基于特征分解模式的软件产品线开发技术-研究

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1、复旦大学硕士毕业论文基于特征分解模式的软件产品线开发技术研究第一章引言1.1研究的目的与意义随着软件应用领域逐步扩大，软件产品的数量也呈现出指数级增长。软件企业在面对不断增长的软件产品规模时，还需要降低软件开发的成本，提高软件产品质量和缩短软件产品的上市时间。首先，众多软件企业逐步认识到相同领域内的产品需求有许多共同之处。所以解决软件规模增长问题的关键是怎样利用这种需求相似的特性。其次，许多软件复用方面的研究和实践表明，相同特定领域内的软件产品比较容易复用。卡耐基梅隆大学的软件工程研究所(CMU-SEI)最先提出软件产品线的概念，他们将软件产品线定义为“共享一组公共受控特征，满足特定市场需

2、要，并且按照预定方式在相关核心资产基础上开发而成的一系列软件系统”「1〕。软件产品线的主要目标是通过复用产品线核心资产实现一系列相似应用产品的开发，从而缩短上市时间、提高开发效率、降低开发成本以及提高产品质量「2〕。分析和设计领域内相似产品的可变性是软件产品线开发的重要步骤。当前，软件产品线的可变性设计在产品线各个阶段都有比较好的支持方法。特征模型在需求层提供了对领域需求共性和可变性的建模方法。许多研究学者在实现层提出了各种面向对象编程(OOP)和面向方面编程(AOP)的可变性实现技术。特征是指软件系统中用户可见的，显著的或具有特色的方面，品质或特性「3口。特征的概念被引入到产品线开发过程

3、之后，基于特征的领域分析技术就成为主流并且得到了广泛应用，基于特征的领域分析与建模技术成为软件产品线开发中较为主流的需求建模方法，为描述产品线共性和可变性及其之间的关系提供了良好的支持。软件产品线的开发过程是循序渐渐的，需求模型(本文用特征模型表示)与实现类层之间保持着对应的关联关系，软件产品线开发往往需要长期演化，有效管理并维护这种关联关系对于应用产品开发以及产品线维护与演化都带来了很大的效益与便利。因此需求到设计和实现的追踪，特别是可变性追踪关系的表示、建立和维护对于软件产品线开发是十分重要的。传统的特征模型通过图形化的方式捕获了软件产品线中的共性与可变性，提出了必选、可选、多选一、多

4、选多四种产品线可变性类型。但并未对如何分析、建模特征之间结构和语义进行阐述。在现有特征模型基础上，系统开发人员进行软件系统的详细设计是十分棘手的工作，难点主要体现在特征之间的结构与语义关系，以及特征的可变性如何映射为合理的系统设计模型这两个方面。复旦大学硕士毕业论文基于特征分解模式的软件产品线开发技术研究在传统的特征模型上，虽然一些研究学者提供了许多实现层次的实现技术，目前的研究存在一些问题:第一，特征之间的层次或依赖关系如何映射为设计模型中元素之间的交互及关联;第二，特征的可变性如何映射为设计模型中的可变性实现方案;第三，特征模型中特征到设计和实现的追踪表示，以及特征模型中可变性的追踪管

5、理，可变性来源与其解决方案的识别问题。第四，面对不断的需求变化时，特征模型增量演化如何在对基础程序影响小的情况下保持与设计实现的一致性。对于以上的问题，本文进行了相对深入的研究，从特征的结构和语义出发，结合特征模型的可变性机制，提出了特征模型分解模式的基本概念，并对特征分解模式进行了详细归类，形成了五种原子的特征分解模式及多种复合的分解模式，从而为特征的结构化及特征之间语义的澄清提供了便利。为了实现从特征分解模式到产品线设计与实现之间的映射，本文还提出了基于特征分解模式的软件产品线参考设计方法。该方法为特征模型中具有不同结构、不同语义的特征分解模式提供参考的详细设计方案，并提出相关聚类准则

6、以支持对应全局特征模型的设计模型优化，最后提出一些演化模式以及这些演化模式下的参考设计与实现以保持特征层与实现层的一致性。本文在结合当前研究成果的基础上，给出初步方法的同时，通过具体产品线实例来验证了方法的有效性。1.2相关工作产品线需求追踪和实现技术是软件产品线领域内的的一个研究热点。在产品线需求追踪方面，文献[4口将追踪分为以下几种，1)从需求出发的后向追踪将需求与需求的源头(其他文档或参与人员)进行关联;2)从需求出发的前向追踪将需求与设计、实现制品进行关联;3)以需求目标的后向追踪将设计与实现制品反过来与需求建立关联;4)以需求为目标的前向追踪将需求之前其他文档与相关需求建立关联。

7、本文的主要研究是第二种追踪，即从需求出发的前向追踪将需求与设计、实现类进行关联。实现技术方面的研究也已经有很多研究学者提出了各种的实现技术和方法，主要包括面向对象编程(OOP)中的继承，重载，参数化，反射，设计模式和面向方面编程(AOP、等技术。文献「5]对基于00P和AOP的产品线实现技术进行研究，并使用产品线实例对文中的方法进行验证，文中的方法提高了产品线系统的可复用性，灵活性，和可配置性，但文章主要局限于一种实现技