軟件工程第06章

第6章面向數(shù)據(jù)的分析方法與形式化方法除了面向數(shù)據(jù)流的分析方法，仍有其他一些方法可供分析人員選擇，這些方法包括面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)開發(fā)方法（DSSD），Jackson系統(tǒng)開發(fā)方法（JSD）以及形式化軟件規(guī)格說明技術(shù)。前兩種統(tǒng)稱為面向數(shù)據(jù)的需求分析方法。它們的共同特點(diǎn)是：1．以信息對(duì)象及其操作為核心進(jìn)行需求分析，這一點(diǎn)與面向?qū)ο蠓治鲇邢嗨浦帯?．認(rèn)為復(fù)合信息對(duì)象具有層次結(jié)構(gòu)，并且可按順序、選擇、重復(fù)三種結(jié)構(gòu)分解為成員信息對(duì)象。3．提供將層次信息結(jié)構(gòu)映射為程序結(jié)構(gòu)的機(jī)制，從而為軟件設(shè)計(jì)奠定較好的基礎(chǔ)。6.1面向數(shù)據(jù)據(jù)結(jié)構(gòu)的的系統(tǒng)開開發(fā)方法法DSSD也叫Warnier-Orr方法。1974年，法國國人J.D..Warnier提出了一一種LCP（LogicalConstructionofPrograms，邏輯構(gòu)造造程序））。他利利用順序序、選擇擇、重復(fù)復(fù)三種結(jié)結(jié)構(gòu)表示示信息的的層次分分解，并并指出可可以從信信息層次次結(jié)構(gòu)推推導(dǎo)出程程序結(jié)構(gòu)構(gòu)。1981年KenOrr對(duì)Warnier的工作進(jìn)進(jìn)行了擴(kuò)擴(kuò)充，使使其不僅僅包含了了Warnier的信息層層次結(jié)構(gòu)構(gòu)，還引引進(jìn)了數(shù)數(shù)據(jù)流和和處理功功能，從從而發(fā)展展成為一一種需求求分析方方法。本節(jié)首先先介紹Warnier圖，然后后以此為為基礎(chǔ)闡闡述DSSD方法，其其主要內(nèi)內(nèi)容包括括：如何何創(chuàng)建實(shí)實(shí)體圖、、信息過過程圖及及Warnier?Orr原型圖。。Warnier圖Warnier圖又稱為為Warnier-Orr圖，可以以表示數(shù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)和程序序結(jié)構(gòu)。?？紤]一一個(gè)典型型的報(bào)紙紙自動(dòng)組組版系統(tǒng)統(tǒng)。報(bào)紙紙作為其其中重要要的信息息對(duì)象，，具有以以下內(nèi)容容：1．首版1）標(biāo)題新新聞2）國內(nèi)新新聞3）本地新新聞2．商業(yè)金金融版1）股市行行情2）商業(yè)新新聞3）廣告3．文化體體育版1）文化、、體育新新聞2）散文3）新書評(píng)評(píng)論該信息結(jié)結(jié)構(gòu)用Warnier圖如圖6?1??1所示。Warnier圖圖6?1??1Warnier圖示例標(biāo)題新聞國內(nèi)新聞本地新聞股市行情(0,1)商業(yè)新聞廣告(1,5)文化、體育新聞散文新書評(píng)論文化體育版首版商業(yè)金融版報(bào)紙Warnier圖花括號(hào)內(nèi)內(nèi)的信息息條目構(gòu)構(gòu)成順序序關(guān)系；；花括號(hào)從從左至右右排列表表示樹型型層次結(jié)結(jié)構(gòu)；符號(hào)“⊕⊕”表示示不可兼兼具的選選擇關(guān)系系；“￣”表表示“非非”。圓括號(hào)內(nèi)內(nèi)的數(shù)字字表示重重復(fù)次數(shù)數(shù)：（1,n）表示重復(fù)復(fù)結(jié)構(gòu)，，（1）或不標(biāo)標(biāo)次數(shù)表表示順序序結(jié)構(gòu)，，（0,1）表示選選擇結(jié)構(gòu)構(gòu)。