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          ?通用程序设计语芑 ?令用程序设计语言 ?逑模语在和表示法

          ?操作环境和平台(例如,操作系统、数据痄、应州服务器从

          可电用m件,特别是满足大『"】题空间的可里用绀件大大提高了生产宇。想 像一下,你不得不编写自己的中间件、砬用服务器、数据库以建立一个分布式 业务应川系统。所有这些可审用的技术都包含比中个应用系统史多的功能绀作, 共至建立某个设用系统所莴的一个功能了集也是一项令人生畏的耗时的任务,

          术语工程(engineering)在应用于软件时,并不总是完仝恰3的。本人认 为,软件作为一个专业来说,其范围太宽了。软件开发涉及许多子学科这些 子学科包括诸如数据库设计和实现、结构S询语言(Structured Query Language,SQL)、Java、C++程序设计、可扩展样式表语言转换(eX丨cnsihle Stylesheet Language Transformations,XSLT )编码等专门研究9 这些专业甚至 还可以史为详细地划分。就俅电子和机械工程学科中龟々家那样,这些技术中 的每一种技术都滿要专家。这些领域的每一种技术都可以进一步专收化。丨1前, 我们认为软件开发是一个印一的工程学科。实际上,它炝儿个相关的学科、、想 像一下给予XSLT的组件开发人员非常淸楚的规格说明,这呰规格说明必须与 给定的转换或样式表一致,其中包括良好定义的输入和输出。该XSLT设计者 可利用现有的工具和方法生成一个样式表,有可能的话,茧用现冇XSLT库的 组件。这要假定我们能够提供良好定义的规格说明。

          很显然,滿要一个综合的、多视阓的设计方法来应对设计和开发大沏软件 系统的复杂性。这个多视图的方法在统一违模语吝(Unified Modeling Language, UML)的研制中达到了顶時,UML结合了来台许多方法学家的迮 模概念和表示法。正是在20世纪90年代后期,设丨丨模式开始变成了共亨设计知 识的一种流行方法。

          C++和Java这样的强有力的通用程序设计语言提供^建立许多复杂问韪解 决方案的能力.它们允许稃序设计R将精力集中于手头的问题.而不用拘心H. 体的硬件功能。通用的面向对象的语言并不能独自解决复杂的问题;它们必顼 与指导原则和设计橡式一起使用。诸如God Class (Riel,丨996)这种类.它实 际上只是结构化子稈序的一个大集合,这种类足不经常吞到的。

          第/章

          1.1软件开发的演变

          ?通用程序设计语芑 ?令用程序设计语言 ?逑模语在和表示法

          1.2.3专用程序设计语亩

          1.2.2通用程序设计语亩

          在20世纪60年代,软件开发商和适用于特定市场(如银行和保险)的现成 程序的数H大大增加。术语软件(software)作为一种实体己经得到了广泛的 承认。软件独立于硬件进行交易和出饩.这表示已经饮脱了早期将软件作为硬 件平台的一部分免费发放的惯例。利用抽象程序设丨丨接U隐藏操作系统的内部 细节提离了编程人员的生产率,使程序在不同硬件平台之间的移植史为容场。 程序可以使用逻辑文件而不是磁带或磁盘上的二进制位的物理存储单元。而旦 正是在这一时期,进行了广泛的程序设计语言研究,这种研究一灯持续到20吡 纪70年代。

          1.2.3专用程序设计语亩

          很显然,滿要一个综合的、多视阓的设计方法来应对设计和开发大沏软件 系统的复杂性。这个多视图的方法在统一违模语吝(Unified Modeling Language, UML)的研制中达到了顶時,UML结合了来台许多方法学家的迮 模概念和表示法。正是在20世纪90年代后期,设丨丨模式开始变成了共亨设计知 识的一种流行方法。

          逹模语言和设计衣示法是作为提高软件设计质诂的方法出现的据说,贫 有表现力的建模表示法可提萵设计软件的能力,这与数学使我们能推理出史复 杂的东曲非常相像,如果没冇数学这样一种语言,我们足不能推埋出那畔复杂 的东西的。例如,实体关系阁(ERD)是使软件工程师能设汁和交流衣达数据 的模费的一种强有力的建模语言和表示法r没有这样一种语言,设计倌息系统 是非常困难的,而且如果没有一种表示法来衣示关系图,4別人交流这咚设汁 也很困难。语言的形式化使不同的人能够以种格确的方式埋解-个揆甩。

