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PAR方法应用于管理信息系统开发方法的初步研究

施炜  
【摘要】:形式化方法对提高软件的正确性、可靠性意义重大,可大幅度减少软件的后期维护费用,但由于设计周期和人员素质的限制,以及使用形式化符号系统进行证明推理是一项相当困难的工作,形式化方法未能在实用软件开发中得到广泛应用。 为了研究形式化方法在实用软件开发当中的应用,本文以薛锦云教授提出的算法程序设计、推导和证明的PAR方法及其语言和转换工具为基础,选取江西省自然科学基金管理信息系统作为研究用例,研究了PAR方法在管理信息系统(MIS系统)开发中的应用,从系统需求规范的形式化描述,核心算法的形式化开发和转换,扩充Apla语言中数据库描述机制并研制Apla→SQL自动程序转换系统等几个方面作了初步的研究和探索。 在MIS系统的需求建模方面,我们尝试着采用PAR方法中严格定义的形式化语言Radl描述MIS系统及其行为模式,刻画MIS系统的性质,建立MIS系统的数学模型,从而提高了MIS系统需求规范的清晰性和精确性,及早发现需求中隐藏的规范和设计缺陷,在系统构建的初期杜绝了大部分错误的产生。这部分研究为构建高质量的软件需求模型做出了有益的探索。 在MIS系统的核心算法开发方面,我们以PAR方法中严格定义的抽象程序设计语言Apla语言为源语言,高可靠性部件库为支持基础,开发了MIS系统的几个智能算法,并利用Apla→Delphi自动程序转换系统将抽象算法语言Apla描述的智能算法自动转换到了可执行高级语言Delphi描述的智能算法。由于在抽象层次上关注算法的核心实现,这种开发方法极大地提高了软件的开发效率,并保证了系统的正确性和可靠性。 在MIS系统的数据库开发方面,作为PAR方法的探索性研究方向,我们分析了数据库应用的特点以及标准查询语言SQL的特征,在得到Apla语言和SQL的对应关系的基础上扩充了Apla语言中的数据库描述机制,并构建了Apla→SQL自动程序转换系统。我们将Apla→SQL自动程序转换系统应用到了实际MIS系统的开发当中。在转换器的帮助下,我们不再需要编写大量为操作数据库而作辅助工作的代码,提高了工作效率。 我们的研究证明:将PAR方法应用于MIS系统开发,既降低了软件开发的复杂度,又提高了软件本身的正确性和可靠性。


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