0引言

　　近年來人們從傳統(tǒng)工業(yè)和計算機硬件的飛速發(fā)展的成功模式中獲得啟發(fā)，逐漸認識到要真正解決軟件危機，實現(xiàn)軟件的工業(yè)化生產(chǎn)是唯一可行的途徑。它們的成功均是采用了標(biāo)準(zhǔn)化的構(gòu)件(Component )生產(chǎn)以及基于標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件的產(chǎn)品生產(chǎn)模式。這種構(gòu)件復(fù)用的思想應(yīng)用到軟件開發(fā)中，被稱為軟件重用(Software Reuse)。

　　軟件重用是指在兩次或多次不同的軟件開發(fā)過程中重復(fù)使用相同或相近軟件元素的過程。軟件元素包括程序代碼、測試用例、設(shè)計文檔、設(shè)計過程、需求分析文檔甚至領(lǐng)域知識。或?qū)⑦@些可重用元素稱為軟構(gòu)件(Software Component )，或簡稱為構(gòu)件。由于軟構(gòu)件大都經(jīng)過了質(zhì)量認證，并且經(jīng)過實際運行環(huán)境的檢驗，所以使用軟構(gòu)件元素開發(fā)的軟件具有良好的軟件質(zhì)量。由于大量軟構(gòu)件的存在以及能夠方便快捷地通過查詢得到所需的構(gòu)件，所以軟件開發(fā)的速度大大提升，開發(fā)成本得到了有效控制。開發(fā)人員在獲得所需構(gòu)件后，所要做的工作只是根據(jù)需求分析和設(shè)計階段得到的軟件架構(gòu)模式(也可認為是一種軟構(gòu)件)，將構(gòu)件按需要組裝在一起.并在必要時添加少量膠合代碼(Glue Code)使各個構(gòu)件聯(lián)合在一起工作。同時組裝后的構(gòu)件又可以作為一個粒度更大的軟構(gòu)件被保存或者重用。于是產(chǎn)生了基于構(gòu)件的軟件開發(fā)方法CBSD ( Component Based Software Devel-opment )。

　　不難看出在CBSD中，構(gòu)件是基礎(chǔ).重用是手段，組裝是核心。目前軟件構(gòu)件的獲取相對比較容易。一方面目前Internet上存在大量免費的可重用構(gòu)件，另外還可以通過購買中間件開發(fā)商的構(gòu)件庫得到構(gòu)件。也正是由于這種獲取的方便性以及目前構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)的不完整性，給構(gòu)件組裝方法的研究以及組裝工具(環(huán)境)的開發(fā)帶來了困難。

　　我們在對該問題進行分析后認為，為了有效解決該組裝難題，關(guān)鍵是要從更高的層次對構(gòu)件進行描述。必須選擇一種通用的、直觀的、準(zhǔn)確的描述語言，該語言描述應(yīng)該類似自然語言(易于理解)，有較嚴(yán)格的形式化語法(不能出現(xiàn)二義性)，還要有豐富的語意。因此選擇消息序列圖MSC ( Message Sequence Chat)作為載體。從名字看，MSC是一種圖描述語言，實際上它具有文本描述(Textual Description)和圖形描述(Graphical Description)兩種形式。另外為T更好地完成構(gòu)件組裝，提出了組裝模式(Composition Pattern)的概念，它可以被看作是一種用MSC描述的可復(fù)用的設(shè)計模式。它的描述方式與構(gòu)件描述方式兼容，這是為了使構(gòu)件的組裝按照模式匹配的思想完成。這似乎限制了構(gòu)件復(fù)用的任意性，但另一方面任意性帶來了組裝的不兼容性。因此犧牲部分任意性來換取組裝兼容性是一種必要的手段。隨著構(gòu)件數(shù)目以及組裝模式的增加，這種犧牲是可以忽略的。

　　1基本MSC

　　1 MSC優(yōu)點

　　MSC是一種描述語言，它主要用于描述系統(tǒng)構(gòu)件之間、系統(tǒng)構(gòu)件與環(huán)境之間的行為交互事件。MSC不僅提供了一種直觀、透明的方式，還提供了兩種描述方式:圖形描述和文本描述。其中圖形描述提供了清晰易懂的圖形元素作為系統(tǒng)中實例交互以及事件發(fā)生的描述手段。文本方式以一種類似自然語言的方式進行描述，與多數(shù)架構(gòu)描述語言(SDL)描述形式類似，采用層次化描述方式，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的描述更加清晰。文本描述符主要有三類:關(guān)鍵詞、終結(jié)符和非終結(jié)符。MSC已被作為國際電話電報聯(lián)合會(International Telecommunication Union)的一種推薦使用標(biāo)準(zhǔn)。

