第十四章软件工具酶

（一）学习内容

一、软件工具酶的作用

1. 生物酶与软件工具酶

1. 生物酶：由细胞产生具有催化能力的蛋白质；
   （1）酶的作用机制：酶通过其活性中心先与底物形成一个中间复合物，随后再分解成产物，并放出酶；
   （2）酶的催化特点：催化能力、专一性、调节性；
2. 软件工具酶STE：在软件开发过程中辅助开发人员开发软件的工具；
   （1）软件工具酶的作用：它是催化剂，可使用户需求转化为程序的过程速度加快；也是粘合剂，它可以把底物切碎，把碎片连接起来，这就是所说的酶切和酶连接；软件底物是软件工具酶作用的对象。
   （2）软件工具酶的作用机理：通过其活性中心先于底物形成一个中间复合物，随后再分解成产物，酶被分解出来；
   （3）软件工具酶的催化特点：催化能力、专一性、调节性；
   （4）影响软件工具酶活力的因素：酶的速度、底物的浓度、软件工具酶的浓度、开发人员、环境；
   （5）软件工具酶的任务：把用户需求转成需求说明书；将需求说明书转成概要设计说明书和详细设计说明书；将详细设计说明书转换成一个个模块，最后将模块连接起来变成软件。

2. 软件工具酶的任务

1. 中心任务是辅助开发人员，将用户需求转换为计算机可以运行的程序；
2. 软件开发需要经过三次转化过程：用户需求获取、从用户需求到程序说明书的转换、从程序说明书到程序的信息转化；

3. 软件工具酶的分类

1. 按开发阶段划分需求分析工具酶、设计工具酶、程序生成酶、测试工具酶、项目管理工具酶；
2. 按一体化程度划分专业工具酶和集成工具酶；
3. 按功能划分数据流图工具酶、数据字典工具酶、结构图绘制工具酶、概要设计工具酶、详细设计工具酶；
4. 按软件开发方法划分需求设计工具酶、概念设计工具酶、逻辑设计工具酶、物理设计工具酶、代码工具酶；
5. 按产品所属公司划分Power Designer；

二、软件工具酶的功能和性能

1. 软件工具酶的功能

1. 辅助描述和分析需求功能：需求获取、需求生成、需求验证；
2. 辅助设计功能：辅助概要设计、详细设计、数据库设计；
3. 辅助代码生成与软件组装功能：代码生成、集成组装、软件整体生成；
4. 辅助测试功能
5. 辅助维护功能
6. 辅助项目管理功能

2. 软件工具酶的性能

1. 可靠性；
2. 易于性；
3. 效率；
4. 可维护性；
5. 移植性；

三、软件工具酶的结构

1. 软件工具酶的一般结构

1. 专用工具酶的结构：需求分析、设计工具、程序生成、程序测试、维护工具和过程管理；
2. 集成工具酶的结构：由多个单项工具酶或专用工具酶的组成；

2. 软件工具酶与底物界面

3. 人机界面与总控台

1. 人机界面的功能：辅助操作、与用户通信、帮助提示；
2. 总控台功能：控制软件各个部分，各个部分之间的通信桥梁；

4. 信息库与信息集成

1. 信息库：软件开发过程所有数据存放的集合；
2. 信息集成子系统：集成信息库，使信息库做到真正的连通和共享；

四、软件工具酶与底物界面

1. 软件接口

1. COM组件接口；
2. COM接口的设计；
3. COM组件接口编码；

2. 软件工具酶连接器

1. 软件工具酶连接器及其作用
   （1）概念：软件工具酶与软件底物之间连续的特殊机制或特殊部件；
   （2）作用：信息和信号的传递、功能和方法的请求或调用、数据的转换和传送、特定关系的协调和维持等所有涉及他们之间信息、行为、特性的联系和依赖；
2. 连接器的类别
   （1）根据用途：标准、通用、专用；
   （2）根据状态：静态和动态；
   （3）根据复杂性：简单和复杂；
3. 连接器的特性
   （1）关系：1：1，1：n；
   （2）角色和方向：角色是指参与连接一方的作用或地位，方向是指任何一端口是否可进行双向或仅可进行单向请求传递；
   （3）交互方式：信息传递的形式；
   （4）可扩展性：操作接口、功能、连接关系的动态可扩展性；
   （5）互操作性：连接的部件双方通过连接器所建立的关系，直接或间接操作对方信息的能力；
   （6）动态连接性；
   （7）请求响应特性；
   （8）请求的处理策略；
   （9）代价、处理速度或能力；
   （10）连接器的概念等级或层次；
   （11）共享数据的连接器；

