第四章 軟件開發(fā)工具的技術(shù)要素

第四章

軟件(ruǎnjiàn)開發(fā)工具的技術(shù)要素

共三十二頁4.1

基本功能與一般(yībān)結(jié)構(gòu)

一、基本功能（五個(gè)方面）

（1）提供描述(miáoshù)軟件善及其開發(fā)過程的概念模式，協(xié)助軟件開發(fā)售貨員認(rèn)識(shí)軟件工作的環(huán)境與要求、合理地組織與管理軟件開發(fā)的工作過程。（任何軟件開發(fā)工具都具備這種功能）

簡答：概念模式包括幾個(gè)主要方面？

共三十二頁概念模式包括幾個(gè)(jǐɡè)主要方面:對(duì)軟件的應(yīng)用環(huán)境的認(rèn)識(shí)和理解對(duì)預(yù)期(yùqī)產(chǎn)生的軟件產(chǎn)品的認(rèn)識(shí)與理解。

對(duì)軟件開發(fā)過程的認(rèn)識(shí)與理解。

共三十二頁（2）提供存儲(chǔ)(cúnchǔ)和管理有關(guān)信息的機(jī)制與手段。

（3）幫助使用者編制、生成及修改各種文檔。

（4）幫助使用者編寫程序代碼，即代碼生成。

（5）對(duì)于歷史信息進(jìn)行跨生命周期的管理，把項(xiàng)目運(yùn)行與版本更新的有關(guān)信息科學(xué)地管理起來。完整的、一體化的軟件開發(fā)工具應(yīng)當(dāng)具備以上這些功能。共三十二頁二、一般(yībān)結(jié)構(gòu)

○中心位置的是總控部分和人機(jī)界面(rénjījièmiàn)。一方面，人機(jī)界面面對(duì)不同類型的用戶另一方面，總控部分面對(duì)著系統(tǒng)內(nèi)部的各種功能與各種信息，它要保證各部分之間相互的協(xié)調(diào)一致，保證各部分之間信息有效地、準(zhǔn)確的流通。

共三十二頁○系統(tǒng)中和個(gè)重要部分(bùfen)是信息庫及其管理

信息庫內(nèi)容的豐富程度則是軟件(ruǎnjiàn)開發(fā)工具的功能與作用的最根本的保證。○最主要的兩個(gè)信息出口：代碼生成與文檔生成○另一個(gè)技術(shù)要求是項(xiàng)目管理和版本管理共三十二頁4.

2總控部分及人機(jī)界面（處于中心(zhōngxīn)的位置）

1、軟件配置或集成的問題

其實(shí)質(zhì)是要設(shè)立一個(gè)有效的總控部分，能夠在各個(gè)(gègè)具體工具之上實(shí)現(xiàn)信息的正確傳遞與轉(zhuǎn)換，幫助人們完成協(xié)調(diào)與配合的工作，從而形成一個(gè)統(tǒng)一的、完整的支撐環(huán)境，并能過一個(gè)統(tǒng)一的、友好的人機(jī)界面與用戶對(duì)話。2、總控和人機(jī)界面是使用者和工具之間聯(lián)系的橋梁，必須嚴(yán)格遵循面向使用者的原則。（對(duì)用戶來說，人機(jī)界面就是系統(tǒng)本身）共三十二頁3、軟件開發(fā)過程的一個(gè)周期中包括的五個(gè)階段及各階段的任務(wù)(rènwu)（可能出大題）

（1）需求分析階段

需求分析階段的任務(wù)是建立模型。具體說：

①首先應(yīng)當(dāng)(yīngdāng)建立志軟件所處領(lǐng)域或環(huán)境的模型（即"企業(yè)模型"）

②其次，建立起軟件所要處理信息的靜態(tài)模型，即數(shù)據(jù)環(huán)境。

③第三，建立起信息流通的模型，即信息的來源、去向、存儲(chǔ)及處理的邏輯過程。

共三十二頁（2）分析設(shè)計(jì)階段

需求分析階段的基本任務(wù)是完成系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)。包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的詳細(xì)設(shè)計(jì)，處理過程的詳細(xì)設(shè)計(jì)，子系統(tǒng)或模塊的劃分以及它們之間相互聯(lián)系的具體規(guī)定。

