淺談對(duì)結(jié)構(gòu)化方法和面向?qū)ο蠓椒ǖ膶?duì)比和討論

1、淺談對(duì)構(gòu)造化方法和面向?qū)ο蠓椒ǖ谋日蘸陀懻撜撐年P(guān)鍵詞:軟件工程構(gòu)造化方法面向?qū)ο蠓椒ㄕ撐恼?本文闡述構(gòu)造化方法和面向?qū)ο蠓椒ǖ母靖拍钆c特點(diǎn)和這兩種軟件開發(fā)方法詳細(xì)的分析設(shè)計(jì)過程,討論了各自在不同軟件開發(fā)中的應(yīng)用及局限性,提出了在選用面向?qū)ο蠓椒ㄩ_發(fā)大型軟件系統(tǒng)的同時(shí)可結(jié)合構(gòu)造化方法。一引言構(gòu)造化方法是強(qiáng)調(diào)開發(fā)方法的構(gòu)造合理性以及所開發(fā)軟件的構(gòu)造合理性的軟件開發(fā)方法。構(gòu)造是指系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)組成要素之間的互相聯(lián)絡(luò)、互相作用的框架。構(gòu)造化開發(fā)方法提出了一組進(jìn)步軟件構(gòu)造合理性的準(zhǔn)那么,如分解與抽象、模塊獨(dú)立性、信息隱蔽等。針對(duì)軟件生存周期各個(gè)不同的階段,它有構(gòu)造化分析(sa)、構(gòu)造化設(shè)計(jì)(sd)和構(gòu)造

2、化程序設(shè)計(jì)(sp)等方法。面向?qū)ο蠓椒ㄊ且环N把面向?qū)ο蟮乃枷霊?yīng)用于軟件開發(fā)過程中,指導(dǎo)開發(fā)活動(dòng)的系統(tǒng)方法,簡(jiǎn)稱方法,是建立在“對(duì)象概念根底上的方法學(xué)。對(duì)象是由數(shù)據(jù)和容許的操作組成的封裝體,與客觀實(shí)體有直接對(duì)應(yīng)關(guān)系,一個(gè)對(duì)象類定義了具有相似性質(zhì)的一組對(duì)象。而每繼承性是對(duì)具有層次關(guān)系的類的屬性和操作進(jìn)展共享的一種方式。所謂面向?qū)ο缶褪腔趯?duì)象概念,以對(duì)象為中心,以類和繼承為構(gòu)造機(jī)制,來(lái)認(rèn)識(shí)、理解、刻畫客觀世界和設(shè)計(jì)、構(gòu)建相應(yīng)的軟件系統(tǒng)。二構(gòu)造化方法構(gòu)造化方法包括根本的構(gòu)造化方法、復(fù)雜的構(gòu)造化方法idef體系、jaksn方法。構(gòu)造化方法的特點(diǎn):把一個(gè)復(fù)雜過程用多個(gè)單個(gè)小過程來(lái)實(shí)現(xiàn);用數(shù)據(jù)流圖,可以完

3、成整個(gè)分解過程;結(jié)果的唯一性,同一個(gè)問題,不同的人分解出來(lái)的結(jié)果根本是一樣的。也即,用構(gòu)造化方法,根本上是有標(biāo)準(zhǔn)答案的;較合適初學(xué)者學(xué)習(xí),一個(gè)連續(xù)的處理過程。什么是軟件體系構(gòu)造?一個(gè)程序和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件體系構(gòu)造是指系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)構(gòu)造。構(gòu)造中包括軟件的構(gòu)件,構(gòu)件的外部可見屬性以及它們之間的互相關(guān)系。體系構(gòu)造并非可運(yùn)行軟件,它是一種表達(dá),使軟件工程師可以:分析設(shè)計(jì)在滿足規(guī)定需求方面的有效性;在設(shè)計(jì)變更相對(duì)容易的階段,考慮體系構(gòu)造可能的選擇方案;降低與軟件構(gòu)造相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)。軟件體系構(gòu)造之所以重要的三個(gè)關(guān)鍵原因:軟件體系構(gòu)造的表示有助于對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)開發(fā)感興趣的各方(共利益者)開展交流;體系構(gòu)造突出了早