6.1..2DSSD方法基于DSSD需求分析析方法的的主要步步驟是：：1）標(biāo)識(shí)與與應(yīng)用問問題有關(guān)關(guān)的實(shí)體體。2）創(chuàng)建一一種類似似于數(shù)據(jù)據(jù)流圖的的信息?過程圖。。3）創(chuàng)建Warnier?Orr原型圖。。在詳細(xì)介介紹DSSD的具體步步驟之前前，首先先用數(shù)據(jù)據(jù)流圖描描述一個(gè)個(gè)基于計(jì)計(jì)算機(jī)的的軟件專專賣店管管理系統(tǒng)統(tǒng)，見圖圖6?1??2。（該數(shù)數(shù)據(jù)流圖圖并非DSSD的組成部部分，僅僅用于說說明后面面將要用用到的應(yīng)應(yīng)用問題題實(shí)例。。）圖6?1??2軟件專賣賣店管理理系統(tǒng)的的數(shù)據(jù)流流圖結(jié)算系統(tǒng)統(tǒng)管理系統(tǒng)統(tǒng)客戶訂單處理理員接收收并登錄錄訂單郵寄員提提取、包包裝軟件件產(chǎn)品訂單訂單編號(hào)號(hào)訂單文件件訂單編號(hào)號(hào)客戶姓名名、地址址預(yù)定日期期支票編號(hào)號(hào)軟件名稱稱、編號(hào)號(hào)作者數(shù)量單價(jià)總價(jià)軟件編號(hào)號(hào)數(shù)量預(yù)定日期期客戶姓名名、地址址郵局郵寄品訂單編號(hào)號(hào)1．標(biāo)識(shí)實(shí)實(shí)體圖在DSSD中，與應(yīng)應(yīng)用問題題有關(guān)的的實(shí)體及及它們之之間的信信息流用用實(shí)體圖圖表示。。具體地，，分析人人員可以以通過對(duì)對(duì)下述問問題的回回答來生生成實(shí)體體圖：1）軟件系系統(tǒng)必須須處理哪哪些信息息項(xiàng)？2）信息項(xiàng)項(xiàng)的生產(chǎn)產(chǎn)者和消消費(fèi)者分分別是哪哪些實(shí)體體？在上述應(yīng)應(yīng)用問題題中，有有關(guān)的實(shí)實(shí)體是：：客戶、、訂單處處理員、、郵寄員員、銀行行、結(jié)算算員、管管理員和和郵局，，如圖6?1??3（a）所示。訂單處理理員的實(shí)實(shí)體圖如如圖6?1??3（b）所示。注：實(shí)體體圖中的的結(jié)點(diǎn)表表示實(shí)體體、有向向邊表示示實(shí)體之之間的信信息流。。（a）信息的生生產(chǎn)者和和消費(fèi)者者（（b）實(shí)體圖示示例圖6?1??3軟件名稱稱、編號(hào)地址址訂單編號(hào)號(hào)支票編號(hào)號(hào)客戶姓名名客戶郵寄員訂單處理員銀行結(jié)算員管理員郵局客戶郵寄員結(jié)算員訂單處理理員訂單編號(hào)訂單編號(hào)號(hào)圖6?1??4組合實(shí)體體圖示例例當(dāng)所有實(shí)實(shí)體的實(shí)實(shí)體圖都都構(gòu)造完完成后，，將它們們綜合起起來便形形成整個(gè)個(gè)目標(biāo)軟軟件系統(tǒng)統(tǒng)的實(shí)體體圖。客戶郵寄員軟件產(chǎn)品品庫結(jié)算員管理員銀行訂單信息息=客戶姓名名+地址+軟件名稱稱與編碼碼+支票編號(hào)號(hào)郵寄品支付催款軟件產(chǎn)產(chǎn)品月報(bào)表收據(jù)存款訂單編號(hào)號(hào)訂單編號(hào)號(hào)訂單信息息訂單編號(hào)號(hào)訂單處理員2．創(chuàng)建信信息?過程圖DSSD中的信息息?過程圖與與數(shù)據(jù)流流圖的作作用類似似，都是是用來表表示信息息流及其其處理功功能的。。但是，，信息?