[摘要] 隨著數(shù)字媒體MAM、SMS、DRM、ERP、EAI等軟件工程技術(shù)的大量應(yīng)用，把電視工程系統(tǒng)技術(shù)從硬件工藝集成推向軟件模式集成。本文通過(guò)軟件工程方法學(xué)的研究，探索跨媒體、跨平臺(tái)軟件集成與開(kāi)發(fā)的一般性規(guī)律。
[關(guān)鍵詞] 模式化運(yùn)動(dòng) 軟件模式 宏對(duì)象類(lèi) 軟件再工程 反面模式
前言
從熙熙攘攘的NAB2004到浩浩蕩蕩的IBC2004，國(guó)際主流廣電技術(shù)提供商共同的技術(shù)大趨勢(shì)，已經(jīng)面向廣電多變的數(shù)據(jù)化、網(wǎng)絡(luò)化，為結(jié)構(gòu)模式化的需求提供并非單一功能的軟件工程。而且，從事軟件工程研究的專(zhuān)家還告誡廣電：“當(dāng)前擺在軟件工程面前的一個(gè)重要課題，是從理論上理解面向?qū)ο缶幊?OOP) 具有強(qiáng)大生命力的天然合理性，并完善軟件工程方法學(xué)的理論體系。”
美國(guó)研究軟件工程的學(xué)者Stave Halladay和Michael Wiebel教授曾這樣說(shuō)：“一般的OOP思路不過(guò)是絞盡腦汁抽象出來(lái)的‘對(duì)象’而已。倘若程序員經(jīng)驗(yàn)不足，系統(tǒng)規(guī)模又很大，那么采用OOP只能把你引入漫無(wú)邊際的泥沼之中。”廣電既存（或既成）的軟件工程畢竟還是少，但數(shù)字電視應(yīng)用平臺(tái)卻越做越大，類(lèi)與超類(lèi)對(duì)象也越來(lái)越多，伴隨著數(shù)字電視業(yè)務(wù)的不斷拓寬，整合繁雜的運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)，跨越媒體的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，在寬闊的技術(shù)平臺(tái)上，研究“面向?qū)ο蟆笔鞘裁矗渴裁词敲嫦驅(qū)ο筌浖こ蹋∣OSE）再構(gòu)系統(tǒng)，以及什么樣的“軟件再工程”建造 “模式化運(yùn)動(dòng)”？這對(duì)未來(lái)電視媒體系統(tǒng)工程的發(fā)展至關(guān)重要。
在遼寧數(shù)字電視節(jié)目平臺(tái)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與實(shí)踐中，隨著電視臺(tái)系統(tǒng)工程的傳統(tǒng)電視節(jié)目制作、播控中心及演播室系統(tǒng)等等，逐漸被新興的數(shù)字電視媒體碼流快速編輯系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)化演播室和自動(dòng)化播控系統(tǒng)、歸檔管理的智能編播系統(tǒng)、媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)（MAM）、運(yùn)營(yíng)資源支撐系統(tǒng)（SMS）、版權(quán)與授權(quán)管理系統(tǒng)（DRM）、媒體資源規(guī)劃管理系統(tǒng)（ERP）以及企業(yè)業(yè)務(wù)集成（EAI）所取代，從“形象思維”到“邏輯思維”的演繹，推動(dòng)了數(shù)字電視系統(tǒng)集成內(nèi)容發(fā)生根本性變革，把以往各種功能器件（設(shè)備）IN/OUT物理連接的系統(tǒng)組合，變?yōu)檐浖こ虡?gòu)建業(yè)務(wù)應(yīng)用開(kāi)發(fā)平臺(tái)的設(shè)計(jì)和集成。