计算机科学与技术方法论

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1、《计算机科学与技术方法论》专题讲座--软件开发的形式化方法（FormalMethodsinSoftwareDevelopment）古天龙参考资料古天龙，软件开发的形式化方法，高等教育出版社，2005董荣胜，古天龙，计算机科学与技术方法论，人民邮电出版社，2002古天龙，蔡国永，网络协议的形式化分析与设计，电子工业出版社，2003杨文龙，古天龙，软件工程，电子工业出版社，2004AlagarV.S.andPeriyasamyK.,SpecificationofSoftwareSystems,Springer-Verlag,NewYork,1998Clar

2、kE.andWingJ.,FormalMethods:StateoftheArtandFutureDirection.CMU-CS-96-178,CMUComputerScienceTechnicalReport,1996,1-22FormalMethods:http://vl.fmnet.info/专题讲座的主要任务(W2H)W(Why)为什么要学习形式化方法?W(What)形式化方法的基本原理是什么?H(How)如何将形式化方法集成到软件开发过程?专题讲座--软件开发的形式化方法（一）背景知识（二）发展历史（三）相关内容（四）典型方法（一）背景知识①

3、软件危机（1968年10月北大西洋公约组织NATO）开发成本昂贵项目进度难控质量无法保证修改维护困难开发成本昂贵1968年，美国花费于软件的投资高达60亿美元，有些系统，特别是军用系统，软费用要高出硬件费用好几倍，例如美国全球军事指挥控制系统的计算机硬件费用为1亿美元，而软件费用高达7.2亿美元。1980年美国政府的财政年度当中，计算机系统方面(软，硬件与服务)共耗资达570亿美元，其中320亿美元(占总数的56％)用于计算机软件方面(与同年的美国汽车行业进行简单的比较，美国是当时的世界第一汽车生产大国，汽车的年销售量为900万辆，总的销售额仅为720

4、亿美元〕。技术的进步使得计算机硬件的成本持续降低，而软件成本则不断增长，软件成本在计算机系统总成本中所占的比例呈现日益扩大的趋势．来自美国空军计算机系统的数据表明，1970年，软件费用约占总费用的60％，1975年达到72％，1980年达到80％，1985年计达到85％。这种增长的速度是惊人的。（1979年，美国的国防预算为1258亿美元，其中9%用于计算机领域，约113亿美元。在这113亿美元当中，91亿美元（约占80％）用于软件投资。仅有22亿美元用于硬件设备）。项目进度难控在研究大型系统时，遇到越来越多的困难。有的系绞干脆失败了，损失了大量金钱和

5、人力；有的系统虽然完成了，但性能不理想，或推迟了许多年，经费大大超过预算。如一个大项目负责人所说：“软件人员太像皇帝新衣故事中的裁缝了、当我来检查软件开发工作时；所得到的回答好像对我说我们正忙于编织这件带有魔法的织物。只要等一会儿，你就会看到这件织物是极其美丽的。但是我什么也看不到，什么也摸不到，也说不出任何一个有关的数字；没有任何办法得到一些信息说明事情确实进行的非常顺利，而且我已经知道许多人最终已经编织了一大堆昂贵的废物而离去，还有下少人最终什么也没有作出来。”为软件开发制定进度是根困难的事情：通常我们对一个任务根据其复杂性、工作量及进度要求安排人力

6、。如有10人月的工作量，则由一个人完成需要10个月，由10个入完成则需要一个月。但这种工作量估计方式仅对各部分工作互下干扰的情况下才适用，例如当各部分工作尚能很好地划分时，安排由不同人完成不同部分的工作。但作为整体，尚需讨论合作，这种讨论交流活动就增加了工作量。软件系统的结构很复杂，各部分附加联系极大。增加更多人工作，往往不是缩短时间进度，而是会延缓进度。项目进度难控（一个例子）一个软件项目估计需要12人月工作量。指定由3个人，在4个月内完成。假定第1个月的任务花了两个月才完成，如仍需按时完成该怎么办呢？（1）假定此任务只有第一个月的工作量是估计错了，

7、则到第二个工作月结束时，尚有9个入月工作量必需在两个月内完成，则需用4.5个人。需要增加2个人来进行这项工作；（2）假定此任务的工作量在每个月都是估计低了。第二月后，尚有18个人月的工作量要在两个月内完成，则需要9个人工作，即应增加6个人。增加人力的结果如何呢？在第一种情况下，不论新增加的人的适应能力有多强，总需要有人去帮助他了解熟悉情况。如果这些工作占用了一个月的时间，这样又有2个人月工作量是在新的计划外。同时，为了由5人共同完成工作，又需要花时间把任务重新划分成五个部。这样，又可能损失一部分已经完成的工作，所以到第三个月结束时实际上虽有5人在工作，而

8、余留下也许至少是7个入月的工作量，使任务仍不能按时完成。如果你仍想按时完成任务，