计算机辅助软件工程(CASE)的概念及应用(2学时)

1、计算机辅助软件工程CASE的概念及应用,提纲,计算机辅助软件工程（CASE)的基本概念 CASE系统的组成 CASE环境的体系结构模型 大型软件开发环境青鸟系统 CASE方法学,四川思锐项目管理有限公司,计算机辅助软件工程基本概念,计算机辅助软件工程（Computer - Aided Software Engineering, CASE):支持软件开发生存期的集成化工具、技术和方法,软件工程,自动化工具,CASE =,+,四川思锐项目管理有限公司,CASE是一组工具和方法的集合。是辅助软件开发的任何计算机技术，其含义为： 在软件开发和/或维护中，提供计算机辅助支持； 在软件开发和/或维护中，引

2、入工程化方法。,四川思锐项目管理有限公司,CASE使人们能在计算机的辅助下进行软件开发,为软件开发的工程化、自动化进而智能化打下基础 在CASE工具辅助下进行软件开发,可提高开发效率、改善软件质量,四川思锐项目管理有限公司,计算机辅助软件工程相关概念,CASE技术（technology）：为软件开发、维护和项目管理提供自动化、工程化准则的软件技术；包括自动化结构化方法和自动化工具。 CASE工具（tool）：支持特定的软件生存期活动自动化（至少部分自动化）的软件工具。 CASE系统（system）：能共享一个公用的用户界面、并且在公用的计算机环境中运行的一组集成化的CASE工具。 CASE工具

3、箱（toolkit）：一组集成化的CASE工具，能够使得软件生存期的一个阶段或一个特殊的软件工作的活动自动化（或部分自动化）。,四川思锐项目管理有限公司,CASE工作台（workbench）：一组集成化的CASE工具，能够使得整个软件生存自动化（或提供自动化辅助），包括分析、设计、编码和测试。 CASE方法学（methodology）：一种“可自动化”的方法学，它对软件开发和维护的所有方面或者某些方面定义了严格的、类似工程的研究途径。 CASE方法学伙伴（methodology companior）：一组CASE工具，这些工具按某一种特殊的CASE方法学自动完成一些任务，并且自动产生由该方法学

4、所要求的文档和其他交付的任务。 CASE工作站（workstation）：为CASE工具提供操作平台的一个一层、二层或三层的硬件系统体系结构。,四川思锐项目管理有限公司,提纲,计算机辅助软件工程（CASE)的基本概念 CASE系统的组成 CASE环境的体系结构模型 大型软件开发环境青鸟系统 CASE方法学,四川思锐项目管理有限公司,CASE系统的组成,CASE系统,工具,工作台,环境,编 译 器,文 件 比 较 器,编 辑 器,集 成 环 境,以过程 为中心 的环境,分析和设计,编程,测试,多 方 法 工 作 台,单 方 法 工 作 台,多 语 言 工 作 台,特 定 语 言 工 作 台,四川

5、思锐项目管理有限公司,CASE工作台 CASE工作台是一组工具，支持像分析、设计或测试等 特定软件开发阶段 工作台将一组工具组装（通过共享文件、数据结构和/ 或数据仓库等实现集成），并使这组工具可以协同工作,四川思锐项目管理有限公司,CASE工作台分类,程序设计工作台 分析和设计工作台 测试工作台 交叉开发工作台 配置管理工作台 文档工作台 项目管理工作台,四川思锐项目管理有限公司,程序设计工作台,语言编译器 结构化编译器 连接器 加载器 交叉引用 按格式打印 静态分析器 动态分析器 交互式调试器,四川思锐项目管理有限公司,程序设计工作台,源程序,语言编译器,结构化编辑器,语法树,符号表,已编

6、译代码,交叉引用,按格式打印,静态分析器,交互式调试器,动态分析器,加载器,连接器,程序库,可执行程序,执行报告,格式化文件列表,程序报告,用户,调用,编辑,调用,可执行程序,四川思锐项目管理有限公司,测试工作台,报告生成器,测试结果报告,预 测 器,测试数据,测试结果,被测试的程序,执行报告,源代码,规 约,文件比较器,测试数据生成器,动态分析器,测试管理器,模拟器,测试预估,四川思锐项目管理有限公司,软件工程环境,软件开发环境: 支持软件产品开发的软件系统。它由软件工具和环境集成机制构成，前者用以软件开发的相关过程、活动和任务，后者为工具集成和软件开发、维护及管理提供统一的支持。,四川思锐

