基于组件的软件开发方法在C3I系统仿真中的应用研究

182 计算机应用研究2004年

基于组件的软件开发方法在CI系统

仿真中的应用研究

舒 振,张耀鸿,罗雪山

(国防科学技术大学管理科学与工程系,湖南长沙410073)

摘 要:介绍了组件化的软件开发方法的有关概念,分析了它的特征,比较了它与面向对象技术的关系,并讨论了将这种组件化的方法运用到C3I系统仿真中,同时建立了一个基于组件的C3I系统仿真环境。关键词:组件;软件开发;C3I系统;仿真环境中图法分类号:TP311.52

文献标识码:A

3

3

文章编号:1001-3695(2004)10-0182-03

ApplicationandResearchofCISystemSimulationUsingtheMethodof

SoftwareDevelopmentBasedonComponent

SHUZhen,ZHANGYao-hong,LUOXue-shan

(Dept.ofManagementScience&Engineering,NationalUniversityofDefenseTechnology,ChangshaHunan410073,China)

Abstract:Firstthispaperintroducetheconceptsandanalyzethecharactersofthemethodofsoftwaredevelopmentbasedoncomponent,comparethismethodwithobjectorientedprogrammingmethod,thendiscussusingthismethodintoC3Isystemsim-ulation,anddevelopacomponentbasedC3Isystemsimulationenvironment.

Keywords:Component;SoftwareDevelopment;C3ISystem;SimulationEnvironment CI系统是一类庞大复杂的系统,包含多种技术因素和不确定性。对于一个大型的C3I系统,究竟如何确定它的需求,如何协调并确定合适的作战技术指标,如何缩短研制周期,如何评估多种可选的系统方案、测试和评价性能指标,如何评估它的作战效能和平时使用效益以及改进已建系统,找出瓶颈,使系统不断进化,这些都是C3I系统设计、开发和建设过程中必须面对的问题,已成为CI系统建设中广为关注的焦点。

仿真技术为这些问题的解决提供了一条可行的途径。在设计、开发CI系统之前,建立一个仿真系统,对于研究CI系统的动态特性,解决系统中的一些关键问题,揭示各种方案的内在能力和薄弱环节,并根据一定的原则和指标选择最优方案,不仅是可行的,也是必要的。现实问题的需求牵引,包括多媒体技术和灵境技术在内的当代技术的推动,都把CI系统仿真提到极其重要的地位。

但是随着被仿真系统的日益复杂性,仿真应用开发的工作量也成倍增加,完全从头开发一个仿真系统的工作效率越来越低,模型与仿真结果的可靠性与准确性也更难以得到保证。在这样的情况下,面向对象的思想已经难以适应这种分布式软件模型,于是组件化设计思想得到了迅速的发展。通过组件化的设计方式,将已有的各种仿真应用组装起来建立大型仿真系统,是克服复杂大型系统仿真面临困难的有效途径。仿真重用对于提高仿真应用开发的效率与质量,有着非常重要的意义。

3

3

3

3

3

件的概念是十分广泛的。但是由于组件自身固有的特性,目前人们对组件这一概念还没有一个统一的定义。下面是关于组件的一些具有代表性的观点:

(1)组件是软件的基本量子。它具有一定的功能,可插用,同时又是可维护的。

(2)组件是软件开发中一个可替换的软件单元,它封装了设计决策,并作为一个大单元的一部分与其他组件组合起来。

(3)组件是具有特定功能的、能够跨越进程的边界,实现网络、语言、应用程序、开发工具和操作系统“即插即用”的独立的对象。

(4)组件是指任何可被分离出来、具有标准化的、可重用的公共接口的软件。

1.2 基本组件开发的概念与特征

[3,4]

基于组件的开发是从第一代(二层)和第二代(三层)的客户/服务器发展起来的,它能改变软件开发过程中的被动局面,可以使通过组件组装成应用程序的梦想成为现实,这将使软件产业发生革命性变化。

