程序设计理论的发展历程

70年代中期以后，程序设计理论朝多方向发展。第一，对程序设计的范型进行研究。最主要的程序设计范型有：逻辑式程序设计，函数式程序设计，面向对象的程序设计。第二，软件生产自动化研究。这种研究的主要目的是希望能像工业生产自动化那样，使程序设计的某些过程实现自动化，从而提高软件生产率，保证程序正确性。这方面研究的主要成果是形式化软件开发方法，其目标是为使用者提供一整套思维方法和描述、开发手段，如规范描述的原则、程序开发的一般过程、描述语言等等，使开发者能利用数学概念和表示方法恰当合理地构造形式规范，根据开发过程的框架及设计原则进行规范描述和系统化的设计精化，并使用证明的概念对规范的性质和设计步骤进行分析和验证。第三，发展新应用领域中的程序设计理论与方法，例如并行程序设计，实时程序设计，混杂系统的程序设计等等。

1950年代—1960年代初，手工艺式的程序设计方法，高德纳把程序称为艺术品。

1960年代末—1970年代初，出现软件危机：一方面需要大量的软件系统，如 *** 作系统、数据库管理系统； 另一方面，软件研制周期长，可靠性差，维护困难。编程的重点：希望编写出的程序结构清晰、易阅读、易修改、易验证，即得到好结构的程序。

1968年，北大西洋公约组织（NATO）在西德召开了第一次软件工程会议，分析了危机的局面，研究了问题的根源，第一次提出了用工程学的办法解决软件研制和生产的问题，本次会议可以算做是软件发展史上的一个重要的里程碑。

1969年，国际信息处理协会（IFIP）成立了“程序设计方法学工作组”，专门研究程序设计方法学，程序设计从手工艺式向工程化的方法迈进。 1968 年，结构化程序设计方法的研究。Dijkstra 提出了“GOTO是有害的”，希望通过程序的静态结构的良好性保证程序的动态运行的正确性。

1969 年，Wirth 提出采用“ 自顶向下逐步求精、分而治之” 的原则进行大型程序的设计。其基本思想是：从欲求解的原问题出发，运用科学抽象的方法，把它分解成若干相对独立的小问题，依次细化，直至各个小问题获得解决为止。 1967年，Floyd 提出用“ 断言法” 证明框图程序的正确性。

1969年，Hoare 在Floyd 的基础上，定义了一个小语言和一个逻辑系统。此逻辑系统含有程序公理和推导规则，目的在于证明程序的部分正确性，这就是著名的Hoare逻辑。他的工作为公理学语义的研究奠定了基础。

1973年，Hoare和Wirth把PASCAL语言的大部分公理化。

1975年，一个基于公理和推导规则的自动验证系统首次出现。

1979年，出现了用公理化思想定义的程序设计语言Euclid。

1976年，Dijkstra提出了最弱前置谓词和谓词转换器的概念，用于进行程序的正确性证明和程序的形式化推导。

1980年，D.Gries综合了以谓词演算为基础的证明系统，称之为“程序设计科学”。首次把程序设计从经验、技术升华为科学。

1974年，人们利用模态逻辑验证并行程序的正确性。

关于程序正确性证明的争论：

怀疑和反对派,理由：首先，形式证明太复杂，谁能够保证证明本身没有错误呢！其次，程序写好后再证明其正确性，相当于“ 马后炮” ，即错误已经铸成，证明何能补救？

折中的方案：编写程序，边考虑证明。即程序设计与正确性证明同时并行考虑。 利用Dijkstra 的谓词转换器及其演算规则集合，可以推导出正确的程序。

利用程序变化构造正确的程序。它对程序应用一连串的保护正确性的变换规则，最终得到可执行的程序。程序变换是1970年代以来，“程序设计方法学” 研究的重要方面，是程序设计自动化很有希望的途径之一。递归程序变换是这一时期的最有意义的成果。 如Burstall 和Darlington 的递归程序变换系统等。

逻辑程序设计和函数程序设计代表一种新的研究方向。Prolog是以谓词逻辑的子集（Hoare 子句）为基础的一种形式系统。Prolog 的执行过程就是执行逻辑上消解算法的过程。 抽象数据类型是程序设计方法学中一种极为重要的方法。人们把它誉为程序设计方法学发展史上的一个重要的里程碑。