1．3．4　软件工程工具

1．需求分析工具

需求分析工具的功能与所采用的系统开发方法密不可分。按所采用的系统开发方法，需求分析工具可分为结构化图形工具箱、面向对象模型化工具及分析工具。

1）结构化图形工具箱

这类工具需要通过数据流图（DFD）进行功能分析、包括DFD图形工具、实体－关系（ER）图形工具、Jackson图形工具、Warnier／Orr图形工具。

2）面向对象模型化工具及分析工具

这类工具需要通过对象建立构造系统的抽象模型，一般包括图形工具、对象浏览器及类库管理系统。

（1）图形工具。UML已经成为业界标准，支持面向对象的建模。因此，分析工具应该支持UML建模，如建立用例图、类图、顺序图、协作图、状态图、构件图及配置图等。

（2）对象浏览器。对象浏览器是一个允许开发者驾驭类继承的多窗口程序，它通常通过直接存取类的源代码来进行编辑。

（3）类库管理系统。类库管理系统的一个重要作用是增加可重用类的数量。随着类数量的增加，需要一些查找类的方法，类库管理系统就是一种允许选择和编辑类，并按照所需标准对类进行描述的工具。

有代表性的商品化工具如下。

①Rational Rose，由Rational Corporation开发。

②PowerDesigner，由Sybase设计。

③Visio，由Microsoft开发。

④ArgoUML，开源工具。

⑤Control Center，由TogetherSoft开发。

⑥Enterprise Architect，由Sparx Systems开发。

⑦Object Technology Workbench（OTW），由OTW Software开发。

⑧System Architect，由Popkin Software开发。

⑨UML Studio，由Pragsoft Corporation开发。

⑩Visual UML，由Visual Ob ject Modelers开发。

2．设计工具

设计阶段分为概要设计和详细设计。概要设计的主要任务是进行系统总体结构设计；详细设计的主要任务是设计软件算法和内部实现细节。

对于概要设计活动和详细设计活动，设计工具通常可分为概要设计工具和详细设计工具等两类。

1）概要设计工具

概要设计工具用于辅佐设计人员设计目标软件的体系结构、控制结构和数据结构。软件的体系结构通常用模块结构图来描述，它指明软件系统的模块组成及其调用关系、模块的接口定义等。模块的数据结构通常用实体－关系图来描述。

有代表性的商品化工具如下。

（1）Rational Rose，由Rational Corporation开发，是基于UML的设计工具，它支持体系结构设计中的所有方面。

（2）Adalon，由Synthis公司开发，是用于设计和构建专门基于Web构件体系结构的特定设计工具。

（3）Objectif，由Micro TOOL GmbH开发，是一个基于UML的设计工具，它用于设计符合基于构建的软件工程的各种体系结构（如Coldfusion、J2EE和Fusebox等）。

2）详细设计工具

详细设计工具用于辅佐设计人员设计模块的算法和内部实现细节。详细设计规范的图形描述方法通常有输入－处理－输出（Input－Process－Output，PO）图、问题分析图（Problem Analysis Diagram，PAD）、盒图（也称为N－S图）、流程图（Flow Chart，FC）等。详细设计规范的语言描述方法通常有程序设计语言（Program Design Language，PDL）、结构化语言等，其表格描述方法通常有判定表和判定树。

3．编码工具和排错工具

辅助程序员进行编码活动的工具有编码工具和排错工具。编码工具辅助程序员用某种程序设计语言编写源程序，并对源程序进行翻译，最终转换成可执行的代码。因此，编码工具通常与编码所使用的程序设计语言密切相关。排错工具用于辅助程序员寻找程序中错误的性质和原因，并确定其出错的位置。

由于源程序一般以正文的形式出现，因此必须用编辑器将它输入并进行浏览、编辑和修改。又由于源程序的编写往往不可能一次成功，需要不断寻找其中的错误，并加以纠正。因此，编码工具和排错工具是编程活动中的重要辅助工具，也是最早出现的软件工具。

4．测试工具

测试工具分为程序单元测试工具、组装测试工具和系统测试工具。

1）程序单元测试工具

早期的程序单元测试工具有静态分析工具、动态分析工具和自动测试支持工具三类。

目前最流行的单元测试工具是xUnit系列框架，根据语言不同而分为JUnit（Java）、CppUnit（C＋＋）、DUnit（Delphi）、NUnit（．NET）、PhpUnit（PHP）等。该测试框架的第一个和最杰出的应用就是有Erich Gamma（《设计模式》的作者）和Kent Beck（XP（极限编程）的创始人）提供的开放源代码的JUnit。

2）组装测试工具

组装测试也称为集成测试或联合测试。在单元测试的基础上，将所有模块按照设计要求组装成子系统或系统，再进行组装测试。实践表明，一些模块虽然能够单独工作，但并不能保证连接起来也能正常工作。程序在某些局部反映不出来的问题，很可能在全局上暴露出来，影响功能的实现。

有代表性的组装测试工具如下。

（1）WinRunner，由Mercury Interactive公司开发，是一种企业级的功能测试工具，用于检测应用程序是否能够达到预期的功能及正常运行。

（2）IBM Rational Robot，是业界最顶尖的功能测试工具。它集成在测试人员的桌面IBM Rational TestManager上，测试人员可以计划、组织、执行和报告所有测试活动。

（3）Borland SilkTest 2006，属于软件功能测试工具，是Borland公司提出的软件质量管理解决方案的套件之一。这个工具采用精灵设定与自动化执行测试，无论是程序设计新手还是资深的专家都能快速建立功能测试，并分析功能错误。

（4）TestDirector，是业界第一个基于Web的测试管理系统，它可以在公司内部或外部进行全球范围内的测试管理。通过在一个整体的应用系统中集成测试管理的各个部分，包括需求管理、测试计划、测试执行及错误跟踪等功能，极大地加速了测试过程。

3）系统测试工具

系统测试是对整个基于计算机的系统进行一系列不同的考验，它通常是耗费测试资源最多的测试。除了功能测试之外，负载测试、性能测试、可靠性测试和其他一些测试一般也都是在系统测试期间进行的。

有代表性的系统测试工具如下。

（1）LoadRunner，是一种预测系统行为和性能的负载测试工具。通过模拟上千万用户，实施并发布负载及实时性能监测的方式来确认和查找问题，LoadRunner能够对整个企业架构进行测试。

（2）OTF（Object Testing Framework），由MCG软件公司开发，为Smalltalk对象的测试提供管理框架。

（3）QADirector，由Compuware Corp．开发，为管理测试过程的各个阶段提供简单的控制。

（4）TestWorks，由Software Research Inc．开发，包含一个完整的测试工具集，包括测试管理与测试报告。