過程圖從從每個(gè)實(shí)實(shí)體的輸輸出信息息流開始始，逆向向?qū)ふ矣糜糜谏沙稍撦敵龀鲂畔⒌牡妮斎胄判畔⒘骷凹跋鄳?yīng)的的處理功功能。2．創(chuàng)建信信息?過程圖圖6?1??5信息?過程圖示示例郵寄品是是由訂單單編號(hào)和和軟件產(chǎn)產(chǎn)品經(jīng)過過郵寄品品包裝過過程生成成的，訂訂單編號(hào)號(hào)又是由由客戶訂訂購信息息和訂單單編號(hào)過過程生成成的。郵寄品訂單編號(hào)號(hào)軟件產(chǎn)品品+郵寄品包包裝訂購信息息+訂單編號(hào)號(hào)過程3．創(chuàng)建Warnier?Orr原型圖DSSD方法要求求分析人人員在最最后以表表格形式式給出主主要的輸輸出信息息的組成成元素（（見圖6?1??6（a）），然后將其其精確地地表示為為Warnier?Orr圖（見圖圖6?1??6（b））姓名客戶信息息地地址電話軟件編號(hào)號(hào)(1~n)郵寄品單單價(jià)價(jià)(1~n)總價(jià)姓名客戶信息息地地址電話郵寄品客戶姓名——地址——電話——總價(jià)——發(fā)件人姓名——地址——電話——定單編號(hào)——軟件編號(hào)——單價(jià)——數(shù)量——總價(jià)——（a）輸出信息息的表格格表示（（b）Warnier?Orr圖圖6?1??6軟件產(chǎn)品品信息6.2Jackson系統(tǒng)開發(fā)發(fā)方法1975年，英國國人M.A..Jackson提出了軟軟件工程程領(lǐng)域中中著名的的Jackson方法，當(dāng)當(dāng)時(shí)它只只用于軟軟件設(shè)計(jì)計(jì)。1983年，Jackson又對(duì)它進(jìn)進(jìn)行了多多方面的的擴(kuò)充和和完善，，最終發(fā)發(fā)展成為為一種需需求分析析方法。。其核心思思想是：：根據(jù)作作用于數(shù)數(shù)據(jù)的行行為序列列的結(jié)構(gòu)構(gòu)（順序序、選擇擇、重復(fù)復(fù)），建建立目標(biāo)標(biāo)軟件系系統(tǒng)的模模型，然然后在軟軟件設(shè)計(jì)計(jì)階段將將模型轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為相相應(yīng)的程程序結(jié)構(gòu)構(gòu)。Jackson方法在需需求分析析階段的的主要步步驟是：：（1）標(biāo)識(shí)實(shí)實(shí)體與行行為。（2）生成實(shí)實(shí)體結(jié)構(gòu)構(gòu)圖。（3）創(chuàng)建軟軟件系統(tǒng)統(tǒng)模型。。6.2..1標(biāo)識(shí)實(shí)體體與行為為類似于面面向?qū)ο笙蠓治鲋兄袑?duì)象及及其行為為的識(shí)別別，Jackson方法針對(duì)對(duì)初步需需求分析析形成的的用戶需需求描述述進(jìn)行語語法分析析：名詞及名名詞短語語——潛在的實(shí)實(shí)體，相關(guān)的動(dòng)動(dòng)詞——構(gòu)成實(shí)體體的潛在在行為。。分析人員員根據(jù)應(yīng)應(yīng)用問題題的邊界界及自己己的理解解，決定定對(duì)潛在在實(shí)體和和行為的的取舍。。6.2..1標(biāo)識(shí)實(shí)體體與行為為【例6.1】】北華大學(xué)學(xué)決定將將分處兩兩地的校校園用直直達(dá)交通通車連接接起來。。在每個(gè)個(gè)校園設(shè)設(shè)一個(gè)站站，站內(nèi)內(nèi)配置一一個(gè)按鈕鈕。學(xué)生生通過按按鈕請(qǐng)求求交通車車搭載。。交通車車應(yīng)盡快快滿足學(xué)學(xué)生的請(qǐng)請(qǐng)求?？湛臻e時(shí)，，交通車車停在任任意站等等候。