- 相關(guān)推薦
計算機軟件工程技術(shù)中的邏輯應用探討的論文
摘要：計算機與邏輯學(xué)之間存在著(zhù)緊密的聯(lián)系，學(xué)科之間的滲透是當代科學(xué)發(fā)展的一個(gè)重要趨勢。本文主要探討邏輯學(xué)在軟件工程開(kāi)發(fā)中的應用問(wèn)題。由于軟件工程技術(shù)所步及的內容比較廣泛，因而，本文只是選取軟件工程技術(shù)中軟件部分生命周期以及軟件開(kāi)發(fā)階段中邏輯的應用展開(kāi)探討。文章主要為了說(shuō)明軟件工程與邏輯學(xué)之間聯(lián)系的必要性，并簡(jiǎn)單地闡述了論文選題的緣由和意義、以及國內外研巧的現狀。從軟件工程的概念出發(fā)，以需求分析作為切入點(diǎn)，再利用邏輯分析的合理性，主要結合了邏輯學(xué)中概念的內潘和外延的應用,通過(guò)對軟件開(kāi)發(fā)階段軟件的分析，分別從各個(gè)階段出發(fā)，再次結合邏輯學(xué)中概念的限制和概括、種屬關(guān)系認及真值函數的對比等方面進(jìn)斤研巧，同時(shí)結合一些實(shí)例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明邏輯學(xué)在其中的應用。
關(guān)鍵詞：軟件工程；邏輯學(xué)；概念；邏輯方法
0引言
軟件工程研究至目前表明，現代邏輯對于人工智能深入研究相對較多，例如軟件工程技術(shù)在軟件開(kāi)發(fā)團隊模式的研究，其合理性的分析主要利用邏輯方法進(jìn)行，在整個(gè)開(kāi)發(fā)組中的過(guò)程中，合理定義各種角色、職務(wù)以及技能需求，定義開(kāi)發(fā)團隊中的“某人”在“某時(shí)間”，做了“某事”，“如何做”等以及怎樣測評這些內容。在發(fā)展軟件團隊的過(guò)程中，不斷改進(jìn)生產(chǎn)效率以及軟件產(chǎn)品質(zhì)量，深入研究軟件工程中的軟件領(lǐng)域建模，即數學(xué)建模。交叉學(xué)科的應用度可以影響其他學(xué)科以及邏輯學(xué)的進(jìn)步，在信息科學(xué)的運用中，讓其起到完善計算機科學(xué)理論，并提供應用方法。關(guān)于計算機軟件設計的內同，緊密相關(guān)聯(lián)邏輯發(fā)展以及應用，兩者關(guān)乎融合，也體現了存在于其中的交叉性與容和習慣，另外，不管是邏輯研究還是市場(chǎng)分析研究，在研究智能軟件的過(guò)程中都將認知邏輯、數理邏輯、非形式邏輯以及人工智能作為開(kāi)發(fā)方向的邏輯工具，將主要背景定義為人類(lèi)知識表達。融合現代學(xué)科的只是表達以及推理的特點(diǎn)，進(jìn)行智能化推力模型的構建，開(kāi)發(fā)的智能軟件需要帶有實(shí)用性，這在人文社會(huì )科學(xué)發(fā)展中，起到了技術(shù)成果轉變?yōu)樯a(chǎn)力的作用。在研究中，除了對數學(xué)建模方面知識的運用，也要使用于計算機軟件設計知識，和邏輯發(fā)展緊密相連、應用密切，這就是所謂學(xué)科中間的在交叉與融合的過(guò)程。不管是對于市場(chǎng)分析，還是開(kāi)展研究，這些都非常的重要。本文的選取角度是軟件工程技術(shù)，這項研究可以說(shuō)貫徹了軟件工程技術(shù)一系列的內同，特別具有理論研究意義。
1軟件工程技術(shù)中的軟件部分生命周期邏輯的應用
