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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

          代妈重用缩短了实现某咚功能所潘的时间,能提布程序设丨丨员的生产韦,

          1.2软件工程基础

          1.1软件开发的演变

          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。

          1.2.4建模语言和表示法

          《THE》(D丨jkstra,丨968 >。这珐记栽采用层次结构的软忭系统设计的第-篇文献? 抽象层次(丨aycrs of ahs丨rac!丨on )这个短语就足来丹于此文献Dijks丨ra以&次 来绀织系统的设计,以便减少软件的赘体较杂性。虽然当时还没有用术语体系 结构(architecture)来描述软件设计.不过这锃定娃软件体系结构槪念的笫 次出现;1时川来描述软件设计中这个方曲的-个常见术语是大纲程序设汁

          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。>

          ?操作环境和平台(例如,操作系统、数据痄、应州服务器从

          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。

          面向对象的程序设计在20世纪90年代中期丨nternc丨成为新的i丨箅平台时 达到了高潮?大约在同时,软件设计还经历了另一次转变。这一次,它不 是从以前的设计模式转变,而是趋向于多种方法的综合。诸如类/职贵/合作者 (C丨ass/RcsponsibiW丨ies/CoHabora丨ors, CRC〉垮和用例分折这祥的设汁技水扩 充了面向对象的技术。出自于结构设计运动的方法和逹模表示法(包括诸如状 态转换图和处理模塑等图示技术)也向面向对象的建模方法发味。

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

          库组件时,程序员利用数据定义语a (Data Definmon Languages,D丨儿)科 SQL来实现数据存储和访问方案。SQL是专门用于关系数椐库领域的。专用语 言提崧了牛产率.它允许开发人M用特定技术的袖象概念(押解起来史简中? 思考问题.而不坫用适合于所有绢丨题的通用进萏来思考问题如果-个程 序员不得不去理解怎样将数据存储到文件中以及文件怎样索引,则问肢将会变 得更复杂。当然,专州语H也有丹己的复杂性..业界通过违立备效使用特定技 术的指导准则和税式来解决这个问题。在关系数据库中,可迮立范式理论来活 助程序员设计具冇一定质6的数据库。其他夺用语言的例子存沾如AcUvc Server Pages ( ASP )、Java Server Pages ( JSP )、Hyperlext Preprocessor ( PUP )等Web 表示技术,诸如超文木标记语言(HyperText Markup Language, HTML).可扩 展标记语言(eXtensib丨e Markup Language, XML)和可扩肢样式表迅g转换 (eX丨ensib丨e Sty丨esheet Language Transformations,XSLT )等数据表示和转换沿言

          当然,货权衡查找、’事挥.集成可束用代码的时间.所以要求可电用代码要存 易找到、快速掌握、集成简申,代码审用在下列情况下很有用:

          H前.按技术路线别分工作在实际疢川中比较常见通常会将用户界如 (u丨)或表示开发弓中间M开发成后端幵发分开> 似是,如果没有体系结构. 即使足这种工程专业划分也不一定行助于产生商质坩的系统。冇的程序设丨丨人 员认为,这种分离(称为水f分M>并不一定有效.他丨丨丨提們难宵分层,在承 A分层中,毎个开发人员负炎一组功能浠求,并R从前到后地实现它们。这两 种方法都可以有效使用。差别只不过足个人的技能与技术领导、项丨J筲理技水 的结合而已。

          20世纪80年代,软件工程研究的审点又有所变化,主要研究如何将设丨丨及 设计过程集成到管理的环境中。坫构设汁力法已经跟不L软件系统复杂性的增 长,在20世纪80年代后半期,开始出现一种新的设汁梭式.即面向对象 (objec丨-orienta丨丨on)的设计模式。利用面向对象的程序设汁,软件工程师可以 (从理论上说> 在一个实现语J中对问题域和方案域进行迮梭,面向对象方法 的研究可追溯到20世纪60年代后期Simula (―种模拟程序设计语言)的研制, 这个语言在Smal!丨a!k中得到丫进一步的改进。随者C++的出现,面向对象的挥 序设计开始流行起来。此时,关十敁用程序设计有一个抟变,即从基于文本的 终端到阉形用户界面(GUI)的转变。面向对象的程序设汁很适合于GU丨的研 究。在20世纪80年代后期和90年代初期,术语软件体系蛣构(software archi丨ec丨ure)开始在文献中出现。

          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。

          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。

          1.2J可霣用资源

          软件体系结构是软件开发方法学和模型的综合,这使它冇别于特殊的分析 和设计方法学。复杂的软件解决方案的结构不适合问題的描述,它增加了软件 开发的复杂性。软件体系结构是冇助于控制软件开发复杂性的一个方法和技术 的集合体。

          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。

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