计算机软件组件技术的发展

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1、,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,组件技术,计算机科学的本质,计算机的定义,冯-诺伊曼定义：,define a computer as a device that accepts data,processes data,stores data,and produces output.,指令流处理方式,本质：,动态 计算,静态 存储,软件领域的发展,程序设计方法的发展,软件需求的变化,软件环境的变化,软件开发模式的变化,程序设计方法的发展,功能分解法,计算任务,结构化程序设计,以数据为中心,面向对象程序设计,以对象为中心,组件程序设计,以组

2、件为中心,综,合,使,用,软件需求的变化,计算,实用,管理,(,MIS),分布式系统,软件环境的变化,单任务,多任务,文字界面,图形界面,单线程,多线程,平台相关,跨平台,单机,(,本地,),网络,(,分布式,),单一语言,多种语言,软件开发模式,机器码,高级语言,和脚本代码,OS+Compiler+Editor,OS+Compilers+,IDEs,+Libraries+Wizards,+Components,+other,inforstructures,+,经验,发展变化的结果,软件学科的形成,不变因素：,计算机的基本运作模式,探求新的计算模型,量子计算 软件学科怎么办？,生物信息学(?)

3、,回顾软件学科,10,多年来的变化,软件的产生过程：,原始代码,-,编译,-,Link-,终代码、脚本,混合,软件的分发过程：,文档、说明书、自动安装工具、培训、升级,软件工程：,需求,-,分析,-,设计,-,code-test-,使用,对象技术和组件技术的不断普及，与大环境发展相结合,对象技术,用一种新的思路来看待问题,10,多年的发展证明了,OO,符合软件的规律,对象技术的发展需要开发工具和开发语言的支持,三大特性：封装性、继承性、多态性,两种思想,Object-Based,Object-Oriented,组件技术,组件技术适合于现代的软件环境,软件更新快、规模大、强调协作等,组件的概念、

4、软件,IC,组件的可独立发布性要求“接口与实现分离”,组件,infrastructure,，组件体系,COM,、,CORBA,（和,Java,）,中间件,(,middleware),市场,国内的状况,在对象技术和组件技术方面，国内落后,问题：,好的技术没能及时引进来(怎么引进来,?),缺乏好的教材、技术杂志、技术书籍(?),缺乏良好的教育环境和工业环境,基础,编译过程，程序产生的过程,回归“冯-诺伊曼”模型,C+,之必要性：,最能反映对象技术、组件技术的核心概念,存在的问题：,缺乏好的书籍(?),国内的应用领域不够广泛(?),概念：类、对象,类是定义，它封装了状态和操作,对象是实例，它反映了具

5、体的事物,对象由类来定义,一个对象可以与多个具有继承关系的类相联系,概念：组件,定义：可独立发布的二进制单元,有的地方称作“,package”,容易混淆：,服务器,(,server),、对象,例如：,COM,组件、,Java Applet,概念：,reuse,（重用、复用）,软件设计的目标,不同形式的,reuse,不同层次的,reuse,例子：,类库、中间件,概念：接口与实现分离,Interface and implementation,对象技术和组件技术都强调,接口是对象或者组件的通信协议,实现是对象或者组件的内部细节,接口的发布,客户只关心接口,概念：,decouple,去耦,尽可能地消除

6、软件之间或者软件的不同部分之间的联系,是软件设计的重要手段，也是目标,不同层次上的,decouple,概念：多态性,(,polymorphism),对象技术中的重要概念,以一致的方式来看待不同的事物,在,C+,中，通过继承和虚成员函数来实现,运行时刻绑定：,runtime binding,区分两个词：,overload vs.override,在组件技术中，通过接口来体现,概念：,module,模块,不同层次上有不同的定义,在,Windows,和,Linux,中，指可独立装载的二进制代码单元,有些操作与模块相关,概念：模板,(,template),函数模板和类模板,抽象层次更高,泛型技术,(,