還就完成屏幕設(shè)計(jì)、報(bào)表設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計(jì)

（3）編碼階段

是指編寫(biānxiě)軟件的階段，這里是實(shí)際的程序代碼的產(chǎn)生點(diǎn)。（手工的編程不可能完成避免）

共三十二頁（4）測試階段

任務(wù)是對(duì)已經(jīng)完成的各個(gè)模塊(mókuài)或子系統(tǒng)進(jìn)行試算、調(diào)整，以便最終形成完整的軟件。

（5）運(yùn)行維護(hù)階段

任務(wù)是組織和管理軟件的日常運(yùn)行，收集運(yùn)行中的狀態(tài)信息及出現(xiàn)的問題并及時(shí)地進(jìn)行局部的修改與完善。共三十二頁4、總控部分和人機(jī)界面(rénjījièmiàn)的設(shè)計(jì)原則是什么？

在技術(shù)上可以歸納為三條基本原則：面向使用者；保證信息的準(zhǔn)確傳遞；保證系統(tǒng)的開放性（或靈活性）第一條原則是面向用戶的原則（兩個(gè)方面）

①一方面是總控部分對(duì)各部分的調(diào)度與安排應(yīng)當(dāng)符合上述模式

②另一方面向用戶提供的統(tǒng)一界面就體現(xiàn)這個(gè)模式（模式見書）第二條原則是保證各部分之間信息的準(zhǔn)確傳遞。第三條原則是保證系統(tǒng)的開放性或靈活性。

（理想(lǐxiǎng)的結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)是模塊式的、易于裁剪的。）

共三十二頁

以上三項(xiàng)基本原則是對(duì)整個(gè)軟件開發(fā)工具而言的，但是它們的實(shí)現(xiàn)主要體現(xiàn)在總控部分(bùfen)和人機(jī)界面這個(gè)中心環(huán)節(jié)上。這也正是軟件開發(fā)工具真正發(fā)揮作用的要害和難點(diǎn)所在。因此，這些原則就成為軟件開發(fā)工具研制者和使用者關(guān)心的焦點(diǎn)。共三十二頁4.

3信息庫及其管理(guǎnlǐ)

○信息庫是軟件開發(fā)工具的基礎(chǔ)。合理的組織信息庫的內(nèi)容，加強(qiáng)信息庫的管理功能，是軟件開發(fā)工具的又一個(gè)重要的技術(shù)要素。

○信息庫的技術(shù)考慮主要涉及四個(gè)問題：信息庫的內(nèi)容、信息庫的組織方式、信息庫的管理功能、歷史信息的處理(chǔlǐ)方法。

共三十二頁一、信息庫的內(nèi)容(nèiróng)：

信息庫中需要存放四大類信息第一類信息

是關(guān)于軟件應(yīng)用的領(lǐng)域與環(huán)境的第二類信息

是設(shè)計(jì)成果，包括邏輯設(shè)計(jì)與物理設(shè)計(jì)的成果。

主要包括：數(shù)據(jù)流程圖、數(shù)據(jù)字典、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖、數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計(jì)、各模塊的設(shè)

計(jì)要求以及由此形成的設(shè)計(jì)文檔。第三類信息

是運(yùn)行狀況與測試(cèshì)的記錄。第四類信息

是有關(guān)項(xiàng)目管理與版本管理的信息。

這屬于跨生命周期的信息，對(duì)單獨(dú)一次開發(fā)似乎用處不大，但對(duì)于長期的、持續(xù)的、不斷更新的軟件則是十分重要的。共三十二頁二、信息庫的組織方式(fāngshì)（三種）

