2024年最全软件形式化方法概述(1),你花了多久弄明白架构设计

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转自:http://blog.youkuaiyun.com/lovelion/article/details/8635369

友情提示:本文理论性和专业性较强,如果木有接触过该领域,读起来可能会有一点点吃力,本文是Sunny结合多份资料综合整理而成,有点凌乱,见谅!

​ **软件形式化方法(Formal Method)**在软件开发中一直都受到多方面的争议。持肯定态度的拥护者认为形式化方法会引起软件开发的革命,另一些持否定态度者则怀疑甚至反对将数学引入软件开发过程中

​ 形式化开发方法的一些争议或缺陷主要体现在:

​ (1) 形式化方法中所包含的数学理论,限制了大多数程序设计人员的学习和使用;

​ (2) 认为采用形式化方法会延误项目开发周期、增加开发费用

​ (3) 许多流行的形式化方法对于较小规模的项目是有效的,但却很难应用于一些大型系统

​ (4) 形式化方法不能确保开发出完全正确的软件;

​ (5) 缺乏对软件生命周期内各个阶段提供全面支持的形式化方法;

​ 等。

从广义上讲,**形式化方法是借助数学的方法来解决软件工程领域的问题,主要包括建立精确的数学模型以及对模型的分析活动。**狭义的讲,**形式化方法是运用形式化语言,进行形式化的规格描述、模型推理和验证的方法。**就形式化建模而言,形式化表示必须包含一组定义其语法语义的形式化规则。这些规则可用于分析给定的表达式是否符合语法规定,或证明该表达式具有某种性质。

​ 形式化方法是为数学家准备的

​ 形式化方法仅供从事形式化研究的人使用

​ 从事形式化研究的人仅使用形式化方法

​ 形式化方法的运用将延缓软件开发进度

​ 形式化方法的运用将提高软件开发成本

​ 形式化方法仅应用于开发安全要求极高的系统

​ 形式化方法仅被用于无关紧要的系统,且缺少工具支持

​ 运用形式化方法将开发出完美的软件

​ 形式化方法可以替换传统的软件工程方法

形式化方法的出发点是数学逻辑方法,其目的是开发可靠的软件产品。从软件开发来讲,形式化方法目前并非软件开发的主流。从软件发展看,早期的软件是用于数值计算,程序语言侧重于函数和算法的描述,后来数据库的应用和数据结构逐渐变得重要。现在的软件更为复杂,因此,对象、组件、接口、通讯、开放等成为非常重要的概念。从软件工程方法来讲,有一套描述这些概念的办法,比如说用图形、表格、逻辑、自然语言等,交叉使用以描述一个系统的各个方面。因此换一个角度来考虑,我们也可以以目前常用的软件开发方法为出发点,研究怎样将这些方法形式化,使软件系统的描述精确化,以减少可能的误解所带来的问题;或以目前常用的软件开发过程为出发点,研究怎样在软件开发过程中增加一些形式化方法的应用,以提高软件的可靠性。

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