Z规格说明中序列和包的自动求精研究与实现

论文摘要

为了克服自然语言和程序设计语言描述规格说明产生的缺陷，人们提出了一种新的软件开发范型，其基本思想是对系统建立一个数学模型，研究和提供一种基于数学的或形式语义学的规格说明语言，用这种语言严格的描述所开发的软件功能，并由自动程序设计的加工模型来得到可执行的代码。在软件开发系统开发过程中，系统需求分析和规格说明非常重要。该阶段形成的过程说明文档既是软件开发人员和用户之间的规约，又是软件开发的起点。本课题以Z规格说明的自动求精为目的，提出了用STL中的不同容器表示Z规格说明数据类型的思想。结合C++语言的模板、重载技术和STL模板库对数据结构和通用算法的强大支持功能，提供了相应的函数模板。以Z规格说明中的序列和包为研究对象，利用C++及STL技术设计了序列和包各种操作的求精规则（这里采用STL中的deque容器表示Z规格说明中的序列，map容器表示Z规格说明中的包），并产生目标程序，即把Z规格说明转换为C++代码。主要工作是设计了Z规格说明的自动扫描器、解释器，定义了Z规格说明中的关键字和符号表，给出了对应规则，实现了序列和包的自动求精；给出了Z规格说明的正确性验证方式，提供了错误处理的手段，并举例说明规格说明的写法以及实现。最后提供了程序的实验结果。Z规格说明可以贯穿软件开发的整个过程，而在软件开发过程中都会先应用于需求分析阶段，本课题讨论的也就是这个阶段。由于求精过程不采用手工操作，避免了人工的误操作或演算错误导致的求精前后不一致，保证了系统的一致性和完整性。加快了程序软件开发的自动化和智能化的进程。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.1.1 形式化方法
• 1.1.2 Z规格说明
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 课题意义
• 1.3.1 采用 Z规格说明的必要性
• 1.3.2 自动求精的可行性分析
• 2 Z规格说明的预处理
• 2.1 扫描器
• 2.1.1 字符表
• 2.1.2 单词表
• 2.1.3 公理描述
• 2.1.4 对表达式的处理
• 2.2 解释器
• 2.2.1 解释器的设计思想
• 2.2.2 解释器的实现过程
• 3 自动求精
• 3.1 求精的概念
• 3.2 STL简介
• 3.2.1 概述
• 3.2.2 容器（containers）
• 3.2.3 算法（algorithms）
• 3.2.4 迭代器（iterators）
• 3.2.5 其他组件
• 3.3 求精的方法
• 3.4 求精过程
• 3.4.1 语法制导
• 3.4.2 数据求精
• 3.4.3 操作求精
• 3.5 求精的难点分析
• 4 序列和包的自动求精
• 4.1 Z规格说明的数据结构
• 4.2 数据的初步求精
• 4.3 翻译过程和函数
• 4.3.1 变量声明
• 4.3.2 声明子程序
• 4.3.3 子程序调用
• 4.3.4 中间代码的生成
• 4.3.5 代码的优化
• 4.4 序列操作的求精
• 4.5 包的操作求精
• 4.6 程序执行结果
• 5 错误处理
• 5.1 Z规格说明的正确性验证
• 5.1.1 Z规格说明的完整性
• 5.1.2 Z规格说明的一致性
• 5.1.3 Z规格说明类型检查
• 5.2 中间文档的错误处理
• 5.2.1 错误类型
• 5.2.2 错误恢复
• 5.2.3 错误定位
• 6 实例
• 6.1 序列的实例
• 6.2 包的求精实例
• 7 结论
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