定向数据软件工程方法及其智能步骤的探讨

  1. 全文总结

  本文在目前国内外软件工程方面研究现状的背景下，对大数据、云计算时代的软件工程方法进行探讨。本研究是在面向数据的体系结构（DOA）的基础上对面向数据的软件工程（DOSE）进行的初步研究，DOA 采用“面向数据和以数据为核心”的思想，建立以数据注册中心（DRC）为核心的逻辑数据资源池是 DOSE 方法研究的基础。面向数据中的“数据”是指广义的数据，即物理世界到虚拟世界的映射，本文就是从数据的角度出发，对软件体系结构、软件工程方法以及传统软件工程所存在的问题予以思考和解决。本文涉及到的 DOA和 DOSE 是一个体系的两个方面，DOA 是体系结构，DOSE 是软件工程方法，二者的关系是 DOA 是 DOSE 的基础，DOSE 是 DOA 的实现方法，换句话说，DOA 的信息系统就必须要采用 DOSE 方法，用 DOSE 方法开发的应用软件必定是基于 DOA 的。DOA 架构由 DRC、DAC、DEC、DAUs 几个部分组成，从数据注册到数据统一管理，再到数据权限的管理和数据异常控制，最后由数据实现应用，这样的机制实现的是数据－应用的生态系统。随着大数据时代的到来，数据的爆发式增长使得海量、异构、复杂数据的处理和针对数据的应用开发都成为亟待解决的问题，传统的软件工程开发的软件存在着维护困难、扩展困难、开发周期长、软件生命周期短、信息共享困难等问题。本文主要针对以上问题做的软件工程方法的研究，根据 DOA 架构实现的新一代数据资源池技术很好地解决了海量复杂数据的管理问题和异构系统的信息共享问题，另外，DOA 所构建的数据生态系统以及本文提出的一种面向数据的软件工程方法实现数据“土壤”到应用“森林”的搭建，充分解决了需求变更频繁、开发周期长、软件生命周期短以及扩展和维护等问题。本文提出的 DOSE 方法是由数据逻辑映射到业务逻辑，再到应用构建的方法，是边调研边开发从数据到应用搭建的不断迭代的方法。

  2. 目前完成的工作

  本研究目前完成的工作主要是面向数据的软件工程方法的初步探讨和面向数据的软件工程方法在信息系统设计实现中的初步应用。在 DOA 架构的基础上，根据面向数据的思想，构建了一种面向数据的软件工程方法，并对该方法的原则、内容、过程进行了阐述。根据本文提出的面向数据的软件工程方法具体设计实现了一个信息系统，在应用实践中对方法进行进一步的探讨。 本文研究取得了如下主要成果： （1）对面向数据理论体系下面向数据的软件工程理论进行了有效探索。本文通过对面向数据的体系结构理论在实际软件项目开发中的运用，总结出了一种面向数据的软件工程方法，该方法推动了面向数据的软件工程的发展，为面向数据的软件工程方法体系的研究做了初步探讨，也为将来面向数据的软件工程标准化做了铺垫。（2）初步建立了一种较为完整的面向数据的软件开发方法。从软件工程方法学的角度，确立了面向数据的软件工程方法原则，对面向数据的软件工程方法进行了详细的描述，给出了一种面向数据的软件工程过程，并对该过程进行了详细的说明。（3）充分比较了 DOSE 方法与传统软件工程方法（尤其是面向业务软件工程方法）之间的差异。通过对比，阐述了运用传统软件工程方法开发的软件存在的不足，以及 DOSE 方法对当前软件开发更好的适应性。（4）初步建立了以数据注册中心为核心的逻辑数据资源池。通过数据注册中心的设计对注册数据进行统一定义和标识，并对数据的注册方式进行说明；通过元数据库设计，对数据注册中心元数据信息进行有效管理；通过数据库设计，对实际数据进行管理；通过这一系列机制，建立起了以数据注册中心为核心的逻辑数据资源池，对元数据、数据进行统一的管理。（5）设计并实现了基于面向数据的软件工程方法的毕业设计管理系统。应用本文提出的一种面向数据的软件工程方法对实际的信息系统进行构建，包括系统的总体架构设计、数据注册中心设计、数据库设计、系统模块设计以及系统测试，在实际的软件过程中，运用本文提出的需求过程伴随整个开发阶段的软件过程模型对系统进行边调研边开发，最后实现了对该毕业设计管理系统的构建。本文的主要创新点包括： （1）提出了面向数据的软件工程（DOSE）方法原则。根据面向数据所具有的特点，初步规定了面向数据体系结构下软件开发应该遵循的前提条件，主要包括三条原则：统一数据注册标准原则、数据定义服务，数据驱动应用原则、数据－应用生态系统原则。（2）提出了一种面向数据的软件工程（DOSE）方法，并给出了方法内容的具体描述。在面向数据的体系结构理论多次项目实践的基础上，对面向数据的软件工程进行研究，经过对工程方法的探讨提出了一种 DOSE 方法，并进行了该方法的项目实践。（3）提出了一种面向数据的软件工程（DOSE）的软件过程。在 DOSE 方法经过实践的情况下，根据 DOSE 方法的实际研发周期，总结出应用 DOSE 方法进行软件开发的软件过程，该过程以适应需求变更为迭代的主线，以 DOA架构的数据生态系统为基础。

  3.  研究展望 
一方面，本文以面向数据的体系结构为基础，构建了一种 DOSE 方法，该方法是面向数据思维下软件工程方法的初步探讨，所以更多的面向数据的软件工程方法的研究还有待进行，面向数据的软件工程方法体系需要不断地丰富，并最终形成面向数据的软件工程标准。另外，本文提到的 DOSE 方法在应用软件快速构建和已有信息系统整合等方面的优越性还需要进一步的研究和实践证明。另一方面，目前 DOSE 方法需要更多的应用实践和在行业中的推广。本文对 DOSE 方法所进行的探讨需要在实际的应用中更加深入，在实际的问题中不断改进，所以在不同类型、不同规模系统设计中的应用是 DOSE 方法下一步研究的重要工作；DOSE 方法需要在实践中得到企业的认可，并在行业中不断地推广，这是面向数据的软件工程标准化的重要前提，所以需要对 DOSE 方法的推广办法做研究，使 DOSE 方法能在实际生产中体现其优势。