軟件工程卷1

前言

在妻子和我的家中，有許多紀(jì)念品。它們來(lái)自于我們對(duì)中國(guó)超過(guò)50次的訪問(wèn)以及我在中國(guó)澳門(mén)擔(dān)任由聯(lián)合國(guó)和中國(guó)共同創(chuàng)建的聯(lián)合國(guó)大學(xué)國(guó)際軟件技術(shù)研究院首任院長(zhǎng)為期5年時(shí)間的紀(jì)念品：20多件從18世紀(jì)60年代到1910年的清代花瓶；三套成對(duì)的中國(guó)燈掛椅、馬掌椅、低背椅。這些和一張非常棒的一米寬、兩米長(zhǎng)的黃花梨四柱臥床（原名如此?。┭b飾了我們的大客廳——伴上精雕細(xì)刻的中國(guó)屏風(fēng)和五彩斑斕的中國(guó)玻璃窗，它們時(shí)時(shí)刻刻都讓我們想起一個(gè)偉大的文化和卓越的工藝。14年前我們的女兒和一位年輕的中國(guó)人結(jié)婚了，他們和我們的兩個(gè)外孫女促使我們更加熱愛(ài)中國(guó)和中國(guó)人民。所以在2006年8月當(dāng)劉伯超博士和他的同事們?cè)儐?wèn)是否可以翻譯我的三卷著作的時(shí)候，我自然會(huì)欣然接受了。我的著作，它代表著25年的勞動(dòng)：思考、教學(xué)和寫(xiě)作。我非常高興中國(guó)的優(yōu)秀青年現(xiàn)在能夠?qū)W習(xí)我的著作了。要想真正成為計(jì)算科學(xué)和軟件工程的專家，你必須要喜歡閱讀和寫(xiě)作?，F(xiàn)在你有機(jī)會(huì)來(lái)閱讀了。閱讀的同時(shí)，把你的所學(xué)應(yīng)用到書(shū)寫(xiě)漂亮、抽象的規(guī)約中來(lái)。我祝你愉快。我真心希望我的讀者將享受計(jì)算科學(xué)、程序設(shè)計(jì)和軟件工程的實(shí)踐，就像我所享受到的并仍在享受它一樣。