4、期設(shè)計(jì)決策,這些決策對(duì)隨后的所有軟件工程工作有深遠(yuǎn)的影響,同時(shí)對(duì)系統(tǒng)作為一個(gè)可運(yùn)行實(shí)體的最后成功有重要作用;體系構(gòu)造“構(gòu)建了一個(gè)相對(duì)小的,易于理解的模型,該模型描繪了系統(tǒng)如何構(gòu)成以及其構(gòu)件如何一起工作。系統(tǒng)的體系構(gòu)造是一個(gè)關(guān)于系統(tǒng)形式和構(gòu)造的綜合框架,包括系統(tǒng)構(gòu)件和構(gòu)件的整合。軟件體系構(gòu)造必須對(duì)系統(tǒng)構(gòu)造以及數(shù)據(jù)和程序構(gòu)件間的互相協(xié)作方式進(jìn)展建模。三面向?qū)ο蠓椒嫦驅(qū)ο蠓椒òǜ镜拿嫦驅(qū)ο蠓椒?、rup。面向?qū)ο蟮母拍顚傩哉f明一個(gè)類的數(shù)據(jù)集合;類封裝數(shù)據(jù)和過程的抽象,這些是說明某些真實(shí)世界中的實(shí)體的內(nèi)容和行為所必需的。換種方式說,類是一組相似對(duì)象的概括說明(如:模板、形式、藍(lán)圖);對(duì)象某個(gè)特定類

5、的實(shí)例。對(duì)象繼承類的屬性和操作;操作也稱作方法和效勞,表現(xiàn)類的某個(gè)行為;子類超類的特化,子類可以從超類繼承屬性和操作;超類也稱作基類,是一組相關(guān)類的泛化。面向?qū)ο蟮奶攸c(diǎn)基于映射:把現(xiàn)實(shí)世界的工作過程或系統(tǒng),用代碼系統(tǒng)中的相對(duì)應(yīng)的元素模擬出來(lái),就完成了軟件的設(shè)計(jì)和開發(fā);事物對(duì)象;事物的特征對(duì)象的屬性;事物的行為對(duì)象的方法;事物之間的信息交換與協(xié)同類方法調(diào)用;由于現(xiàn)實(shí)事物的復(fù)雜性,為了要更好地完成上面的模擬/映射,需要從多個(gè)角度描繪系統(tǒng)或過程;靜態(tài)關(guān)系:多態(tài)、繼承、聚合、狀態(tài)轉(zhuǎn)換;動(dòng)態(tài)關(guān)系:用例、活動(dòng)、序列、協(xié)作。結(jié)果的唯一性,同一個(gè)問題,有經(jīng)歷的人和沒有經(jīng)歷的人,進(jìn)展面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)時(shí),結(jié)果可能會(huì)判

6、別很大;適用范圍:設(shè)計(jì)復(fù)雜系統(tǒng)、設(shè)計(jì)高質(zhì)量系統(tǒng)、設(shè)計(jì)與現(xiàn)實(shí)世界對(duì)應(yīng)程度比擬大的系統(tǒng)。四構(gòu)造化方法、面向?qū)ο蠓椒ǖ挠蓙?lái)與開展最初,只有完全一項(xiàng)計(jì)算任務(wù)的程度,并無(wú)所謂編程方法,更無(wú)軟件工程方法。隨著軟件復(fù)雜度的進(jìn)步,出現(xiàn)了復(fù)雜問題分解為簡(jiǎn)單問題的一種思路:函數(shù)、模塊。在20世紀(jì)70年代初,軟件危機(jī)問題出現(xiàn)之后,隨著軟件工程思想確實(shí)立,從模塊化思想逐漸開展出了一個(gè)軟件開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)體系:構(gòu)造化方法。包括構(gòu)造化的模型圖:程序流程圖、功能分解圖等;構(gòu)造化的開發(fā)建議:高內(nèi)聚、低耦合;構(gòu)造化的過程指引:基于瀑布模型的軟件生命周期以及相關(guān)的工具、語(yǔ)言,這也成為了第一個(gè)軟件工程方法。構(gòu)造化方法繼續(xù)開展,出現(xiàn)了其它新