相對于軟件工程技術(shù)，怎樣在各個(gè)階段提高軟件的工作效率，十分重要，描述軟件、管理軟件還有軟件文檔等各方面的技巧研究，都是軟件工程技術(shù)研究的部分。軟件工程研發(fā)的方法、工具以及過(guò)程中看來(lái)，都需要從要素入手進(jìn)行研巧的開(kāi)展。在邏輯學(xué)中，使用類(lèi)比法將軟件工程看作是軟件工程的每一個(gè)生存周期，也可以比喻成人的生命周期。從嬰兒進(jìn)化到幼兒的過(guò)程中，軟件同人類(lèi)是一樣的，從定義出發(fā)，在階段之中設計的問(wèn)題，分析其可行性，一款軟件怎么進(jìn)行需求分析與定義，對于后期的軟件開(kāi)發(fā)以及維護都很重要；另外，從兒童成長(cháng)到少年，再成長(cháng)為中年，可以與軟件開(kāi)發(fā)階段進(jìn)行比較，這一階段的研究依舊要著(zhù)手于需求分析，還需要進(jìn)行概念設計，并進(jìn)行詳細設計，與此之外還有編寫(xiě)代碼的通過(guò)，在測試后，發(fā)布軟件。
1.1軟件定義階段邏輯的應用
進(jìn)行軟件定義的過(guò)程中，有以下幾個(gè)方面很重要，分別是：定義問(wèn)題，分析可行性，合同的立項與簽訂。在典型范圍的描述下，需要注意幾點(diǎn)：初始需求的請清單；客戶(hù)范圍內的約束；開(kāi)發(fā)者范圍內的約束。在某個(gè)軟件設計的過(guò)程中，必須要考慮其市場(chǎng)價(jià)值的。此時(shí)主要選用簡(jiǎn)單或者易實(shí)現的方案來(lái)達成目的。所以，相對于軟件開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)，在軟件的這一階段里，必須明確軟件的可以操作與不需要操作內容，這樣才能明確軟件的設計出發(fā)點(diǎn)與目的，并不是在盲目追求實(shí)現與運行各種功能，而忽略了功能對于軟件的必要性與有效性。在軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中，設計一個(gè)合理精確的范圍文檔是非常關(guān)鍵的。比如：某醫院需要一款醫藥管理軟件，軟件功能是病人可以通過(guò)其查看醫藥的價(jià)格，但不能查看庫存與盤(pán)點(diǎn)藥品的功能等。但是在設計之初，開(kāi)發(fā)者對這一需求的定義不明確，那么就會(huì )造成這款軟件的功能不明確。導致了設計出來(lái)的醫藥管理軟件，不符合要求，也給雙方造成很多麻煩。這就是因為設計初期不明確目的的影響。在邏輯學(xué)運用到概念中，在對比與運用中，完善軟件定義階段。
1.2領(lǐng)域建模邏輯的應用
任何概念在邏輯學(xué)中都能看作是“類(lèi)概念”，也就是說(shuō)，概念是思維的一種形式，它承載著(zhù)相關(guān)的思維內筒，同時(shí)也是對理性認識的一種基本形式。概念，相關(guān)于語(yǔ)詞和詞組。在邏輯學(xué)的概念中，主要分為幾種：首先，對概念的肯定或否定，不管對何時(shí)來(lái)說(shuō)，這兩者的概念都相同，主要根據概念反應的對象，進(jìn)行屬性的區分。當然這中間肯定概念與否定概念，也分別被稱(chēng)作正概念與負概念；其次，相對于普通概念，單獨概念外延分子是1，指的是1個(gè)對象，也就是事物、專(zhuān)名與摹狀物的獨一無(wú)二面，相對于單獨概念來(lái)說(shuō)的普通概念是外延分子大于2，指的就是對象、形容詞或者動(dòng)詞。兩者看來(lái)，是根據反應對象數目差異進(jìn)行劃分的。第三，主要是關(guān)于集合與非集合的概念，主要是將反應集合體成為集合的概念，另外，非集合概念也就是不反映集合體的概念。個(gè)體涵蓋了兩個(gè)以及連個(gè)以上的組成統一整體，也就是集合體。綜上所述，每個(gè)概念的不同內涵與外延劃分的共同形式進(jìn)行劃分的上述幾種概念，所以概念的本質(zhì)是概念的內涵或者外延。這兩者的特點(diǎn)說(shuō)明的概念分別從量與質(zhì)出發(fā)的。