六、軟件開發(fā)工具與環(huán)境
目前，軟件開發(fā)工具種類繁多，按功能可將軟件開發(fā)工具分為8類:
（1）業(yè)務(wù)系統(tǒng)規(guī)劃工具
**將企業(yè)的策略性信息需求模型化，這類工具提供一個(gè)可導(dǎo)出特定信息系統(tǒng)的“原模型”，這樣可使業(yè)務(wù)信息運(yùn)行于企業(yè)的各個(gè)部門。
（2）項(xiàng)目管理工具
借助這類工具，項(xiàng)目管理者可以有效地估算軟件項(xiàng)目所需的工作量、成本和研制周期等，可以定義一個(gè)功能分解結(jié)構(gòu)WBS，并制定可行的項(xiàng)目開發(fā)計(jì)劃;基于需求跟蹤項(xiàng)目的開發(fā)情況;可采集度量數(shù)據(jù)，以此評(píng)價(jià)軟件開發(fā)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。由此可見，這類工具又可詳細(xì)分為項(xiàng)目計(jì)劃工具、需求跟蹤工具及度量和管理工具等。
（3）支持工具
這類工具用于支持軟件工程過程，具體包括文檔編制工具、系統(tǒng)軟件工具、質(zhì)量**工具、數(shù)據(jù)庫(kù)管理工具和軟件配置管理工具等。
（4）分析和設(shè)計(jì)工具
這類工具是用于建立待開發(fā)系統(tǒng)的模型，并評(píng)價(jià)模型的質(zhì)量，**對(duì)模型進(jìn)行一致性和有效性檢查，**分析與設(shè)計(jì)的完整性。它除包括支持某種開發(fā)方法的工具外，還包括基于規(guī)則體系的分析與設(shè)計(jì)機(jī)，這種分析與設(shè)計(jì)機(jī)是90年代的期望產(chǎn)品，它可使工具適用于各種分析和設(shè)計(jì)方法。
（5）編程工具
這類工具包括用于支持大多數(shù)傳統(tǒng)編程語言的編譯器、編輯器和調(diào)試器等，從工具輸出來看，4GL也屬于這一類。
（6）測(cè)試與分析工具 常用的測(cè)試與分析工具包括靜態(tài)分析工具和動(dòng)態(tài)測(cè)試工具。
（7）原型工具 作為除瀑布式開發(fā)模式以外的另一主要開發(fā)模式是原型開發(fā)模式，因其運(yùn)用的靈活性和用戶需求反應(yīng)的快捷性
愈來愈受到重視，特別是隨著軟件構(gòu)件重用研究的深入，更增強(qiáng)了這種開發(fā)模式的實(shí)用價(jià)值。但原型的構(gòu)造離不開經(jīng)驗(yàn)信息，所以支持原型開發(fā)模式的原型工具的發(fā)展日趨專用化，諸如用于用戶界面設(shè)計(jì)的原型工具可利用圖形包快速構(gòu)造出應(yīng)用系統(tǒng)的界面，供用戶評(píng)價(jià)，以確定最終產(chǎn)品的界面形式。
（8）維護(hù)工具
用于協(xié)助維護(hù)活動(dòng)的完成，包括當(dāng)運(yùn)行發(fā)現(xiàn)問題時(shí)，定位到相應(yīng)的軟件開發(fā)基線;軟件配置不完備時(shí)由源程序到分析與設(shè)計(jì)模型的逆轉(zhuǎn)換工具等。軟件開發(fā)環(huán)境的分類方法很多。這里介紹三種:
（1）按解決的問題分類;
（2）按現(xiàn)有的軟件開發(fā)環(huán)境的演變趨向分類;
（3）按集成化程度分類。
（一） 按解決的問題分類
軟件開發(fā)中遇到的問題主要出現(xiàn)在三個(gè)級(jí)別上:程序設(shè)計(jì)級(jí)、系統(tǒng)合成級(jí)和項(xiàng)目管理級(jí)。軟件開發(fā)環(huán)境也應(yīng)該在這三個(gè)級(jí)別上給予支持。
1.程序設(shè)計(jì)環(huán)境
