1、CQUPT 葛君偉1軟件工程葛君偉 教授 博士重慶郵電大學(xué)圖書館館長(zhǎng)電話箱：gejwCQUPT葛葛君偉2主要參考考文獻(xiàn)張海藩，軟件工工程，人人民郵電電出版社社，2010。麻志毅，面向?qū)?duì)象分析析與設(shè)計(jì)計(jì)，機(jī)械械工業(yè)出出版社,2010年2月。RogerS.Pressman，SoftwareEngineering:APractitionersApproach，機(jī)械工工業(yè)出版版社，2011.8。Object-Orientedand ClassicalSoftwareEngineering,Sixthedition,StephenR.Schach, 2005CQUPT葛葛君

2、偉3問(wèn)題1什么是軟軟件？CQUPT葛葛君偉4問(wèn)題2你是如何何開發(fā)一一個(gè)軟件件系統(tǒng)的的？CQUPT葛葛君偉5概論軟件工程程的基本本概念CQUPT葛葛君偉6概論軟件工程程的基本本概念軟件在當(dāng)當(dāng)今的信信息社會(huì)會(huì)中占有有重要的的地位，軟件產(chǎn)產(chǎn)業(yè)是信信息社會(huì)會(huì)的支柱柱產(chǎn)業(yè)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，軟件工工程師在在規(guī)模上上大大超超過(guò)了硬硬件工程程師，二二者的比比例幾乎乎達(dá)到20:1。我國(guó)高高等院校校計(jì)算機(jī)機(jī)相關(guān)專專業(yè)約有有95%的學(xué)生畢畢業(yè)后從從事軟件件開發(fā)與與服務(wù)工工作。2009年我國(guó)軟軟件與信信息服務(wù)務(wù)外包產(chǎn)產(chǎn)業(yè)保持持了較快快發(fā)展，產(chǎn)業(yè)規(guī)規(guī)模繼續(xù)續(xù)擴(kuò)大，全年收收入接近近2000億，同比比增長(zhǎng)約約24.5%。根據(jù)人事事

3、部的統(tǒng)統(tǒng)計(jì)，未未來(lái)五年年內(nèi)，每每年僅國(guó)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)場(chǎng)在軟件件相關(guān)行行業(yè)上的的人才需需求就高高達(dá)80萬(wàn)。據(jù)估估算其中中高端軟軟件人才才缺口達(dá)達(dá)20萬(wàn)。CQUPT葛葛君偉7SOFTWAREISEVERYWHEREGetcashfrom an ATM,make aphonecall,anddriveour cars.A typicalcellphone contains2 millionlinesofsoftwarecode in 2005; by2010itlikelyhave10timesasmany.General MotorsCorp.estimatesthatby2010itscarseach

4、 have100millionlinesofcode.CQUPT葛葛君偉8ITisnowone of thelargest corporateexpensesoutside employee costsOrganizations andgovernmentsspendanestimated$1trilliononIThardware,software, andservicesworldwide.Theaveragecompany spendsabout4 to 5percentofrevenue on IT.Thecompanies thatare highlyITdependentsucha

5、sfinancialand telecommunicationscompaniesspendingmore than10percentonit.CQUPT葛葛君偉9Governmentsarebig consumersofsoftwareTheUnitedKingdomhadmorethan100majorgovernmentITprojectsunderwaythattotaled$20.3billion.TheU.S. governmentcataloged1200 civilian IT projectscosting morethan$60billion, plusanother$16

6、billionformilitarysoftware.CQUPT葛葛君偉10Governmentsarebig consumersofsoftwareAnyone of these projects cancostover $1 billion. Forexample,thecomputermodernizationeffortattheU.S. DepartmentofVeteransAffairsisprojectedtorun$3.5 billion,whileautomating thehealthrecordsoftheUKsNationalHealthServiceislikely

7、tocostmore than$14.3billionfordevelopmentand another$50.8billionfordeployment.Such megasoftwareprojectsarenow muchmorecommon, as smallerIToperationsarejoined into“systemsofsystems.”Airtrafficcontrolisa prime example, becauseitrelies on connections among dozensofnetworksthat providecommunications, we

