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软件重用与提高软件生产率
合肥工业大学 熊云凤
软件生产率是指开发软件的赦率，它是衡量
软件开发水平的一个重要因素。影响软件生产率
的因素是多方面的 ，主要地来说 ，是 否使用 良好
的软件工程设计方法和方便的软件设计工具环
境会对软件生产率产生很大的影响。近几十年
来，软件工程已研究发展了各种各样的软件工程
设计方法及软件设计工具。具体地来说，软件重
用技术对于提高软件生产率 ，提高软件质量和缩
短软件开发周期具有持殊重要的意义 据分析 ，
开发～个 新的应用 系统，4o 至 6O 的代码是
重复以前的成分 ，有的甚至高达 85 。因此，软
件重用将给软件生产带来巨大的经济效益，这种
有效的手段使得生产软件产品与生产硬件产品
一 样，构造一个新的系统时，首先订赡相应的软
件模块 ，然后对其进行适当的组合，而不是每次
都重写每个模块 。8O年代以软件复用为主要 目
的的面向对象技术的出现与成熟 ，软件重用的思
想与技术开始引起人们的重视 。
软件重用包括对以下各种信息的重用：软件
需求说 明、系统 设计、源代码的模块．操作系统
文档、分析数据、测试信息、维护信息数据库以及
软件开发计划和方法学 软件重用实际就是在新
的场合下使用以前得到的概念或对象 ，它贯穿于
需求说 明、设计、编程及测试这一软件开发的整
个生命周期 ，可重用的软件信息可以划分为三个
级别 ：(1)思想的重用包括说明、设计、开发方法
技术等；(2)领域知识重用 ，包括文档、技术手册，
计划参加人员分析数据、测试和维护信息数据库
等；(3)个别部件的重用，包括源代码、子例程、模
块 、操作系统、软件包、编程语言和工具等。
软件重用的方式大体可分为两种。最简单易
行的一种方式是直接组合可再应用的软件单位，
用的最多的是各种程序库和软件库 。另一种方式
是按模式再应用，有如下几种情形：(1，面向问题
编程，用面向问题的语言，或者非常高级程序语
1 }1
言编写程序 ，这样的程序实质上是问题的一种高
级描述 ；(2)程序更换，设计能把一种语言的源程
序变换成另一种语言的程序的源代码变换系统；
(3)程序 系统生成，设计一个根据特定的具体说
明和要求能产生出特定的软件的系统，即程序自
动生成系统，例如，现在的一些程序设计语言提
供的界面生成工具就包含了类似的概念。
在上述提到的软件重用方式 中，使用程序库
或软件库就涉及到一个如何建立以及使用、检索
这些软件库的方法问题。建立一个可重用的软件
库有两种基本方法 ：一是专门建立可重用的软件
库；一是将以前开发的软件分类整理，收集成一
个可重用的软件库 。当重新开发一个应用软件
时，可根据对软件的规格说明和总体设计充分利
用软件库 中的软件模块，以较快的速度，鞍小的
代价开发出新的软件产品。同时，叉可以将新开
发出的可重用的软件模块加入软件库中。
要实现软件部件的重用，最关键的技术就是
如何在软件库中查找所需的软件部件。若要实现
个别部件的重用 ，可按如下的一般算法进行；给
出一套所需部件的功能说明——搜索部件库找
出符合说明的候选部件——如果某个部件符合
全部说明，它就是所求，其中若有多个候选者均
只部分满足说明，则按与需求的匹配程度进行排
序，找出最佳候选 部件进行修改，以使其符合全
部说明，最后将合适的部件有机地组合在一起。
另外，采用软件工厂的方法来实现软件重用。首
先，建立大量的软件部件并培养大批使用和开发
部件的程序员 }其次，把软件开发过程划分为各
个阶段，并将不同防段分配给软件工厂内的不同
机构；最后开发一整套软件工具和标准来支持软
件开发生命周期中的重用。这种方法是将软件的
开发当成工厂生产产品一样 ，采用先进的流水作
业和装配技术，快速高效地生产出软件产品。(下
转第 45页)
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软件重用与提高软件生产率
合ß~工业大学 集云凤 7月/f 15
软件生产率是指开发软件豹效率，它是衡量
软件开发水平的一个重要因素。影响软件生产率
的因素是多方面约，主要地来说，是否使用灵童季
的软件工程设计方法和方便给软件设计工具环
境会对软件生产率产生很大约影响 2 近几十年
来，软件工程已研究发展了各种各样的软件工程
设诗方法及软得设计工具。具体地来说，软件重
用技术对于提高软件生产率，提毫软件质量和缩
短软件开发周期具有待殊重要的意义a 据分析，
开发扫一个新的应用系统.40%至 60%的代码是
重复以前的成分.有的甚至高达 85%0 因此.软
件重m将给软件生产带来巨大的经济效益，这种
有效的手段使得生产软件产品与生产硬件产品
一样，构造一个新约系统时，首先订购柜应能软
件模块，然后对其进行适当的经舍，而不是每次
都重写每个模块。 80 年代以软件复细为主要目
的的面向对象技术的出现与成熟‘软件重用约思
想与技术开始引起人们的重视.