從字面上進(jìn)行理解，外延也就是概念使用的范圍，內涵只得是概念特有的屬性。領(lǐng)域建模在計算機軟件工程中都可以運用上面所說(shuō)的只是，過(guò)渡到類(lèi)圖建模就必須分析領(lǐng)域建模，這也幫助了對于領(lǐng)域建模的了解。領(lǐng)域建模里，存在一個(gè)問(wèn)題域，也就是對相關(guān)事務(wù)或者概念對象的研究。問(wèn)題域之中的對象靜態(tài)模型通常運用圖形來(lái)表示。領(lǐng)域模型里面，主要描述有以下幾點(diǎn)：概念之間、概念類(lèi)的屬性以及概念類(lèi)之間存在的關(guān)聯(lián)。從幾個(gè)方面入手進(jìn)行表達；分貝時(shí)符合、內涵與外延。第一，符合，指的是領(lǐng)域類(lèi)里面的圖片或者單詞；第二，內涵，是定義領(lǐng)域類(lèi)，與邏輯學(xué)內涵有著(zhù)相同點(diǎn)，領(lǐng)域類(lèi)定義其中的事例就是此時(shí)的外延。舉例說(shuō)明：在某個(gè)銷(xiāo)售中，領(lǐng)域建模包含了sale、date和time，作為一次銷(xiāo)售，這是一種購買(mǎi)交易時(shí)間，它具有時(shí)間與日期，但是外延則是從sale-1、sale-2、sale-3，所以邏輯學(xué)的概念也可以應用在領(lǐng)域建模中，這個(gè)內涵也是我們之前了解到的種屬關(guān)系，在限制或者概括的過(guò)程中，可以通過(guò)其更好的理解領(lǐng)域建模內涵，這里也就不進(jìn)行舉例說(shuō)明了。
2軟件開(kāi)發(fā)階段邏輯的應用
通常情況下，軟件開(kāi)發(fā)氛圍五個(gè)階段：需求分析；軟件設計；代碼生成；軟件測試；軟件維護。接下來(lái)說(shuō)明邏輯學(xué)就從這五個(gè)階段中進(jìn)行。
2.1需來(lái)分析階段的應用
相對于軟件需求分析，我們需要明白，設計軟件到底需要滿(mǎn)足用戶(hù)的什么需求，用戶(hù)在進(jìn)行軟件需求的描述中，需要與軟件開(kāi)發(fā)者進(jìn)行協(xié)商，雙方達成一致后，就需要一個(gè)描述范圍的文檔，這個(gè)文檔需要良好的描述，并且還需要進(jìn)行細化，每一項都必須精確，這個(gè)細化過(guò)程中，我們將它成為需求分析。在軟件研發(fā)中，需求分析可以說(shuō)非常重要。所以在分析需求的過(guò)程中，需要劃分較多時(shí)間進(jìn)行研究。如果不愿意花費時(shí)間進(jìn)行研究，那么就會(huì )造成后期的返工與失敗，這個(gè)問(wèn)題也是大多數軟件工程師初期不注意的，造成了軟件設計成果與用戶(hù)需要的軟件不同，或者沒(méi)有達到用戶(hù)的要求。在浪費人力、財力以及物力的過(guò)程中，對開(kāi)發(fā)團隊和項目組都造成了很大的麻煩。所以，在進(jìn)行數據描述的過(guò)程中，設計者不能單獨考慮，需要結合各個(gè)數據，進(jìn)行分析，通常采取圖形化的方式進(jìn)行描述，也可以直觀(guān)的反應數據模型之間的關(guān)系。相當于邏輯學(xué)里面的歐拉圖，通�？梢杂脷W拉圖來(lái)表示概念外延的關(guān)系。然而軟件規格說(shuō)明中，需要盡可能的做到清晰明了、完全外、避免矛盾以及二義性。
2.2軟件設計（規范巧述）的應用
