復雜軟件系統的成長性構造與演化探析

摘 要：隨著我國信息網絡的快速發展，復雜軟件系統正成為當前使用最廣泛的軟件形態。復雜軟件系統的基本性質是各系統成員互異、無邊界限制、并不斷演化，這種復雜軟件系統主要是由一些獨立的軟件系統通過使用一些耦合手段而整合在一起。文章作者將結合自身的實際經驗對復雜軟件系統的特點和基本性質以及其成長性構造與演化規則進行探討，希望通過作者的探討能對同行有所借鑒。

關鍵詞：復雜軟件系統；成長性構造；演化

引言

通過近幾年的發展，我們可以看出軟件系統的發展越來越趨于復雜，功能也越來越強大，復雜首先是表現在軟件的數量規模上，有的軟件系統由最初的幾個節點到目前的上百萬個節點，這些就需要復雜的軟件系統來支持。除此之外，我們知道不斷的量變達到一定程度必然會引起質變，軟件系統也不例外。復雜軟件系統表現出與過去的軟件截然不同的特征，它們具有交融系統的特點，同時復雜軟件系統并不是一次性成型，而是經過很多年的不斷開發研究，具有時間跨度長的特點，除此之外，復雜軟件系統是由一些結構互異的系統結合而成，具有高度結合的特點。復雜軟件系統對經濟、軍事、社會的發展具有重要作用，因此如何使復雜軟件系統能夠正常運轉，是當前軟件開發者的重要任務，下面作者將根據復雜軟件系統的特點和基本性質對其成長性構造和演化進行探析。

1 復雜軟件系統的特點和基本性質

首先，我們必須要明確什么是復雜軟件系統，復雜軟件系統不僅僅只是幾個軟件一起使用，而是將其經過耦合作用而形成的大型軟件系統，最基本的要求就是其內部必須保持穩定性，不能發生軟件沖突，而且經過耦合作用后，整體系統的作用不僅僅只是單個軟件功能的疊加，而是將所有的功能和諧統一在一起，使整體功能更加強大。

1.1 復雜軟件系統的結構特點

（1）復雜軟件系統是“系統之系統”。這么定義主要是因為復雜軟件系統是由單個軟件系統而組合成的復雜系統。而這些系統自身就具有獨立作用，這與傳統的軟件系統并不相同，在傳統的軟件系統中，各個部件只是執行整體的一些功能，本身是不具備獨立性的。

（2）復雜軟件系統是信息與物理相融合的系統。有些復雜軟件系統不僅僅包括信息系統，更是與現實的物理世界緊密結合在一起，通過操作計算機系統而達到對現實世界中物體的操控。

1.2 復雜軟件系統的基本性質

（1）內部軟件系統的互異性。作為單個軟件系統結合體的復雜軟件系統，是對傳統軟件系統的改進和升級，但構成復雜軟件系統的各個單體系統則必須是獨立系統，包括系統的軟硬件平臺、研發過程、管理方法等往往都是互不相同的，這些差異往往導致出現一些問題，例如：有些軟件系統研發進程較快，而有些軟件系統研發周期較長，還有一些軟件系統的應用理念以及最終目標并不相同，這就會導致系統整體在實際應用過程中出現差異。

（2）復雜軟件系統具有持續變化性。我們知道復雜軟件系統是由多個方面信息結合而成，因此具有不斷的變化性，主要是由于世界是不斷發展變化的，而軟件系統主要是為人類服務，滿足人類各方面的需求，因此要跟上社會進步的腳步而不斷改進。

（3）復雜軟件系統具有開放性特征。由于復雜軟件系統的特殊性，而使得其具有開放性特征，主要是因為復雜軟件系統需要連接一些外部軟件，除此之外，因為復雜軟件系統本身是一個交融系統，而物理世界本身就有開放性特征，從而導致其不可能是完全封閉的系統。

2 復雜軟件系統的成長性構造與演化規則

復雜軟件系統的成長性構造與演化規則在構造方面主要強調的是軟件的獨立自主性與各系統之間的動態鏈接，而在軟件過程方面主要要求復雜軟件系統必須要根據需求的變化而不斷改進，只有這樣才能保證復雜軟件系統的先進性。

2.1 復雜軟件系統的成長性構造的規則

在成長性構造方面的規則主要是關于復雜軟件系統的不斷進化性，這個特點是與傳統的軟件系統有根本區別的，傳統軟件系統講究的是從頭到尾一次成型，而缺少靈活適應性，而復雜軟件系統是從幾個簡單的軟件系統逐步發展為一個復雜的軟件系統，并且仍在逐步演化，解決的問題也是從一個簡單的問題到一系列復雜的問題。在逐步發展的過程中，不僅要重視外部需求的變化更要保證軟件系統內部的穩定性。我們說的復雜軟件系統的成長性通常是指系統軟件的動態鏈接，不僅是內部的軟件系統連接，更是與外部系統的鏈接。在實踐過程中，成長性構造主要有以下幾個問題。

（1）我們知道任何軟件系統的研發都需要軟件模型，具體使用什么樣的軟件模型才能支持軟件系統的構造，從而保證其能夠不斷的演化改造，這對軟件系統的研發是十分關鍵的問題。

（2）除了軟件模型的構造問題以外還有具體的軟件研發方法的問題，光有軟件模型是不足以研發系統的，更需要一個合理的研發方法來保證研發過程的順利進行，因此根據不同的軟件系統采用什么樣的研發手段是在成長性構造方面的重要問題。

2.2 復雜系統軟件的演化規則

復雜軟件系統的演化規則是根據環境的不同需求而不斷演化。在演化過程中可能會將一些軟件進行刪除或替換，從而改變軟件系統的結構，正是由于其結構的不斷改變，才能保證其適應需求，從而維持軟件系統的先進性。具體的過程表現為軟件系統是根據當前存在的問題，而對內部系統進行改善，它主要強調的是系統的新陳代謝，持續成長，這個過程將伴隨軟件系統從始至終。但其在演化過程中也存在一些問題，例如：復雜軟件系統是否具有的一定的規律性，而且如何根據規律性建立關于復雜軟件系統的演化理論，從而為后面的軟件系統研發提供借鑒意義。除此之外，還有一個重要問題，就是如何保證軟件系統與社會的系統同時進行演化。

3 結束語

綜上所述，我們不難看出復雜軟件系統對我國許多領域的發展具有重要的作用，復雜軟件系統是“系統之系統”、“社會與技術”、“信息與物理”交融的系統，這是在傳統系統的基礎上發生的質的飛躍。因此如何不斷地改造復雜軟件系統是信息網絡工作者的主要任務，只有保證復雜軟件系統與社會發展處于高度統一的狀態，才能凸顯復雜軟件系統的先進性，復雜軟件系統更要適應社會的需要而不斷的進行自我完善。對于復雜軟件系統而言，只有真正應用在實際之中才算成熟，這是社會發展的必然趨勢。希望通過作者對復雜軟件系統成長性構造與演化的探析，能夠為同行工作者提供一些借鑒意義，也為復雜軟件系統的研發貢獻一份力量。

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作者簡介：湯磊（1980，2-），男，黑龍江省大慶市人，工作單位：大慶油田工程有限公司。