實(shí)踐表明，在廣電“數(shù)據(jù)化”開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的生存期內(nèi)，軟件工程的技術(shù)儲(chǔ)備遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及硬件工程，而從事研發(fā)和編程的大批程序員都很優(yōu)秀，然而，擔(dān)負(fù)系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)的“總體框架師”卻很薄弱，造成設(shè)計(jì)者與開(kāi)發(fā)者的對(duì)象不清，上下不明，以至返工的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，很有必要對(duì)數(shù)字媒體系統(tǒng)開(kāi)發(fā)引入OOSE方法學(xué)，適宜展開(kāi)行業(yè)技術(shù)的 “模式化運(yùn)動(dòng)”，以不變的理念升華適應(yīng)多變的技術(shù)發(fā)展和市場(chǎng)需求。
一．軟件工程創(chuàng)建 “模式化運(yùn)動(dòng)”
上世紀(jì)90年代，“軟件模式（Software Patterns）”被引入軟件工程，確切地說(shuō)，是軟件工程的“再工程”引入了軟件模式。這可能是軟件工程自誕生以來(lái)最大一次理論飛躍，同時(shí)，也開(kāi)創(chuàng)了“模式化運(yùn)動(dòng)”的新理念。
美國(guó)加利佛尼亞大學(xué)環(huán)境結(jié)構(gòu)中心研究所所長(zhǎng)Alexander博士用了約20年的時(shí)間，對(duì)舒適住宅和周邊環(huán)境進(jìn)行了大量的調(diào)查和資料收集，發(fā)現(xiàn)人們對(duì)舒適住宅和城市環(huán)境存在著共同的認(rèn)同規(guī)律。他從Context（模式可適用的前提條件）、Theme或Problem（在特定條件下要解決的目標(biāo)問(wèn)題）、Solution（對(duì)目標(biāo)問(wèn)題求解過(guò)程中各種物理關(guān)系的記述）等3個(gè)側(cè)面描述這些規(guī)律，并從用戶需求條件分析，到建筑環(huán)境結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，直至經(jīng)典實(shí)例的過(guò)程建立模型，歸納成為253個(gè)模式。Alexander的貢獻(xiàn)主要有2方面：一是集既往之大成，歸納了迄今為止各種風(fēng)格建筑師的共同設(shè)計(jì)規(guī)則，給東西方、古代派、現(xiàn)代派建筑設(shè)計(jì)與城市規(guī)劃提供了共同的語(yǔ)言和準(zhǔn)則；二是他不僅給出了方法，還給出了最優(yōu)解決方案。
在Alexander研究模式以前，人們注重研究的是高質(zhì)量、高效率、低成本的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方法，而Alexander的模式注重則是“什么是最好的、成功的”系統(tǒng)。在20年里，Alexander對(duì)既存物進(jìn)行比較分析，尋求優(yōu)化“模式”；如果沒(méi)有對(duì)大量既存物象的逆向分析，就不可能篩選出最優(yōu)方案，于是有了“模式思維起源于再工程”的基本定義。
1990年，軟件工程界開(kāi)始關(guān)注Alexander的重大突破。最早是以“四人幫（Gang of Four）”自稱(chēng)的4位著名軟件工程學(xué)者（GoF），他們?cè)?994年發(fā)表了23種設(shè)計(jì)模式，力圖通過(guò)模式來(lái)統(tǒng)一面向?qū)ο蠓椒ㄔ诜治觥⒃O(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)之間的溝通關(guān)系。
所謂“模式”，是指遵從某種規(guī)則或規(guī)律所反復(fù)出現(xiàn)的思維方式或表現(xiàn)。Alexander把模式的集合稱(chēng)為模式語(yǔ)言（Pattern Language）。構(gòu)成模式語(yǔ)言的各模式是針對(duì)某一特定前提的求解，記述頻繁發(fā)生的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題及其基本解法。這些解法可以反復(fù)使用，只要出現(xiàn)同類(lèi)問(wèn)題就可以使用同一解法，而不必總是一切從頭做起。值得注意的是，模式并不是單獨(dú)存在的，它們可以由粒度小的模式組合而成，也可以與其他模式一起組合而成粒度更大的新模式。
