根據對結構化和面向對象這兩種成熟的軟件開(kāi)發(fā)方法的創(chuàng )新發(fā)展過(guò)程的研究, 總結出了軟件開(kāi)發(fā)方法創(chuàng )新發(fā)展過(guò)程的規律性—軟件開(kāi)發(fā)方法的創(chuàng )新發(fā)展過(guò)程有四個(gè)環(huán)節, 這四個(gè)環(huán)節是:
(1)找到軟件開(kāi)發(fā)活動(dòng)中現存的某些問(wèn)題;
(2)為了解決問(wèn)題而進(jìn)行思維觀(guān)念創(chuàng )新;
(3)按照新的思維觀(guān)念來(lái)構建軟件開(kāi)發(fā)方法的核心部分;
(4)按照新的思維觀(guān)念來(lái)完善軟件開(kāi)發(fā)方法。按照這個(gè)規律, 敏捷軟件開(kāi)發(fā)方法和面向Agent軟件開(kāi)發(fā)方法處于發(fā)展中, 有待于進(jìn)一步完善。
軟件開(kāi)發(fā)方法是軟件工程理論的重要內容之一, 在軟件開(kāi)發(fā)方法中, 對于開(kāi)發(fā)軟件時(shí)“做什么”和“如何做”, 給出了明確的、詳細的回答。人們在不同時(shí)期為了解決各種不同的軟件開(kāi)發(fā)問(wèn)題, 推出了多種不同的軟件開(kāi)發(fā)方法, 并且每種軟件開(kāi)發(fā)方法還有靈活多樣的表現形式?；仡欆浖_(kāi)發(fā)歷史, 我們看到, 軟件開(kāi)發(fā)方法在不斷地創(chuàng )新發(fā)展, 將來(lái)還會(huì )有新的軟件開(kāi)發(fā)方法出現。
軟件開(kāi)發(fā)方法的創(chuàng )新發(fā)展過(guò)程有什么規律性?
值得我們進(jìn)行研究。找到了這個(gè)規律性, 可以幫助人們深刻認識現有的各種軟件開(kāi)發(fā)方法, 更重要的是可以指導人們去創(chuàng )建新的軟件開(kāi)發(fā)方法。
結構化軟件開(kāi)發(fā)方法包括結構化分析方法、結構化設計方法和結構化實(shí)現方法, 其核心是結構化程序設計方法。結構化軟件開(kāi)發(fā)方法是在結構化程序設計方法基礎上逐漸形成和完善的。在結構化程序設計方法出現之前, 軟件開(kāi)發(fā)活動(dòng)個(gè)體化特征非常嚴重, 編寫(xiě)程序時(shí)個(gè)人隨心所欲,過(guò)分追求程序編寫(xiě)技巧, 沒(méi)有一個(gè)行之有效的、大家共同遵循的開(kāi)發(fā)準則, 造成程序的可讀性、清晰性、可理解性比較差, 給軟件維護工作帶來(lái)極大的困難。在結構化軟件開(kāi)發(fā)方法出現之前, 由于當時(shí)的軟件比較小, 開(kāi)發(fā)過(guò)程比較簡(jiǎn)單, 當時(shí)錯誤地認為開(kāi)發(fā)軟件只是編寫(xiě)程序, 所以那時(shí)的軟件開(kāi)發(fā)方法只是考慮編寫(xiě)程序, 軟件開(kāi)發(fā)方法內容極不完善, 對編寫(xiě)程序之外的其它軟件開(kāi)發(fā)階段沒(méi)有給予重視。隨著(zhù)軟件規模的增大和復雜性的提高, 這種個(gè)體化隨心所欲編寫(xiě)程序的現象和只重視編寫(xiě)程序而忽視軟件開(kāi)發(fā)其它環(huán)節的軟件開(kāi)發(fā)方法導致許多問(wèn)題出現。例如, 由于過(guò)分追求程序編寫(xiě)技巧, 一些程序很難閱讀和理解, 因此當軟件出現問(wèn)題時(shí)無(wú)法維護;例如, 由于不重視需求分析工作, 對用戶(hù)需求了解的不全面、不細致, 開(kāi)發(fā)出的軟件往往與用戶(hù)要求有很大差距。這些問(wèn)題成為軟件危機的根源之一。在結構化程序設計方法出現之前的相當長(cháng)的時(shí)間里, 人們對軟件開(kāi)發(fā)活動(dòng)和軟件開(kāi)發(fā)方法的認識停留在上述層面上, 形成了一種傳統的思維觀(guān)念, 似乎開(kāi)發(fā)軟件就應該那樣做, 使軟件危機日益嚴重。為了消除軟件危機, 人們開(kāi)始深入思考軟件開(kāi)發(fā)活動(dòng)和軟件開(kāi)發(fā)方法。1968 年, Dijkstra在寫(xiě)給ACM雜志編輯部的信中再次建議從一切高級語(yǔ)言中取消goto語(yǔ)句, 圍繞是否應該取消goto語(yǔ)句, 人們展開(kāi)了一場(chǎng)激烈的爭論。在這