软件重用包活对以下各种信患的重用软件
需求说明电系统设计、源代码的模块油主辜作系统、
文铛、分析数据、测试信息、维护信息数据库以及
软伶开发计划和方法学 b软件重用实际就是在新
的场合下使用以前得到的概念或对象.它贯穿于
需求说明、设计、编程及源试这一软件开发的整
个生命周期，可重用的软件信息可以划分为三个
级别，(1)思想的重用包括说明、设计、开发方法
技术等， (2)领域知识重用.包括文挡、技术手溃，
计划参加人员分析数据、测试和维护信患数据库
等; (3)个jJlJ部件的重题，包括源代码、子倒程、模
块、操作系统、软件包、主章程语言和工具等e
软件重店的方式大体可分为两种思最简单易
行的一种方式是直接结合可再应用的软件单位，
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是按模式再应用，有如下几矜情形=也〕雷同I问题
编程，黑面向问题也语言，或者非常高级程序语
言编写程序理这样豹程序实质上是向题约一种高
级描述丘2)程序更换，设计能把一种语言的源程
序变换成另一种语言的程序的盟军代码变换系统 s
(3)程序系统生成，设计一个根据特定的具体说
明和要求能产生出待定约软件的系统.I!P程序自
动生成系统，例如，现在的一些程序设计语言提
供的界面生成工具草草包含了类似的概念.
在上述提到的软件重用方式中，使用程序库
或软件库就涉及到一个如何建立以及使理、检索
这些软件库的方法院题。建立一个可重用的软件
库有两种基本方法 z一是专门建立丐重用的软件
库吉一是将以前开发约软件分类整理，收集成一
个可重用的软件库 a 当重新开发一个应用软件
对，可根据对软件的规格说明和总体设计充分科
用软件库中的软件模块，以较快约速度，较小的
代价开发出新的软件产品。同时，又可以将新齐
发出的可重用的软件模块加入软件库中 a
要实现软件部件的重用，最关键的技术就是
如何在软件库中查我所霜的软件吉事件，若要实现
于别部怜的重瘤，可按留下的一毅算法进行.绘
出一套所雳部件的功能说明一一搜索部件库找
出符合说明的候选部件一一如果某个曹事件符合
全部说明，它就是所求.其中若有多个候选者均
只部分满足说碗，则按与需求的匹配程度进行排
序.拔出最佳候选部件进行修改，以使其符合全
部说明，最后将合适的部件有机地组合在一起。
另外，采用软件工厂的方法来实现软得重眉目首
先，建立大量的软件部件并培养大批使用和开发
部件的程序员 z其次，把软件开发过程划分为各
个阶段，并将不同防段分配给软件工厂内的不同
机构善最后开发一整套软件工具租标准来支持软
件开发生命周锁中的重用 a这种方法是将软件的
开发当成工厂生产产品一样.采用先进的流水作
业和装配技术.快速离效地生产出软件产品 OC下
特草 45 页}
《安徽电力》1995年增刊
户做出不愿或不能做出的设计决定
· 有优 良的数学形式
软件规格说 明的表示方式有多种：各种表示
方式均有自已的特点和特定的适用范屈 。形式化
软件规格说明和可视软件规格说明是学_术界的
两个十分活跃的领域。
(1)形式化软件规格说 明
形式化软件规格说明有精确定义的语法和
语义．可进行一致性、完整性检查，有利于程序 自
动化生成．很受学术界推崇。目前，已研制出了许
多形式化规格说 明语言。这些形式化规格说 明语
言按语义学方法可分为：
a．面向模型的语言。这类形式化规格说明语
言可根据数学结构描述系统的行为模型。在串行
系统 中有 VDM 语言、z语言 ，在并行和分布式
系统中有 Petri Nets、CCS、CSP
b．面向特性的语言 这类形式化规格说明
语言允许描述系统行为的最小约束，又可分两小
类。
· 公理类语言。用一阶逻辑描述关于抽象数
据类型操作的前后断言，包括 Larch，Anna。
· 代数类语言。基于多分类代数，用代表实
体的等量关系描述系统的行为特征，在串行系统
中包括 Clear，Act 0ne。
在并行和分布式系统中，面向特性的语言有
Temporal Logic，LOTOS 形式化软件规格说明
不能完全代替非形式化的软件规格说明。形式化
软件规格说明与非形式化软件规格说明要互相
补充
45
(2)软件规格说明中的图形 的应用。
在计算机语言中采用图形并非近期的新想
法。可认为图形的文本有着更多的视觉效果，已
用的图形如附表所示。
附衰 软件觏格说明图形
软件定义 总体设计 详细设计
数据流圈(DFD)
结陶化分析便计图[SADT
R—NET图
R—NET圈
HIPO 圈
错樗化分析设计巨(sA ) ~~kson圈
R—NET 图
结构化圈(sth~uTe山 n) Warn[er--orr圈
E— R 圉
Jackson图 Green Print圈
warn ∞r目
4 知识工程对软件规格说明的作用