軟件模式是將“模式”的一般概念用于軟件開(kāi)發(fā)，規(guī)范總體指導(dǎo)思路或參照樣板。軟件模式并非僅限于“設(shè)計(jì)模式”，還有“體系結(jié)構(gòu)模式”、“分析模式”、“過(guò)程模式”等等，而且，軟件生存期的各個(gè)階段都存在著被認(rèn)同的模式。換言之，確認(rèn)軟件模式取決于可否按照模式的基本構(gòu)成方式來(lái)描述，并與問(wèn)題域和軟件生存期域內(nèi)階段對(duì)象無(wú)關(guān)。近年來(lái)，軟件工程模式化的研究已將模式概念的應(yīng)用從軟件開(kāi)發(fā)領(lǐng)域推廣到組織機(jī)構(gòu)、應(yīng)用業(yè)務(wù)、經(jīng)營(yíng)活動(dòng)，甚至日常生活領(lǐng)域。對(duì)此，西方稱(chēng)之為“模式化運(yùn)動(dòng)”。
二．面向模式的軟件工程
所謂OOSE方法學(xué)，是指組織軟件生產(chǎn)過(guò)程的一系列方法、技術(shù)和規(guī)范。許多程序員對(duì)于面向?qū)ο螅∣O）的方法很熟悉，而面對(duì)面向?qū)ο蠓治觯∣OA），還有面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)（OOD），以至面向?qū)ο缶幊蹋∣OP），就有些舉棋不定；至于OOSE方法學(xué)，更是看得過(guò)于抽象而無(wú)所適從。在軟件開(kāi)發(fā)前期，既使是OOP也并不規(guī)范，很難在生產(chǎn)過(guò)程中抽象一般規(guī)律，再加上OOSE方法學(xué)，茫然也在所難免。不過(guò)，OOSE方法學(xué)就是在軟件工程技術(shù)上對(duì)OO方法引入“模式化”思維，而“模式”的思想是基于對(duì)既存系統(tǒng)的模式化抽象和既成模式的再利用，以面向模式進(jìn)入軟件再工程，以循環(huán)往復(fù)的模式化再構(gòu)，實(shí)現(xiàn)模式化抽象的軟件重用模式。因此，面向模式可看成軟件模式的“宏對(duì)象類(lèi)”，進(jìn)而在面向?qū)ο笏悸飞辖⑵鹦碌乃季S體系，這是理解和構(gòu)建軟件模式的一個(gè)捷徑。“模式”的一般特征是：（1）模式不是特定，而是一般；（2）模式的形態(tài)表現(xiàn)為多樣性，可以是物理的實(shí)現(xiàn)級(jí)，也可以是邏輯的抽象級(jí)；可以是方法模式，也可以是過(guò)程模式以及結(jié)構(gòu)模式；（3）非模式是一對(duì)一，模式是一對(duì)多；（4）模式可重復(fù)使用，并應(yīng)能得到廣泛認(rèn)同。
如果再進(jìn)一步抽象，將“模式”的概念引入軟件工程就有了軟件模式。軟件模式是對(duì)軟件工程特定“問(wèn)題”的“解法”的統(tǒng)一表示，它和Alexander所描述的模式定義完全吻合。即：
軟件模式＝一定約束條件下的｛問(wèn)題+解法｝。
如圖1所示，軟件模式的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)由4個(gè)部分構(gòu)成：?jiǎn)栴}、前提條件、解法和適用結(jié)果。目前，尚無(wú)對(duì)于上述基本構(gòu)成表述法的約束，因此，用UML、DFD或其他表述法在理論上都認(rèn)為是被允許的。由于面向模式方法也被解釋為“宏面向?qū)ο蠓椒ā保裕话阌肬ML表述較為順理成章，特別適于對(duì)下層使用C++、Java等面向?qū)ο笳Z(yǔ)言的軟件模式。圖2構(gòu)成UML類(lèi)圖表述的軟件模式元模型。
根據(jù)軟件模式的基本構(gòu)成，參照UML元模型，就可以按照模式用戶的問(wèn)題域特征來(lái)分類(lèi)建模。根據(jù)軟件工程的分割原則，模式是可以細(xì)分為多層次，但軟件模式究竟應(yīng)該分成多少