　　基于MSC提供的這些特性使其可以用于需求描述、接口描述、仿真與檢查、測試用例描述等多個方面。另外MSC也可以連接其它描述語言，如SQL等。MSC直觀的圖形表示方式以及豐富的語法表示形式使其具有對構(gòu)件及構(gòu)件組裝(交互)描述的先天優(yōu)勢。具體表現(xiàn)在如下幾個方面:

　　(1)MSC是一種圖語言。因此可以通過二維圖描述構(gòu)件內(nèi)部實例之間的行為交互。MSC文本描述主要目的是為了完成自動化形式分析與實現(xiàn)工具之間的轉(zhuǎn)換。在構(gòu)件組裝環(huán)境中可以利用文本描述提供構(gòu)件間膠合代碼自動生成工作。

　　( 2 ) MSC支持結(jié)構(gòu)化設(shè)計。一個簡單的MSC描述利用高層消息序列圖(HMSC)可以被組合成一個更復(fù)雜的系統(tǒng)描述。依靠這種分解和復(fù)用機制可以很容易地實現(xiàn)對遺留系統(tǒng)的構(gòu)件提取和構(gòu)件組裝的再工程。

　　( 3 ) MSC支持工程的全過程。形式化的描述和直觀的表示方式是它支持包括從領(lǐng)域分析到測試的整個工程領(lǐng)域。因此MSC可以很好地描述軟構(gòu)件元素，并且適合于整個CBSD開發(fā)生命周期。

　　( 4 ) MSC可以被用來關(guān)聯(lián)其它描述語言如SDL和TTCN等。這使其具有靈活的可擴展性和兼容性。另外MSC可以等價地轉(zhuǎn)換為有限(非有限)自動機模型DFA(NDFA)。可以利用自動機模型的多種性質(zhì)(如有限自動機匹配、有限自動機合并等)實現(xiàn)構(gòu)件與構(gòu)件模式匹配的方法。

　　1.2 MSC實例

　　一個MSC圖由一些交互實例組成，實例之間通過方法調(diào)用或消息傳遞交互。實例頭部主要由實例名(Instance Name )、實例類型( Instance)及分解(decomposition)組成。其具體語法為:

　　在MSC的實例描述中用白色矩形表示。< instance axis symbol>有兩種表示形式單線和雙線形式，兩種表示沒有區(qū)別，可選擇其一。< instance end symbol>用黑色矩形表示。三種圖形連接在一起表示一個實例的生存期。加粗部分為MSC保留關(guān)鍵詞。A is followed by B表示B跟隨A發(fā)生的關(guān)系。A is attached to B表示A依附于B，這種關(guān)系是可逆的，也就是說B也同時依附于A。大括號后加關(guān)鍵詞set表示一個集合，集合中使用的*表示可以出現(xiàn)0次或多次，類似于通配符概念。

　　1. 3 MSC消息

　　消息是MSC中另一個重要概念。在MSC中消息表示輸人和輸出之間的關(guān)系。輸出可以來自于環(huán)境(通過門)、實例或者被found表示輸出丟失或不能確定輸人點)。輸人來自于環(huán)境(通過門)、實例或者被lost(表示輸人丟失或者不能確定輸出點)。實例間消息的交換被分成兩個部分:消息的輸出和消息的輸人。MSC文本描述使用關(guān)鍵詞before和after表示消息事件發(fā)生的順序。MSC圖形描述中，事件使用帶方向箭頭的直線表示。

　　在MSC中實際上和實際上是依附在實例線上的點(描述中的)。< message symbol>表示為一個帶方向的直線。is associated with為MSC保留關(guān)鍵詞，它擴展了一個文本字符串加人中。

　　1.4 MSC事件次序

　　一個MSC中假設(shè)了一個全局時鐘，規(guī)定兩個規(guī)則:①不同實例MSC中假設(shè)輸出消息(產(chǎn)生消息)必須先于輸人消息(接收消息)產(chǎn)生;②沿著每個實例線事件從上到下依次發(fā)生。另外還規(guī)定消息圖中事件表示具有偏序關(guān)系(傳遞性、反對稱性、不可逆性)。消息次序示例如圖1所示。

　　MSC中將一個消息的輸人和輸出分開表示，為了加以區(qū)分將輸人消息表示成in(mi)形式，輸出消息表示成out ( mi )形式。圖1中根據(jù)規(guī)則①得到順序為out( m2 )