软件工程第4章形式化说明技术讲述.ppt

软件工程的发展 软件工程的发展大体围绕着两条主线，一条是形式化技术，一条是工程化技术。 工程化技术的研究包括方法学的研究以及与其相关的支撑环境的研制。在方法学方面，大体可分为程序设计方法学和软件开发方法学，前者是关于小规模程序设计，后者是关于大规模软件的开发过程。目前，主要有结构化方法和面向对象方法. 在软件工程学中，方法和工具是同一问题的两个不同方面，方法是工具研制的先导，工具是方法的实在体现。代表我国CASE领域先进水平的“青鸟”系统，其主要目标是研究以软件复用为基线的，基于构件/构架模式、采用集成组装方式的软件工业化生产技术。旨在建立中国软件产业的基础，为软件开发提供符合中国文化特征的CASE技术标准和开发规范，提供实用、开放的软件开发平台和环境。 形式化技术的研究及应用已取得了较大成果，突出表现在程序设计语言语义方面和抽象数据类型方面的研制。随着软件技术研究的深入，形式化技术与软件开发方法学相结合，形成形式化的软件开发方法，试图实现从软件的规格说明、软件的设计到软件的代码实现的自动转换和验证。其中，基于模型的VDM、Z和基于代数的Larch均是这一方面的代表成果。 软件自动化势在必行，研究的内容将涉及需求工程、软件规格说明的形式化以及规格说明到系统的进化或转换。但是，由于形式化的软件方法以严格的数学和逻辑系统为基础，至今尚远未达到工程应用的程度，近几年内仍会停留在实验室研究阶段。因而，着眼于高度自动化、智能化的CASE研究，仍将成为软件工程的一个主体。 经过几年乃至几十年的努力，21世纪的软件生产将是一种大规模的工业化生产活动，以符合产品化质量要求的工业标准，实现软件生产自动化。其突出特征是：计算机真正成为人们的一种工具，用户即为系统分析员，“软件过程是软件”。 为达到这一目标，形式化技术与工程化技术必然是有机的统一，并容纳其它相关的技术，产生一种新的软件生产方法、技术、规程以及相应的工业标准，并产生与之相适应的“傻瓜”CASE，为软件产业奠定坚实的基础，使软件走上工业化生产方式，形成规模经济。 背景: 形式化方法的优点是它能引导软件工程师或程序员按照严格的步骤写出需求说明， 但使用任何形式化方法的前提是已经确切和完整地收集到了用户的需求信息。否则不管形式化方法在理论上如何严密，它是不能帮助我们完成软件开发任务的。因此应尽可能多地把用户吸引到软件开发过程中来，使用户能尽早发现正在研制中的软件与他的需求之间的偏差，甚至是发现已经写好的需求说明和他的真实需求之间的偏差，从而及时修改需求说明和设计。 但是，形式化方法很难被直接用作软件工程师和用户之间合作的基础，形式化的需求说明语言也很难在这两部分人中间起沟通作用，因为他们的知识背景太不相同了。更何况在研制和运行软件的过程中，需求信息可能改变，修改设计或重新设计都会给这两部分人带来沉重负担。 《天鹰》软件 解决方案:不仅要把用户吸引到软件开发过程中来，而且在可能情况下，让用户自己来定义、设计、开发、维护和修改他的软件。这对某些特定类型的软件例如MIS之类，是可能的。为达此目的，必须免去用户学习和掌握软件开发知识的负担，还要免去用户按形式化方法做需求分析的负担。而做到这一点的关键是以强大的知识支持作为后盾。为了实现这个目标，我们研制了《天鹰》软件。 以前的MIS开发工具常由软件工程师根据用户的要求手工开发，不但工作量大，而且难以正确反映用户的需要。《天鹰》的特点是可让用户自己来开发所需要的MIS，因为使用《天鹰》并不需要软件知识，只需要本行业的业务知识。《天鹰》提供一种近乎行业自然语言的描述语言，称为BIDL。用户很容易用BIDL语言写清楚本单位的组织，人员和业务情况。一旦情况写清楚了，《天鹰》即可自动为他生成一个可用的MIS系统。 一个《天鹰》系统基本上由两部分组成：一个MIS自动生成器和一个知识库。据用户的需要，有三种版本可供使用： 《小天鹰》由一个MIS自动生成器和一个MIS知识库构成。用户用BIDL语言写清楚本单位的组织、人员和业务情况后，《小天鹰》即可为他自动生成MIS.《小天鹰》适于不懂计算机软件但熟悉本行业业务情况的人使用。 《中天鹰》由一个MIS自动生成器、一个MIS知识库和一个领域知识库构成。用户可以像使用《小天鹰》那样使用《中天鹰》，也可以只指明本单位属于哪种类型的企业（例如三星级宾馆），即可利用领域知识库的知识为他自动生成MIS，用户再在此基础上稍加修改就成了适合本单位的MIS。《中天鹰》适合于不懂计算机软件，也不太熟悉本行业业务情况的人使用。它的领域知识库是独立于MIS知识库的，用户可以根据自己的需要配备。因此，《天鹰》软件是组合式的。 《大天鹰》由一个领域知识分析和建模器、MIS自动生成器、一个MIS知识库和一组领域知识库构成