1、集中存儲(chǔ)方式（最初采?。?/p>

就是建立一個(gè)龐大的數(shù)據(jù)庫，把各種信息都存放在這個(gè)數(shù)據(jù)庫存中，頁而各種工具，或?qū)崿F(xiàn)單項(xiàng)功能的模塊則圍繞在這個(gè)信息庫的周圍，進(jìn)行操作。

優(yōu)點(diǎn)：想法比較自然，而且充分利用已有的數(shù)據(jù)庫技術(shù)，比較容易保持一致性。

缺點(diǎn)：與模塊化的要求相沖突。2、分散存儲(chǔ)

把信息分別存入不同的數(shù)據(jù)庫，由不同的功能模塊來處理。

優(yōu)點(diǎn)：易于變更和裁剪(cáijiǎn)，一部分發(fā)生變更，不致影響整個(gè)系統(tǒng)。

缺點(diǎn)：每個(gè)模塊都要有自己進(jìn)行一整套增刪改的操作，且各部分之間的一致性無從保證。

共三十二頁3、邏輯上統(tǒng)一、物理上分散、設(shè)立統(tǒng)一的信息庫管理模塊來進(jìn)行管理。

通過信息庫管理模塊來對(duì)分散的各個(gè)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存取，并進(jìn)行一致性的檢查與維護(hù)。

優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)庫與模塊都實(shí)現(xiàn)(shíxiàn)了模塊化，既保持了一致生，又保持了靈活性。總之，由于信息庫的內(nèi)容眾多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，是一個(gè)比較困難的問題，需要認(rèn)真地研究民設(shè)計(jì)。共三十二頁三、信息的管理(guǎnlǐ)功能

1、采用統(tǒng)一的信息庫管理模塊的結(jié)構(gòu)方式，這個(gè)模塊應(yīng)具有哪些功能？

（1）錄入更新

（2）使用查詢

（3）一致性維護(hù)2、與一般數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)不同的主要(zhǔyào)有兩點(diǎn)

首先，信息之間邏輯聯(lián)系的識(shí)別與記錄。

其次，如何實(shí)現(xiàn)定量信息與文字信息的協(xié)調(diào)一致。

上述兩個(gè)困難的根源都在于數(shù)據(jù)之間的邏輯關(guān)系的認(rèn)識(shí)與表達(dá)。目前尚無十分令人滿意的解決辦法。共三十二頁四、歷史信息(xìnxī)的處理方法

1、信息庫的另一個(gè)問題是如何處理(chǔlǐ)歷史信息。實(shí)際操作中有兩個(gè)困難：

（1）一個(gè)是歷史信息的數(shù)量太大，占用存儲(chǔ)設(shè)備過多。

（2）另一個(gè)是歷史信息格式不一致，難以有效地利用。2、解決辦法：

（1）前一個(gè)問題一般采用脫機(jī)備份的方法解決。

（2）解決后一個(gè)問題是十分困難的。加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)化、穩(wěn)定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)只能使這個(gè)問題得到一定程度的解決。（任何標(biāo)準(zhǔn)化都不是一成不變的，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定是相對(duì)的，變更則是絕對(duì)的。這個(gè)問題至今尚無令人十分滿意的解決辦法）共三十二頁4.4

文檔的生成(shēnɡchénɡ)與代碼的生成(shēnɡchénɡ)

使用者從軟件開發(fā)工具得到的最主要的幫助有兩種方式：文檔生成與代碼生成。軟件工具的起點(diǎn)也就是這二者。

一、代碼生成（輸出代碼是這個(gè)模塊的目標(biāo)）

1、代碼生成器的基本任務(wù)是根據(jù)設(shè)計(jì)要求，自支地或者半自動(dòng)地產(chǎn)生相應(yīng)(xiāngyīng)的某種語言的程序。