如何具體說(shuō)明實(shí)現在計算機系統與軟件中的內同？在上述規范化描述的過(guò)程中，可以看出是從需求到軟件的一種設計，這個(gè)過(guò)程可以看做是非形式轉化到形式，這種階段我們一般從兩種方面進(jìn)行考慮，第一，軟件需求轉化成一種軟件體系的結構。必須在這個(gè)階段中確定系統接口、全局數據結果以及數據庫模式，也可稱(chēng)之為概念設計，另外需要對模塊進(jìn)行算法的實(shí)現。在局部數據結構中，需要使用恰當的方式進(jìn)行結構季節的算法表述與數據，也稱(chēng)其為詳細設計階段。軟件需要一個(gè)分析需求以及描述階段，主要作用是說(shuō)明。系統設計階段就是為了達到這一目的，而眾所周知，數理邏輯與計算機科學(xué)具有很大的關(guān)系。數理邏輯主要是將人類(lèi)思維進(jìn)行分解，變成簡(jiǎn)單而機械的運算，利用機器進(jìn)行模擬。這時(shí)出現了計算機與電子計算機。計算機在使用的過(guò)程中要進(jìn)行程序設計。需要研究者有充分的數理邏輯訓練，這樣才能很好地從事這一類(lèi)設計。在設計程序的時(shí)候，怎么保證程序正確，在計算過(guò)程中怎么防止錯誤計算情況及時(shí)的發(fā)現錯誤，并加以改正？這些都是關(guān)于程序設計理論非常根本與重要的內容，大多數認為，數理邏輯與這些內容關(guān)系很大。如果使用的是計算機語(yǔ)言來(lái)書(shū)寫(xiě)這種數理邏輯，那么就是數理邏輯應用在計算機。
2.3代碼生成中的聯(lián)系
下面我們通過(guò)代碼的生成來(lái)看計算機與邏輯學(xué)的聯(lián)系，我們都知道命題邏輯中的幾種聯(lián)結詞，等值一般用表示，而計算機中的等值我們通常用來(lái)表示，對于邏輯中的運用主要是對真值形式的判斷，當我們需要對兩種真值形式進(jìn)行判斷時(shí)候，我們就可運用真值表法，通過(guò)計算得出這兩種真值形式相等，則該表達式為真，如果通過(guò)計算這兩個(gè)表達式的真值不相等，則該表達式為假，那么在計算機中又是如何的呢？對于下面的登陸程序而言，當你輸入口令或輸入密碼正確的時(shí)候，它根據一開(kāi)始設置的情況進(jìn)行判斷，如果登陸用戶(hù)所輸入的口令或密碼與這個(gè)程序的口令或密碼相同，那么就為真，其結果就是返回登陸成功，登陸到主界面；如果登陸用戶(hù)輸入的口令或密碼與這個(gè)程序的口令或密碼不相同，那么就為假，登陸不成功。當巧對于一個(gè)具體的購物網(wǎng)站而言，當用戶(hù)在選擇商品的時(shí)候，比如加入購物車(chē)的時(shí)候，如果超過(guò)一定的時(shí)限，還沒(méi)有購買(mǎi)的話(huà)，就會(huì )失效，一下就有這３種代碼的具體表述。我們可til拿計算機中的代碼舉個(gè)例子，比如登陸程序的各種關(guān)聯(lián)，我們可以看到前臺代碼例如：當輸入正確的用戶(hù)名和密碼的時(shí)候就會(huì )有Login登陸界面相關(guān)代碼。在網(wǎng)購付款時(shí)，沒(méi)有在規定時(shí)間內付完款，那么就會(huì )要求你重新登陸，這個(gè)時(shí)候在編寫(xiě)代碼的時(shí)候會(huì )有個(gè)LockForm的代碼，此功能是針對長(cháng)時(shí)間未登錄，系統被鎖定。當然用戶(hù)登錄進(jìn)去后，會(huì )看到一個(gè)主界面。在計算機中我們稱(chēng)之為：Mseteorm的代碼。以上三個(gè)個(gè)程序，我們也可從邏揖學(xué)的角度來(lái)看，在實(shí)踐中，我們不僅需要軟件規格說(shuō)明和驗證，更希望有系統的方法把規格說(shuō)明逐步演化成程序，即屬于自動(dòng)程序成（ASP）的研究領(lǐng)域。Ｅ在演繹過(guò)程中有兩種關(guān)系即水平關(guān)系和垂直關(guān)系，而上述Ｈ個(gè)程序么間也存在著(zhù)這樣的關(guān)系，如果從垂直關(guān)系的角度來(lái)看，如果Login登陸界面和LockForm長(cháng)時(shí)間未登錄能夠正確運行，LockForm長(cháng)時(shí)間未登錄和MasterForm登陸進(jìn)去的主界面也能正常運行，那么LockForm長(cháng)時(shí)間未登錄能夠正確運行和Maste將orm登陸進(jìn)去的主界面也一定能夠運行實(shí)現。至于水平關(guān)系，由于篇幅關(guān)系就不把其余剩下的代碼一一列舉出來(lái)，縱觀(guān)這3個(gè)程序，不難發(fā)現它們都存在著(zhù)函數的調用，會(huì )調用某個(gè)公共的函數。
