基于序列的規(guī)范過(guò)程

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　　規(guī)范制定有很多方法。基于順序的規(guī)范是指逐步構(gòu)造出完備、一致和正確的黑盒和狀態(tài)盒規(guī)范的過(guò)程。本節(jié)討論的就是這種方法。

　　在基于序列的規(guī)范過(guò)程中，按嚴(yán)格順序系統(tǒng)地舉出所有可能的激勵(lì)（歷史激勵(lì)）序列，如按長(zhǎng)度0、1、2……排列。因?yàn)槊總€(gè)序列映射至其正確的響應(yīng)，所以可通過(guò)應(yīng)用歸約規(guī)則辨識(shí)等價(jià)序列，當(dāng)完備和一致地定義了系統(tǒng)以后枚舉過(guò)程結(jié)束。

　　基于Mills(1975)、Pamas(1992)、Mao(1993)Drowell(1996)和 Poore(Prowell和Poore,1998)的工作，基于序列的規(guī)范產(chǎn)生了明顯的問(wèn)題，軟件使用的各種情況的組合產(chǎn)生的用例個(gè)數(shù)是天文數(shù)字。通過(guò)序列枚舉，開(kāi)發(fā)人員考慮系統(tǒng)激勵(lì)的所有排列和組合。每種序列代表一種使用場(chǎng)景。在逐步枚舉過(guò)程中，要區(qū)別可能的場(chǎng)景和不可能的場(chǎng)景，計(jì)劃中的使用和錯(cuò)誤的使用，可規(guī)約的序列和不可規(guī)約的序列。這些不可規(guī)約的序列（稱(chēng)為典型序列）是軟件行為的精確規(guī)范的基礎(chǔ)，這種精確是指數(shù)學(xué)意義上的完備性、一致性和可追蹤正確性。

　　序列書(shū)面枚舉提供了完備性的直接驗(yàn)證。能按序列的從小到大的長(zhǎng)度（1，2，3……）逐一驗(yàn)證激勵(lì)的所有組合和排列是否已映射到一個(gè)響應(yīng)。

　　序列順序枚舉保證了任何所給使用場(chǎng)景只出現(xiàn)一次。和完備性一樣，一致性也是枚舉的直接的推論。

　　基于序列的規(guī)范的每一元素都可追溯到最初的需求。如果一個(gè)序列的正確響應(yīng)在需求中找不到，那么必須澄清所期望的行為并修改需求。

　　基于序列的規(guī)范工作流程以連續(xù)方式對(duì)掌握需求分析、黑盒規(guī)范、狀態(tài)盒規(guī)范方面提供了自動(dòng)支持的可能性。其步驟在下面的小節(jié)中作簡(jiǎn)要說(shuō)明。

黑盒定義

　　加上標(biāo)簽的需求。將需求加上標(biāo)簽序號(hào)用于驗(yàn)證后續(xù)工作產(chǎn)品的每一要素的正確性。有條理的順序枚舉過(guò)程可暴露出需求的含糊不清或遺漏的地方。在基于序列的規(guī)范中得到清晰的需求是很自然的事。
定義系統(tǒng)邊界。系統(tǒng)邊界決定了組件是在系統(tǒng)的內(nèi)部還是外部。處于系統(tǒng)外部的實(shí)體是激勵(lì)來(lái)源和響應(yīng)的目的地。激

　　勵(lì)和響應(yīng)的標(biāo)識(shí)始于最基本層次。進(jìn)一步考慮（可能包括初期枚舉）后常用抽象這種方法來(lái)簡(jiǎn)化枚舉進(jìn)程。
抽象用于隱藏易于明白的細(xì)節(jié)。以反映問(wèn)題的自然劃分或?qū)⒁粋€(gè)較大的元素集歸約為較小的元素集。必須有一個(gè)好的定義將大集合中的元素映射到小集合中的元素。激勵(lì)集（或響應(yīng)集）可能由不同的粒度混合而成（有基本的，有抽象的）。不管是什么粒度層次，激勵(lì)集（或響應(yīng)集）必須是互斥的。