          在软件幵发中有两个主要问题至今尚未阀满解决,它们就岳系统的心效成 本与高质请的问题。提高软件工程师的生产率是使系统成本更头效的一个敢要 方面。而提髙系统的质铒对i?更安全和更有效地完成业夯n标很取费。提高-个系统的设丨丨瑛世也有助于提岛成本的钉效性。解决这两个问题的主要焯碍记 软件开发中尚有的复杂性这是贺解决的问题、可能砲用的广泛技术以及软付 开发几乎是纯设计活动等W素的复杂性的必然结果。(在其他I:稃学科中,制 造是过程的主要耗时因索和成本因岽,而在软件中,即使代码编写也是一个设 计活动,不能像制造过程那样筲理。>

          第/章

          有经验的二进制编程人员不愿意改变他们的习惯,不愿意采用新的工作// 式并且抵制闩动程序设汁。但是,在丨ntcrnationa丨Business Machines (!BM) 公司为科学计算程序疰立了一个名为FORTRAN < FORmu丨a TKANs!a〖or)的自 动程序设计系统后,自动程序设计已经成了占支配地位的模式。自动稈汴设计 不仅提高^编程人员的生产率,而且还使程序可以在不同的硬件平台上移棺p 在自动程序设计前,将程序移椬到新硬件上盂要审新编写幣个秤序,这样做成 本很高,妨碍了硬件的销肖。在20世纪60年代中期,FORTRAN成了科学程卞 设计的主要语言。

          有经验的二进制编程人员不愿意改变他们的习惯,不愿意采用新的工作// 式并且抵制闩动程序设汁。但是,在丨ntcrnationa丨Business Machines (!BM) 公司为科学计算程序疰立了一个名为FORTRAN < FORmu丨a TKANs!a〖or)的自 动程序设计系统后,自动程序设计已经成了占支配地位的模式。自动稈汴设计 不仅提高^编程人员的生产率,而且还使程序可以在不同的硬件平台上移棺p 在自动程序设计前,将程序移椬到新硬件上盂要审新编写幣个秤序,这样做成 本很高,妨碍了硬件的销肖。在20世纪60年代中期,FORTRAN成了科学程卞 设计的主要语言。

          软件体系结构是软件工程学科的内然扩展。在早期文献中,软件体系结构 被简单地称为大型栈序设计。软件体系结构提出了把一个软件系统分解为组件 (component)和连接器(connector)的观点。组件封装某组扣关的功能;连接 器实现组件之间的实时交互。系统设计根据其组件和连接器的构成实现一定的 质S。可以在一个名为体系结构描述的文档中规定软件系统的体系结构。软件 体系结构设计并非与现有软件设丨丨方法完全不同。它只是州附加的系统观点补 充了它们,这些观点从未由渚如曲向对象设计这样的传统方法处理过。我们将 会认识到,软件体系结构适合于较大的企业体系结构,这种体系结构还包含业 务体系结构、信怠技术体系结构和数据体系结构。

          笫二次模式转变发生在20世纪70年代前半期.那时,结构设计和软件幵发 模切已经取得f进展。它们基于更为有机的发展方法,有别于硬件「.程的基f 淨布的方法,软件设计的定坫研究已经开始,但从未在主流行业中发展起来, 部分原闪足山于软件系统的阂有特件所决定的。这一时期的研究人员开始将粞 力集中在软件设计上,H的是解决幵发复杂软件系统的问题。这个工作假设. 软件歼发中的软件设计是一项独立于软件实现的活动,它需要自己的二具、技 术和违模语言。

          在20世纪的50年代初,程序设汁员的大多数时间都花费在纠卍软件中的错 误上。对于这种悄形的回应足建立子程序,使程序员能敢用已经编写并调试过 的程序段,从而改进程序员的生产肀。在20世纪50年代后期,手工编程已经变 得很不经济了(即使足在可蜇用子桿序的帮助下 >。因此,开始f内动程序设 计系统方曲的研究。内动程序设计允丨午程序员用高级诏言代码编写程序,然后 用其他程序将它们转换为二进制机器指令,所编写的这些程序人们更容易看僅。 这样,软件开发中的第一次横式转变就发生了。

          逹模语言和设计衣示法是作为提高软件设计质诂的方法出现的据说,贫 有表现力的建模表示法可提萵设计软件的能力,这与数学使我们能推理出史复 杂的东曲非常相像,如果没冇数学这样一种语言,我们足不能推埋出那畔复杂 的东西的。例如,实体关系阁(ERD)是使软件工程师能设汁和交流衣达数据 的模费的一种强有力的建模语言和表示法r没有这样一种语言,设计倌息系统 是非常困难的,而且如果没有一种表示法来衣示关系图,4別人交流这咚设汁 也很困难。语言的形式化使不同的人能够以种格确的方式埋解-个揆甩。

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