软件工程-第7章第8-9节

7.8变换模型

变换模型是一种适合于形式化开发方法的模型。从软件需求形式化说明开始，经过一系列变换，最终得到系统的目标程序。变换模型主要用于软件的形式化开发方法，一个形式化的软件开发方法要提供一套思维方法和描述开发手段，如规范描述的原则、程序开发的一般过程、描述语言等，使开发者能利用数学概念和表示方法恰当合理地构造形式规范，根据开发过程的框架及设计原则进行规范描述和系统化的设计，并对规范的性质和设计的步骤进行分析与验证。7.8.1模型表示变换模型的表示如图7.8所示。用于软件形式化开发方法的变换模型分为模型规范的建立和规范到实现开发的一系列变换过程。图7.8变换模型7.8.2开发过程1.建立软件系统的模型规范将对实现环境和系统的功能需求进行分析，抽象出与系统有关的基本概念和固有属性，并以此为基础建立问题求解的抽象模型，称为模型抽象。它由相互关联的两部分组成，即表示抽象和运算抽象。

2.表示抽象表示抽象是模型规范构造者在分析求解问题及其实现环境的基础上，对形成系统可观察属性的对象域及其组成元素的形式描述。这种描述来源于对现实世界中求解问题及其环境的分析，与如何实现所描述的对象无关，需要恰当地反映它们与求解问题相关的固有性质。3.运算抽象运算抽象是定义若干运算来模拟系统中可能发生的事件，即围绕表示抽象给出若干运算的规范描述。这种描述规定了运算所模拟的事件发生前后系统可观察属性的变化关系，即状态转换关系。

从抽象模型规范(M0)开始的理想多步开发过程可表示为M0→M1→M2→…→Mn的变换，其中，Mi+1是Mi的实现模型，变换中的每一步的“强度”都影响到整个变换的强度，还要论证每个Mi+1是Mi的正确实现。这种开发过程中的证明推理是以诸模型的形式化为前提的，也是保证最终的实现系统(Mn)正确实现模型规范的必要阶段。

5.变换的独立性这种多步变换过程的一个重要性质是每步变换相对于相关模型来讲是“封闭的”，即每步变换的正确性仅与该步变换所依据的规范Mi以及对变换后的假设(如Mi+1)有关，变换步骤在这种意义下独立于其他变换步骤。假若没有这种独立性，就无法控制错误的恶性蔓延。7.8.2开发过程6.变换的设计变换的设计过程是一种“发明”的过程。在模型具体化的变换过程中，具体实现模型的设计是开发者的职责。目前还没有相当高级的规范能自动翻译成高效程序代码的工具，这种设计“发明”，是以开发者自己对正在设计中的系统的功能和使用环境的理解为基础的，是以实现效率及对进一步开发的预测等程序设计经验以及对软件开发基本原则的理解为基础的。形式化开发方法仅提供给开发者一种严格有效的思维工具和描述工具，而不能代替开发者进行变换的“发明”。7.8.3变换模型的特点(1)该模型只适合于软件的形式化开发方法。(2)必须有严格的数学理论和形式化技术支持。(3)缺乏相应的支持工具，处于手工处理方式。(4)尚处于研究和实验阶段，距离实用前景尚有一段距离。(5)对软件开发人员要求较高。7.9统一过程统一过程是基于统一建模语言的软件开发过程，它是用例驱动和风险驱动的、以构架为中心的、采用迭代和增量的软件开发过程。该过程包括若干循环周期，每个循环周期包括四个阶段：初始阶段、细化阶段、构造阶段和移交阶段，每个阶段包含若干次迭代，每次迭代又要执行五种工作流：需求捕获、分析、设计、实现和测试。7.9统一过程用例驱动意味着开发过程首先捕获用例，然后在此基础上进行分析、设计、实现和测试工作。风险驱动意味着每个新发布版本都集中于解决或减少对项目成功影响最大的风险。以构架为中心意味着将系统的构架用作构思、构造、管理和改善该系统的主要制品。迭代和增量开发意味着按专门的迭代计划和评估标准产生一个内部或外部版本所进行的一组明确的活动，而增量是系统中一个较小的、可管理的部分，指两次构造之间的差异，每次迭代至少产生一个新的构造块，从而向系统增加一个增量。7.9统一过程

统一过程是经过30多年的发展而形成的，它是吸收了各种生存周期模型的先进思想和丰富的实践经验而产生的。它用于面向对象的开发方法，用统一建模语言来描述软件系统的静态结构和动态行为。它把一个项目划分为若干细小的项目，每个细小项目的开发就是一个小瀑布模型