分析人員員可從““大學(xué)””、“校校園”、、“交通通車”、、“車站站”、““學(xué)生””、“按按鈕”等等名詞中中選取與與應(yīng)用問問題相關(guān)關(guān)的實(shí)體體：“交交通車””、“車車站”、、“按鈕鈕”。與與它們有有關(guān)的行行為是：：“到站站”、““離站””、“按按鍵”。?！暗群蚝颉焙汀啊斑\(yùn)行””可以作作為“交交通車””的狀態(tài)態(tài)。6.2..2生成實(shí)體體結(jié)構(gòu)圖圖在Jackson方法中，，實(shí)體結(jié)結(jié)構(gòu)是指指實(shí)體在在時(shí)間坐坐標(biāo)系中中的行為為序列。。這種序序列以順順序、選選擇和重重復(fù)三種種結(jié)構(gòu)進(jìn)進(jìn)行復(fù)合合。Jackson給出的實(shí)實(shí)體結(jié)構(gòu)構(gòu)圖的表表示機(jī)制制如圖6?2??1所示。其其中的子子結(jié)點(diǎn)既既可以是是行為，，也可以以是子實(shí)實(shí)體。在在后一種種情況下下，子實(shí)實(shí)體應(yīng)該該繼續(xù)分分解，不不能作為為實(shí)體結(jié)結(jié)構(gòu)圖的的葉結(jié)點(diǎn)點(diǎn)。順序結(jié)構(gòu)構(gòu)*重復(fù)結(jié)構(gòu)構(gòu)°°選擇結(jié)構(gòu)構(gòu)圖6?2??1實(shí)體結(jié)構(gòu)構(gòu)圖的圖圖形記號(hào)號(hào)圖6?2??2實(shí)體結(jié)構(gòu)構(gòu)圖示例例例6.1的實(shí)體結(jié)結(jié)構(gòu)圖如如圖6?2??2所示。在在圖中，，i只能取值值1或2。并且，，在“站站（i）”的重復(fù)序序列中，，i首先取2，然后交交替變化化。交通通車首先先停在站站1，然后在在兩站之之間反復(fù)復(fù)往返運(yùn)運(yùn)行，最最后?？靠吭谡?。為了刻刻畫交通通車在兩兩站之間間的往返返穿梭，，引入了了虛擬的的概念實(shí)實(shí)體“Shuttlebody””。ShuttleShuttle*bodyStation(i)Arrive(i)Leave(i)Arrive(1)ButtonPush*Leave(1)6.2..3創(chuàng)建軟件件系統(tǒng)模模型創(chuàng)建目標(biāo)標(biāo)軟件系系統(tǒng)模型型的第一一步，Jackson方法要求求分析人人員首先先用圖6?2??3所示的圖圖形記號(hào)號(hào)建立系系統(tǒng)規(guī)格格說明圖圖（SystemSpecificationDiagram）。“數(shù)據(jù)流””（DataStream）記號(hào)——表示現(xiàn)實(shí)實(shí)世界中中的過程程或裝置置不斷地地向目標(biāo)標(biāo)軟件系系統(tǒng)中的的相應(yīng)過過程發(fā)送送數(shù)據(jù)，，后者以以先進(jìn)先先出方式式消費(fèi)數(shù)數(shù)據(jù)。兩兩者之間間的緩沖沖區(qū)容量量是無限限的?！盃顟B(tài)向向量”（（StateVector）記號(hào)——表示在兩兩者之間間存在狀狀態(tài)向量量，發(fā)送送方設(shè)置置狀態(tài)向向量，接接收方讀讀取狀態(tài)態(tài)向量。。約定：0表示現(xiàn)實(shí)實(shí)世界中中的過程程或裝置置，1表示目標(biāo)標(biāo)軟件系系統(tǒng)中的的過程圖6?2??3系統(tǒng)規(guī)格格說明圖圖的圖形形記號(hào)過程1DS過程0過程1SV數(shù)據(jù)流（（DataStream）過程0狀態(tài)向量量（StateVector）圖6?2??4系統(tǒng)規(guī)格格說明圖圖示例在前述應(yīng)應(yīng)用問題題中，站站內(nèi)按鈕鈕和目標(biāo)標(biāo)軟件中中的按鈕鈕處理過過程之間間以“數(shù)數(shù)據(jù)流””方式連連接，交交通車和和交通車車控制過過程之間間則應(yīng)以以“狀態(tài)態(tài)向量””方式連連接。