m 对象的重用是动态的，可以在对象a 和对象b 完 第2 章组件理论基础 全独立的情况下，对象a 重用对象b 的功能。 ( 3 ) 多态性 c o m 对象具有多态性，这种多念性是通过c o m 接口来实现，c o m 规范允 许一个c o m 对象实现多个接口，因此，c o m 对象的多态性可以在每个接口上 得以实现。正是由于c o m 的多态性，才可以用c o m 规范建立插件系统，应用 程序可以用统一的方法处理每一个插件“。 2 3 32c o m 接口 c o m 对象的服务功能是靠调用它支持的接口所含的方法来实现的，然而这 种接口方法的调用并不是直接的，而是通过一个指向接口的指针来实现的，而接 口又是一个指向一个指针数组的指针，这个指针数组包含了给接口所支持的所有 方法。接口的结构可表示如图3 4 。 厂、 ，、 接口指标l-指针 指针数组对象 对象 方法一指标 接口 数据 方法_ 二指标 实现 方法三指标 图2 - 5 接口结构 f l g u r e2 5i n t e r f a c es t r u c t u r e 浚结构即是c o m 所定义的二进制标准。这种结构完全决定于所使用的接口 以及接口被调用的平台，而与实现的接口的语言无关。 一个c o m 对象所支持的接口代表着对象与用户之间的一种合同，对象保证 按照接口的定义来实现其方法，而其用户也必须实现该接口的所有方法，用户一 旦得到该接口的指针，它就可以调用接口的任何一个方法。 ( 1 ) 接口的特点“： 1 ) 接口不是类。一个接口是