增量式軟件產(chǎn)品線關鍵技術研究.pdf

1、軟件復用技術已經(jīng)被認同為提高軟件開發(fā)效率和質(zhì)量的有效途徑。近年來，軟件產(chǎn)品線作為一種系統(tǒng)化的軟件復用方式得到了廣泛的關注。軟件產(chǎn)品線著眼于特定領域，將領域共性和可變性構建為領域核心資產(chǎn)，特定的軟件產(chǎn)品以預先規(guī)定的方式基于核心資產(chǎn)開發(fā)，避免了大量的重復勞動，從而提高軟件生產(chǎn)力。
　　 問題空間和解空間的斷層是軟件開發(fā)的一個重要難題，具體到軟件產(chǎn)品線，開發(fā)活動面向一系列的軟件產(chǎn)品集合，需要對產(chǎn)品的共性和可變性進行有效的分析和管理，問

2、題空間的可變性和解空間的復雜組織形式使得斷層問題更為突出。面向特征的軟件產(chǎn)品線工程利用特征作為橋梁連接問題空間和解空間，這種方式在產(chǎn)品線需求分析層取得了良好效果。此外，增量式思想逐漸萌芽，試圖以組合開發(fā)方式提高產(chǎn)品線的敏捷性，克服傳統(tǒng)集成式的封閉性和缺失柔性。結合特征和增量式思想，我們將特征視為增量在產(chǎn)品線需求層的一種具體形式，提出在產(chǎn)品線全生命周期系統(tǒng)化的貫徹增量思想，以增量組合的方式研究產(chǎn)品線技術。
　　 本文對增量式軟件產(chǎn)

3、品線關鍵技術進行了深入的研究，將增量思想系統(tǒng)地推廣到產(chǎn)品線生命周期的各主要階段，試圖從分析到設計再到實現(xiàn)都能貫徹一致的增量組合方式以彌補斷層。從產(chǎn)品線需求分析、產(chǎn)品線體系結構、工件求精和協(xié)同支撐平臺等方面逐步展開研究。本文的研究工作主要包括以下幾個方面：
　　 1)顯式定義了特征模型形式化語義與Alloy規(guī)約。形式化的定義了特征、特征模型、配置、產(chǎn)品和產(chǎn)品線等概念，同時定義了這些概念之間的關聯(lián)與語義約束。為了復用語義和自動化特征

4、模型分析與檢查，將形式化語義編碼為Alloy規(guī)約，利用非專有的工具Alloy Analyzer可以有效的進行自動化模型檢查。嚴格的形式化語義使得特征模型的一致性和有效性得到保證。
　　 2)提出特征增量FI概念.著眼于同一產(chǎn)品線中不同產(chǎn)品之間的宏觀特征差異，增強產(chǎn)品線分析的粒度以及從需求到產(chǎn)品設計的可跟蹤性。詳細分析了組合性、依賴性等特征增量間的依賴關系，同時給出CCS組合原則指導特征增量的選擇并避免沖突。采用基于目標場景的分析

5、方法進行面向特征增量的領域分析，逐步識別出特征等基本單元及特征增量，指導軟件產(chǎn)品線實踐活動。
　　 3)提出體系結構增量層SAIL概念。針對需求概念與實際可變點的尺寸不匹配問題，體系結構增量層以一種增量模塊化的方式對設計知識進行識別、抽象以及結構化。借助范疇論這一數(shù)學工具，定義了增量式產(chǎn)品線體系結構的形式化語義，指明了各種概念的含義以及概念間的語義關聯(lián)。范疇論支持圖形化建模，有利于對體系結構的建模、理解和跟蹤。給出基于角色的派生

6、方式，以角色為中心從產(chǎn)品線體系結構派生出具體產(chǎn)品的體系結構。
　　 4)設計了一致的增量式大規(guī)模產(chǎn)品線工件求精策略。將一個特征對應的所有工件的變更組織成一個工件切片，使得特征和工件的對應關系明確化。當為產(chǎn)品增加新特性或擴大產(chǎn)品線邊界時，可以設計或修改相應的工件切片，將變更限制在一定的范圍內(nèi)，增強了產(chǎn)品線的可理解性和可演化性。給出基于本體的工件元模型，據(jù)此對工件切片中的多種類型的工件采取一致的求精策略，相比傳統(tǒng)的面向?qū)ο蠓绞?，增?/p>

7、組合方式更符合高內(nèi)聚、低耦合原則。
　　 5)設計了支持產(chǎn)品線協(xié)同開發(fā)的CASDE支撐平臺。基于活動理論分析了產(chǎn)品線開發(fā)活動模型，強調(diào)了在開發(fā)活動中協(xié)同的重要性。基于對開發(fā)活動關鍵元素的分析，提出CASDE平臺體系結構。該體系結構以過程為中心，并充分考慮了上下文模型，并具有良好的工具集成性。詳細討論了CASDE對活動理論三層框架的支持?；贑ASDE平臺，設計和開發(fā)了需求建模、體系結構設計、工件求精管理和產(chǎn)品配置管理等工具原型。