基于组件的开发是一种利用可重用的软件组件构建应用程序的技术。这些组件由三部分组成。与结构化软件开发技术相比,基于组件的开发有一些显著的特征:

(1)真正的软件重用和高度的互操作性;(2)接口的可靠性;(3)可扩充服务;

(4)具有强有力的基础设施;(5)具有构建和胶合组件的工具。1.3 组件开发与面向对象的关系[4]

面向对象是在传统开发方法基础上发展而来,具有许多很

1 基于组件的软件开发方法概述

1.1 组件的基本概念

组件不是一个新概念,在许多相对成熟的工程领域中,组收稿日期:2003-06-25;修返日期:2003-11-19

第10期

舒 振等:基于组件的软件开发方法在Cl系统仿真中的应用研究

3

183

好的特性,如信息隐藏使得调用者不需要了解实现细节,而且使得对一个对象内部的修改不会影响其他对象。系统的可维护性很好,易于修改。但是面向对象技术还有许多不足,其中最显著的一点是一个对象若要与另一个对象交互,必须了解另一个对象的标志。而且若一个对象改变了标志,所有显式调用该对象的其他对象都要改变。面向对象的技术在使用对象时,会有数据不一致的副作用,例如A使用对象B,C也使用B,C作用于B的结果导致影响A,反之亦然。

基于组件的设计是在面向对象的软件开发方法的基础上逐渐发展起来的一种新技术。对于基于组件的设计和面向对象技术之间的关系有以下几种观点:

(1)基于组件的设计抽象了许多面向象技术的实现概念,是将面向对象技术应用于系统设计级上的一种自然的延伸。

(2)基于组件的设计是面向对象技术的一个简单化的版本,它注重封装性,但忽略了继承性和多态性。

(3)基于组件的设计是构造系统的体系结构级的方法,并且组件可以采用面向对象的方法很方便地实现组件。

这三种观点各有所长,都不全面,但对我们理解基于组件的设计和面向对象技术之间的关系却很有意义。基于组件的设计和面向对象技术之间的关系如表1所示。

表1 基于组件的设计和面向对象技术之间的关系表

基于组件的设计

面向对象技术

目标应用程序间的更大范围的组件应用程序内的更大行为的重用的重用

基本关系请求/响应的关系行为的继承关系重点组件接口不变

可扩展的类的层次关系

最终目的

应用程序具有定义良好的接口,应用程序通过对象、类的层次关可以很容易地替换其中的组件

系的扩展来改变行为

2 基于组件的C3

I系统仿真环境

2.1 基于组件的开发在C3I系统仿真中的应用

C3I系统具有指挥层次多、频域范围广、系统复杂等特点,对C3I系统的建模和仿真也是一项极为复杂的系统工程。因此在C3I系统建模仿真过程中,应尽可能地利用现有的研究成果,将已有的各种仿真模型组装起来建立仿真系统,是克服复杂大型系统仿真困难的有效途径。

基于组件的开发就是将软件开发看成一个组装过程,其对传统的软件开发产生了重大的影响,大大提高了软件的开发效率,于是我们考虑将组件化的开发方法引入到C3I系统的建模仿真中。

基于组件的C3I系统建模仿真方法可以看成是一个以组装为主的开发过程,即按照C3I系统领域确定系统所需的可复用仿真模型组件,根据仿真系统的特殊要求对构架和组件进行特化,并开发系统的专用组件,然后将领域构架、领域组件和系统专用组件组装成一个完整的系统。其中,仿真领域分析通过收集C3I系统仿真领域的相关领域知识、领域专家经验和现有系统的技术资料,产生领域构架和对该领域可复用仿真组件的需求;仿真组件开发实现可复用的仿真模型组件的开发;仿真组件测试对开发的仿真模型组件进行功能测试;仿真组件提交根据一定的检验标准和管理制度,把可复用组 …… 此处隐藏：3277字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……