软件体系结构形式化方法的适用性考察-论文.pdf

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1、第35卷第5期湖南科技学院学报V．0l_35NO．52014年5月O￡HunanUniversityofScienceandEMav．2014软件体系结构形式化方法的适用性考察黎明唐朝霞(湖南科技学院，湖南永州425199)摘要：论文以一个销售管理系统形式化建模为例，考察了采用形式化方法的适用性原则并探讨了存在的问题。通过遵循试验证明，所提议的规则可以促进模型的简化、强化抽象概念的提取和明确抽象模型与具体模型的区别。在下一步工作中，需要讨论开发过程多阶段的形式化描述以及如何关联多阶段模型。关键词：VDM．SL；需求定义；形式化方法；软

2、件体系结构；形式化描述中图分类号：TP311．5文献标识码：A文章编号：1673—2219(2014)05—0122—030引言层次的抽象模型上进行功能描述，能够让开发者获得对系统为了解决软件危机、减少软件开发的成本费用，人们提的深刻理解并能早期发现和避免实现细节错误的传递l2】。出了两类解决方法：一类是采用工程化方法来组织管理软件VDM抽象层次高、语法严格，文法数学逻辑性强，它开发过程，即软件工程方法。其中面向对象技术以及基于面的核心元素为其标准化语言VDM．SL。VDM．SL由一套数向对象技术的软件架构开发流程是能较好控制成本的手

3、段学表示系统和基于谓词逻辑、集合理论的推理规则组成，基之一。一类是深入研究软件开发过程的规律，建立严密的数于抽象数据建模，用抽象模型描述计算功能；并且可以采用学理论，以指导软件开发实践。第一类方法中面向对象方法Hoare风格断言描述推理规则。具有最少知识和简单准确的的软件架构能够描述出需求、设计以及实现等不同抽象水平特点。己被广泛用于语言定义、需求分析和体系结构模型定的软件构造，但是，在现阶段还不能够很好地表达抽象水平义等领域J。不同的构造层次以及不同构造元素之间的关系。A．Hall提出了使用基于形式化方法的软件体系结构的2基于VDM

4、—SL的描述模型和原则描述方法，可以准确地确定软件的构造元素间关系_lJ。使用由于上述VDM-SL的优点并且在国内有过较多的实际形式化方法进行软件开发的有用性，在A．Hall的文献中详软件开发事例，本文决定采用VDM进行形式化描述，所预细地进行了说明。但是为了在实际的软件开发项目中使用形想的模型如图1所示。形式化模型需要描述需求定义、设计、式化方法，还有必要讨论形式化方法时要注意的策略与基本实现的各层次；需要描述逻辑模型和物理模型之间存在关原则。系；并且需求与设计、设计和实现等不同开发过程之间的关本论文通过一个商品销售管理系统的实例，

5、考察了基于联关系也需要在模型中得到体现【4】。形式化描述方法的描述模型和形式化方法的适用规则。以下论述主要聚焦于软件体系结构的输入部分：需求的描述，按照以下的原则使用VDM—SL来进行构建。lVDM—SL简介(1)抽象模型VDM·SL中使用类型(types)和函数形式化系统中最具有代表性的方法是VDM(Vienna(functions)进行描述。DevelopmentMethod)方法，基本思想是运用抽象数据类型、(2)具体模型在抽象模型的基础上追加值的方式进数学概念和符号来定义软件开发中的运算和函数功能。在高行描述。在抽象模型的描述

6、中，只抽取了类型和函数对系统进行收稿日期：2013—12一l7描述，这样做的目的是能使开发者在描述需求时不用考虑物基金项目：2013年永州市科技局科技计划项目“学校理系统结构，促进系统的抽象化过程，可以不用纠结于过多信息系统应用集成研究”。的描述方法。另外，具体模型采用在抽象模型的基础上，将具体的数据作为值来进行定义。作者简介：黎明(1974-)，男，湖南永州人，硕士，讲师，主要研究领域为分布对象计算，计算机网络，软件工程。122上述的单价的描述中，将现金销售单价和会员卡销售单价两个概念统一定义为单价表，使得现金销售单价和会员卡销售单

7、价中的相同概念可以提取并抽象化。另外，含有多个统计对象的销售数额的统计，定义为销售数统计表函数，捕捉了其中的参数化概念并进行了抽象化。通过使用数据和操作的抽象化，将10个记录中含有的概念抽象为6个概念，实现了简单、明确的表达。3．2具体模型图1体系结构的形式化描述模型具体模型阶段，明确从抽象模型中生成记录的基本概3基于形式化方法的销售管理系统的描述念。本文案例中的具体模型的描述规则如下：销售管理系统管理包含销售商品的信息以及销售金额(1)所有的记录当中，所含有的构成记录商品的序列等销售数据，为了方便信息传递，对销售数据的格式进行了号都

8、是相同的。规定。在本部分的内容中，使用形式化方法，针对销售数据(2)在具体模型中定义商品和分类等编码化的相关信中的部分记录的需求进行了定义。息。3．1抽象模型如下定义，采用商品列表来描述商品序列，用记录生成销售管理系统所