第10章軟件工具與集成化環(huán)境ppt課件

1、第十章軟件工具與集成化環(huán)境10 軟件工具是用于輔助軟件的開發(fā)、運(yùn)轉(zhuǎn)、維護(hù)、管理和支持等活動(dòng)的軟件系統(tǒng)。其目的是為了降低軟件開發(fā)和維護(hù)的本錢，提高軟件消費(fèi)效率，改良軟件產(chǎn)品的質(zhì)量。 借助于計(jì)算機(jī)及其軟件工具的協(xié)助，開發(fā)、維護(hù)、管理軟件產(chǎn)品的過程，稱為計(jì)算機(jī)輔助軟件工程Computer-Aided Software Engineering，簡(jiǎn)稱CASE。 10.1 軟件工具 另一種是集成化的CASE環(huán)境，它將在軟件開發(fā)過程的不同階段運(yùn)用的工具進(jìn)展集成，使其有著一致的用戶界面和可以共享的信息數(shù)據(jù)庫(kù)。 目前有兩種層次的軟件開發(fā)工具，一種是孤立的單個(gè)軟件開發(fā)工具，用于支持軟件開發(fā)過程中的某一項(xiàng)特定活動(dòng)。

2、 按軟件活動(dòng)的各階段，可把軟件工具分為： 軟件開發(fā)工具 軟件維護(hù)工具 管理與支持工具10.1.1軟件開發(fā)工具 軟件開發(fā)工具可分為：分析工具、設(shè)計(jì)工具、編碼工具和調(diào)試工具。 1分析工具 輔助軟件開發(fā)人員完成軟件系統(tǒng)需求分析活動(dòng)的軟件工具。 典型的有Rational公司的Analyst Studio,用于運(yùn)用問題分析和系統(tǒng)定義的一組相對(duì)完備的工具集，適宜于團(tuán)隊(duì)結(jié)合開發(fā)運(yùn)用。包括以下內(nèi)容: Rational Requisite Pro; Rational Rose Data Modeler Edition； Rational Clear Quest; Rational SoDA for Word R

3、ational Unified Process； 軟件設(shè)計(jì)工具主要包括三種類型：基于圖形描畫、言語(yǔ)描畫的設(shè)計(jì)工具；基于方式化描畫的設(shè)計(jì)工具；面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)工具。 典型的有Enterprise Architect，是一個(gè)基于UML的Visual CASE工具，主要用于設(shè)計(jì)、編寫、構(gòu)建和管理以目的為為導(dǎo)向的軟件系統(tǒng)。 2設(shè)計(jì)工具3編碼工具 編碼工具主要包括：編輯程序、匯編程序、編譯程序和調(diào)試程序等。典型的集成程序開發(fā)環(huán)境有： MicroSoft公司的Visual C+、Visual Basic和Borland公司的Delphi、C+ Builder 4調(diào)試工具 也稱為排錯(cuò)工具，在程序編碼過程中，及

4、時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除程序代碼中的錯(cuò)誤和缺陷。 分為：源代碼調(diào)試程序和調(diào)試程序生成程序兩類。 源代碼調(diào)試程序 協(xié)助程序開發(fā)人員了解程序的執(zhí)行形狀,查詢相關(guān)數(shù)據(jù)信息,發(fā)現(xiàn)和排除程序代碼中存在的錯(cuò)誤和缺陷。調(diào)試程序生成程序 是一種通用的調(diào)試工具，可以針對(duì)給定的程序設(shè)計(jì)言語(yǔ)，生成一個(gè)相應(yīng)的源代碼調(diào)試程序。 5軟件開發(fā)工具的評(píng)價(jià)與選擇 根據(jù)以下幾個(gè)規(guī)范來(lái)評(píng)價(jià)一個(gè)軟件開發(fā)工具的優(yōu)劣程度 :功能 開發(fā)工具應(yīng)具有完備的開發(fā)功能。硬件要求 硬件要求較低的工具可以節(jié)省相應(yīng)的硬件開銷和開發(fā)本錢。性能 軟件開發(fā)工具的運(yùn)轉(zhuǎn)速度等性能目的將直接影響工具的運(yùn)用效果。方便性 軟件開發(fā)工具應(yīng)該具有非常友好的用戶界面。效力和支持 軟件開

