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軟件工程第十三章.doc

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?13.1軟件開發環境 在軟件工程學中,方法和工具是同一個問題的兩個不同方面,方法是工具研制的先導,工具是方法的實在體現,軟件工程方法的研究成果要最終實現為軟件工具和系統,才能充分發揮軟件工程方法在軟件開發中的作用。軟件開發環境,就是圍繞著軟件開發的一定目標而組織在一起的相關一組軟件工具的有機集合。13.1.1軟件開發環境概論 1.什么是軟件開發環境 軟件開發環境是指在計算機的基本軟件的基礎上,為了支持軟件的開發而提供的一組工具軟件系統。一個由IEEE和ACM支持的國際工作小組提出的關于“軟件開發環境”的定義是: “軟件開發環境是相關的一組軟件工具集合,它支持一定的軟件開發方法或按照一定的軟件開發模型組織而成”。 美國國防部在STARS計劃中定義如下; “軟件工程環境是一組方法、過程及計算機程序(計算機化的工具)的整體化構件,它支持從需求定義、程序生成直到維護的整個軟件生存期”。 “可用來幫助和支持軟件需求分析、軟件開發、測試、維護、模擬、移植或管理而編制的計算機程序或軟件?!?2.軟件開發環境的發展 在70年代,軟件開發與設計方法由結構化程序設計技術(SP)向結構化設計(SD)技術發展,而后又發展了結構化分析技術的一整套的相互銜接的SA-SD的方法學。 在80年代中期與后期,主要是實時系統設計方法,以及面向對象的分析和設計方法的發展,它克服了結構化技術的缺點。 在90年代主要是進行系統集成方法和集成系統的研究,所研究的集成CSAE環境可以加快開發復雜信息系統的速度,確保用戶軟件開發成功,提高軟件質量,降低投資成本和開發風險。 3.對軟件開發環境的要求 軟件開發環境的目標是提高軟件開發的生產率和軟件產品的質量。 (1)軟件開發環境應是高度集成的一體化的系統。 (2)軟件開發環境應具有高度的通用性。 (3)軟件開發環境應易于定制、裁剪或擴充以符合用戶要求,即軟件開發環境應具有高度的適應性和靈活性。 (4)軟件開發環境不但可應用性要好,而且是易使用的、經濟高效的系統。 (5)軟件開發環境應有輔助開發向半自動開發和自動開發逐步過渡的系統。13.1.2軟件開發環境的分類 軟件開發環境是與軟件生存期,軟件開發方法和軟件處理模型緊密相關的。其分類方法很多,本節按解決的問題、軟件開發環境的演變趨向與集成化程度進行分類。 1.按解決的問題分類 (1)程序設計環境。 (2)系統合成環境。 (3)項目管理環境。項目管理環境的責任是解決由于軟件產品的規模大、生存期長、人們的交往多而造成的問題。 2.按軟件開發環境的演變趨向分類 (1)以語言為中心的環境。 (2)工具箱環境。 這類環境的特點是由一整套工具組成,供程序設計選擇之用,如有窗口管理系統,各種編輯系統,通用繪畫系統,電子郵件系統,文件傳輸系統,用戶界面生成系統等。 (3)基于方法的環境。 這類環境專門用于支持特定的軟件開發方法。 3.按集成化程度分類 (1)第一代,建立在操作系統上。 (2)第二代,具有真正的數據庫,而不是文件庫。 (3)第三代,建立在知識庫系統上,出現集成化工具集。13.2軟件工具的基本概念 軟件工具是軟件開發環境中最主要的組成部分,軟件開發環境的主要目標是提高軟件開發的生產率、改善軟件質量,和降低軟件成本。而這些目標的實現,只能直接依靠軟件工具的廣泛使用,所以對軟件工具開發、設計和使用的研究是十分重要的。13.2.1什么是軟件工具 軟件工具是指為支持計算機軟件的開發、維護、模擬、移植或管理而研制的程序系統。所以軟件工具是一個程序系統。 軟件工具通常由工具、工具接口和工具用戶接口三部分構成。工具通過工具接口與其他工具、操作系統或網絡操作系統, 以及通信接口、環境信息庫接口等進行交互作用。當工具需要與用戶進行交互作用時則通過工具的用戶接口。13.2.2當前軟件工具發展的特點 軟件工具的發展有以下特點: (1)軟件工具由單個工具向多個工具集成化方向發展。 (2)重視用戶界面的設計。 (3)不斷的采用新理論和新技術。 (4)軟件工具的商品化推動了軟件產業的發展,而軟件產業的發展,又增加了對軟件工具的需求,促進了軟件工具的商品化進程。13.2.3軟件工具的分類 如何對軟件工具進行分類,一直是人們研究的熱點,自90年代以來掀起了新的熱潮。