軟件工程技術中的軟件部分生命周期邏輯的應用

曾晗

摘 要：本文分析了軟件工程技術中的軟件部分生命周期邏輯的應用，介紹了軟件定義階段邏輯的應用，領域建模邏輯的應用。

關鍵詞：軟件工程；建模；邏輯

對于軟件工程技術而言，如何提高軟件在各個階段的工作效率至關重要，而對于軟件的描述，軟件的管理以及軟件的文檔等方面的研究，也是軟件工程技術研究的主要內容之一。從方法、工具、過程來看，也即我們可以從軟件工程的三要素來展開研究。我們通過邏輯學中的類比法，可以把軟件工程的各個生存周期，看成是人的生命周期。我們知道在邏輯學中檢驗一個真值函項模式的有效性和一致性的時候，我們通常是對真值函項式進行真值分析，在真值分析的時候，如果每種情況下，得出的結果都是真的，那么這個時候我們就認為它是有效的或說是一致性的；如果在每種情況下，得出的結果都是假的，那么這個時候我們就認為它是不一致的。其次，我們對有效性的證明的時候，當遇到一種情況是假的，那么我們對有效性的證明就可以停止。

1 軟件定義階段邏輯的應用

在軟件定義階段，主要有以下三個方面：首先是問題定義，其次可行性分析，最后是立項或簽訂合同。我們知道一個典型的范圍描述有以下幾點：

1.1 初始需求清單

客戶范圍約束；

開發者范圍約束。

我們知道在設計某個軟件的時候，我們不可避免的需要考慮它的市場價值，因而軟件的經濟性和有效性也一直是我們需要考慮的問題。這時候我們可以選用一些簡單的，容易實現的一種方案來實現。由此可見，對于軟件的開發者而言，在軟件的這樣一個過程中，需要明確的知道軟件需要做什么以及不需要做什么，這樣才能在設計軟件的時候知道出發點以及目標，而不是盲目的追求功能的實現和運行，不考慮有些功能的必要性和有效性。

所以在初期設計出一個合理精確地范圍文檔在軟件開發過程中是非常重要的。如果一開始所設計出的文檔，語義不清，表達內容模棱兩可，這就會造成不必要的麻煩。例如：當某醫院需要一個醫藥管理軟件，這款軟件的部分功能是病人也能查詢到醫藥的價格，但是不能查看庫存或者盤點藥品等功能。而軟件開發者在設計的時候由于一開始對該醫院所需求的軟件定義不明確，或者是因為該醫院在表述該軟件功能的時候對這款軟件的實現表述不明確。最終導致的結果是：設計出來的醫藥管理軟件，病人根據他們個人信息登錄進去也能查看到該醫院醫藥的庫存等方面的信息。這種由于一開始的表述不精確，給雙方都造成了麻煩。下面我們先通過了解邏輯學中如何對概念進行概括和限制，再通過對比，知識的遷移運用到軟件定義階段。

1.2 內涵和外延

在邏輯學中，我們在對概念進行描述的時候，會用到概括和限制這兩種方法，同樣這樣的兩種方法也適用于軟件工程需求分析階段文檔的描述。我們首先要先了解概念的概括和限制的具體用法，這樣才能準確的把握概念的內涵和外延。如何對一個概念的內涵或外延進行增加或縮小呢？這是接下去我們要研究的問題。