5、發(fā)工具需求不斷的進(jìn)展晉級(jí)和改良。提供有效及時(shí)的技術(shù)效力和支持。 重要的軟件維護(hù)工具包括：版本控制工具、文檔管理工具、開發(fā)信息庫(kù)工具、逆向工程工具、再工程工具。 版本控制工具 版本控制工具用于協(xié)助軟件維護(hù)人員實(shí)現(xiàn)對(duì)軟件版本的存儲(chǔ)、更新、恢復(fù)和管理。典型代表是UNIX操作系統(tǒng)的SCCS源代碼控制系統(tǒng)。 文檔管理工具 對(duì)軟件開發(fā)過程中產(chǎn)生的文檔進(jìn)展分析、組織、維護(hù)和管理。 開發(fā)信息庫(kù)工具 記錄每個(gè)對(duì)象的開發(fā)與修正信息；維護(hù)對(duì)象和與之相關(guān)信息間的關(guān)系。10.1.2 軟件維護(hù)工具 如今的逆向工程工具可以分析高級(jí)程序設(shè)計(jì)言語(yǔ)的源程序，恢復(fù)出程序的控制構(gòu)造、流程圖、PAD圖等更高級(jí)的籠統(tǒng)信息。 再工程工具

6、再工程是在獲得軟件設(shè)計(jì)信息的同時(shí)，利用這些信息修正或重構(gòu)軟件系統(tǒng)的任務(wù)。 根據(jù)用戶的需求，軟件開發(fā)人員可利用再工程重新實(shí)現(xiàn)已有的軟件系統(tǒng)，同時(shí)添加新的功能和改良性能。 逆向工程工具 軟件的逆向工程是指對(duì)已有的程序進(jìn)展分析，以獲得比源代碼更高級(jí)的表現(xiàn)方式，是一個(gè)設(shè)計(jì)恢復(fù)的過程。 軟件管理與支持工具中，比較重要的包括：工程管理工具、配置管理工具、軟件評(píng)價(jià)工具、風(fēng)險(xiǎn)分析工具。軟件評(píng)價(jià)工具 協(xié)助軟件產(chǎn)品的管理與支持人員對(duì) 軟件產(chǎn)品的質(zhì)量加以保證。如ISO軟件質(zhì)量度量模 型、McCall軟件度量模型等。軟件配置管理工具 對(duì)軟件修正進(jìn)展標(biāo)示、組織和 控制的技術(shù),用來(lái)協(xié)調(diào)和控制軟件開發(fā)的整個(gè)過程。 是軟件質(zhì)

7、量保證的重要環(huán)節(jié)。 10.1.3 軟件管理與支持工具 軟件工程管理工具 主要義務(wù)是制定軟件開發(fā)方案，跟蹤、監(jiān)視和協(xié)調(diào)軟件開發(fā)的進(jìn)度，以保證軟件產(chǎn)品可以按時(shí)保質(zhì)完成。 風(fēng)險(xiǎn)分析工具 標(biāo)示潛在的風(fēng)險(xiǎn)并設(shè)計(jì)相應(yīng)的方案去緩解、監(jiān)控和管理風(fēng)險(xiǎn)，這對(duì)于一個(gè)大型工程是極為重要的。風(fēng)險(xiǎn)分析工具可以經(jīng)過提供對(duì)風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)示和分析的詳細(xì)指南，使得工程管理者可以有效地對(duì)在軟件工程開發(fā)過程出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)展控制和躲避。 10.2 集成化CASE環(huán)境 分散的軟件開發(fā)工具都只在軟件產(chǎn)品的某個(gè)開發(fā)階段起作用，它們有著不同的用戶界面、不同的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式，不可以有效的進(jìn)展相互通訊和數(shù)據(jù)共享，這些缺陷極大地限制了其最大效能的發(fā)揚(yáng)。 為抑制

8、以上缺陷，將多個(gè)CASE工具結(jié)合起來(lái)構(gòu)成集成化的CASE環(huán)境，使得各種軟件開發(fā)信息可以在不同CASE工具之間、不同開發(fā)階段以及不同開發(fā)人員之間順暢的傳送。 集成化的CASE環(huán)境大致劃分為以下幾種層次： 具有信息傳送的軟件工具集 環(huán)境中工具之間完全獨(dú)立，它們之間有著不同的用戶界面和信息的存儲(chǔ)格式。借助操作系統(tǒng)的文件效力和數(shù)據(jù)交換效力, 實(shí)現(xiàn)不同工具之間的數(shù)據(jù)交換和共享。集成度非常低。 工具B信息轉(zhuǎn)換器工具A專有開發(fā)信息專有開發(fā)信息具有信息傳送的軟件工具集 (2) 具有公共界面的軟件工具集 提供了一致的公共用戶界面和操作方式，但軟件工具之間的數(shù)據(jù)交換依然沿用了在不同格式的文件導(dǎo)入/導(dǎo)出的方式，這嚴(yán)