7、的構(gòu)造化方法的分支。pad方法:強(qiáng)調(diào)程序構(gòu)造的分解;jaksn方法:強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)構(gòu)造與軟件構(gòu)造的一致;信息建模分析方法:數(shù)據(jù)流圖、實(shí)體關(guān)系圖。新的設(shè)計(jì)理念:數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng);idef體系:從信息建模分析方法開展出來(lái);模型圖;工具;設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。而另外一個(gè)重要的軟件工程方法面向?qū)ο蠓椒?那么是沿著另外一條路開展的。60年代為程序仿真而開發(fā)的siula語(yǔ)言,為了更好的模擬現(xiàn)實(shí)世界以進(jìn)展仿真,引入了類概念和繼承機(jī)。70年代末,另一個(gè)專用的面向?qū)ο笳Z(yǔ)言salltalk開場(chǎng)進(jìn)展設(shè)計(jì),并在80年提出一個(gè)完善版本。但這時(shí)只在實(shí)驗(yàn)室和科研活動(dòng)中使用。隨著軟件復(fù)雜程度的進(jìn)一步進(jìn)步,低耦合、高內(nèi)聚的要求進(jìn)一步進(jìn)步,促進(jìn)了面向?qū)ο?/p>

8、開發(fā)思想的開展,低耦合、高內(nèi)聚是獲得較好軟件質(zhì)量的要求,但數(shù)據(jù)耦合是構(gòu)造化方法無(wú)法解決的問題,要么有大量的全局變量;要么是每個(gè)函數(shù)都有大量的參數(shù),因此,把數(shù)據(jù)和代碼集成封閉在一起,成了一個(gè)合理的要求,由此,出現(xiàn)了面向?qū)ο蟮乃枷?。?gòu)造化方法是強(qiáng)調(diào)開發(fā)方法的構(gòu)造合理性以及所開發(fā)軟件的構(gòu)造合理性的軟件開發(fā)方法。構(gòu)造化分析方法給出一組幫助系統(tǒng)分析人員產(chǎn)生功能規(guī)約的原理與技術(shù)。它一般利用圖形表達(dá)用戶需求,使用的手段主要有數(shù)據(jù)流圖、數(shù)據(jù)字典、構(gòu)造化語(yǔ)言、斷定表以及斷定樹等。構(gòu)造化語(yǔ)言就是將自然語(yǔ)言加上程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的控制構(gòu)造就成了構(gòu)造化語(yǔ)言,專門用來(lái)描繪加工邏輯。所以,它既有自然語(yǔ)言靈敏性強(qiáng)、表達(dá)豐富的特點(diǎn)

9、,又有構(gòu)造化程序的明晰易讀和邏輯嚴(yán)密的特點(diǎn)。構(gòu)造化語(yǔ)言的顯著特征是代碼和數(shù)據(jù)的別離。這種語(yǔ)言可以把執(zhí)行某個(gè)特殊任務(wù)的指令和數(shù)據(jù)從程序的其余部分別離出去、隱藏起來(lái)。獲得隔離的一個(gè)方法是調(diào)用使用部分變量的子程序。通過使用部分變量,我們可以寫出對(duì)程序其它部分沒有副作用的子程序。這使得編寫共享代碼段的程序變得非常簡(jiǎn)單。假如開發(fā)了一些別離很好的函數(shù),在引用時(shí)我們僅需要知道函數(shù)做什么,不必知道它如何做。切記:過度使用全局變量會(huì)由于意外的副作用而在程序中引入錯(cuò)誤。構(gòu)造化語(yǔ)言比非構(gòu)造化語(yǔ)言更易于程序設(shè)計(jì),用構(gòu)造化語(yǔ)言編寫的程序的明晰性使得它們更易于維護(hù)。這已是人們普遍承受的觀點(diǎn)了。比方作為構(gòu)造化語(yǔ)言的語(yǔ)言主要