3軟件測試階段的應用
軟件測試是在軟件的全部模塊設計實(shí)現之后進(jìn)入的階段。對于軟件工程中的軟件測試我們知道，就它的整體而言其主要目的就是尋找軟件存在的各種BUG，而測試人員只要找出來(lái)并不需要測試人員去修改，而是經(jīng)過(guò)測試經(jīng)理的審核，然后轉給相對應的開(kāi)發(fā)進(jìn)行修改，開(kāi)發(fā)修改完畢，會(huì )有一個(gè)回歸問(wèn)題的流程，所謂問(wèn)題的回歸就是將原先存在的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)開(kāi)發(fā)修改之后測試再次進(jìn)行問(wèn)題是否解決的一種驗證。在測試么前，每一個(gè)測試人員都需要學(xué)習需要測試的軟件的業(yè)務(wù)功能，只有在自己學(xué)會(huì )了正確的功能應該是什么樣子的，才能對比出，軟件存在的缺陷和不足，從而提出問(wèn)題的所在。就比如對網(wǎng)絡(luò )安全的測試這一塊，就需要測試人員對網(wǎng)絡(luò )安全的知識有所把握；在對網(wǎng)管軟件進(jìn)行測試的時(shí)候，就要知道設備測試時(shí)用到的簡(jiǎn)單的配置的命令，知道如何通過(guò)在設備側通過(guò)命令來(lái)搭建業(yè)務(wù)，當然也是需要知道業(yè)務(wù)的基本的流程的，Ｗ及也要知道在網(wǎng)管進(jìn)行業(yè)務(wù)的搭建，Ｗ及兩者之間進(jìn)行對比查看彼此的異同點(diǎn)來(lái)尋找BUG等等。很顯然，在此時(shí)我們用邏輯學(xué)中的觀(guān)察、在這個(gè)過(guò)程中存各種還餐銜接，有利于測試人員更好的掌握業(yè)務(wù)的基本流程，從而利于軟件開(kāi)發(fā)人員進(jìn)行糾錯和簡(jiǎn)化運算，提高效率。
4軟件維護中的應用
現在科技產(chǎn)品一般都有維修站，一般如果當用戶(hù)在使用某個(gè)產(chǎn)品的時(shí)候如果出現一些問(wèn)題，如何及時(shí)反饋和維修，這時(shí)候就需要用戶(hù)在使用軟件的時(shí)候認真的記錄下出現的問(wèn)題，這樣對于軟件工程師后期對軟件的維護和修改才能找到癥結所在。既然軟件的錯誤和缺陷是確實(shí)存在的，這種情況一般我們也避免不了。此時(shí)使用軟件的用戶(hù)和軟件設計者之間就存在著(zhù)一個(gè)矛盾，那么我們該如何避免這樣的矛盾呢？這也能通過(guò)邏輯學(xué)里的一些小知識點(diǎn)來(lái)看，如何理解用戶(hù)和軟件設計者的矛盾問(wèn)題，可對比得出比較科學(xué)的結論。作為使用軟件的用戶(hù)肯定希望能夠盡快把軟件的問(wèn)題和缺陷而改掉，而對于軟件設計者而言，改掉這些缺陷巧錯誤需要一定的時(shí)間。這樣的一個(gè)過(guò)程，在軟件工程中稱(chēng)為軟件的維護，這樣的一個(gè)維護過(guò)程從軟件的生命周期來(lái)看，相對而言也是最長(cháng)的一個(gè)周期。軟件的可靠性也是其中比較重要的因素之一，這就需要軟件開(kāi)發(fā)人員有良好的程序設計風(fēng)格。這樣才能在軟件開(kāi)發(fā)的過(guò)程中更好的做起維護服務(wù)。在我們生活中，我們知道生活離不開(kāi)交流，交流離不開(kāi)語(yǔ)言，同樣的我們?yōu)橛嬎銠C編寫(xiě)程序，需要設計出計算機能看懂的語(yǔ)言。當然隨著(zhù)工作環(huán)境或者硬件環(huán)境的變化，有些機器語(yǔ)言的可移植性會(huì )變差，因而如何才能更好的把機器語(yǔ)言用到計算機中，我們需要一個(gè)良好的用戶(hù)文檔。這樣對于后期的維護和發(fā)展比較好。