9、重的影響了彼此之間數(shù)據(jù)交換的效率和數(shù)據(jù)的完全性與完好性。工具B信息轉(zhuǎn)換器工具A專有開發(fā)信息專有開發(fā)信息公共用戶界面具有公共界面的軟件工具集 信息共享的軟件工具集 工具之間不僅具有一致的用戶界面和操作方式而且對(duì)不同工具的開發(fā)信息進(jìn)展一致的存儲(chǔ)和管理。從根本上處理了在不同的軟件工具之間進(jìn)展信息交換的問題，提高了工具之間的承繼度。工具B信息轉(zhuǎn)換器工具A專有開發(fā)信息專有開發(fā)信息公共用戶界面共享的軟件工程信息庫(kù)信息共享的軟件工具集10.2.2 集成化CASE開發(fā)環(huán)境的體系構(gòu)造 一個(gè)集成化的CASE開發(fā)環(huán)境通常需求完成以下三個(gè)層次集成： 1.平臺(tái)的集成 為實(shí)現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)在不同計(jì)算機(jī)硬件和操作系統(tǒng)平臺(tái)上的CASE

10、工具間的互操作和數(shù)據(jù)共享，基于平臺(tái)的集成就成為急需處理的問題。 2.界面的集成 指集成化的CASE環(huán)境中的各種軟件開發(fā)工具都采用一致的用戶交互界面和方式 。 3.數(shù)據(jù)的集成 為實(shí)現(xiàn)不同的CASE工具之間的數(shù)據(jù)交換與共享，數(shù)據(jù)的集成是需求處理的一個(gè)中心問題。 CASE開發(fā)環(huán)境體系構(gòu)造 用 戶 界 面 層對(duì) 象 管 理 層軟 件 工 程 信 息 庫(kù)工 具 集 成 層工具A工具N工具B集成化的CASE開發(fā)環(huán)境的體系構(gòu)造 1.用戶界面層 由一個(gè)規(guī)范化的一致的界面工具箱和各個(gè)CASE工具所共同遵守的界面協(xié)議所組成。 2.工具集成層 工具集成層主要完成對(duì)構(gòu)成集成CASE開發(fā)環(huán)境的一切工具的管理和協(xié)調(diào)義務(wù)。

11、 3.對(duì)象管理層 主要完成在集成CASE開發(fā)環(huán)境中對(duì)軟件開發(fā)信息的管理和集成，實(shí)現(xiàn)CASE工具與信息的集成以及信息與信息的集成。 4.軟件工程信息庫(kù) 在整個(gè)集成CASE開發(fā)環(huán)境中，軟件工程信息庫(kù)處于一個(gè)中心位置，是其他層次模塊的根底。10.3 軟件開發(fā)工具Rational Rose Rational Rose是Rational公司出品的基于UML的功能強(qiáng)大的可視化建模工具，與多種開發(fā)環(huán)境無(wú)縫集成并支持多種開發(fā)言語(yǔ)，包括：Visual Basic、Java、PowerBuilder、C+、Ada、Smalltalk、XML DTD等。 可以運(yùn)轉(zhuǎn)Rational Rose的系統(tǒng)平臺(tái)包括了目前大多數(shù)

12、的主流操作系統(tǒng)，如：Windows 9X、Windows 2000、Solaris、AIX和HP-UX等。 Rose支持面向?qū)ο箝_發(fā)方法一切階段的建模，已成為建立軟件系統(tǒng)模型最有力的工具。Rose的用戶界面 Rose的用戶界面框圖工具欄框圖窗口文檔窗口閱讀窗口菜單條規(guī)范工具欄 Rose的用戶界面包括以下幾個(gè)部分： 菜單條：包含了一切的Rose命令和操作； 規(guī)范工具欄：快速訪問Rose中常用命令和操作； 閱讀窗口：采用樹型的層次構(gòu)造，用于在Rose模型中進(jìn)展閱讀，訪問Rose模型中的各個(gè)模型元素； 文檔窗口：為模型元素建立闡明文檔； 框圖工具欄：根據(jù)翻開的UML模型圖的類型，在模型圖中添加各種模

13、型元素。 框圖窗口：用于顯示和編輯Rose模型中的各種UML模型圖。當(dāng)增刪、修正框圖窗口中的模型元素時(shí)，Rose會(huì)自動(dòng)更新閱讀窗口中的內(nèi)容； 業(yè)務(wù)用例圖Business Use Case Diagram用于建立機(jī)構(gòu)的業(yè)務(wù)模型，描畫機(jī)構(gòu)業(yè)務(wù)執(zhí)行的流程和所提供的功能等內(nèi)容。10.3.1 業(yè)務(wù)用例圖創(chuàng)建業(yè)務(wù)用例圖 在業(yè)務(wù)用例圖中包括以下幾類模型元素： 業(yè)務(wù)用例 表示機(jī)構(gòu)中的一組業(yè)務(wù)的執(zhí)行和任務(wù)流程。 業(yè)務(wù)執(zhí)行者 表示處于機(jī)構(gòu)之外與機(jī)構(gòu)進(jìn)展交互的實(shí)體。 業(yè)務(wù)工人 表示處于機(jī)構(gòu)之內(nèi)參與了業(yè)務(wù)執(zhí)行流程的角色。 業(yè)務(wù)虛體 機(jī)構(gòu)業(yè)務(wù)流程中能夠運(yùn)用的物理實(shí)體,如資金帳目、客戶定單、客戶資料等等。 機(jī)構(gòu)單元 業(yè)務(wù)