內(nèi)容概要

《軟件工程卷1～3》是馮諾依曼獎(jiǎng)?wù)芦@得者、世界著名的計(jì)算機(jī)科學(xué)家Dines Bjorner教授的最新著作。這套叢書(shū)為讀者理解軟件和軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程提供了一個(gè)“全新的視角”。這三卷書(shū)首次系統(tǒng)地論述了如何用形式方法來(lái)指導(dǎo)領(lǐng)域工程、需求工程和軟件設(shè)計(jì)，即軟件工程的三個(gè)相互關(guān)聯(lián)并重疊的組成部分，或稱之為軟件工程的“三部曲”。在軟件開(kāi)發(fā)的各個(gè)階段，如果都能夠采用這種形式化的開(kāi)發(fā)模式，將能夠在極大程度上保證軟件開(kāi)發(fā)的正確性和有效性。    這套叢書(shū)可以被視為軟件工程史上里程碑式的著作。作者通過(guò)長(zhǎng)達(dá)30年的程序設(shè)計(jì)方法論的研究與實(shí)踐，加上長(zhǎng)達(dá)25年不斷完善的課程講義匯編成這一套前后連貫、內(nèi)容一致以及相對(duì)完整的軟件工程著作。這套叢書(shū)的一個(gè)顯著特點(diǎn)就是在這三卷書(shū)中，所有的原理、技術(shù)和工具都是通過(guò)大量的案例分析來(lái)進(jìn)行闡述，并覆蓋了所有主要的軟件開(kāi)發(fā)時(shí)期、階段和步驟；同時(shí)，這些原理、技術(shù)和工具是能夠應(yīng)用在大型工業(yè)和商業(yè)軟件的開(kāi)發(fā)項(xiàng)目中去的。    這套叢書(shū)不但可以作為高校計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生、教師以及研究人員的教材和必備參考書(shū)，而且在工業(yè)和計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)界也具有極大的實(shí)用價(jià)值?！　　盾浖こ叹?：抽象與建?！方榻B了抽象與建模的基本原理和技術(shù)。首先，本卷給出了離散數(shù)學(xué)的基本介紹，包括數(shù)、集合、笛卡爾、類型、函數(shù)、入-演算、代數(shù)和數(shù)理邏輯，然后講授基本的面向?qū)傩耘c面向模型的規(guī)約的基本原理和技術(shù)。一些其他的規(guī)約語(yǔ)言，比如B、VDM-SL和Z都具有面向模型的概念，本卷則通過(guò)RAISE規(guī)約語(yǔ)言RSL來(lái)講解這個(gè)概念。本卷還介紹了有關(guān)應(yīng)用式（函數(shù)式）、命令式和并發(fā)式（并行式）規(guī)約程序設(shè)計(jì)的基本原則。最后，本卷給出了一個(gè)全面的軟件工程術(shù)語(yǔ)表以及大量的索引和參考文獻(xiàn)?！　　盾浖こ叹?：系統(tǒng)與語(yǔ)言規(guī)約》介紹了描述系統(tǒng)與語(yǔ)言的規(guī)約的基本原理和技術(shù)。首先，本卷講授一些高級(jí)的原理和技術(shù)：分層與組合、指稱與計(jì)算以及構(gòu)型：環(huán)境與狀態(tài)的抽象與建模，然后講授符號(hào)學(xué)建模的基本原理和技術(shù)：語(yǔ)用、語(yǔ)義以及系統(tǒng)和語(yǔ)言的句法。其中重要的一部分介紹了對(duì)空間和簡(jiǎn)單時(shí)態(tài)現(xiàn)象進(jìn)行建模的基本原理和技術(shù)。本卷的主要章節(jié)用于介紹一些專門(mén)的主題，比如模塊（包括UML的類圖）、Petri網(wǎng)、活動(dòng)序列圖、狀態(tài)圖和時(shí)態(tài)邏輯（包括時(shí)段演算）。最后，本卷介紹了開(kāi)發(fā)函數(shù)式，命令式以及并行程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的可靠和有效的解釋器和編譯器的基本原理和技術(shù)。本卷適合于作為高年級(jí)本科生和研究生，以及研究程序設(shè)計(jì)方法學(xué)的學(xué)者的教材或參考書(shū)?！　　盾浖こ叹?：領(lǐng)域、需求與軟件設(shè)計(jì)》介紹了整體軟件開(kāi)發(fā)的基本原理和技巧：從領(lǐng)域描述，經(jīng)過(guò)需求分析，直到軟件設(shè)計(jì)。本卷倡導(dǎo)一種全新的軟件工程開(kāi)發(fā)模式：在需求被形式化之前，人們必須理解應(yīng)用領(lǐng)域，因此本卷首先介紹領(lǐng)域描述的原理和技術(shù)，然后介紹從領(lǐng)域模型導(dǎo)出需求規(guī)則的原理和技術(shù)，最后介紹細(xì)化需求到軟件設(shè)計(jì)的原理和技術(shù)：體系結(jié)構(gòu)和組件設(shè)計(jì)。

