PAR方法应用于管理信息系统开发方法的初步研究

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,该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.

目录

摘要

ABSTRACT

引言

第一章PAR方法介绍

1.1 PAR方法的总体思想

1.2 PAR方法的语言

1.3 PAR方法开发步骤

1.4 PAR方法系列转换工具

第二章从PAR方法出发的管理信息系统需求建模

2.1软件需求与形式化

2.2需求分析中的PAR方法

2.3 PAR方法在MIS系统中的运用

2.3.1 Radl语言

2.3.2功能描述

2.3.3系统建模

2.3.4形式化描述

2.4需求分析阶段应用形式化方法的总结

第三章PAR方法在智能算法开发中的应用

3.1算法开发与形式化

3.2基于案例的推理理论

3.3两种基于案例的推理算法的Apla语言描述

3.3.1项目背景

3.3.2 Apla简介

3.3.3专家遴选模块的数据模型

3.3.4最近邻居算法的Apla描述

3.3.5遗传算法的Apla描述

3.4算法设计阶段应用形式化方法的总结

第四章APLA→SQL自动程序转换器的设计、实现与应用

4.1 Apla→SQL转换系统的研究目标与步骤

4.1.1研究目标

4.1.2研究步骤

4.2 Apla→Delphi转换系统的功能和特点

4.3数据库与SQL语言概述

4.4抽象数据类型(ADT)的理论基础

4.5预定义ADT类型“数据集”tdataset的设计与实现

4.5.1预定义ADT类型“数据集”tdataset的设计

4.5.2预定义ADT类型“数据集”tdataset的实现

4.5.3 SQL程序开发实例

4.6数据库处理阶段应用形式化方法的总结

第五章结束语

主要参考文献

致谢