14、工人、業(yè)務(wù)虛體和其他相關(guān)模型元素的集合，是組織業(yè)務(wù)模型的機(jī)制。 業(yè)務(wù)用例圖中模型元素之間存在以下兩種關(guān)系： 關(guān)聯(lián)關(guān)系：描畫執(zhí)行者或業(yè)務(wù)工人與用例之間的通訊和聯(lián)絡(luò)。 泛化關(guān)系：描畫模型元素之間籠統(tǒng)與詳細(xì)、普通與特殊的關(guān)系。業(yè)務(wù)用例圖中的關(guān)聯(lián)關(guān)系10.3.2 用例圖用例圖Use Case Diagram用于描畫一個(gè)軟件系統(tǒng)需求完成什么樣的功能。模型元素之間的幾種關(guān)系: 1.包含關(guān)系 用例圖中的包含關(guān)系2.擴(kuò)展關(guān)系 用例圖中的擴(kuò)展關(guān)系3. 泛化關(guān)系 用例圖中的泛化關(guān)系10.3.3 類 圖 類圖創(chuàng)建菜單在閱讀窗口的邏輯視圖Logic View下面，邏輯視圖中普通已有一個(gè)自動(dòng)創(chuàng)建的名為“Main的類圖。

15、也可經(jīng)過右鍵菜單項(xiàng)選擇擇“NewClass Diagram創(chuàng)建新的類圖。 選擇類圖右側(cè)的工具欄中的“類Class按鈕，可以在類圖中創(chuàng)建一個(gè)新的類。并為其指定類名，添加相應(yīng)的屬性和行為?！癇ook類的屬性設(shè)置定義類之間的關(guān)系 類圖中的多個(gè)類之間存在著彼此的相互關(guān)系,Rose中可在類之間定義關(guān)聯(lián)、聚集、泛化、依賴關(guān)系。1.聚集關(guān)系類之間的聚集關(guān)系2.泛化關(guān)系 表示類之間“普通與特殊、“籠統(tǒng)與詳細(xì)的關(guān)系即不同類之間的承繼關(guān)系。 類之間的泛化關(guān)系10.3.4 協(xié)作圖與時(shí)序圖 1.創(chuàng)建協(xié)作圖 經(jīng)過菜單“NewCollaboration Diagram 在邏輯視圖Logic View中創(chuàng)建了一個(gè)協(xié)作圖，并

16、在其中添加對(duì)象,為新增的對(duì)象設(shè)置規(guī)范：包括對(duì)象的稱號(hào)、對(duì)應(yīng)的類名、闡明文檔等。 在對(duì)象之間建立鏈接，對(duì)象之間的鏈接運(yùn)用實(shí)線表示。同一個(gè)對(duì)象之上也可以建立特殊的“反身鏈接Link to Self。 鏈接上添加音訊，表示對(duì)象之間傳送的信息的內(nèi)容。 圖中，描畫兩個(gè)對(duì)象之間的鏈接，及在它們之間傳送的3個(gè)音訊，并把音訊映射為對(duì)象的操作。協(xié)作圖2 .創(chuàng)建協(xié)作圖 經(jīng)過菜單“New Sequence Diagram，可以在Rose的邏輯視圖Logic View中創(chuàng)建時(shí)序圖。 在時(shí)序圖中添加對(duì)象，為該對(duì)象設(shè)置所在的類、對(duì)象的繼續(xù)性等屬性。 按照時(shí)間順序，在時(shí)序圖中從上到下，在對(duì)象之間添加音訊。 也可以為對(duì)象之間的音訊指定其映射的對(duì)象操作。方法是在音訊上點(diǎn)擊鼠標(biāo)右健，從彈出菜單中選擇該音訊所映射的操作或者輸入一個(gè)新操作。 時(shí)序圖在閱讀窗口中運(yùn)用菜單項(xiàng)“New Activity Diagram可以創(chuàng)建新的活動(dòng)圖?？梢蕴砑印坝镜?SwimLane),并在相應(yīng)的“泳道中添加相應(yīng)的活動(dòng),在活動(dòng)之間設(shè)置轉(zhuǎn)換和轉(zhuǎn)換發(fā)生需求具備的條件, 添加開場(chǎng)和終了形狀。 10.3.5 活動(dòng)圖活動(dòng)圖10.3.7 形狀圖在閱讀窗口中運(yùn)用菜單項(xiàng)“New Statechart Diagram