1.3軟件開發(fā)方法概述

軟件開發(fā)方法是一種使用早已定義好的技術(shù)集及符號表示習(xí)慣來組織軟件生產(chǎn)過程的方法。其方法一般表述成一系列的步驟，每一步驟都與相應(yīng)的技術(shù)和符號相關(guān)。

軟件開發(fā)的目標(biāo)是在規(guī)定的投資和時間內(nèi)，開發(fā)出符合用戶需求的高質(zhì)量的軟件。為了達(dá)到此目的，需要有成功的開發(fā)方法。

軟件開發(fā)方法是克服軟件危機(jī)的重要方面之一。在20世紀(jì)60年代，由于對軟件開發(fā)方法重視不夠，解決軟件復(fù)雜性的能力不夠，因而軟件開發(fā)方法成為軟件危機(jī)的原因之一。因此，自軟件工程誕生以來，人們重視軟件開發(fā)方法的研究，已經(jīng)提出了多種軟件開發(fā)方法和技術(shù)，對軟件工程及軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到了不可估量的作用。1.3.1結(jié)構(gòu)化方法

結(jié)構(gòu)化方法由結(jié)構(gòu)化分析、結(jié)構(gòu)化設(shè)計和結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計構(gòu)成。它是一種面向數(shù)據(jù)流的開發(fā)方法。該方法簡單實(shí)用，應(yīng)用較廣，技術(shù)成熟。

所謂結(jié)構(gòu)化分析，就是根據(jù)分解與抽象的原則，按照系統(tǒng)中數(shù)據(jù)處理的流程，用數(shù)據(jù)流圖來建立系統(tǒng)的功能模型，從而完成需求分析。所謂結(jié)構(gòu)化設(shè)計，就是根據(jù)模塊獨(dú)立性準(zhǔn)則、軟件結(jié)構(gòu)準(zhǔn)則，將數(shù)據(jù)流圖轉(zhuǎn)換為軟件的體系結(jié)構(gòu)，用軟件結(jié)構(gòu)圖來建立系統(tǒng)的物理模型，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的概要設(shè)計。所謂結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計，就是根據(jù)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計原理，將每個模塊的功能用相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)控制結(jié)構(gòu)表示出來，從而實(shí)現(xiàn)詳細(xì)設(shè)計。1.3.1結(jié)構(gòu)化方法

結(jié)構(gòu)化方法總的指導(dǎo)思想是自頂向下、逐步求精。它的基本原則是功能的分析與抽象。它是軟件工程中最早出現(xiàn)的開發(fā)方法，特別適合于數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域的問題。相應(yīng)的支持工具較多，發(fā)展較為成熟。結(jié)構(gòu)化方法對于規(guī)模大的項目及特別復(fù)雜的項目不太適應(yīng)，該方法難以解決軟件重用問題，難以適應(yīng)需求變化的問題，難以徹底解決維護(hù)問題。

結(jié)構(gòu)化方法的詳細(xì)介紹見第8章。Jackson方法是一種面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的開發(fā)方法。一個問題的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與處理該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的控制結(jié)構(gòu)往往有驚人的相似之處，根據(jù)這一思想形成了最初的JSP(JacksonStructureProgramming)方法。JSP方法首先描述問題的輸入、輸出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，分析其對應(yīng)性，然后推出相應(yīng)的程序結(jié)構(gòu)，從而給出問題的軟件過程描述。JSP方法是以數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為驅(qū)動的，適合于小規(guī)模的項目。當(dāng)輸入數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與輸出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)無對應(yīng)關(guān)系時，難以應(yīng)用該方法。基于JSP方法的局限性，又發(fā)展了JSD(JacksonSystemDevelopment)方法，它是JSP方法的擴(kuò)充。1.3.2Jackson方法1.3.2Jackson方法JSD方法是一個完整的系統(tǒng)開發(fā)方法。該方法首先建立現(xiàn)實(shí)世界的模型，再確定系統(tǒng)的功能需求，對需求的描述特別強(qiáng)調(diào)了操作之間的時序性，它以事件作為驅(qū)動，是一種基于進(jìn)程的開發(fā)方法，應(yīng)用于時序特點(diǎn)較強(qiáng)的系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和一些實(shí)時控制系統(tǒng)。JSD方法對客觀世界及其同軟件之間的關(guān)系認(rèn)識不完整，所確立的軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，軟件結(jié)構(gòu)說明的描述采用第三代語言，這不利于軟件開發(fā)者對系統(tǒng)的理解及開發(fā)者之間的通信交流，這些缺陷在很大程度上限制了人們實(shí)際運(yùn)用JSD方法的熱情。1.3.3維也納開發(fā)方法(VDM)