程序設(shè)計(jì)環(huán)境主要解決一個(gè)相對(duì)他人獨(dú)立工作的程序員如何把規(guī)范說明轉(zhuǎn)變成可工作的程序的問題，即屬于局部編程（programming-in-the-small）的范疇。這個(gè)過程包括兩個(gè)重要部分:方法和工具。其中方法（例如“結(jié)構(gòu)化編碼技術(shù)”）可能是更重要的部分，因?yàn)閷?duì)于設(shè)計(jì)和編碼很差的程序而言，再好的工具也不會(huì)是靈丹妙藥。但作為軟件開發(fā)環(huán)境而言，我們將把重點(diǎn)放在工具上。
2.系統(tǒng)合成環(huán)境
系統(tǒng)合成環(huán)境主要考慮把很多子系統(tǒng)集成為一個(gè)大系統(tǒng)的問題，即屬于全局編程（proˉgramming-in-the-large）的范疇（已有文章把更大規(guī)模的系統(tǒng)編程稱為programming-in-the-garantuan）。所有的大型軟件系統(tǒng)都有兩個(gè)基本特點(diǎn):第一，它們是由一些較小的、較易理解的子系統(tǒng)組成的;第二，它們是不斷改變的。這兩個(gè)特點(diǎn)使軟件在開發(fā)過程中產(chǎn)生大量的分支。因此，需要有一個(gè)系統(tǒng)合成環(huán)境來輔助人們控制子系統(tǒng)及其向大系統(tǒng)的集成。沒有適當(dāng)?shù)闹С?，就不能在軟件中?zhǔn)確地進(jìn)行修改（改正錯(cuò)誤或者改進(jìn)功能），因?yàn)槿说闹橇㈦y于招架如此之大的規(guī)模和隨之產(chǎn)生的高度復(fù)雜性。系統(tǒng)合成的兩個(gè)基本問題是接口控制和版本控制。接口控制要考慮對(duì)模塊相連和資源共享問題的描述和制約。版本控制則要考慮對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)版本的生成和管理。
3.項(xiàng)目管理環(huán)境
大型軟件系統(tǒng)的開發(fā)和維護(hù)必然會(huì)有多個(gè)人員在一段時(shí)間內(nèi)協(xié)同工作。對(duì)人與人之間的交流和合作缺乏管理就會(huì)造成比程序設(shè)計(jì)更多、更嚴(yán)重的問題。另外，項(xiàng)目生存期越長(zhǎng)，參與的人越多，就有越多的管理問題產(chǎn)生。項(xiàng)目管理環(huán)境的責(zé)任就是解決由于軟件產(chǎn)品的規(guī)模大、生存期長(zhǎng)、人們的交往多而造成的問題，即屬于多方編程（programming-in-the-many）的范疇。項(xiàng)目管理環(huán)境必須對(duì)付的三個(gè)問題是誤解、缺乏信息和利益沖突。項(xiàng)目管理環(huán)境可由兩部分組成:記錄和維護(hù)系統(tǒng)開發(fā)的狀態(tài)信息以及集成和分發(fā)文檔。來源：www.examda.com
（二） 按現(xiàn)有的軟件開發(fā)環(huán)境的演變趨向分類
按現(xiàn)有軟件開發(fā)環(huán)境的演變趨向，軟件開發(fā)環(huán)境可分成四類，它們對(duì)軟件開發(fā)環(huán)境的發(fā)展（在工具、用戶接口和體系結(jié)構(gòu)方面）有著重要的影響。
1.以語言為中心的環(huán)境（language-centered environments）
它們是圍繞一種語言而構(gòu)成的，可以提供一套適合于這種語言的工具集。這類環(huán)境是高度交互式的，通常對(duì)系統(tǒng)合成的支持是有限的，也不支持項(xiàng)目管理。換句話說，它基本上屬于程序設(shè)計(jì)環(huán)境。在現(xiàn)有的環(huán)境中，60年代末期出現(xiàn)的Lisp環(huán)境、70年代中期的以Mesa/Cedar語言為中心的Cedar環(huán)境、以Smalltalk語言為中心的Smalltalk環(huán)境及80年代早期形成的以Ada語言為中心的Rational環(huán)境等屬于以語言為中心的環(huán)境。