10、構(gòu)造成分是函數(shù)的獨(dú)立子程序。在語(yǔ)言中,函數(shù)是一種構(gòu)件(程序塊),是完成程序功能的根本構(gòu)件。函數(shù)允許一個(gè)程序的諸任務(wù)被分別定義和編碼,使程序模塊化。可以確信,一個(gè)好的函數(shù)不僅能正確工作且不會(huì)對(duì)程序的其它部分產(chǎn)生副作用。pasal是世界上第一個(gè)構(gòu)造化語(yǔ)言,曾被認(rèn)為是計(jì)算機(jī)專業(yè)理想的教學(xué)語(yǔ)言,在數(shù)據(jù)構(gòu)造等課程中一般用pasal語(yǔ)言舉例。aess數(shù)據(jù)庫(kù)是一種關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù),所有的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)都是基于構(gòu)造化查詢語(yǔ)言sql的。visualfxpr不但仍然支持標(biāo)準(zhǔn)的xbase構(gòu)造化程序設(shè)計(jì),而且在語(yǔ)言上還有進(jìn)展了擴(kuò)展,提供了面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的強(qiáng)大功能和更大靈敏性。隨著計(jì)算機(jī)及其用戶越來(lái)越復(fù)雜,程序員的任務(wù)也越

11、來(lái)越繁重,所以,與其相關(guān)的編寫代碼的時(shí)間也就越來(lái)越長(zhǎng)了。接下來(lái)發(fā)生了有趣的事情,程序到達(dá)一定大小以后,為其編寫代碼所需的時(shí)間比預(yù)期的要長(zhǎng)的多。事實(shí)是當(dāng)程序到達(dá)一定大小時(shí),人腦就不能跟蹤所有的復(fù)雜性了。復(fù)雜性完全是產(chǎn)惹事故的原因,戰(zhàn)勝?gòu)?fù)雜性的方法就是編寫一些小的“無(wú)錯(cuò)程序,并把它們連在一起,形成一個(gè)大的“無(wú)錯(cuò)程序,這就是面向?qū)ο缶幊痰钠鹪础Ｃ嫦驅(qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)p是delphi延生的基矗p立意于創(chuàng)立軟件重用代碼,具備更好地模擬現(xiàn)實(shí)世界環(huán)境的才能,這使它被公認(rèn)為是自上而下編程的優(yōu)勝者。它通過給程序中參加擴(kuò)展語(yǔ)句,把函數(shù)“封裝進(jìn)inds編輯所必需的“對(duì)象中。面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言使得復(fù)雜的工作條理清析、編寫

12、容易。說它是一場(chǎng)革命,不是對(duì)象本身而言,而是對(duì)它們處理工作的才能而言。對(duì)象并不與傳統(tǒng)程序設(shè)計(jì)和編程方法兼容。只是部分面向?qū)ο蠓炊鴷?huì)使情形更糟。除非整個(gè)開發(fā)環(huán)境都是面向?qū)ο蟮?否那么對(duì)象產(chǎn)生的好處還沒有帶來(lái)的費(fèi)事多。而delphi是完全面向?qū)ο蟮?這就是使得delphi成為一種觸手可及的促進(jìn)軟件重要的開發(fā)工具,從而具有強(qiáng)大的吸引力。面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法與編程技術(shù)不同于標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)造化程序設(shè)計(jì)。程序設(shè)計(jì)人員在進(jìn)展面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)時(shí),不再是單純地從代碼的第一行一直編到最后一行,而是考慮如何創(chuàng)立、利用對(duì)象來(lái)簡(jiǎn)化程序設(shè)計(jì),進(jìn)步代碼的可重用性。對(duì)象可是應(yīng)用程序的一個(gè)自包含組件,一方面具有私有的功能,供自己使用;另一方面又提供公用的功能,供其他用戶使用。隨著面向?qū)ο蠹夹g(shù)成為研究的熱點(diǎn)出現(xiàn)了幾十種支持軟件開發(fā)的面向?qū)ο蠓椒āＦ渲?bh,ad/yurdn,t,和jabsn的方法在面向?qū)ο筌浖_發(fā)界得到了廣泛的認(rèn)可。特別值得一提的是統(tǒng)一的建模語(yǔ)言u(píng)l,該方法結(jié)合了bh,t,和jabsn方法的優(yōu)點(diǎn),統(tǒng)一了符號(hào)體系,并從其它的方法和工程理論中吸收了許多經(jīng)過實(shí)際檢驗(yàn)的概念和技術(shù)。完畢語(yǔ)面向?qū)ο笕詫⑹侵髁?但構(gòu)造化方法并不會(huì),相反在某些領(lǐng)域還會(huì)有進(jìn)一步應(yīng)用。面向?qū)ο蠓椒ㄔ诎耸甏呀?jīng)