7、generic programming),已纳入,C+,标准之中,例子：,STL,、,ATL,概念：,C/S,和多层结构,这是指软件的结构,C/S,是基础,多层结构具有较好的灵活性和可扩展性,多层结构与基于组件的系统相结合,变种：,B/S,概念：其他,现代软件的发展形成了很多重要的概念,掌握这些概念对于提高自己的软件理解水平非常重要,防止混淆和滥用概念,软件形式,单机软件,整体发布,Client/Server,软件,简单的网络应用,分布式软件,软件发展面临的问题,软件的复杂度增加,代码开发管理,软件升级和更新,牵一而发动全身？,分布式软件的发布和配置,用户需要培训，程序员和设计人员更需要,软件

8、发展面临的问题(续),Custom-made versus standard software,如何平衡？,依赖于全才开发人员,软件层次划分,软件的可扩展性,用户可定制、脚本支持,与标准接轨,如,Web B/S,软件发展趋势,组件软件、软件组件,中间件市场已经形成,软件基础设施的重要性,经验和成果的重用,软件的可重用性要求,重用粒度不同,API,的多样化,软件方案(,solution)，consulting,市场,组件软件,部分升级,补丁,缩短软件的更新周期,增加了异构软件的可能,标准接口、标准规范、标准协议,动态组合，提高软件生产力,符合现代软件的发展要求,软件组件,关键：接口设计,接口不变

9、性,接口可扩展性,对基础设施的依赖,COM、CORBA、.,内部独立设计、独立开发,独立发布、独立测试,基础设施：组件体系,COM(Component Object Model),93年发布，脱胎于,MS,的,OLE,规范+实现,CORBA(Common Object Request Broker Architecture),91,年第1版，,OMG(Object Management Group),规范+实现,COM：,组件对象模型,建立在二进制层次上的标准,许多概念与,C+,的特征相似，如,vtable,程序与程序之间的通信建立在此基础上,COM规范,平台无关,定义了大量的标准接口用于各种

10、用途,COM实现,平台相关,Windows实现了规范要求以及许多辅助功能,COM,特性,语言无关,规范和实现都是语言无关的,进程透明 位置透明,inproc server、out-of-proc server,可重用性,多线程特性,可扩展性,COM：,接口,COM,接口,IID：128,位整数,接口定义语言COM IDL,对应于C+中由纯虚函数组成的类,单继承，基接口：IUnknown,COM接口特性：,接口不变性,继承性,多态性运行时刻的多态性,COM：,对象,COM,对象,CLSID,实现多个接口,COM对象特性：,身份确定,封装,可重用,COM：,组件,COM,对象的载体,包含多个,CO

11、M,对象,进程内组件,DLL,Export Entrys,进程外组件,IPC：RPC/LPC,COM：,进程内组件,Inproc,server,Export Entrys,COM：,进程外组件,Out-of-proc server,COM：,远程组件,remote server,COM：,组件信息发布,注册表,发布组件的信息、对象的信息、接口的信息等,注册工具和配置工具,Regsvr32,.,exe,.,reg,自注册-,RegServer,DCOMCNFG,.,EXE,MTS Explorer、,活动目录,COM：,创建,COM,对象,对象的创建过程,（略）,COM：COM,对象管理,客户使

12、用规则，控制对象生命周期,COM,实现优化,各种辅助手段,组件类别,component category,MTS,和,COM+,COM：COM,体系,基本的功能,扩展功能,连接点,结构化存储,名字服务,自动化,其他,COM+,COM：COM+,建立在,COM,的基础上，,COM,的自然延伸,Services,事件服务,队列服务,事务服务,负载平衡,其他,COM：,应用,OLE,ActiveX control,脚本功能扩展,OLE DB,ADSI,ASP,其他,COM：,分布式应用,COM/COM+,为基于,Windows,的分布式应用提供了基础设施,Transaction,Security,OLE DB,Web,集成,Active Directory,管理功能,