软件总线论文

软件总线框架的研究论文

一．软件总线框架相关概念

首先 介绍什么是模式，即pattern。其实就是解决某一类问题的方法论。你把解决某类问题的方法总结归纳到理论高度，那就是模式。

模式有不同的领域，建筑领域有建筑模式，软件设计领域也有设计模式。当一个领域逐渐成熟的时候，自然会出现很多模式。

再介绍什么是框架，即framework。其实就是某种应用的半成品，就是一组组件，供你选用完成你自己的系统。简单说就是使用别人搭好的舞台，你来做表演。而且，框架一般是成熟的，不断升级的软件。

二．软件总线框架的

正如同软件本身有其要达到的目标一样，架构设计要达到的目标是什么呢？一般而言，软件架构设计要达到如下的目标：

•可靠性（Reliable）。软件系统对于用户的商业经营和管理来说极为重要，因此软件系统必须非常可靠。

•安全行（Secure）。软件系统所承担的交易的商业价值极高，系统的安全性非常重要。

•可扩展性（SCAlable）。软件必须能够在用户的使用率、用户的数目增加很快的情况下，保持合理的性能。只有这样，才能适应用户的市场扩展得可能性。 •可定制化（CuSTomizable）。同样的一套软件，可以根据客户群的不同和市场需求的变化进行调整。

•可扩展性（Extensible）。在新技术出现的时候，一个软件构架系统应当允许导入新技术，从而对现有系统进行功能和性能的扩展

•可维护性（MAIntainable）。软件系统的维护包括两方面，一是排除现有的错误，二是将新的软件需求反映到现有系统中去。一个易于维护的系统可以有效地降低技术支持的花费

•客户体验（Customer Experience）。软件系统必须易于使用。

•市场时机（Time to Market）。软件用户要面临同业竞争，软件提供商也要面临同业竞争。以最快的速度争夺市场先机非常重要。

三．软件总线框架

软件系统发展到今天已经很复杂了，特别是服务器端软件，设计到的知识，内容，问题太多。在某些方面使用别人成熟的框架，就相当于让别人帮你完成一些基础工作，你只需要集中精力完成系统的业务逻辑设计。而且框架一般是成熟，稳健的，他可以处理系统很多细节问题，比如，事物处理，安全性，数据流控制等问题。还有框架一般都经过很多人使用，所以结构很好，所以扩展性也很好，而且它是不断升级的，你可以直接享受别人升级代码带来的好处。

软件总线框架是一个以软件工程为背景发展而来的、多学科交叉的研究领域，起源于某些大型软件公司。其关键技术是结合具体的软件开发环境进行通用软件架构设计，组件的分类和管理，以便于中小软件的开发成本转向软件工业化开发方式。

软件框架模式是一个以软件工程为背景发展而来的、新兴的、多学科交叉的研究领域。基于框架的开发模式是最新的软件开发模式，特点是软件扩展程度高，软件产品开发周期短，开发费用低。

我们知道，软件在各种环境中的适应能力是评价软件的非常重要的方面，而软件扩展技术通过类似于“插卡”的方式来将用户需要的功能添加到程序，通过这种方式来很好的保证的软件产品的适应能力。正因为在软件产品之间充分共享公共的特性，进而充分实现了软件生产的高效率，提高软件项目的成功率。现在人们日益认识到，通过从一些公共的功能组件中来构造相关的产品能够带来显著的提高生产率、客户需求相应能力、产品质量和客户满意度。我国软件行业的现状是以中小软件企业为主，大型软件企业很少。目前我国关于软件总线框架的研究还很少，随着软件开发技术的进步，越来越多的软件公司开始尝试采用软件总线框架的方式开发软件，本项目的建立正是迎合了软件行业的这一发展趋势。

目前主流的信息系统开发技术是Java系列和微软系列，其中Java系列技术应用更加广泛。本项目实现一个基于Java语言的通用的运算框架，采用一致的接口标准，和基本的注册和反射机制，以便只要符合接口标准的组件就可以直接插到程序上与其它组件进行工作，完成各种具体计算任务。本项目通过提供的这种插件管理机制，可以使得符合标准的不同功能的插件协调在一起完成指定功能的任务。随着用户对计算方式的需求的增加，整个系统的功能也会也来越强大，更重要的是为将来的良好的可扩展性和可维护性提供了巨大的支持，达到了软件设计的理想化。