見見圖6?2??4。Button?1DSShuttle?0Shuttle?1SV數(shù)據(jù)流聯(lián)系Button?0狀態(tài)向量聯(lián)系創(chuàng)建模型型的第二二步是利利用Jackson給出的““結(jié)構(gòu)正正文”（（StructureText）將實(shí)體結(jié)結(jié)構(gòu)圖和和系統(tǒng)規(guī)規(guī)格說明明圖綜合合起來，，并針對(duì)對(duì)目標(biāo)軟軟件系統(tǒng)統(tǒng)中的每每一過程程用正文文方式給給出更為為精確、、更為詳詳盡的描描述。BUUTTON_1ReadButtonDown信號(hào)PUSH_BODYitrwhileButtonDown/*循環(huán)結(jié)構(gòu)構(gòu)*/PUSH//*按鍵處理理*/ReadButtonDown信號(hào)PUSH_BODYendBOTTON__1end6.2..3創(chuàng)建軟件件系統(tǒng)模模型SHUTTLE_1seq/*順序結(jié)構(gòu)構(gòu)*/Read狀態(tài)向量量WAIT_BODY1itrwhileWait(1))//**如果狀態(tài)態(tài)向量中等待標(biāo)標(biāo)志置位位，則循循環(huán)等待待*/Read狀態(tài)向量量WAIT_BODY1endTRANSIT_BODY1itrwhileTransit(1))//*如果狀態(tài)態(tài)向量中運(yùn)行行標(biāo)志置置位，則則一直運(yùn)運(yùn)行**/Read狀態(tài)向量量TRANSIT_BODY1endLeave(1)//*控制交通通車離開開站1*//SHUTTLE_BODYitr/*往返重復(fù)復(fù)運(yùn)行**/STATIONseqArrive((i)//*控制交通通車減速速，準(zhǔn)備備?？空菊緄*//WAIT_BODYitrwhileWait(i))//*如果狀態(tài)態(tài)向量中在站i的等待標(biāo)標(biāo)志置位位，則循循環(huán)等待待*/Read狀態(tài)向量量WAIT_BODYendLeave(i)TRANSIT_BODYitrwhileWait(i))Read狀態(tài)向量量TRANSIT_BODYendSTATIONendSHUTTLE_BODYendArrive((1)SHUTTLE_1end圖6?2??5對(duì)應(yīng)于結(jié)結(jié)構(gòu)正文文的結(jié)構(gòu)構(gòu)圖Shuttle?1Station(i)*Arrive(1)Leave(1)Shuttle?body1TRANSit?body1wait?body1Transit(i)*Transit(1)*Arrive(i)Leave(i)Wait(1)*TRANSit?bodywait?bodyWait(i)*6.3形式化方方法簡介介前面對(duì)數(shù)數(shù)據(jù)流圖圖等語言言機(jī)制并并未給出出數(shù)學(xué)意意義上嚴(yán)嚴(yán)格的語語法和語語義說明明。因此此，這些些需求模模型都或或多或少少地帶有有不精確確性、不不完整性性，甚至至不一致致性。需需求分析析完成后后，軟件件開發(fā)的的正確實(shí)實(shí)施仍有有賴于設(shè)設(shè)計(jì)人員員對(duì)分析析人員主主觀意圖圖的揣摩摩，而不不僅僅取取決于他他們對(duì)需需求文檔檔的客觀觀理解。。許多軟件件開發(fā)實(shí)實(shí)踐都希希望借助助于形式式化方法法嚴(yán)格地地定義用用戶需求求，并通通過數(shù)學(xué)學(xué)推演而而不是代代價(jià)昂貴貴的失敗敗教訓(xùn)來來確保需需求定義義的一致致性和完完整性。。