形式化软件开发方法有助于用户需求、系统结构和系统行为的确认和验证,开发出的软件系统易于维护。在构件式系统开发中,构件及其行为交互是研究重点。面向对象范型的同步式请求应答消息机制将交互协议的实现嵌入到构件的功能代码中,设计出来的系统结构复杂,且灵活性不足。本文将交互行为从构件的主体中分离,单独对构件行为给出形式描述。结合构件的组成特征,给出构件的结构模型,采用范畴对构件交互行为进行形式建模,得出构件行为模型,运用范畴运算对构件组装进行研究,将软件体系结构模型映射为一个由构件模型、规约和行为规范等组成的五元组类型范畴,并结合实例进行分析研究。首先,根据构件的组成特征,对构件进行形式化建模。将构件定义为标识符、接口、功能和约束条件的四元组集合,给出构件的结构模型；借助范畴论,对构件行为及其接口间交互进行形式化描述,从而得出构件的行为模型,将交互行为从构件的主体中分离,提高了系统的灵活性和可复用性。其次,根据程序设计的思想,结合构件交互行为对构件进行组装。运用范畴和运算并行组装构件,运用范畴推出运算对构件进行选择组装,进而形成大粒度构件。在体系结构层面,将体系结构概念和类型范畴概念之间进行一一映射,通过扩展类型范畴来对软件体系结构模型进行描述。最后,结合实例,说明构件系统建模的适用性。将基于构件的形式化软件开发模型应用于某单位项目管理信息系统的开发中,将系统中的功能模块抽象为构件,并结合交互行为对构件的组装进行形式化描述,最后建立软件体系结构模型,结果表明具有一定的实际应用价值。