從輸入、輸出四個(gè)方面的內(nèi)容就可以抓住代碼生成中的技術(shù)關(guān)鍵（教材P58圖4.6）共三十二頁2、代碼生成器的輸出是程序代碼，輸出的代碼有兩種情況：

①某種高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言的代碼

優(yōu)點(diǎn)：使用者可以在這個(gè)基礎(chǔ)上進(jìn)一步修改加工，即利用自動(dòng)生成模塊作為原型，在此基礎(chǔ)上形成自己所要求(yāoqiú)的系統(tǒng)（或系統(tǒng)的一部分）。

缺點(diǎn)：功能較死，效率不高。

②某種機(jī)器（包括硬件和操作系統(tǒng)）環(huán)境下可運(yùn)行的機(jī)器指令。

優(yōu)點(diǎn)：可以直接運(yùn)行，如果不合要求(yāoqiú)可以立即調(diào)整命令和參數(shù)重新生成一遍。

缺點(diǎn)：機(jī)器代碼一般無法直接修改，對(duì)機(jī)器的硬件軟件環(huán)境的依賴很大。

后者不如前者應(yīng)用的多一些?！裥枰獜?qiáng)調(diào)的是：程序歸根到底是人編的，任何工具都只能發(fā)揮幫助和支持的作用，而不能完全代替人的工作。共三十二頁3、代碼生成器的輸入有三個(gè)方面

（1）信息庫中存儲(chǔ)的有關(guān)信息。

（2）使用者通過人機(jī)界面輸入的命令、參數(shù)。

（3）其它要求(yāoqiú)和用于生成代碼的程序框架及組件。共三十二頁4、生成代碼(dàimǎ)時(shí)依據(jù)的是三個(gè)方面的材料（與上題是一致的）(1)信息庫里已有的有關(guān)資料。在一個(gè)一體化的環(huán)境中，代碼生成必須充分利用信息庫中的各種資料，這不只是為了節(jié)省重復(fù)收集信息的勞動(dòng)，更重要的是為了保證系統(tǒng)的統(tǒng)一。(2)各種標(biāo)準(zhǔn)模塊(mókuài)的框架和構(gòu)件。事實(shí)上，代碼生成的技術(shù)無非是根據(jù)人們對(duì)某一類模塊(mókuài)的編程經(jīng)驗(yàn)，歸納出一些一般框架或一般構(gòu)件，事先存放在機(jī)器中，在實(shí)際使用時(shí)根據(jù)當(dāng)時(shí)輸入的參數(shù)，填入框架或重新組合構(gòu)件，從而形成一個(gè)新的程序段落。(3)使用者當(dāng)時(shí)通過屏幕前的操作送人的信息。信息庫中不可能已經(jīng)存人了代碼設(shè)計(jì)所需要的全部信息，還有相當(dāng)一部分要求或參數(shù)是在編碼時(shí)才確定的，因此代碼生成決不會(huì)是完全隱藏在機(jī)器內(nèi)部的。共三十二頁二、文檔生成(shēnɡchénɡ)（比代碼生成(shēnɡchénɡ)更難）

文檔生成的功能與代碼生成相比，數(shù)量更大、內(nèi)容更復(fù)雜。

文檔生成包括三大類：文章、表格、圖形。·畫圖已經(jīng)不是困難的問題，困難是把圖形的含義與信息庫中的內(nèi)容有機(jī)的聯(lián)系起來。把信息庫中的內(nèi)容用人們一目了然的圖形表示出來有一定的難度。·表格比較容易按信息庫當(dāng)前的內(nèi)容輸出?！の恼率亲铍y處理的。（寫好系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)(shèjì)的報(bào)告或者用戶手冊(cè)決不是技術(shù)問題）

目前見到的文檔生成器大多數(shù)只能做到提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)和框架，提醒人們完整地、確切地表達(dá)設(shè)計(jì)(shèjì)思想。

共三十二頁哪類程序易于生成(shēnɡchénɡ)?哪類程序難于生成?為什么?