作者簡(jiǎn)介

作者：(德國(guó))比約尼爾(Dines Bjorner) 譯者：劉伯超 向劍文 等

書(shū)籍目錄

原著作者為中文版所作的序譯者序前言Ⅰ開(kāi)篇　1　緒論Ⅱ離散數(shù)學(xué)　2　數(shù)　3　集合　4　笛卡爾　5　類型　6　函數(shù)　7　λ演算　8　代數(shù)　9　數(shù)理邏輯Ⅲ簡(jiǎn)單RSL　10　RSL中的原子類型和值　11　RSL中的函數(shù)定義　12　面向性質(zhì)與面向模型的抽象　13　RSL中的集合　14　RSL中的笛卡爾　15　RSL中的列表　16　RSL中的映射　17　RSL中的高階函數(shù)Ⅳ規(guī)約類型　18　RSL中的類型Ⅴ規(guī)約程序設(shè)計(jì)　19　應(yīng)用式規(guī)約程序設(shè)計(jì)　20　命令式規(guī)約程序設(shè)計(jì)　21　并發(fā)式規(guī)約程序設(shè)計(jì)Ⅵ其他　22　其他Ⅶ附錄參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：1緒論1.3.5分析文檔特性描述：分析文檔，通過(guò)其我們指其對(duì)象為描述文檔的文檔。分析文檔的文本分析一個(gè)描述文檔。如該術(shù)語(yǔ)所示，分析文檔是其內(nèi)容為其他文檔（這里是描述文檔）的分析的文檔。我們考慮四種分析文檔：那些表示以下內(nèi)容的文檔（i）（在頭腦風(fēng)暴中）來(lái)自于粗略描述的概念的形成，（ii）形式和非形式描述文檔的確認(rèn)，（iii）描述性質(zhì)驗(yàn)證，和（iv）開(kāi)發(fā)變遷（即開(kāi)發(fā)步驟）正確性驗(yàn)證?？赡苡衅渌姆治鑫臋n。例如：其內(nèi)容是分析所需計(jì)算系統(tǒng)行為方面的文檔，比如基于排隊(duì)理論研究所預(yù)期的接口反應(yīng)時(shí)間；基于復(fù)雜度理論研究所預(yù)期的機(jī)器計(jì)算時(shí)間；基于引用模式的統(tǒng)計(jì)研究的字典或數(shù)據(jù)庫(kù)散列算法的細(xì)節(jié)等等。也可能包括有內(nèi)容為分析實(shí)際問(wèn)題的文檔，比如項(xiàng)目和生產(chǎn)規(guī)劃、監(jiān)測(cè)和控制計(jì)算系統(tǒng)的基于統(tǒng)計(jì)研究的生產(chǎn)線流程（擁塞）；金融服務(wù)或電子交易計(jì)算系統(tǒng)的基于類似研究的公司現(xiàn)金流等等?？梢栽O(shè)想其他種類的分析文檔。在這幾卷中，我們將只考慮那些提及的文檔。粗略描述分析和概念形成在描述一個(gè)領(lǐng)域、規(guī)定某需求或規(guī)約某軟件設(shè)計(jì)中，最為重要的任務(wù)就是識(shí)別論域發(fā)展所圍繞的核心概念。一方面，領(lǐng)域中的這些現(xiàn)象是所想要的在軟件或軟件程序結(jié)構(gòu)（數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序等等）中的工具。另一方面在現(xiàn)實(shí)世界中的這些現(xiàn)象，這些（將在所需軟件中顯現(xiàn)出來(lái)的）工具或程序代碼結(jié)構(gòu)將（對(duì)于該領(lǐng)域來(lái)說(shuō)）被概念化，或者當(dāng)它們作為需求獲取出來(lái)或存在于軟件代碼中時(shí)，實(shí)際上它們就是概念（抽象觀念）。因此我們了解了從通?？捎|知現(xiàn)象的具體的、顯然的、現(xiàn)實(shí)的世界到概念的抽象、可理性感知但通常無(wú)形的世界的變遷。從可感知的事物，通過(guò)可想象的事物，到達(dá)“做進(jìn)”軟件中的事物，我們需要記錄的正是這一變遷。對(duì)于領(lǐng)域，我們這樣做是通過(guò)首先進(jìn)行頭腦風(fēng)暴，也就是說(shuō)，通過(guò)粗略地描述領(lǐng)域描述，并且由此通過(guò)分析來(lái)識(shí)別領(lǐng)域概念。然后，對(duì)于需求，通過(guò)構(gòu)想來(lái)這樣做。其中通過(guò)粗略地描述需求“規(guī)定”，并且由此通過(guò)分析來(lái)識(shí)別需求概念。最后對(duì)于軟件我們通過(guò)“角色分配”，也就是說(shuō)，通過(guò)粗略的描述軟件“設(shè)計(jì)”，并且由此通過(guò)分析來(lái)識(shí)別適當(dāng)?shù)能浖Y(jié)構(gòu)。以形成概念為目標(biāo)的分析是一門(mén)藝術(shù)?？峙伦铍y學(xué)習(xí)的事情就是正確地對(duì)其進(jìn)行處理，或者至少通過(guò)某種方式來(lái)處理，其中會(huì)出現(xiàn)令人高興、優(yōu)雅和實(shí)用的概念。但是閱讀許多分析示例可能會(huì)有所幫助。因此第3卷的第13、21章給出了分析和概念形成的例子、原則和技術(shù)，它們對(duì)于進(jìn)行上述所示的分析來(lái)說(shuō)非常有用。

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