軟件工程方法在飛行仿真系統(tǒng)開發(fā)中的應(yīng)用論文
在現(xiàn)代飛行器的設(shè)計、試驗和分析中，隨著飛行器系統(tǒng)的日益復(fù)雜，飛行仿真實驗占有越來越重要的地位。而飛行器系統(tǒng)的多樣性和復(fù)雜性使得仿真軟件的開發(fā)日趨復(fù)雜化，對軟件開發(fā)的要求也越來越高。但與這種要求不相適應(yīng)的是，在飛行仿真領(lǐng)域許多系統(tǒng)開發(fā)者還在沿用以前的老方法開發(fā)新系統(tǒng)。目前飛行仿真軟件開發(fā)的弱點集中體現(xiàn)在軟件開發(fā)過程、軟件系統(tǒng)的分析與設(shè)計和編碼方面，傳統(tǒng)的仿真系統(tǒng)開發(fā)方法在很大程度上己不能適應(yīng)復(fù)雜軟件系統(tǒng)的開發(fā)要求，軟件質(zhì)量難以得到保證。在開發(fā)過程中暴露出的效率低下、結(jié)構(gòu)混亂、重復(fù)性開發(fā)、可理解性和可維護性差等問題，是導(dǎo)致仿真軟件系統(tǒng)失敗的主要原因。因此迫切需要一種完善的、適應(yīng)于飛行仿真系統(tǒng)開發(fā)特點的工程化方法來支持仿真系統(tǒng)的開發(fā)。
現(xiàn)代軟件技術(shù)的發(fā)展，提出了一整套解決開發(fā)過程中所遇到的一系列問題的工程方法。為解決飛行仿真系統(tǒng)開發(fā)中的實際問題，本文將軟件工程方法引入到仿真系統(tǒng)的開發(fā)中，提出了一套仿真系統(tǒng)開發(fā)過程和仿真程序分析與設(shè)計的優(yōu)化方案，并對開發(fā)過程中的全面質(zhì)量管理方法進行了研究，從而實現(xiàn)了軟件工程方法在飛行仿真系統(tǒng)開發(fā)中的有效應(yīng)用。
軟件工程是一種運用系統(tǒng)的、規(guī)范的和可定量的方法來開發(fā)、運行和維護軟件的工程化開發(fā)技術(shù)。它借鑒了傳統(tǒng)工程的原則和方法，針對傳統(tǒng)軟件開發(fā)方法的缺點，以求高效地開發(fā)高質(zhì)量軟件。軟件工程方法在軟件系統(tǒng)開發(fā)過程中的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在如下幾個方面:對軟件開發(fā)過程的優(yōu)化;對軟件分析與設(shè)計方法的優(yōu)化;全面的軟件質(zhì)量管理體系。
軟件開發(fā)過程主要包括需求、設(shè)計、實現(xiàn)、確認(rèn)以及支持等活動，所有這些活動構(gòu)成了軟件的工程開發(fā)模式，定義了軟件的`生存周期。將其用明確的工程化方法描述出來，有助于規(guī)范開發(fā)的過程，提高開發(fā)的效率和質(zhì)量。目前常用的開發(fā)模式有瀑布式模型、原型開發(fā)模型、螺旋模型、面向?qū)ο竽Ｐ偷取?/p>
在軟件系統(tǒng)分析與設(shè)計方面，軟件工程定義了一套比較完整的實現(xiàn)方案。分析是抽取相應(yīng)需求的過程，設(shè)計是將需求轉(zhuǎn)化為設(shè)計規(guī)格說明的過程。在系統(tǒng)分析與設(shè)計方面，目前比較流行并且適合于仿真系統(tǒng)開發(fā)的方法是面向?qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計方法。它在對象、類、方法和消息等概念的支持下，在現(xiàn)實系統(tǒng)的建模、分析與設(shè)計方面更直觀有效�？捎孟旅娴牡仁絹碚f明面向?qū)ο蟮姆椒ǎ好嫦驅(qū)ο?對象十分類十繼承十通過消息的通訊。
面向?qū)ο蟮姆椒▽F(xiàn)實系統(tǒng)分解為一個個直觀可理解的對象類，并在分類的基礎(chǔ)上定義了類的屬性和服務(wù)(類與類之間的通訊手段)，然后在此基礎(chǔ)上將類組裝成為實際的軟件系統(tǒng)，對軟件開發(fā)的復(fù)雜度進行有效的控制。
質(zhì)量保證在軟件開發(fā)過程中占有很重要的位置，在軟件工程方法中是依靠軟件質(zhì)量保證(SQA)活動對軟件品質(zhì)進行控制的。SQA是軟件開發(fā)過程中一項有計劃的規(guī)范性管理活動，它主要通過如下活動保證軟件的開發(fā)過程和軟件質(zhì)量：技術(shù)方法的應(yīng)用;正式技術(shù)評審的實施;軟件測試;標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行、修改的控制;度量、記錄和記錄保存。
軟件工程技術(shù)的應(yīng)用改變了軟件開發(fā)僅是一個純粹編碼過程的基本觀念。軟件工程方法有一套嚴(yán)格的開發(fā)模式和管理控制體系，從問題域的分析，到軟件系統(tǒng)的設(shè)計、具體的編碼實現(xiàn)，再到軟件的測試、交付使用與維護，都有一套相應(yīng)的解決方案，使整個軟件開發(fā)的過程規(guī)范化、文檔化，并且在軟件系確保軟件系統(tǒng)滿足開發(fā)要求，最大限度地提高軟件的質(zhì)量。為了對以上質(zhì)量因素進行評價與控制，根據(jù)仿真系統(tǒng)的特點綜合考慮，可將仿真系統(tǒng)開發(fā)過程中的質(zhì)量保證分為如下幾個層次:仿真模型驗證與校核;仿真軟件測試;仿真軟件評審;軟件修改過程控制。這幾方面的活動不僅僅是單純的技術(shù)活動，還要包含對軟件開發(fā)過程的管理活動，因此在實施過程中，必須在軟件系統(tǒng)的需求分析階段之前，制定具體的管理方法和實施步驟。
具體的實施步驟為：首先考察對SQA的需求，也就是對仿真系統(tǒng)開發(fā)中的軟件質(zhì)量保證和軟件配置管理的狀態(tài)(包含軟件開發(fā)所采用的政策、過程和標(biāo)準(zhǔn)等)、組織以及SQA與軟件開發(fā)中其他元素的關(guān)系的評價;其次是制定具體的SQA計劃，并在一些SQA標(biāo)準(zhǔn)(如GB/T12504—90)的基礎(chǔ)上，結(jié)合飛行仿真系統(tǒng)的特點，形成SQA計劃的標(biāo)準(zhǔn)格式;最后是SQA的實施階段。
SQA活動貫穿于仿真系統(tǒng)開發(fā)的全過程，是一種將技術(shù)手段與管理手段結(jié)合起來對飛行仿真軟件質(zhì)量進行控制的有效方法。軟件工程方法的應(yīng)用，不僅使整個仿真系統(tǒng)實現(xiàn)規(guī)范化，而且提高了軟件的編制效率，在系統(tǒng)實現(xiàn)中體現(xiàn)了現(xiàn)代軟件工程的思想。軟件的編制實現(xiàn)模塊化、組件化，提高了軟件代碼的重用性。軟件工程的規(guī)范方法，大大提高了仿真軟件系統(tǒng)的生產(chǎn)效率。軟件的質(zhì)量提高了，后期的維護工作量也減少了，并且系統(tǒng)更穩(wěn)定，從而為飛行器的設(shè)計與分析提供了一個可靠的仿真試驗平臺。
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