2.面向結(jié)構(gòu)的環(huán)境（structure-oriented environments）
這種環(huán)境所采用的技術(shù)允許用戶直接操作結(jié)構(gòu)。初始的動(dòng)機(jī)是給用戶一個(gè)借于語言的結(jié)構(gòu)來輸入程序的交互式工具，即語法制導(dǎo)編輯器（syntax-directed editor）。這種能力后來擴(kuò)展到提供一個(gè)單用戶程序設(shè)計(jì)環(huán)境，它還支持交互式語義分析、程序執(zhí)行和調(diào)試。編輯器是這種環(huán)境的中心組成部分。最重要的是這種形式化地描述一種語言的語法和靜態(tài)語義的能力，由此可以生成一個(gè)結(jié)構(gòu)編輯器的實(shí)例（instance）。也就是說，這種與語言無關(guān)的技術(shù)引出了環(huán)境生成器的概念，在支持局部編程、全局編程、歷史記載和存取控制表方面繼續(xù)所作的努力，使術(shù)語“語法制導(dǎo)”逐漸被“面向結(jié)構(gòu)”所取代了。在現(xiàn)有的環(huán)境中，80年代初期出現(xiàn)的Aloe編輯器就屬于面向結(jié)構(gòu)的環(huán)境，它是的Gendalf項(xiàng)目中的一個(gè)組成部分，它只允許用戶在結(jié)構(gòu)化元素上進(jìn)行操作，也就是說，用戶只看到抽象語法樹，而看不到熟悉的源語言文本，不過它不會(huì)允許用戶構(gòu)造語法不正確的程序;稍后出現(xiàn)的Cornell程序合成器也屬于面向結(jié)構(gòu)的環(huán)境，它采用文本表示方式，以克服用戶在輸入和修改語言表示方面的困難。另外一些系統(tǒng)采用混合方式，用戶可自由選擇在哪種表示方式（文本或結(jié)構(gòu)）上進(jìn)行操作，系統(tǒng)內(nèi)部保留兩種形式，并始終使它們處于一致狀態(tài)。
3.工具箱環(huán)境（toolkit environments）
工具箱環(huán)境由一套工具組成，用于支持軟件開發(fā)和編碼階段。它從操作系統(tǒng)開始，加入一些諸如編輯程序、編譯程序、匯編程序、連接程序和調(diào)試程序等編碼工具。此外，也有一些支持大型軟件開發(fā)任務(wù)的工具，如版本控制和配置管理。它采用簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)模型來提高工具的可擴(kuò)充性和可移植性。這樣的環(huán)境允許高度的剪裁，但對(duì)工具集的使用幾乎不提供任何環(huán)境定義、管理或控制的技術(shù)。當(dāng)代工具箱環(huán)境是使用相當(dāng)成熟的技術(shù)。商業(yè)化的環(huán)境設(shè)計(jì)者正在把高級(jí)接口放在普通操作系統(tǒng)的用戶命令接口之上，即擴(kuò)充操作系統(tǒng)。商業(yè)化工具箱系統(tǒng)的例子是:UNIX程序員工作臺(tái)UNIX/PWB和DEC VMS/VAX set等，它們都是在80年代中期推出的。對(duì)全局編程提供的工具分別是源代碼控制系統(tǒng)（Source Code Control System-SCCS）和代碼管理系統(tǒng)（Code Management System—CMS），它們都是起版本控制的作用，并用獨(dú)立于具體的程序設(shè)計(jì)語言的。稍后開發(fā)的的工具箱環(huán)境的例子是:可移植的公用工具環(huán)境（Portable Common Tool Environrment—PCTE）和公用APSE接口集（Comˉmon APSE Interface Set—CAIS）。其中APSE是Ada程序設(shè)計(jì)支持環(huán)境的英文縮寫。
4.基于方法的環(huán)境（method-based environments）
這種環(huán)境支持一種特定的軟件開發(fā)方法。這些方法可分為兩類:
（1）支持軟件開發(fā)周期特定階段的;