四．当前国内外同类课题研究水平概述

国际上最早研究软件总线框架的是STARS双生命周期模型，两个重叠的生命周期为领域工程和应用工程，每个周期内部都分成分析、设计和实现三个阶段。目前这个方面的研究团队主要是美国卡内基梅隆大学软件工程研究所生产线系统项目组。他们将软件生产线的基本活动分成三个部分：核心资源开发，产品开发和管理。此外还有Fred A. Maymir- Ducharme提出的三个生命周期软件工程模型，David J. Bristow等人提出的双生命周期的改进模型，Mike Stark等人提出的软件生产线开发过程模型等。

国内的软件生产线研究主要是北大的青鸟软件生产线。主要活动包括领域工程、构件管理、应用工程和质量保证等几个方面。

五．研究成果

5.1前期准备

本研究成果是一种结合具体的开发环境建立一个通用的，易于扩展和管理构件插件的总线结构的软件构架，是一种易于扩展的，降低开发费用为目的的最新

软件开发模式。

项目的研究成果是一个基于Java技术的运算器的框架，这个框架可以扩展运算器的功能，满足用户的各种运算需求，避免了重新开发新软件的时间，提高软件系统的可靠性。

项目的研究成果可以用于个人。个人使用这个软件来开发运算插件，插件可以不断集成在现有的框架中，不断丰富软件资产。

前期准备工作。上网查阅资料，去库文件阅读和课题相关的书籍，学习JAVA的反射，XML以及其他知识。

需求分析。再查阅了相关资料，明确了系统的实现方法之后，就开始进行需求分析。需求分析阶段主要明确本系统需要完成的功能。

系统总体设计。总体设计主要设计系统架构和结构，确定各个模块的功能范围，制定插件格式，设计接口等。

详细设计和编码。做完前面的工作之后就开始系统的详细设计和编码。同时查阅相关技术书籍，打通技术关。

系统测试。编码阶段完成单元测试，各个模块完成之后立即进行集成测试，最后进行系统测试。

优化和改进。保证功能无误的前提下，对系统做一些初步的优化和改进。 为了开发出真正满足用户需求的软件产品，首先必须知道用户的需求。对软件需求的深入理解是软件开发工作获得成功的前提条件，不论我们把设计和编码工作做得如何出色，不能满足用户需求的程序只会令用户失望，给开发者带来麻烦。本系统所做的需求分析有：系统环境、所用技术、数据流图、功能结构以及功能分析等。

5.2系统架构示意图

系统设计特点是可扩展性运算，可以根据用户需要，设计插件来满足用户需要，然后利用本系统动态载入类文件，调用方法来完成特定运算的工作。程序涉及到JAVA的反射机制，XML，JAVA的桌面设计，JAVA事件驱动以及异常处理等基本技术。

程序运行后，用户通过管理插件窗口，将自己需要的类文件加载进来，程序将信息写入XML配置文件内，除此之外，还可对方法进行删除等操作。实例化方法窗体对用户选择的方法进行调用来完成用户工作目的，其间用到JAVA的反射机制，包括获取方法，方法介绍，方法使用等。这样就完成了从插件管理到方法调用的整个过程。

系统的架构如下图所示：

图：系统的架构图

5.3系统环境分析

系统采用java平台开发，具体配置如下：

 Java基础运行环境(JVM)：JRE 1.6.0_05

 Java开发包：JDK 1.6.0_05

 Java开发工具： MYEclipse 6.0

 操作系统：Microsoft Windows

MyEclipse是一款十分优秀的开发工具，他集成了诸多eclipse中的功能，比单纯使用eclipse开发要便捷许多。

5.4系统主要模块的功能分析

下面对一些主要功能做些简单分析（含截图）

1插件管理窗口

此处可以对插件内的方法进行整理删除。

此窗体可以管理插件，动态载入插件。

2实例化方法窗口

此窗体可以实例化选中的方法，可以获得方法介绍。

此窗体实例化方法，输入变量给出结果

5.5软件创新点

1.软件可以动态的管理类和方法，在不需重新编译程序的情况下，甚至在不停止程序运行的情况下，可动态加载需要的插件，运用了热拔插的思想，使程序开发、应用更为快速、高效。

2.通过配置文件对插件程序进行管理，便于软件的修改和维护，该插件注册机制有效地对插件进行管理。

六．总结 软件体系结构是构建计算机软件实践的基础。与建筑师设定建筑项目的设计原则和目标，作为绘图员画图的基础一样，一个软件架构师或者系统架构师陈述软件构架以作为满足不同客户需求的实际系统设计方案的基础。 软件构架是一

个容易理解的概念，多数工程师会从直觉上来认识它，但要给出精确的定义很困难。特别是，很难明确地区分设计和构架。

通过此此项目，大概了解了软件总线框架方面的一些基本情况，以后在不断的实践中会更深刻的体会框架模式带给企业的好处。