之前, 1965年Dijkstra首次建議取消goto語(yǔ)句, 1966年Bohm與Jacopini證明了任何單入口單出口的沒(méi)有“死循環(huán)”的程序都能由三種基本結構構造出來(lái), 這三種基本結構是順序結構、選擇結構和循環(huán)結構。經(jīng)過(guò)爭論,最終人們認識到, 不是簡(jiǎn)單的是否取消goto語(yǔ)句的問(wèn)題, 而是應該改變傳統思維觀(guān)念, 創(chuàng )建新的思維觀(guān)念, 在此基礎上創(chuàng )建新的程序設計方法。圍繞goto語(yǔ)句爭論的結果使人們形成了新的思維觀(guān)念:編寫(xiě)程序時(shí), 在正確地實(shí)現了軟件功能的前提下, 必須將可讀性、清晰性和可理解性放在首位, 必須考慮到程序的可維護性, 而不能個(gè)人隨心所欲地去過(guò)分追求程序編寫(xiě)技巧。由于使用三種基本結構(順序、選擇、循環(huán))組成的程序具有良好的可讀性、清晰性和可理解性, 容易維護, 所以應該使用順序、選擇和循環(huán)三種基本結構來(lái)實(shí)現程序, 每個(gè)程序模塊只有一個(gè)入口和出口, 復雜結構由基本結構通過(guò)組合與嵌套來(lái)實(shí)現, 采用自頂向下逐步細化技術(shù)進(jìn)行設計。按照這樣的新思維觀(guān)念, 形成了一個(gè)新的程序設計方法———結構化程序設計方法。
1971年, IBM公司在設計紐約時(shí)報信息庫管理系統時(shí)使用結構化程序設計方法, 成功完成了83000行程序的編寫(xiě), 成為結構化程序設計方法成功運用的一個(gè)范例。隨后, 結構化程序設計方法又在美國宇航局空間實(shí)驗室飛行模擬系統的設計等許多項目中得到成功運用。1973年, Nassi和Shneiderman提出著(zhù)名的盒圖(N-S圖), 1974年Chapin對盒圖進(jìn)行了擴展, 這一創(chuàng )新為結構化程序設計提供了一個(gè)強有力的工具,改變了使用傳統流程圖容易產(chǎn)生隨意性的弊病, 使結構化程序設計方法得到完善。隨后, 日立公司的二村良彥等人提出了問(wèn)題分析圖(PAD圖), 問(wèn)題分析圖是結構化程序設計的又一個(gè)有效的工具, 從而進(jìn)一步豐富了結構化程序設計方法。1971 年Wieth首先開(kāi)發(fā)出Pascal語(yǔ)言, 1972年貝爾實(shí)驗室的Ritchie設計出C語(yǔ)言, 1983年美國正式公布ANSI-Pascal和ANSI-C標準, 以Pascal語(yǔ)言和C語(yǔ)言為代表的結構化程序設計語(yǔ)言的出現和完善, 使結構化程序設計方法得到了更加廣泛的應用。在結構化程序設計方法基礎上, 人們開(kāi)始從整體范圍思考軟件開(kāi)發(fā)方法。軟件生命周期理論的提出, 是人們正確認識軟件開(kāi)發(fā)整體性的結果。
一個(gè)軟件從開(kāi)始計劃, 到廢棄不用, 有一個(gè)完整的生命周期, 包括這樣幾個(gè)階段:問(wèn)題定義、可行性研究、需求分析、軟件設計、編寫(xiě)程序、測試、維護。根據軟件生命周期理論, 開(kāi)發(fā)軟件不僅僅是編寫(xiě)程序, 必須還要完成其它階段的工作, 編寫(xiě)程序只是軟件開(kāi)發(fā)的整體過(guò)程中的一項活動(dòng), 因此開(kāi)發(fā)軟件時(shí)不能只重視編寫(xiě)程序而忽視其它軟件開(kāi)發(fā)活動(dòng)。一個(gè)完整的軟件開(kāi)發(fā)方法, 應該對軟件生命周期中的每個(gè)階段的任務(wù)和目標都能給出清晰的描述。1970 年Royce首先提出瀑布模型, 瀑布模型將軟件生命周期概念非常清晰地表達出來(lái) , 它的出現, 標志著(zhù)人們開(kāi)始從軟件開(kāi)發(fā)的整體性出發(fā)來(lái)構建軟件開(kāi)發(fā)方法。
在結構化程序設計取得巨大成功的推動(dòng)下, 以結構化程序設計方法為中心, 開(kāi)始形成結構化軟件開(kāi)發(fā)方法。1974年, Stevens、Myers和Constantine發(fā)表文章“ StructuredAnalysis” , 提出了結構化分析和結構化設計的概念, 隨后許多專(zhuān)家為結構化分析和結構化設計方法的形成和完善做了大量工作, 如1977年Ross和Schoman發(fā)表文章“ StructuredAnalysisforRequirementsDefinition”,如1978年Myers出版著(zhù)作《CompositeStructuredDesign》, 如1978 年Yourdon和Constantine出版著(zhù)作《Structured Design》, 如1979 年DeMarco出版著(zhù)作《StructuredAnalysisandSystemSpecification》[ 1] , 等等, 在Yourdon、Constantine、DeMarco、Stevens、Myers等人的積極工作和倡導下, 結構化的思想被應用到軟件開(kāi)發(fā)的整體過(guò)程, 逐漸形成了現在大家熟知的、包括結構化分析、結構化設計和結構化實(shí)現在內的完整的結構化軟件開(kāi)發(fā)方法。
結構化分析方法使用數據流圖和數據字典以及ER圖、層次方框圖、Warnier圖、IPO圖等工具來(lái)描述軟件需求。結構化設計方法使用模塊化和自頂向下逐步細化技術(shù), 根據數據流圖等結構化分析的結果來(lái)設計軟件系統總體結構, 使用盒圖或PAD圖等工具來(lái)設計每個(gè)模塊的算法和數據結構。結構化軟件開(kāi)發(fā)方法成為20世紀70年代和80 年代占主導地位的軟件開(kāi)發(fā)方法, 直到現在仍在發(fā)揮作用。它的廣泛運用, 有效地遏制了軟件危機的蔓延。