（2）管理開發(fā)過程的。前者包括規(guī)格說明、設(shè)計(jì)、確認(rèn)、驗(yàn)證和重用。方法不同，形式化的程序有很大不同，從非形式化到準(zhǔn)形式化到形式化。后者又可細(xì)分為兩個(gè)部分:支持產(chǎn)品管理與支持開發(fā)和維護(hù)產(chǎn)品的過程管理。產(chǎn)品管理包括版本、配置和投放管理。開發(fā)過程的管理包括項(xiàng)目計(jì)劃和控制、任務(wù)管理、通信管理及加工過程建模。這類環(huán)境的例子有:Anna———一種用于Ada的規(guī)格說明語言;VDM———用于軟件開發(fā)的形式化方法，也是一種規(guī)格說明語言;SREM———分布式計(jì)算的設(shè)計(jì)系統(tǒng);PSL/PSA———問題描述語言/問題描述分析程序，這是為信息處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化文檔編制和分析設(shè)計(jì)的。支持管理開發(fā)過程的典型環(huán)境有ISTAR———一個(gè)集成式項(xiàng)目管理系統(tǒng);PMA———一個(gè)知識(shí)型軟件環(huán)境中的項(xiàng)目管理部分。
（三） 按集成化程序分類
環(huán)境的形成與發(fā)展主要體現(xiàn)在各工具的集成化的程度上，當(dāng)前國(guó)外軟件工程界把軟件開發(fā)環(huán)境分成三代，各代之間的主要區(qū)別及特征如下:
1.第一代
（1）建立在操作系統(tǒng)之上（如VMS和UNIX等）;
（2）工具間**一個(gè)公用框架集成;
（3）只有工具使用的文件修改即可加入，由調(diào)用過程來使用這些工具;
（4）工具所使用的文件結(jié)構(gòu)不變，而且成為環(huán)境文件庫(kù)的一部分;
（5）從人機(jī)界面來看，這類環(huán)境主要采用單色、低分辨率的文字終端，圖形能力較差，多數(shù)使用菜單技術(shù)。例如，70年代中期的UNIX環(huán)境以文件庫(kù)為集成核心，管道命令實(shí)施控制功能，SHELL語言表達(dá)的程序顯示用戶工作界面。
2.第二代
（1）具有真正的數(shù)據(jù)庫(kù)（如INGRES），而不是文件庫(kù)，有時(shí)稱為信息庫(kù)，多數(shù)采用E-R模式或E-R-A模式;
（2）工具集成在更低的層次上，工具和文件都作為實(shí)體保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，而不是簡(jiǎn)單地看作一種獨(dú)立的成分;（3）現(xiàn)有的工具不能隨意放入，要作適當(dāng)修改或定制;
（4）人機(jī)界面采用高分辨率、點(diǎn)陣式工作站，具有多窗口、圖形符等功能，采用鼠標(biāo)裝置。例如，Ada程序設(shè)計(jì)支持環(huán)境（APSE），以數(shù)據(jù)庫(kù)為集成核心，有可移植性的工作界面。來源：www.examda.com
3.第三代
（1）建立在知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)上;
（2）順序調(diào)用獨(dú)立工具的概念完全被集成化的工具集所替化，用戶不再需要在任務(wù)之間來回切換不同的工具;
（3）采用形式化方法，軟件重用等新技術(shù);
（4）由多個(gè)工具控制的多窗口技術(shù)被單個(gè)工具操縱的多窗口技術(shù)所替代;顯然，第三代軟件開發(fā)環(huán)境中工具間的集成度，利用這些工具，人們逐漸從繁重的手工開發(fā)軟件的活動(dòng)中解放出來，從而實(shí)現(xiàn)軟件開發(fā)和維護(hù)的自動(dòng)化，提高軟件開發(fā)和維護(hù)的質(zhì)量和生產(chǎn)率，縮短軟件開發(fā)周期并降低成本。為集中研究并解決這樣一系列的問題，80年代提出了CASE思想，目前的研究重點(diǎn)集中于CASE的集成化方面。