7、项目管理有限公司,一组软件工具的集合 工具按一定方法或模型组织 工具支持整个生存周期各阶段或部分阶段,四川思锐项目管理有限公司,软件工程环境分类,(1)按软件开发模型及开发方法分类 支持：瀑布模型、 演化模型、 螺旋模型、 喷泉模型等 支持：结构化方法、 信息模型方法、 OO方法等,四川思锐项目管理有限公司,(2)按应用范围分类: 通用型软件工程环境 专用型软件工程环境 (应用型软件工程环境),四川思锐项目管理有限公司,(3)按开发阶段分类： 前端开发环境(支持系统分析、分析、 设计等阶段活动) 后端开发环境 (支持编程、测试等阶段 活动) 软件维护环境 逆向工程环境,四川思锐项目管理有限公司

8、,软件工程环境的特征,(1)仓库 (2)工具的集成 (3)用户友好的界面 (4)提取信息的能力 (5)分析的能力 (6)可裁剪和可扩充的能力 (7)项目控制和管理 (8)方法学的支持,四川思锐项目管理有限公司,软件工程环境的基本功能,(1)软件开发的一致性及完整性维护 (2)配置管理及版本控制 (3)数据的多种表示形式及自动转换 (4)信息自动检索及更新 (5)项目控制和管理 (6)对方法学的支持,四川思锐项目管理有限公司,软件工程环境模型,Wasserman五级模型(1990) APSE模型 一个环境的层次模型,四川思锐项目管理有限公司,Wasserman五级模型(1990),平台集成:工具

9、运行在相同的硬件/操作 系统平台上 数据集成:工具使用共享数据模型来操作 表示集成:工具提供相同用户界面 控制集成:工具激活后能控制其它工具的 操作 过程集成:工具在一个过程模型和“过程 机”的指导下使用,四川思锐项目管理有限公司,APSE模型,KAPSE,MAPSE,APSE,配置管理,外壳,编译器,连接 加载器,测试器,APSE模型,四川思锐项目管理有限公司,一个环境的层次模型,环境是一组服务的集合,工具（工作台）应用,框 架 服 务,平 台 服 务,其中：平台服务包括 文件服务 进程管理服务 网络通信服务 窗口管理服务 打印服务,四川思锐项目管理有限公司,软件工程环境服务,-建立在平台服

10、务之上，专用于支持CASE工具的集成,数据仓库服务,数据集成服务,任务管理服务,用户界面服务,工具插槽,消息服务,四川思锐项目管理有限公司,软件工具,定义：用来辅助软件开发、运行、维 护、管理、支持等过程中的活 动的软件成为软件工具. 分类：按软件过程活动分类 支持软件开发过程的工具 支持软件维护过程的工具 支持软件管理过程和支持过程的工具,四川思锐项目管理有限公司,CASE工具,信息工程工具 工程建模和管理工具 项目计划工具 风险分析工具 项目管理工具 需求根据工具 质量和管理工具 文档工具,四川思锐项目管理有限公司,系统软件工具 质量保证工具 数据库管理工具 软件配置管理工具 分析和设计工

11、具 PRO/SIM工具 界面设计和开发工具 原型工具,四川思锐项目管理有限公司,编程工具 集成和测试工具 静态分析工具 动态分析工具 测试管理工具 客户/服务器测试工具 再工程工具 逆向工程工具 代码重构和分析工具 联机再工程工具,四川思锐项目管理有限公司,提纲,计算机辅助软件工程（CASE)的基本概念 CASE系统的组成 CASE环境的体系结构框架模型 大型软件开发环境青鸟系统 CASE方法学,四川思锐项目管理有限公司,I-CASE 的元素,基础块,体系结构 硬件平台 操作系统,可移植服务,集成框架,CASE工具,四川思锐项目管理有限公司,集成框架的体系结构模型,四川思锐项目管理有限公司,C

12、ASE中心库,在I-CASE中中心库是软件工程信息的“积聚和存储中心”；是一组实现 “数据-工具”和“数据-数据”集成 的机制和数据结构 CASE中心库也称为“软件总线” CASE中心库也是一个存放地，结合了高级的集成CASE工具的机制,四川思锐项目管理有限公司,CASE中心库存放的内容,被求解的问题 关于问题域的信息 系统解决方案 关于被遵从的软件过程（方法学）的规则和指令 项目计划、资源和历史 关于组织的信息,四川思锐项目管理有限公司,CASE中心库提供的服务,可从任何高级的数据库管理系统期望得到的访问类型 特定于CASE环境的访问类型,四川思锐项目管理有限公司,中心库,中心信息库,Dat