五、专用工具酶的功能与结构

1. 需求分析工具酶

1. 功能：支持信息仓库；支持业务反向工程；支持版本控制；脚本支持；支持生成需求分析规格说明书；能够改进用户和分析人员以及相关开发人员之间的通信状况；方便、灵活、易于掌握的图形化界面；需求分析工具产生的图形应易于理解并尽量符合有关业务领域的业界标准；支持扩展标记语言；支持多种文件格式的导出和导入；有形式化的语法，能够供计算机进行处理；必须提供分析规格说明书的不一致性和冗余性的手段；
2. 结构：用户界面、信息仓库、辅助需求的描述、需求分析说明生成；

2. 设计工具酶

1. 功能：多种设计方法、能够定义全局结构图等；
2. 结构：
   （1）结构化的设计工具酶；
   （2）面向对象的软件工程方法设计工具酶；

3. 代码生成器与软件组装工厂

1. 代码生成器：根据设计要求，自动地或半自动第产生相应的某种语言的程序；
2. 软件工厂：采用类似工厂的组织形式和生产力方式来开发软件产品；

4. 测试工具酶

1. 用户接口；
2. 系统配置管理子系统；
3. 软件评价方法编辑子系统
4. 软件评测子系统；
5. 评测报告生成子系统；

5. 项目管理工具酶

1. 目标：进度控制、费用控制、质量控制、合同管理、信息管理和协调沟通；

6. 几种常见的软件工具酶

1. 需求分析与设计酶：面向对象的统一建模语言的可视化建模工具；
2. 数据库设计工具酶；
3. 程序设计工具酶；
4. 测试工具酶：白盒测试工具酶、黑盒测试工具酶、测试管理工具酶；
5. 项目管理工具酶；
6. 集成工具酶；

六、软件工具酶的进化

1. 软件工具酶集成进化的过程

1. 信息交换集成
2. 公共界面集成
3. 公共信息管理与信息共享集成
4. 高度集成

（二）练习

一、名称解释

1. 生物酶

答：由细胞产生的具有催化能力的蛋白质，这些酶大部分位于细胞体内，部分分泌到体外。生物体代谢中的各种化学反应都是在酶的作用下进行的，没有酶，生命将停止；

2. 软件工具酶

答：是在软件开发过程中辅助软件开发人员开发的软件工具；

二、简答

1. 软件工具酶有什么作用？其作用机制是什么？

答：
（1）作用：软件开发工具作为酶，它是催化剂，可使用户需求转化为程序的过程加快；软件开发工具作为酶，也是粘合剂，它可以把底物分开，也可把碎片连接起来。这就是酶切和酶连接；
（2）机制：软件工具酶通过其活性中心先于底物形成一个中间复合物，随后再分解成产物，酶被分解出来；酶的活性部位再其与底物结合的边界区域；软件工具酶结合底物，形成酶-底物复合物；酶活性部位与底物结合，转变为过渡态，生成产物，然后释放。随后软件工具酶与另一底物结合，开始它的又一次循环；

2. 软件工具酶有哪些催化特点？

答：催化能力；专一性；调节性。

3. 请简单介绍软件转换规则。

答：
（1）用户需求的获取；
（2）用户需求到程序说明书的信息转化；
（3）程序说明书到程序的信息转化；

三、分析题

1. 请详细分析软件工具酶与底物结合的两种模式

答：
（1）锁和钥匙模型认为：底物的形状和酶的活性部位被认为彼此相适合，像钥匙插入它的锁中，刚好组合在一起，互相补充；
（2）诱导契合模型认为：底物的结合在酶的活性部位诱导出构象变化，酶可以使底物变形，迫使其构象近似它的过渡态；这样一种动态模型，也可以解释软件工具酶与底物的适应关系；

2. 请对未来软件的开发模式做简单的分析

答：
（1）近未来软件开发模式；
（2）中远未来开发模式；
（3）远未来软件开发模式