目前，軟件開發(fā)工具種類繁多，按功能可將軟件開發(fā)工具分為8類:
（1）業(yè)務(wù)系統(tǒng)規(guī)劃工具
**將企業(yè)的策略性信息需求模型化，這類工具提供一個(gè)可導(dǎo)出特定信息系統(tǒng)的“原模型”，這樣可使業(yè)務(wù)信息運(yùn)行于企業(yè)的各個(gè)部門。
（2）項(xiàng)目管理工具
借助這類工具，項(xiàng)目管理者可以有效地估算軟件項(xiàng)目所需的工作量、成本和研制周期等，可以定義一個(gè)功能分解結(jié)構(gòu)WBS，并制定可行的項(xiàng)目開發(fā)計(jì)劃;基于需求跟蹤項(xiàng)目的開發(fā)情況;可采集度量數(shù)據(jù)，以此評(píng)價(jià)軟件開發(fā)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。由此可見，這類工具又可詳細(xì)分為項(xiàng)目計(jì)劃工具、需求跟蹤工具及度量和管理工具等。
（3）支持工具
這類工具用于支持軟件工程過程，具體包括文檔編制工具、系統(tǒng)軟件工具、質(zhì)量**工具、數(shù)據(jù)庫(kù)管理工具和軟件配置管理工具等。
（4）分析和設(shè)計(jì)工具
這類工具是用于建立待開發(fā)系統(tǒng)的模型，并評(píng)價(jià)模型的質(zhì)量，**對(duì)模型進(jìn)行一致性和有效性檢查，**分析與設(shè)計(jì)的完整性。它除包括支持某種開發(fā)方法的工具外，還包括基于規(guī)則體系的分析與設(shè)計(jì)機(jī)，這種分析與設(shè)計(jì)機(jī)是90年代的期望產(chǎn)品，它可使工具適用于各種分析和設(shè)計(jì)方法。
（5）編程工具
這類工具包括用于支持大多數(shù)傳統(tǒng)編程語言的編譯器、編輯器和調(diào)試器等，從工具輸出來看，4GL也屬于這一類。
（6）測(cè)試與分析工具 常用的測(cè)試與分析工具包括靜態(tài)分析工具和動(dòng)態(tài)測(cè)試工具。
（7）原型工具 作為除瀑布式開發(fā)模式以外的另一主要開發(fā)模式是原型開發(fā)模式，因其運(yùn)用的靈活性和用戶需求反應(yīng)的快捷性
愈來愈受到重視，特別是隨著軟件構(gòu)件重用研究的深入，更增強(qiáng)了這種開發(fā)模式的實(shí)用價(jià)值。但原型的構(gòu)造離不開經(jīng)驗(yàn)信息，所以支持原型開發(fā)模式的原型工具的發(fā)展日趨專用化，諸如用于用戶界面設(shè)計(jì)的原型工具可利用圖形包快速構(gòu)造出應(yīng)用系統(tǒng)的界面，供用戶評(píng)價(jià)，以確定最終產(chǎn)品的界面形式。
（8）維護(hù)工具
用于協(xié)助維護(hù)活動(dòng)的完成，包括當(dāng)運(yùn)行發(fā)現(xiàn)問題時(shí)，定位到相應(yīng)的軟件開發(fā)基線;軟件配置不完備時(shí)由源程序到分析與設(shè)計(jì)模型的逆轉(zhuǎn)換工具等。軟件開發(fā)環(huán)境的分類方法很多。這里介紹三種:
（1）按解決的問題分類;
（2）按現(xiàn)有的軟件開發(fā)環(huán)境的演變趨向分類;
（3）按集成化程度分類。
（一） 按解決的問題分類
軟件開發(fā)中遇到的問題主要出現(xiàn)在三個(gè)級(jí)別上:程序設(shè)計(jì)級(jí)、系統(tǒng)合成級(jí)和項(xiàng)目管理級(jí)。軟件開發(fā)環(huán)境也應(yīng)該在這三個(gè)級(jí)別上給予支持。
1.程序設(shè)計(jì)環(huán)境