13、a 记录 元素 视图 入库实体,处理 模块 处理 函数 外部实体 界面,图形 DFD 结构图 E-R图 数据模型,规则,权限,过程和管理,现存 拷贝库,数据 字典,版本,属性描述,命名标准 标准名 别名 属性名 编译名,中心信息库 报告,中心信息库 的内容,四川思锐项目管理有限公司,提纲,计算机辅助软件工程（CASE)的基本概念 CASE系统的组成 CASE环境的体系结构模型 大型软件开发环境青鸟系统 CASE方法学,四川思锐项目管理有限公司,大型软件开发环境青鸟系统,大型软件开发环境青鸟系统简介 JB2系统总体结构 JBCASE For Windows体系结构 关键技术,四川思锐项目管理有限

14、公司,大型软件开发环境青鸟系统简介,集成化软件工程环境青鸟II系统(JB2) 特点： 环境主要目标之一：支持OO软件开发 集成性和开放性的统一 支持多种开发方法 可集成支持生存周期全过程的软件工具,四川思锐项目管理有限公司,JB2系统总体结构,用 户 界 面,过程管理,工作台管理,工具 工具 工具 工具 工具 工具,界面辅助 生成器,可复用 构件管理,CASEC+ 语言,配置管理,版本管理,对 象 管 理 系 统,消 息 服 务 器,对 象 库,可复用 构件库,类 库,界面类库,四川思锐项目管理有限公司,JBCASE For Windows体系结构,用 户 界 面,系统平台(PWIN,中文之星

15、,四通利方等),结构化分析 工具 SAT,结构化设计 工具 SDT,文档追踪 工具DATT,数据库设计 工具 DDT,需求文档,一般设计 文 档,详细设计 文 档,数据库 文 档,其它文档,文档出版工具DPT,外部工具集成,界面工具 编程工具 调试工具 .,Client,其它 厂家 工具,Word Execl Powerpoint .,Server,工作 站版 青鸟 环境,OLE或 文件,(开放性),四川思锐项目管理有限公司,JBCASE For Windows功能简介,结构化分析工具SAT DFD编辑 DD编辑及管理 一致性检查 需求文档分析 外部工具集成 OLE的Server 自动生成MS

16、D等,四川思锐项目管理有限公司,JBCASE For Windows功能简介,结构化设计工具SDT MSD编辑 小说明编辑及管理 一致性检查 设计文档自动生成 设计文档分析 外部工具集成 OLE的Server 支持详细设计过程等,四川思锐项目管理有限公司,JBCASE For Windows功能简介,数据库设计工具DDT ER图编辑 对象内容编辑 对象浏览 需求文档分析 自动布局 报告生成及文档出版 生成数据库模式定义 外部工具集成 OLE的Serve,四川思锐项目管理有限公司,JBCASE For Windows功能简介,文档追踪工具DAT/T 定义追踪关系 DFDMSD MSDDFD 显示

17、追踪关系 删除追踪关系,四川思锐项目管理有限公司,JBCASE For Windows功能简介,文档出版工具DPT 文档模板管理 超文本组织管理 OLE连接及嵌入 文档输出:某一章节或整个文档,四川思锐项目管理有限公司,关键技术,对象库管理系统 CASE C+语言 用户界面类库与界面辅助生成器 可复用构件库 消息服务器 过程控制 工具模型,四川思锐项目管理有限公司,提纲,计算机辅助软件工程（CASE)的基本概念 CASE系统的组成 CASE环境的体系结构模型 大型软件开发环境青鸟系统 CASE方法学,四川思锐项目管理有限公司,CASE方法学,由于CASE工具对整个信息系统或软件工程开发过程的全

18、面支持，引起了系统开发方法学领域从技术、方法到观念、认知体系的变化，方法学领域也受到了冲击和挑战，从而使CASE演变成了一种独特的、以自动化支持环境为基础的系统开发方法学。 结构化方法 面向对象方法 快速原型方法,四川思锐项目管理有限公司,集成化CASE环境的总体结构,界面集成层：用户界面开发工具包，界 面协议。 工具集成层：触发执行机制，通信机制。 信息集成层：信息与CASE工具的集成，信息与信息的集成。 软件工程信息库：元模型，软件开发信息,四川思锐项目管理有限公司,CASE界面集成层,界面集成层主要由一个标准化的用户界面开发工具包以及各CASE工具共同遵守的界面协议组成。 界面集成有两方