我們常說要有正確的邏輯思維，而正確的邏輯思維就需要我們對概念有所了解，也即需要概念明確，我們在概念明確的基礎上，才能準確的把握概念的內涵和外延。那什么是概念的內涵呢？在邏輯學中，對其定義是反映對象本質屬性的概念。對于限制而言，字面上理解是縮小其范圍。那么在邏輯學中如何理解呢？邏輯學中有兩種概念：種概念和屬概念。我們把表示范圍大的概念稱為屬概念，把另一個表示范圍小的概念稱為種概念。而邏輯學中對于限制的定義，首先需要判斷我們所需限制的概念是否具有種屬關系。也就是說范圍小的概念和范圍大的概念之間需要存在著種屬關系。簡言之我們的限制是把范圍大的概念也即屬概念，通過限制變成范圍小的概念即種概念。也即限制是通過增加內涵，縮小外延，從屬概念得到其種概念的邏輯方法。上述，我們知道內涵是揭示概念本質的，那么對于概念的外延，我們用什么來揭示呢？此時，邏輯學中我們把它稱為劃分。此外，我們知道限制是由某個概念的屬概念得到種概念的這樣一個方法，那么如果這個過程反過來看，就得到邏輯學中的另一個定義，即：概括。當我們需要擴大某個概念的外延的時候，我們可以運用概括。這樣這個概念的內涵也相應減少了。下面我們可以通過幾個例子來具體區分一下以上幾種情況。如：“學校”到“中學”，這個例子中我們對“學校”進行了限制，從而使得其更具體化了。但是根據限制應用條件可知，我們在使用時候，一個要注意這兩個概念之間的關系，如果不具備上述條件，我們使用限制就是錯誤的。例如：“城市”限制為“農村”這就是錯誤的，因為“城市”和“農村”這兩個概念并不具備種屬關系，兩者是并列關系。“麻雀”能概括為“鳥”，不能概括為“哺乳動物”，從抽象的角度來考察：“鳥”是“麻雀的抽象，而“哺乳動物”卻不是“麻雀”的抽象。通過以上的例子，我們在運用的時候一定要判斷好你所要運用的對象是不是具備種屬關系，如果不具備就不能亂用，否則就容易造成錯誤。

既然種屬關系在應用時候如此重要，那么，我們就需要對它進一步的認識和理解。在概念外延間關系中，對于相容的關系我們又把其分為全同關系、屬種關系和交叉關系。我們主要看屬種關系，概念S、P有屬種關系，是指所有的S是P，且有S不是P如“學生”和“大學生”有屬種關系。屬概念：外延較大：種概念：外延較小。我們又可以把屬概念稱為上位概念，而把種概念稱為下位概念。同時，概念S、P有屬種關系，則P、S有種屬關系，反之也一樣。概念S、P有屬種關系，也稱S真包含P，或P真包含于S。對不相容關系，不相容概念有一個確定的屬概念，稱為論域。概念的不相容，分為矛盾關系和對立關系兩種。對矛盾關系而言，S和P不相容，但是S和P的外延和等于其論域M，如“白虎”和“非白虎”就是矛盾關系；對立關系，S和P不相容，但S和P的外延之和小于其論域M，如“白虎”和“黃虎”就是對立關系。

2 領域建模邏輯的應用

在邏輯學中，任何概念都可以看成“類概念”，可以說概念是思維的形式，承載著相應的思維內容，同時理性認識的基本形式也即概念。概念與語詞或詞組有一定關系。邏輯學中有以下幾類概念：第一種肯定概念和否定概念，任何事情都是相對而言，這兩個概念也一樣，它們是根據概念所反映的對象是否具有某種屬性來區分。其中肯定概念又稱為正概念，而否定概念又稱為負概念；第二種是普通概念和單獨概念，其中單獨概念的外延分子=l，是指1個對象，即獨一無二的事物、專名或摹狀物，而普通概念則是外延分子>-2，也指一類對象、形容詞或動詞等。從這兩類對象而看，它們是根據反映對象數目不同來劃分的。第三種是集合概念和非集合概念，我們把反映集合體的概念稱為集合概念，反之，不反映集合體的概念則稱為非集合概念。我們把由兩個或兩個以上的個體經組合構成的統一整體稱為集合體。綜上，可以看出上述三種概念的分類是根據每個不同概念的內涵或外延在形式上的共同點進行劃分的，因而概念的內涵或外延也反映出概念的本質。它們的兩個特點分別從量和質兩個方面來說明概念。外延從字面上理解，就說明了概念所適用的范圍，而內涵則代表著這個概念所特有的屬性。在計算機軟件工程中的領域建模就可以運用到上述知識，領域建模是為了過渡到類圖建模的，通過分析它，更好的幫助我們了解領域建模。在領域建模中有個問題域，這個問題域是研究的是相關事物或概念對象。我們通常會運用圖形來表示問題域里對象靜態模型。由此可見，邏輯學中的概念在領域建模中也有應用，我們學會對概念外延的劃分，能夠幫助我們更好的理解領域建模中的概念的外延，而內涵我們也能利用前面所了解到的種屬關系，進行限制或者概括，這樣能夠更好的幫助我們來理解領域建模的內涵，此處就不舉例子一一說明。