程序設(shè)計(jì)環(huán)境主要解決一個(gè)相對(duì)他人獨(dú)立工作的程序員如何把規(guī)范說明轉(zhuǎn)變成可工作的程序的問題，即屬于局部編程（programming-in-the-small）的范疇。這個(gè)過程包括兩個(gè)重要部分:方法和工具。其中方法（例如“結(jié)構(gòu)化編碼技術(shù)”）可能是更重要的部分，因?yàn)閷?duì)于設(shè)計(jì)和編碼很差的程序而言，再好的工具也不會(huì)是靈丹妙藥。但作為軟件開發(fā)環(huán)境而言，我們將把重點(diǎn)放在工具上。
2.系統(tǒng)合成環(huán)境
系統(tǒng)合成環(huán)境主要考慮把很多子系統(tǒng)集成為一個(gè)大系統(tǒng)的問題，即屬于全局編程（proˉgramming-in-the-large）的范疇（已有文章把更大規(guī)模的系統(tǒng)編程稱為programming-in-the-garantuan）。所有的大型軟件系統(tǒng)都有兩個(gè)基本特點(diǎn):第一，它們是由一些較小的、較易理解的子系統(tǒng)組成的;第二，它們是不斷改變的。這兩個(gè)特點(diǎn)使軟件在開發(fā)過程中產(chǎn)生大量的分支。因此，需要有一個(gè)系統(tǒng)合成環(huán)境來輔助人們控制子系統(tǒng)及其向大系統(tǒng)的集成。沒有適當(dāng)?shù)闹С?，就不能在軟件中?zhǔn)確地進(jìn)行修改（改正錯(cuò)誤或者改進(jìn)功能），因?yàn)槿说闹橇㈦y于招架如此之大的規(guī)模和隨之產(chǎn)生的高度復(fù)雜性。系統(tǒng)合成的兩個(gè)基本問題是接口控制和版本控制。接口控制要考慮對(duì)模塊相連和資源共享問題的描述和制約。版本控制則要考慮對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)版本的生成和管理。
3.項(xiàng)目管理環(huán)境
大型軟件系統(tǒng)的開發(fā)和維護(hù)必然會(huì)有多個(gè)人員在一段時(shí)間內(nèi)協(xié)同工作。對(duì)人與人之間的交流和合作缺乏管理就會(huì)造成比程序設(shè)計(jì)更多、更嚴(yán)重的問題。另外，項(xiàng)目生存期越長(zhǎng)，參與的人越多，就有越多的管理問題產(chǎn)生。項(xiàng)目管理環(huán)境的責(zé)任就是解決由于軟件產(chǎn)品的規(guī)模大、生存期長(zhǎng)、人們的交往多而造成的問題，即屬于多方編程（programming-in-the-many）的范疇。項(xiàng)目管理環(huán)境必須對(duì)付的三個(gè)問題是誤解、缺乏信息和利益沖突。項(xiàng)目管理環(huán)境可由兩部分組成:記錄和維護(hù)系統(tǒng)開發(fā)的狀態(tài)信息以及集成和分發(fā)文檔。來源：www.examda.com
（二） 按現(xiàn)有的軟件開發(fā)環(huán)境的演變趨向分類
按現(xiàn)有軟件開發(fā)環(huán)境的演變趨向，軟件開發(fā)環(huán)境可分成四類，它們對(duì)軟件開發(fā)環(huán)境的發(fā)展（在工具、用戶接口和體系結(jié)構(gòu)方面）有著重要的影響。
1.以語言為中心的環(huán)境（language-centered environments）
它們是圍繞一種語言而構(gòu)成的，可以提供一套適合于這種語言的工具集。這類環(huán)境是高度交互式的，通常對(duì)系統(tǒng)合成的支持是有限的，也不支持項(xiàng)目管理。換句話說，它基本上屬于程序設(shè)計(jì)環(huán)境。在現(xiàn)有的環(huán)境中，60年代末期出現(xiàn)的Lisp環(huán)境、70年代中期的以Mesa/Cedar語言為中心的Cedar環(huán)境、以Smalltalk語言為中心的Smalltalk環(huán)境及80年代早期形成的以Ada語言為中心的Rational環(huán)境等屬于以語言為中心的環(huán)境。
2.面向結(jié)構(gòu)的環(huán)境（structure-oriented environments）