本節(jié)簡簡要介紹紹形式方方法的引引入、主主要思想想、分類類、優(yōu)缺缺點(diǎn)以及及軟件形形式開發(fā)發(fā)方法。。6.3..1形式化方方法的引引入在傳統(tǒng)的的軟件開開發(fā)過程程中，人人們普遍遍采用許許多非形形式化的的圖形工工具和文文字符號(hào)號(hào)工具，，例如：：數(shù)據(jù)流流圖（DFD）、模塊結(jié)構(gòu)構(gòu)圖（SC）、IPO圖、結(jié)構(gòu)構(gòu)化語言言、類程程序設(shè)計(jì)計(jì)語言、、判定表表、判定定樹等，，并按照照一定的的設(shè)計(jì)原原則和有有序步驟驟，或自自上而下下或循環(huán)環(huán)往復(fù)逐逐步開發(fā)發(fā)出目標(biāo)標(biāo)軟件，，同時(shí)手手工或輔輔助編寫寫有關(guān)設(shè)設(shè)計(jì)文檔檔。軟件工程程的實(shí)踐踐表明，，用戶需需求規(guī)格格說明的的質(zhì)量對(duì)對(duì)于后續(xù)續(xù)的軟件件開發(fā)過過程是非非常重要要的。系系統(tǒng)分析析人員依依據(jù)用戶戶需求，，為目標(biāo)標(biāo)軟件系系統(tǒng)創(chuàng)建建了需求求規(guī)格說說明（Specification）。設(shè)計(jì)和編編程人員員根據(jù)這這個(gè)需求求規(guī)格說說明進(jìn)行行系統(tǒng)結(jié)結(jié)構(gòu)和模模塊設(shè)計(jì)計(jì)及編碼碼。軟件件測試及及驗(yàn)收人人員則根根據(jù)這個(gè)個(gè)需求規(guī)規(guī)格說明明驗(yàn)證目目標(biāo)系統(tǒng)統(tǒng)。6.3..1形式化方方法的引引入若采用自自然語言言描述的的規(guī)格說說明具有有模糊性性和二義義性，給給下一步步的開發(fā)發(fā)工作造造成理解解上的困困難。同同時(shí)自然然語言又又是非形形式化的的，無法法得到計(jì)計(jì)算機(jī)的的支持，，使軟件件生成自自動(dòng)化幾幾乎不可可能。程序設(shè)計(jì)計(jì)語言著著重描述述的是““如何做做”（Howtodo）而不是““做什么么”（Whattodo）的問題。。因此程程序設(shè)計(jì)計(jì)語言并并不太適適合描述述抽象程程度較高高的需求求規(guī)格說說明。6.3..1形式化方方法的引引入近年來，，人們正正在發(fā)展展一種更更抽象的的程序設(shè)設(shè)計(jì)語言言——更高級(jí)語語言（VeryHighLan-guage），也稱為第第四代語語言4GL。這種語言言更多地地采用了了過程抽抽象和數(shù)數(shù)據(jù)抽象象技術(shù)。。但這種種語言的的出發(fā)點(diǎn)點(diǎn)仍在系系統(tǒng)的設(shè)設(shè)計(jì)方面面，作為為需求規(guī)規(guī)格的描描述語言言仍存在在不足。。20世紀(jì)80年代中期期以來，，一種專專用于需需求規(guī)格格說明的的形式規(guī)規(guī)格說明明語言應(yīng)應(yīng)運(yùn)而生生。這種種形式規(guī)規(guī)格說明明語言克克服了自自然語言言和程序序設(shè)計(jì)語語言的不不足，應(yīng)應(yīng)用形式式化、規(guī)規(guī)范化的的數(shù)學(xué)理理論，嚴(yán)嚴(yán)格定義義軟件系系統(tǒng)“做做什么””的形式式語義模模型，并并支持自自動(dòng)程序序轉(zhuǎn)換系系統(tǒng)將需需求規(guī)格格說明的的語義模模型轉(zhuǎn)換換為可執(zhí)執(zhí)行代碼碼。由此此產(chǎn)生的的軟件形形式開發(fā)發(fā)方法正正日益受受到各國國軟件界界的重視視。