Методи інженерії ПЗ

Методи інженерії ПЗ – це евристичні методи (heuristic methods), формальні методи (formal methods) і методи прототипування (prototyping methods).

Евристичні методи містять у собі: структурні методи, засновані на функціональній парадигмі; методи, орієнтовані на структури даних, якими маніпулює ПЗ; об’єктно-орієнтовані методи, що розглядають предметну область як колекцію об'єктів; методи, орієнтовані на конкретну область застосування, наприклад, на системи реального часу, безпеки та ін.

Формальні методи засновані на формальних специфікаціях, аналізі, доведенні і верифікації програм. Специфікація записується мовою, синтаксис і семантика якої визначені формально і засновані на математичних концепціях (алгебрі, теорії множин, логіці). Розрізняються наступні категорії формальних методів:

– мови і нотації специфікації (specification languages and notations), орієнтовані на модель, властивості і поведінку;

– уточнення специфікації (refinement specification) шляхом трансформації в кінцевий результат, близький до кінцевого програмного продукту, що виконується;

– методи верифікації/доведення (verification/proving properties), що використовують твердження (теореми), перед- і постумови, формально описуються і застосовуються для встановлення правильності специфікації програм. Методи доведення застосовувалися в основному в теоретичних експериментах. Понад 25 років їх застосування було обмежено через трудомісткість і економічну невигідність. У 2005 р. проблема верифікації знову набула актуальності у запропонованому новому міжнародному проекті «Цілісний автоматизований набір інструментів для перевірки коректності ПС» (Т. Хоар, «Открытые системы», 2006, № 6), який поставив наступні перспективні задачі:

– розробка єдиної теорії побудови й аналізу програм;

– побудова багатостороннього інтегрованого набору інструментів верифікації на усіх виробничих процесах – розроблення формальних специфікацій, їх доведення і перевірка правильності, генерація програм і тестових прикладів, уточнення, аналіз і оцінка;

– створення репозитарію формальних специфікацій, верифікованих програмних об'єктів різних типів і видів.

Формальні методи верифікації будуть охоплювати всі аспекти створення і перевірки правильності програм. Це приведе до створення потужної верифікованої виробничої основи і сприятиме значному зменшенню помилок у ПЗ (стосовно доведення і верифікації див. розділ 6).

Методи прототипування (Prototyping Methods) засновані на використанні прототипу ПЗ для моделювання на ньому завдань нової системи і базуються на:

– стилях прототипування, що уособлюють тривалість використання прототипів, наприклад, стиль створення тимчасово використовуваних прототипів (throw away),

– моделях еволюційного прототипування – перетворення прототипу в кінцевий продукт і розроблення специфікацій, відповідно до якої він виконується;

– техніках оцінки/дослідження (evaluation) результатів прототипування.