維也納開發(fā)方法(即VDM)，自20世紀(jì)70年代初提出以來，已形成一種對大型系統(tǒng)軟件形式化開發(fā)的較有潛力的方法，在歐洲及北美有相當(dāng)大的影響，到20世紀(jì)80年代已將它應(yīng)用到工程開發(fā)上。VDM是在1969年為開發(fā)PL/1語言時，由IBM公司維也納實(shí)驗室的研究小組提出的，當(dāng)時遇到的問題是如何對大型高級語言盡快用形式化說明來開發(fā)編譯系統(tǒng)，使語法、語義的定義更嚴(yán)密、更系統(tǒng)化，從軟件系統(tǒng)最高一級抽象到最終目標(biāo)代碼生成，每一步都給出形式化說明。VDM是一種形式化的開發(fā)方法，軟件的需求用嚴(yán)格的形式語言描述，把描述模型逐步變換成目標(biāo)系統(tǒng)。VDM方法是在VDL的基礎(chǔ)上擴(kuò)充而來的，當(dāng)時用它來形式定義PL/1的一個真子集。VDM是一個基于模型的方法，它的主要思想是：將軟件系統(tǒng)當(dāng)作模型來給予描述，具體說就是把軟件的輸入/輸出看作模型對象，而這些對象在計算機(jī)中的狀態(tài)可看作為該模型在對象上的操作。1.3.3維也納開發(fā)方法(VDM)1.3.3維也納開發(fā)方法(VDM)VDM從抽象說明開始，對軟件系統(tǒng)功能條件給出定義，對其輸入/輸出用不同的數(shù)學(xué)域進(jìn)行分類定義，這稱為語法域說明。具體說明對象的真正含義，稱為語義域說明。對系統(tǒng)在計算機(jī)內(nèi)的狀態(tài)進(jìn)行描述，稱為加工函數(shù)(或語義函數(shù))。前面的語義域和語法域都是用數(shù)學(xué)的域方程表示的，而加工函數(shù)是用數(shù)學(xué)函數(shù)形式表示的，所以VDM的軟件系統(tǒng)模型是代數(shù)式的說明。1.3.3維也納開發(fā)方法(VDM)

VDM的每步開發(fā)借助于其強(qiáng)有力的描述工具語言Meta-IV。VDM方法到20世紀(jì)70年代末得到進(jìn)一步的鞏固，開始在歐洲廣泛應(yīng)用，先是應(yīng)用于開發(fā)程序語言的語義形式說明，以后變成一般軟件的開發(fā)方法。這方面主要貢獻(xiàn)是CliffJones和DinesBjorner，他們開辟了許多新領(lǐng)域的應(yīng)用。

丹麥有一個專門研究VDM的信息中心，該中心研制了許多支撐VDM的工具，開發(fā)并發(fā)通信進(jìn)程，并用VDM實(shí)現(xiàn)了對Ada語言的整個開發(fā)過程的描述。1.3.4面向?qū)ο蟮拈_發(fā)方法

面向?qū)ο箝_發(fā)方法的基本出發(fā)點(diǎn)是盡可能按照人類認(rèn)識世界的方法和思維方式來分析和解決問題。客觀世界是由許多具體的事物、事件、概念和規(guī)則組成的，這些均可看成對象。面向?qū)ο蠓椒ㄕ且詫ο笞鳛樽罨镜脑兀彩欠治鰡栴}、解決問題的核心。由此可見，面向?qū)ο蠓椒ǚ先祟惖恼J(rèn)識規(guī)律。計算機(jī)實(shí)現(xiàn)的對象與真實(shí)世界的對象有一一對應(yīng)的關(guān)系，不必做任何轉(zhuǎn)換，這就使面向?qū)ο笠子跒槿藗兯斫狻⒔邮芎驼莆铡?.3.4面向?qū)ο蟮拈_發(fā)方法

面向?qū)ο箝_發(fā)方法包括面向?qū)ο蠓治觥⒚嫦驅(qū)ο笤O(shè)計和面向?qū)ο髮?shí)現(xiàn)。面向?qū)ο箝_發(fā)方法有Booch方法、Coad方法和OMT方法等。為了統(tǒng)一各種面向?qū)ο蠓椒ǖ男g(shù)語、概念和模型，1997年推出了統(tǒng)一建模語言，即UML(UnifiedMod