19、面的目标： （1）开发人员可在统一而不是分离的界面框架下操作所有的CASE工具，完成软件开发过程。 （2）所有CASE工具的用户界面和操作风格必须协调一致。,四川思锐项目管理有限公司,CASE工具集成层,工具集成层负责管理所有的CASE工具并协调它们的行为。在多任务操作系统中，开发人员可以同时启动多个CASE工具，此时工具集成层必须在CASE工具之间进行信息传递和同步。协调CASE工具与软件工程信息库之间的信息流，实施安全检查和审计功能。此外，工具集成层往往还能够收集各CASE工具使用情况的统计信息以便改进软件开发方法，提高环境运行效率。,四川思锐项目管理有限公司,CASE工具集成层,为了完成

20、上述任务，工具集成层至少要具备执行机制和通信机制： 执行机制是指环境能够根据某些软件开发触发CASE工具的启动。此外，执行机制还包含对CASE工具执行过程的其他控制手段，例如挂起、恢复和终止。 通信机制是指环境能够在CASE工具之间传递信息。 大型软件开发项目的众多开发人员往往是在网络环境下协同完成开发任务的。这就对集成化环境提出了新的要求。为此，工具集成层还应提供分布机制，以便上述基本的执行和通信机制以用户透明的方式在网络分布环境下运行。,四川思锐项目管理有限公司,CASE信息集成层,信息集成包含两方面的内容： 信息与CASE工具的集成：主要表现为CASE工具实现了对软件工程信息库中信息对象

21、的某些操作功能。 信息与信息之间的集成：指集成环境必须具有表示、维护信息项并利用信息项之间的关系完成相应动作的能力，如一致性和完整性检查，确定信息项修改的影响传播范围等。,四川思锐项目管理有限公司,软件工程信息库,软件工程信息库是集成化环境的核心，它为整个CASE环境提供支持。 软件工程信息库要完成对软件信息项的存储、查询、修改与删除等操作，所以它必须具备普通数据库管理系统的大部分基础功能。,四川思锐项目管理有限公司,软件工程信息库,除此之外，为了给集成化环境提供良好的信息服务，软件工程信息库还要支持： 信息完整性：当信息项目修改或删除时，自动检查信息项之间的一致性，自动完成对相关信息项的必要

22、调整。 信息与工具的集成：控制CASE工具和开发人员对信息项的访问，提供友好的信息服务。 信息与信息的集成：建立并维护信息项之间的关系。 开发方法学的引导与强制：利用元模型引导并强制开发人员按照既定的开发方法学实施软件开发。 文档规范化：根据元模型对各类文档的定义，统一生成软件文档。 版本控制与配置管理：存储软件信息项的各种版本，为开发人员生成阶段性成果或最终产品自动组合最新版本，并允许在测试过程中随时恢复旧版本。,四川思锐项目管理有限公司,软件工程信息库的实现,考虑到软件开发过程中各类数据的纷繁复杂，仅按常规方法组织软件工程信息库是无法满足要求的。应该将软件信息项不论粒度大小均视为对象，信息

23、库的结构组织为元模型，系统通过元模型管理机制实现各种功能。,四川思锐项目管理有限公司,软件工程信息库的元模型,元模型是对各CASE工具生成的软件开发信息项的元级描述，主要内容为： 信息项的定义性描述，包括类型、属性、表示方法、生产者与消费者，等等。 在各种粒度级别上的信息项之间的关系和依赖性描述。可能的粒度级别有：数据流程图级、数据项级、代码段级。 软件设计规则。例如数据流程图的平衡规则，数据流程图中转换的输入、输出流与其相应过程的输入、输出参数的一致性规则。 软件开发过程的工作流程和事件的描述，包括开发阶段界定、里程碑定义、错误发生、需求变更，等等。,四川思锐项目管理有限公司,软件工程信息库的元模型,除上述内容之外，元模型还定义了软件信息的组织形式、CASE工具和软件开发人员访问信息项的途径、数据安全性和完整性控制方法以及为适应新的软件开发项目而对现有元模型进行扩充的方法。,四川思锐项目管理有限公司,软件工程信息库,除元模型外，软件工程信息库还应包含以下各方面的软件开发信息： 有关应用问题及问题领域的描述。 各类文档（需求说明，设计文档，源代码