最高层次的软件规格说明应包括现实世界
实体与活动的信息。可以利用知识获取技术获得
软件规格说明所需篓的知识 ，有人提出领域分析
(domain analysis)的概念以标识，获取和组织应
用领域中对软件规格说明有用的信息．以便在该
领域内开发新系统时重用这些信息。
知识表示 中的许 多模型(如框架，语义网络
等)与软件规格说明(如 SADT图，Jackson图，E
— R图等)有较多的相似之处 ，该技术有助加深
软件规格说明表示方式的理懈。
(收稽 FI期 I995—1O--27)
(上接 第 62页)
检索软件库的方法也是采用软件重用技术
提高软件生产率的重要环节，其效率的高低直接
影响着软件生产率，手工方法是用手工的方法到
软件库 中检索所需的软件模块，然后将所有检索
到的模块组合后 ，进行修改或补充，最后形成新
的软件产品，其效率是很低的；基于数据库的半
自动方法 ，是将软件库中各部件以数据库形式存
于磁盘上，利用数据库系统中方便地快速度的自
动查询功能．以较高速度将所需的软件检索出
来；人工智能方法特别是采用 专家系统技术 ，将
有经验的程序员重用软件的知识整理成一个知
识库 ，在 知识的指导下利用数据库中的软 件部
件，这样可以提高软件重用的自动化程度，加速
软件的生产。
(收稿 日期 1995—10—29)
维普资讯
《安哥童电力辛1995 年增刊
户做出不愿或不能做出部设ìt决定
·有优良的数学形式
软件规格说明的表示方式有多种 ε各种表示
方式均有自己的特点和特定的适用范围 s形式化
软件规格说碗初可视软件魏恪说确是学术界的
两?十分活跃的领域e
(l)形式化软件规格说明
形式化软件规格说明有精确定义的语法和
语义，可进行一致性、完整性检查，有利于程序臼
动化生成，很受学术界推崇。目前，已研豁出了诗
多形式化规格说明语言。这些形式化规格说明语
言按语义学方法可分为 z
a. 面向模型的语言，这类形式也规格说明语
言可根续数学结构撞述系统的行为模型。在串行
系统中有 VDM 语言之语言‘在并行手百分布式
系统中有 Petri Nets 、CCS、CSP.
b. 露向特性的语言，这类形式化魏格说现
语言允许描述系绞行为的最小约束，叉E百分两小
类。
，公理类语言。用一阶逻穗描述关于拮象数
据类型操作的前后断言，包括 Larch • Anna "
·代数类语言。基于多分类代数，用代表实
体的等量关系描述系统的行为待征，在串行系统
中包括 One.
在并行手百分布式系统中，面向辛辛煌的语言有
Temporal Logic , LOTOS.形式化软件规格说明
不能完全代替非形式化的软件规格说明。形式化
软件规格说哥哥与非形式化软件规格说确要互招
补充，
45
(2)软件规格说明中的图形的应用。
在ìt算机语言中采用图形并非近烧的新想
法。可认为图形的文本有着更多的视觉效果，已
用的图形如附表所示 a
附费 软件规格说明图形
软件定义 单悻资it i幸摆设诗
R-NET III
鼓主居流留<DFOl HlPO 国
结费生告斩琵计盟 (SA盯3 Jack50n 国
HIPO 图 R-NET 图
结再 it固(，应t1ur~由n) Warnier-orr æ
结纯的眼诗匡rSADT) E-R 图
Jackson 图 Green Print 国
R-NET 困 W arnLer- orr m
)J-S charr
4 知识工程对软件魏格说明创作用
最高层次的软件统格说明应包括现实世界
实体与活动的信息。可以利用知识获取技术获得
软件规格说明所需要的知识，有人提出领域分析
Cdomain analysls)的概念以标识.获取和组织应
用领域中对软件规楼说明有用自号信息.以便在该
领域内开发新系统时重用这些信息a
知识表示中的许多模型〈如框架，语义网络
等}与软件规格说明 E 主~SADτ 圈，Jackson 图‘E
R (E等)有较多的相似之处，该技术有勤部深
软件规梅说明表示方式的理解。
(!在穰目期 -10-~7、
一…一一一…{上接第 62 页〕
检索软伶库的方法也是采用软件重用技术
提高软件生产率的重要环节.其效率的离低直接
影响着软件生产率.手工方法是用于工的方法~J
软件库中检索所需的软件模块，然后将所有检索
到的模块组合后，遂行修改或补充，最后形成新
的软件产品，其效率是很低的辛基于数据库前半
自动方法，是将软件库中各部件以数据库形式存
于磁盘上，利用数据库系统中方便地快速度的§
动查有功能，以较离速度将所需的软件检索出
来e人工智能方法特别是采用专家系统技术，将
有经验的程序员重用软件的知识整理成一个知
识库，在知识的指导下利用数据库中约软件部
件司这样可以提离软件重用的自动化程度，主Oi主
软件的生产。
t草草稿日期 1四5-ju-29)