Reifer和Trattner將軟件工具分為6類:模擬工具、 開發工具、測試和評估工具、運行和維護工具、性能測量工具和程序設計支持工具。13.3計算機輔助軟件工程(CASE) 計算機輔助軟件工程這一術語的英文為Computer-Aided Software Engineering,縮寫為CASE。13.3.1 CASE定義 CASE是一組工具和方法集合,可以輔助軟件開發生命周期個階段進行軟件開發。13.3.2 CASE分類 1.CSAE技術種類 CASE系統所涉及到的技術有兩大類:一類是支持軟件開發過程的本身的技術,如支持規約、設計、 實現、測試等等。 還有一種特殊的CASE技術,即元-CASE技術。 2.CASE工具 軟件工具是用于輔助計算機軟件的開發、運行、維護和管理等活動的一類軟件。隨著CASE的出現,人們也經常使用工具這一術語。人們一般不加區別地使用軟件工具和CASE工具這兩個詞。 3.CSAE工具的分類 對CASE工具分類的標準可分為: (1)功能。 (2)支持的過程。 (3)支持的范圍。 1993年Fuggetta根據CASE系統對軟件系統的支持范圍,提出 CASE系統可分為三類: (1)支持單個過程任務的工具。 (2)工作臺支持某一過程所有活動或某些活動。 (3)環境支持軟件過程所有活動或至少大部分。13.3.3 CASE的集成 以一種集成的方式工作的CASE工具可獲得更多收益,因為集成方式組裝特定工具以提供對過程活動更廣泛的支持。 (1)平臺集成:工具運行在相同的硬件/操作系統平臺。 (2)數據集成:工具使用共享數據模型來操作。 (3)表示集成:工具提供相同的用戶界面。 (4)控制集成:工具激活后能控制其他工具的操作。 (5)過程集成:工具在一個過程模型和“過程機”的指導下使用。 1.平臺集成 “平臺”或是一個單一的計算機或操作系統或是一個網絡系統。 2.數據集成 數據集成是指不同軟件工程能相互交換數據。 (1)共享文件。 (2)共享數據結構。 (3)共享倉庫。 最簡單的數據集成形式是基于一個共享文件的集成,UNIX系統就是這樣。UNIX有一個簡單的文件模型,即非結構化字符流。任何工具都能把信息寫入文件中,也能讀其他工具生成的文件。UNIX還提供管道。 3.表示集成 表示集成或用戶界面集成意指一個系統中的工具使用共同的風格,以及采用共同的用戶交互標準集。工具有一個相似的外觀。當引入一個新工具時,用戶對其中一些用戶界面已經很熟悉,這樣就減輕了用戶的學習負擔。目前,表示集成有如下三種不同級別: (1)窗口系統集成。 (2)命令集成。 (3)交互集成。 4.控制集成 控制集成支持工作臺或環境中一個工具對系統中其他工具的訪問。 5.過程集成 過程集成意指CASE系統嵌入了關于過程活動、階段、約束和支持這些活動所需的工具的知識。13.3.4 CASE生存期13.3.5 CASE工作臺 1.CASE工作臺概述 (1)CASE工作臺的分類。 一個CASE工作臺是一組工具集,支持像設計、實現或測試等特定的軟件開發階段。將CASE工具組裝成一個工作臺后工具能協調工作,可提供比單一工具更好的支持??蓪崿F通用服務程序,這些程序能被其他工具調用。工作臺工具能通過共享文件、共享倉庫或共享數據結構來集成。 (2)開放式工作臺和封閉式工作臺。 2.程序設計工作臺 程序設計工作臺由支持程序開發過程的一組工具組成。將編譯器、編輯器和調試器這樣的軟件工具一起放在一個宿主機上,該機器是專門為程序開發設計的。組成程序設計工作臺的工具可能有: (1)語言編譯器:將源代碼程序轉換成目標碼。 (2)結構化編輯器:結合嵌入的程序設計語言知識。 (3)連接器。 (4)加載器。 (5)交叉引用。 (6)按格式打印。 (7)靜態分析器。 (8)動態分析器。 (9)交互式調試器。 3.分析和設計工作臺 分析和設計工作臺支持軟件過程的分析和設計階段,在這一階段,系統模型已建立(例如,一個數據庫模型,一個實體關系模型等)。這些工作臺通常支持結構化方法中所用的圖形符號。支持分析和設計的工作臺有時稱為上游 CASE工具。它們支持軟件開發的早期過程。程序設計工作臺則成為下游CASE工具。 4.測試工作臺 測試是軟件開發過程較為昂貴和費力的階段。測試工作臺永遠應為開放系統,可以不斷演化以適應被測試系統的需要。
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