1.5 软件工程实践论

1.5.1 软件工程实践论的提出

软件工程方法论中的4 种软件开发方法，究竟哪一种方法最好呢？在开发一个大型软件系统时，到底怎样选取合适的软件开发方法呢？这就是软件工程实践论中需要详细讨论的问题。

本章的重点之二，就是详细讨论“五个面向”的软件工程实践论。它源于大型信息系统的开发实践，所以首先给出信息系统的定义。

利用计算机网络技术、数字通信技术与数据库技术实现信息采集和处理的系统，称为信息系统。

“五个面向”实践论是指“面向流程分析、面向元数据设计、面向对象实现、面向功能测试、面向过程管理”。

“五个面向”实践论，综合了软件工程方法论中各种开发方法的优点，是人们在软件开发实践中经验的结晶，是软件工程方法论在软件工程实践中的具体运用。

在论述“五个面向”实践论时，我们首先从信息系统出发，然后再推广到非信息系统。

1.5.2 面向流程分析

面向流程分析（Flow-Oriented Analysis），就是面向流程进行需求分析。

任何软件系统，都要满足用户的需求，这往往表现在用户的工作流程上，无论是系统的功能、性能、接口、界面，通过系统流程这条主线，都会全部暴露出来。因此，在信息系统需求分析时，系统分析员要面向业务流程、资金流程、信息流程进行分析。只有将这“三个流程”分析透了，才能建立有效的系统业务模型和功能模型（包括性能模型和接口模型）。因为计算机网络在本质上只识别数据及数据流（严格地讲，它只识别二进制数据和二进制数据流），而且这“三个流程”，可以用“数据流”这一个流程来代替，或者说“三个流程”是“数据流”在三个不同方向的投影。

由此可见，在需求分析时，抓住了软件系统的流程，就掌握了需求分析的钥匙，就能取得需求分析的成功。

1.5.3 面向元数据设计

面向元数据设计（Meta-data Oriented Design），就是面向元数据进行概要设计。

例如，在信息系统设计时，设计师要采用面向元数据的方法进行概要设计。其主要任务是建立系统的数据模型，包括概念数据模型CDM和物理数据模型PDM，以及体现业务规则的存储过程和触发器，然后以数据模型为支撑，去实现信息系统的业务模型和功能模型。为此，要对元数据进行分析、识别、提取，只有将元数据分析透了，才能建立由元数据所构成的数据模型。

信息系统设计的重中之重，是数据库服务器上数据层的设计，而数据层的设计是面向元数据的，不是面向过程或对象的。当然，其他层上的设计是面向对象的。

1.5.4 面向对象实现

面向对象实现（Object-Oriented Implementation），就是面向对象进行详细设计和编程实现。

表示层和中间层上进行详细设计和编程实现时，要采用面向对象的方法。目前流行的编程语言大多数是面向对象的语言。成熟的软件企业已经利用面向对象语言建设了本企业的商业类库，积累了大量的商业软构件，甚至建造好了自己的业务基础平台，为面向对象详细设计和编程实现创造了良好的开发环境。当然，在数据层上的详细设计和编程实现，仍然要采用面向元数据的方法，因为主要是设计和编写存储过程与触发器，它们是面向元数据的，不是面向对象的。必须指出：详细设计与编程实现的绝大部分工作量，是在表示层与中间层上进行的，是面向对象的，所以叫做面向对象实现。

详细设计和编程实现，实质上是用构件加上程序来实现系统的业务模型和功能模型（包括性能模型和接口模型）。只有对系统的三个模型思想（业务模型、功能模型、数据模型）吃透了，才能设计和编写出规范的程序。

因为类的实例化就是对象，所以面向对象实现，实质上是面向类实现。面向对象方法的软件分析师与程序员时刻要牢记：分析设计时由对象抽象出类，程序运行时由类还原到对象。

1.5.5 面向功能测试

面向功能测试（Functional-Oriented Test），就是面向功能进行模块测试、集成测试、Alpha测试和Beta测试。

面向功能测试的方法就是黑盒测试方法，随着第4 代程序设计语言和构件技术的发展，该测试方法的应用将越来越广泛。今后采用白盒测试方法（面向程序执行路径测试）的人，只是从事软件构件生产的底层人员。因此，测试部门的专职测试人员，主要是掌握面向功能的黑盒测试方法。

黑盒测试方法的测试思路是：针对需求分析时建立的系统功能模型，将每一个需求功能点，分解为多个测试功能点。再将每一个测试功能点，分解并设计为多个测试用例。对每一个测试用例，都执行测试过程，产生测试记录数据。最后，汇总并分类整理所有的测试记录数据，形成测试报告。

一般而言，面向功能的黑盒测试报告，就是软件系统的内部验收测试报告，即Alpha测试报告。而Beta测试报告，是用户验收测试报告。

1.5.6 面向过程管理

面向过程管理（Procedure-Oriented Management），就是面向软件生命周期过程，对软件生命周期各个阶段进行过程管理与过程改进。

因为软件产品质量及软件服务质量的提高与改进，完全取决于软件企业软件过程的改善。无论是CMMI，还是ISO 9001，都是站在软件生命周期的层面上，去提高软件企业的过程管理素质。

软件组织的软件过程管理与改进，是面向过程的，它既面向开发过程，又面向管理过程。可视、可控、优化的白箱操作过程，能保证软件工作产品的高质量。

质量源于过程，过程需要改进，改进需要模型，改进永无止境，这就是CMMI精神和软件工程实践论中的面向过程管理。

1.5.7 软件工程实践论小结

由上可知，“五个面向”实践论，构成了一个完整的软件工程实践论体系。它源于软件企业对软件工程方法论的长期实践，指导软件企业对信息系统的开发建设，它是软件工程方法论在软件实践活动中的活学活用。

现在的问题是，“五个面向”实践论是否具有片面性，是否只适合于信息系统建设，不太适合于其他软件系统建设？为了回答这个问题，我们需要仔细分析“五个面向”的具体内涵：面向流程分析、面向对象实现、面向功能测试、面向过程管理，这4 个面向应该是没有问题的，对任何软件系统都是适用的。剩下的只是“面向元数据设计”了，难道它只适合于信息系统、不适合其他系统？其实不然。

如前所述，只要将“元数据”的概念稍加扩充，即元数据是所有软件系统中组织数据的数据，那么，对于信息系统之外的其他领域，面向元数据方法也是适用的。同理，对于信息系统之外的其他软件系统，“五个面向”实践论也是完全适用的。

若将一切组织数据的数据都定义为元数据，那么“五个面向”实践论就在软件工程中具有普遍意义。事实上，由于网络上的软件等于程序、数据和文档的集合，而数据包括两部分内容：组织数据的数据（元数据）和被组织的数据。从这一观点看，任何软件设计都应该是面向元数据设计，而不是面向被元数据所组织的数据设计。例如，在面向对象方法中，面向对象设计本质上是面向类（Class）的设计，不是面向对象（Object）的设计，因为类由元数据组成（类名、属性名、方法名都是元数据），所以类是组织数据的数据，而对象是被元数据（类）组织的具体数据。这既是事实，也是常识。

在“五个面向”的实践中，都要制定并遵守相应的规程、标准和规范，因为软件工程的质量，源于这“五个面向”实践的质量。实践是检验真理的唯一标准，“五个面向”实践论，还将在软件工程的长期实践中接受检验。