　　順序枚舉。將所有序列的排列組合按長(zhǎng)度順序列舉。對(duì)每個(gè)序列進(jìn)行檢查時(shí)，完成如下評(píng)價(jià)工作：

　　1. 不可能的序列（如在系統(tǒng)啟動(dòng)之前的激勵(lì)）標(biāo)上"非法"。任何非法序列的擴(kuò)展仍是非法的，所以標(biāo)有"非法"的序列在列舉時(shí)不再擴(kuò)展。

　　2. 對(duì)應(yīng)于需求，對(duì)每個(gè)序列的正確響應(yīng)要記錄歸檔。如果沒(méi)有需求與之對(duì)應(yīng)，要記下一個(gè)導(dǎo)出需求。導(dǎo)出需求代表假設(shè)或解釋?zhuān)员仨毢驮瓉?lái)的需求一起進(jìn)行確認(rèn)。

　　3. 如果兩個(gè)序列對(duì)未來(lái)激勵(lì)的響應(yīng)是一樣的，則稱(chēng)它們是等價(jià)的。既然兩個(gè)等價(jià)序列的擴(kuò)展對(duì)應(yīng)同樣的行為，就沒(méi)有必要都擴(kuò)展，只需將較短的進(jìn)行擴(kuò)展。

　　當(dāng)一個(gè)給定長(zhǎng)度的所有序列或者非法或者和先前的序列等價(jià)時(shí)，就停止枚舉。

　　完全的枚舉表示數(shù)學(xué)上完備的、一致的和可驗(yàn)證正確的黑盒規(guī)范。因?yàn)槊恳粋€(gè)序列映射到一個(gè)響應(yīng)，所以規(guī)范是完備的；因?yàn)槊總€(gè)序列只對(duì)應(yīng)一個(gè)響應(yīng)，所以規(guī)范是一致的。由領(lǐng)域?qū)＜胰ヲ?yàn)證其正確性，每序列對(duì)應(yīng)的行為追溯到需求正好是所需的行為，則驗(yàn)證了正確性。

　　典型序列分析。枚舉中的合法的不與任何先前序列等價(jià)的序列，稱(chēng)為典型序列。典型序列代表了系統(tǒng)使用的獨(dú)一無(wú)二的情況，對(duì)于給定抽象層次的黑盒子，對(duì)典型序列的分析將產(chǎn)生系統(tǒng)的狀態(tài)空間。

　　在典型序列分析中，用變量來(lái)封裝每一激勵(lì)序列的條件。這些變量可視為系統(tǒng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)。對(duì)相關(guān)變量的典型序列進(jìn)行檢查可得到每個(gè)變量的范圍。對(duì)每一典型序列，變量值的組合是惟一的。這使得在分析完成時(shí)典型序列都是不相交的。

狀態(tài)盒定義

　　黑盒規(guī)范中每一序列可看作是個(gè)元組（當(dāng)前的激勵(lì)、以前的激勵(lì)）。黑盒中位于每個(gè)序列上的以前的激勵(lì)事實(shí)上是典型序列。基于這一點(diǎn)，制定系統(tǒng)的狀態(tài)盒子規(guī)范只是一個(gè)裝配的事。可將每個(gè)合法的黑盒映射（序列→響應(yīng)）替換成狀態(tài)盒映射（當(dāng)前激勵(lì)、狀態(tài)→響應(yīng)、狀態(tài)更新）。狀態(tài)盒可以自動(dòng)從黑盒生成，如果借助認(rèn)證工具生成，則無(wú)需再驗(yàn)證。

　　狀態(tài)盒的最后形式是一系列映射表的集合，每個(gè)激勵(lì)對(duì)應(yīng)一個(gè)映射表。映射表的格式如下圖所示。

　　狀態(tài)盒規(guī)范是規(guī)范的最后產(chǎn)品。在從狀態(tài)盒細(xì)化到明盒子的過(guò)程中將繼續(xù)用到凈室盒子結(jié)構(gòu)規(guī)范和設(shè)計(jì)方法。在明盒中將進(jìn)行完整的過(guò)程設(shè)計(jì)。