這種環(huán)境所采用的技術(shù)允許用戶直接操作結(jié)構(gòu)。初始的動(dòng)機(jī)是給用戶一個(gè)借于語言的結(jié)構(gòu)來輸入程序的交互式工具，即語法制導(dǎo)編輯器（syntax-directed editor）。這種能力后來擴(kuò)展到提供一個(gè)單用戶程序設(shè)計(jì)環(huán)境，它還支持交互式語義分析、程序執(zhí)行和調(diào)試。編輯器是這種環(huán)境的中心組成部分。最重要的是這種形式化地描述一種語言的語法和靜態(tài)語義的能力，由此可以生成一個(gè)結(jié)構(gòu)編輯器的實(shí)例（instance）。也就是說，這種與語言無關(guān)的技術(shù)引出了環(huán)境生成器的概念，在支持局部編程、全局編程、歷史記載和存取控制表方面繼續(xù)所作的努力，使術(shù)語“語法制導(dǎo)”逐漸被“面向結(jié)構(gòu)”所取代了。在現(xiàn)有的環(huán)境中，80年代初期出現(xiàn)的Aloe編輯器就屬于面向結(jié)構(gòu)的環(huán)境，它是的Gendalf項(xiàng)目中的一個(gè)組成部分，它只允許用戶在結(jié)構(gòu)化元素上進(jìn)行操作，也就是說，用戶只看到抽象語法樹，而看不到熟悉的源語言文本，不過它不會(huì)允許用戶構(gòu)造語法不正確的程序;稍后出現(xiàn)的Cornell程序合成器也屬于面向結(jié)構(gòu)的環(huán)境，它采用文本表示方式，以克服用戶在輸入和修改語言表示方面的困難。另外一些系統(tǒng)采用混合方式，用戶可自由選擇在哪種表示方式（文本或結(jié)構(gòu)）上進(jìn)行操作，系統(tǒng)內(nèi)部保留兩種形式，并始終使它們處于一致狀態(tài)。
3.工具箱環(huán)境（toolkit environments）
工具箱環(huán)境由一套工具組成，用于支持軟件開發(fā)和編碼階段。它從操作系統(tǒng)開始，加入一些諸如編輯程序、編譯程序、匯編程序、連接程序和調(diào)試程序等編碼工具。此外，也有一些支持大型軟件開發(fā)任務(wù)的工具，如版本控制和配置管理。它采用簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)模型來提高工具的可擴(kuò)充性和可移植性。這樣的環(huán)境允許高度的剪裁，但對(duì)工具集的使用幾乎不提供任何環(huán)境定義、管理或控制的技術(shù)。當(dāng)代工具箱環(huán)境是使用相當(dāng)成熟的技術(shù)。商業(yè)化的環(huán)境設(shè)計(jì)者正在把高級(jí)接口放在普通操作系統(tǒng)的用戶命令接口之上，即擴(kuò)充操作系統(tǒng)。商業(yè)化工具箱系統(tǒng)的例子是:UNIX程序員工作臺(tái)UNIX/PWB和DEC VMS/VAX set等，它們都是在80年代中期推出的。對(duì)全局編程提供的工具分別是源代碼控制系統(tǒng)（Source Code Control System-SCCS）和代碼管理系統(tǒng)（Code Management System—CMS），它們都是起版本控制的作用，并用獨(dú)立于具體的程序設(shè)計(jì)語言的。稍后開發(fā)的的工具箱環(huán)境的例子是:可移植的公用工具環(huán)境（Portable Common Tool Environrment—PCTE）和公用APSE接口集（Comˉmon APSE Interface Set—CAIS）。其中APSE是Ada程序設(shè)計(jì)支持環(huán)境的英文縮寫。
4.基于方法的環(huán)境（method-based environments）
這種環(huán)境支持一種特定的軟件開發(fā)方法。這些方法可分為兩類:
（1）支持軟件開發(fā)周期特定階段的;