5總結
本文在一方面通過(guò)對計算機軟件工程中的部分生命周期各個(gè)階段進(jìn)行研究，發(fā)現其與邏揖學(xué)之間的聯(lián)系，并且通過(guò)列舉一些事例作為解析這些應用之間的關(guān)系，以便更好的說(shuō)明邏輯學(xué)在其中的應用，并在軟件開(kāi)發(fā)階段中有涉及到邏揖應用的方面也做了比較和拓展。此外，在另一個(gè)方面，本文選取軟件開(kāi)發(fā)中其他軟件工程技術(shù)為視角，詳細說(shuō)明了一些邏輯方法在軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中，特別是對于開(kāi)發(fā)團隊的一些應用。分別說(shuō)明了一堅邏輯方法在軟件開(kāi)發(fā)團隊中的應用，更加詳細的論述了邏輯學(xué)在計算機軟件工程中的作用，強化了邏輯學(xué)應用。同時(shí)，通過(guò)此文，不難發(fā)現邏輯學(xué)與眾多學(xué)科之間的交叉關(guān)系，在科學(xué)決策的時(shí)候與管理學(xué)有聯(lián)系、在領(lǐng)域建模的時(shí)候與數學(xué)有聯(lián)系、在實(shí)際應用時(shí)候與計尊機有著(zhù)密切的聯(lián)系，因而本文著(zhù)重從邏輯學(xué)的應用方面論述其重要性。邏輯學(xué)中特別是數理還輯在人工智能方面的研究也是當今的重點(diǎn)之一，由于相關(guān)知識儲備不充分，就沒(méi)有在這方面進(jìn)行展開(kāi)討論，其中的代碼編寫(xiě)方面也是粗略的進(jìn)行了比較，沒(méi)有深入研究，因此，本文在這些方面有待進(jìn)一步考慮。綜上，跨學(xué)科的研究需要不斷的進(jìn)行知識的積累，邏輯學(xué)與計算機中的密切相關(guān)，軟件工程技術(shù)中也有著(zhù)重要的應用價(jià)值。
參考文獻：
[1]古樂(lè ),史九林編著(zhù).軟件測試－技術(shù)概論[M].北京:清華大學(xué)出版化2004.
[2]葫飛,武勝君,杜承烈,等.軟件工程基礎[M].北京:窩等教育出版社2008
[3]黃錫滋.軟件可靠性、安全性與質(zhì)量保證[M].電子工業(yè)出版化,2002.
[4]李友仁.軟件工程與軟件質(zhì)量分析[M].電子工業(yè)出版社,1987.
[5]汪定偉,王俊偉編著(zhù).智能優(yōu)化方法[M].高等教育出版化,2007.
[6]江天攫編著(zhù).當代西方科學(xué)哲學(xué)[M].中國社會(huì )科學(xué)出版狂,1984.
[7]任曉明,桂起權主編主編,計算機科學(xué)哲學(xué)研究：認知、計算與目的性的哲學(xué)思考[M].北京:人民出版社,2010.
【計算機軟件工程技術(shù)中的邏輯應用探討的論文】相關(guān)文章：
探討分層技術(shù)在計算機軟件開(kāi)發(fā)中的應用的論文07-02
探討語(yǔ)言邏輯下的計算機軟件開(kāi)放設計論文07-04
邏輯學(xué)在人工智能中的應用論文07-03
探討關(guān)于計算機軟件開(kāi)發(fā)中的分層技術(shù)論文07-04