一般來說，對(duì)話屏幕、輸入屏幕、輸出報(bào)表、菜單控制結(jié)構(gòu)等類型的模塊比較容易(róngyì)生成，因?yàn)樗鼈兊奶幚磉^程比較規(guī)范，比較容易(róngyì)通過一些參數(shù)來加以描述和規(guī)定。而對(duì)于統(tǒng)計(jì)分析、數(shù)據(jù)加工、決策判斷等類型的模塊則比較難以生成，因?yàn)樗鼈兊撵`活程度較大。共三十二頁4.5

項(xiàng)目管理與版本(bǎnběn)管理

·項(xiàng)目管理與版本管理的核心問題：跨生命周期的信息管理問題。

·項(xiàng)目管理與版本管理的關(guān)鍵問題：歷史信息的處理。

一、項(xiàng)目管理（以項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫為中心解決問題的思路）

項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫實(shí)際上是信息庫的一個(gè)(yīɡè)組成部分，它記錄的是項(xiàng)目本身進(jìn)展的各種有關(guān)信息。

項(xiàng)目管理的關(guān)鍵是質(zhì)量、進(jìn)度、資源配置、費(fèi)用（四個(gè)基本問題）

共三十二頁●AD/Cyvle的總框架中，對(duì)項(xiàng)目管理應(yīng)當(dāng)考慮的范圍(fànwéi)給出如下規(guī)定（也就是項(xiàng)目管理的任務(wù)）

（1）研究與確定開發(fā)工作的方針與方法。

（2）開發(fā)任務(wù)的劃分與分工。

（3）資源狀況。

（4）人員情況。

（5）變更情況。

（6）質(zhì)量情況。

項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容應(yīng)當(dāng)支持項(xiàng)目負(fù)責(zé)人做好以上各項(xiàng)工作。共三十二頁二、版本(bǎnběn)管理

主要內(nèi)容是：各個(gè)版本的編號(hào)、功能改變(gǎibiàn)、模塊組成、文檔狀況、推出時(shí)間、用戶數(shù)量（或用戶名單）、用戶反映、封存情況等。共三十二頁練習(xí)(liànxí)名詞解釋軟件配置(集成)項(xiàng)目管理

簡答與論述試述版本管理的意義與方法。軟件開發(fā)過程中設(shè)計(jì)的信息類型(lèixíng)有哪些

試論信息庫的管理功能。共三十二頁軟件開發(fā)工具的一般結(jié)構(gòu)有哪些?答案

軟件開發(fā)工具理想的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)應(yīng)該是什么樣的?

處理歷史信息時(shí)遇到哪兩個(gè)問題?以何種方法解決?

代碼生成器的基本任務(wù)是什么?

試論(shìlùn)信息庫的管理功能。共三十二頁代碼生成器的代碼輸出(shūchū)方式有哪幾種?優(yōu)、缺點(diǎn)是什么?哪類程序易于生成?哪類程序難于生成?為什么?

代碼生成器依據(jù)哪些資料工作?

信息庫的組織方式有哪些?項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容應(yīng)當(dāng)支持項(xiàng)目負(fù)責(zé)人做好哪些工作?版本管理的內(nèi)容是什么?

共三十二頁(1)總控部分與人機(jī)界面。這部分是使用者和軟件開發(fā)工具之間交流信息，實(shí)現(xiàn)所有(suǒyǒu)的支持功能的橋梁。這現(xiàn)對(duì)于軟件開發(fā)工具來說，是它的實(shí)用性和靈活性的主要保證。(2)信息庫及其管理模塊。軟件開發(fā)工具對(duì)軟件開發(fā)支持的范圍及深度取決于信息庫的功能和內(nèi)容。(3)文檔生成模塊。用于輸出文檔(軟件開發(fā)工具最重要的輸出之一)。(4)代碼生成模塊。用于生成代碼