（2）管理開發(fā)過程的。前者包括規(guī)格說明、設(shè)計(jì)、確認(rèn)、驗(yàn)證和重用。方法不同，形式化的程序有很大不同，從非形式化到準(zhǔn)形式化到形式化。后者又可細(xì)分為兩個(gè)部分:支持產(chǎn)品管理與支持開發(fā)和維護(hù)產(chǎn)品的過程管理。產(chǎn)品管理包括版本、配置和投放管理。開發(fā)過程的管理包括項(xiàng)目計(jì)劃和控制、任務(wù)管理、通信管理及加工過程建模。這類環(huán)境的例子有:Anna———一種用于Ada的規(guī)格說明語言;VDM———用于軟件開發(fā)的形式化方法，也是一種規(guī)格說明語言;SREM———分布式計(jì)算的設(shè)計(jì)系統(tǒng);PSL/PSA———問題描述語言/問題描述分析程序，這是為信息處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化文檔編制和分析設(shè)計(jì)的。支持管理開發(fā)過程的典型環(huán)境有ISTAR———一個(gè)集成式項(xiàng)目管理系統(tǒng);PMA———一個(gè)知識(shí)型軟件環(huán)境中的項(xiàng)目管理部分。
（三） 按集成化程序分類
環(huán)境的形成與發(fā)展主要體現(xiàn)在各工具的集成化的程度上，當(dāng)前國(guó)外軟件工程界把軟件開發(fā)環(huán)境分成三代，各代之間的主要區(qū)別及特征如下:
1.第一代
（1）建立在操作系統(tǒng)之上（如VMS和UNIX等）;
（2）工具間**一個(gè)公用框架集成;
（3）只有工具使用的文件修改即可加入，由調(diào)用過程來使用這些工具;
（4）工具所使用的文件結(jié)構(gòu)不變，而且成為環(huán)境文件庫(kù)的一部分;
（5）從人機(jī)界面來看，這類環(huán)境主要采用單色、低分辨率的文字終端，圖形能力較差，多數(shù)使用菜單技術(shù)。例如，70年代中期的UNIX環(huán)境以文件庫(kù)為集成核心，管道命令實(shí)施控制功能，SHELL語言表達(dá)的程序顯示用戶工作界面。
2.第二代
（1）具有真正的數(shù)據(jù)庫(kù)（如INGRES），而不是文件庫(kù)，有時(shí)稱為信息庫(kù)，多數(shù)采用E-R模式或E-R-A模式;
（2）工具集成在更低的層次上，工具和文件都作為實(shí)體保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，而不是簡(jiǎn)單地看作一種獨(dú)立的成分;（3）現(xiàn)有的工具不能隨意放入，要作適當(dāng)修改或定制;
（4）人機(jī)界面采用高分辨率、點(diǎn)陣式工作站，具有多窗口、圖形符等功能，采用鼠標(biāo)裝置。例如，Ada程序設(shè)計(jì)支持環(huán)境（APSE），以數(shù)據(jù)庫(kù)為集成核心，有可移植性的工作界面。來源：www.examda.com
3.第三代
（1）建立在知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)上;
（2）順序調(diào)用獨(dú)立工具的概念完全被集成化的工具集所替化，用戶不再需要在任務(wù)之間來回切換不同的工具;
（3）采用形式化方法，軟件重用等新技術(shù);
（4）由多個(gè)工具控制的多窗口技術(shù)被單個(gè)工具操縱的多窗口技術(shù)所替代;顯然，第三代軟件開發(fā)環(huán)境中工具間的集成度，利用這些工具，人們逐漸從繁重的手工開發(fā)軟件的活動(dòng)中解放出來，從而實(shí)現(xiàn)軟件開發(fā)和維護(hù)的自動(dòng)化，提高軟件開發(fā)和維護(hù)的質(zhì)量和生產(chǎn)率，縮短軟件開發(fā)周期并降低成本。為集中研究并解決這樣一系列的問題，80年代提出了CASE思想，目前的研究重點(diǎn)集中于CASE的集成化方面。