6.3..2形式方式式的主要要思想形式化需需求分析析方法的的主要思思想，是是利用形形式化規(guī)規(guī)格說明明語言嚴(yán)嚴(yán)格地定定義用戶戶需求，，并采用用數(shù)學(xué)推推演的方方法證明明需求定定義的性性質(zhì)，例例如一致致性、實(shí)實(shí)時(shí)系統(tǒng)統(tǒng)的活性性（liveness）和公平性性（fairness）等。從某種意意義上講講，形式式化方法法是克服服需求分分析階段段中主要要困難（（不精確確性、不不一致性性和不完完全性））的有效效途徑。。形式化規(guī)規(guī)格說明明語言包包括：嚴(yán)嚴(yán)格的語語法定義義、嚴(yán)格格的語義義定義以以及一系系列的數(shù)數(shù)學(xué)推演演規(guī)則。。6.3..2形式方式式的主要要思想規(guī)格說明明語言的的語法一一般基于于集合論論、數(shù)理理邏輯或或代數(shù)學(xué)學(xué)。規(guī)格說明明語言的的語義是是其所有有語法符符號(hào)的意意義的數(shù)數(shù)學(xué)描述述。經(jīng)典典的語義義定義方方法包括括指稱語語義、代代數(shù)語義義和操作作語義方方法。形式化規(guī)規(guī)格說明明語言的的推演規(guī)規(guī)則一般般與其數(shù)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)礎(chǔ)和語義義定義方方法密切切相關(guān)。。例如，，以集合合論和謂謂詞邏輯輯為基礎(chǔ)礎(chǔ)的Z語言就包包含了原原數(shù)學(xué)系系統(tǒng)中有有關(guān)的規(guī)規(guī)則。規(guī)規(guī)則必須須在規(guī)格格說明語語言的語語義系統(tǒng)統(tǒng)中可證證。因此此，可以以認(rèn)為規(guī)規(guī)則是派派生的語語義定義義，它們們可以直直接應(yīng)用用于軟件件規(guī)格說說明的性性質(zhì)證明明并簡化化推演過過程。6.3..3形式化方方法的分分類形式化方方法是應(yīng)應(yīng)用嚴(yán)格格的形式式符號(hào)和和數(shù)學(xué)方方法定義義或描述述目標(biāo)軟軟件系統(tǒng)統(tǒng)需求規(guī)規(guī)格說明明的一種種方法。。根據(jù)對(duì)對(duì)需求規(guī)規(guī)格說明明的定義義方式，，形式方方法可分分為以下下兩大類類：1．面向模模型的形形式方法法。面向向模型的的形式方方法又稱稱為基于于狀態(tài)描描述的形形式方法法。其基基本思想想是利用用域、元元組、集集合、序序列、映映射、包包等這些些已知特特性的數(shù)數(shù)學(xué)抽象象概念來來為目標(biāo)標(biāo)軟件系系統(tǒng)的狀狀態(tài)特征征和行為為特征構(gòu)構(gòu)造形式式語義模模型。語語義模型型就作為為目標(biāo)軟軟件系統(tǒng)統(tǒng)需求規(guī)規(guī)格的形形式說明明。面向向模型的的形式方方法的主主要代表表有：VDM方法（維維也納開開發(fā)方法法）、軟軟件工程程Z方法等。。2．代數(shù)構(gòu)構(gòu)造形式式方法。。代數(shù)形形式方法法為目標(biāo)標(biāo)軟件系系統(tǒng)的需需求規(guī)格格說明提提供一些些特殊的的構(gòu)造機(jī)機(jī)制，并并以代數(shù)數(shù)構(gòu)造方方式描述述目標(biāo)系系統(tǒng)的結(jié)結(jié)構(gòu)、功功能。6.3..4軟件形式式開發(fā)方方法將形式化化方法應(yīng)應(yīng)用于軟軟件開發(fā)發(fā)過程稱稱為軟件件形式開開發(fā)方法法。其主要內(nèi)內(nèi)容是：：首先，在在需求分分析階段段的信息息收集和和信息分