8、ather, navigation, andotherdata.2020-02-09JunweiGe11#includevoid main()inta,b;coutab;intc;c=a/b;int d=a%b;coutna/b=cend;coutna%b=dend;問(wèn)題1請(qǐng)討論以以下C+程序的作作用和不不足？/I/O流庫(kù)頭文文件/輸出提示示語(yǔ)/對(duì)a、b變量輸入入/變量可隨隨用隨定定義/輸出a除以b的商/輸出a除以b的余數(shù)2020-02-09JunweiGe12問(wèn)題2你應(yīng)如何何開發(fā)一一個(gè)電信信業(yè)務(wù)管管理系統(tǒng)統(tǒng)？2020-02-09JunweiGe13鄉(xiāng)村土坯坯房是如如何蓋的的?2020-02-

9、09JunweiGe14據(jù)中央電電視臺(tái)說(shuō)說(shuō)，鳥巢的設(shè)設(shè)計(jì)圖紙紙有150多張，由它們轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化而來(lái)來(lái)的施工工圖紙有有2萬(wàn)多張?？纯幢本┚B巢是是如何建建設(shè)的?CQUPT葛葛君偉15概論軟件工程程的基本本概念軟件的含含義軟件是程程序、數(shù)數(shù)據(jù)和相相關(guān)文檔檔的集合合。當(dāng)運(yùn)行時(shí)時(shí)，能夠夠提供所所要求的的功能和和性能的的指令或或程序集集合；該程序能能夠滿意意地處理理信息的的數(shù)據(jù)結(jié)結(jié)構(gòu)；該文檔能能夠描述述程序的的功能需需求以及及操作和和使用方方法。CQUPT葛葛君偉16概論軟件工程程的基本本概念軟件發(fā)展展的三個(gè)個(gè)階段高級(jí)語(yǔ)言言出現(xiàn)之之前(約約1946年1956年)；高級(jí)語(yǔ)言言出現(xiàn)到到軟件工工程出現(xiàn)現(xiàn)之前(約19

10、56年年1969年年)；軟件工程程階段(1969年至今)。CQUPT葛葛君偉17概論軟件工程程的基本本概念軟件工程程的定義義軟件工程程是工程程技術(shù)在在軟件中中的應(yīng)用用；通過(guò)過(guò)這一應(yīng)應(yīng)用,使使計(jì)算機(jī)機(jī)設(shè)備的的能力借借助于計(jì)計(jì)算機(jī)程程序、過(guò)過(guò)程和有有關(guān)文檔檔成為對(duì)對(duì)人類有有用的東東西。軟件工程程是軟件件工程師師用工具具和技術(shù)術(shù)(方法法)，按按照某一一過(guò)程和和范例來(lái)來(lái)構(gòu)造軟軟件，從從而增強(qiáng)強(qiáng)軟件產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)質(zhì)量，更更有效地地解決問(wèn)問(wèn)題。軟件工程程是一種種工程形形式，它它應(yīng)用計(jì)計(jì)算機(jī)科科學(xué)和數(shù)數(shù)學(xué)原理理，針對(duì)對(duì)軟件問(wèn)問(wèn)題獲得得一種經(jīng)經(jīng)濟(jì)有效效的解決決方案。軟件工程程用系統(tǒng)統(tǒng)的、規(guī)規(guī)范的、可度量量的方法法

11、，開發(fā)發(fā)、運(yùn)行行和維護(hù)護(hù)軟件。CQUPT葛葛君偉18概論軟件工程程的基本本概念為什么提提出軟件件工程？1960年代末期期，計(jì)算算機(jī)程序序在復(fù)雜雜度、規(guī)規(guī)模和應(yīng)應(yīng)用領(lǐng)域域等方面面的增長(zhǎng)長(zhǎng)引人注注目，導(dǎo)導(dǎo)致上千千億資金金花費(fèi)在在軟件開開發(fā)上。軟件產(chǎn)品品在幫助助人們獲獲得更高高的工作作和生產(chǎn)產(chǎn)效率，更方便便的生活活環(huán)境的的同時(shí)，在產(chǎn)品品開發(fā)的的成本、工期、質(zhì)量等等方面卻卻存在嚴(yán)嚴(yán)重問(wèn)題題。成本超出出預(yù)算工期一拖拖再拖質(zhì)量得不不到保證證上述問(wèn)題題導(dǎo)致軟軟件危機(jī)機(jī)，其特特征是微觀上，完工日日期一再再拖后、經(jīng)費(fèi)一一再超支支，甚至至工程最最終宣告告失敗。宏觀上、從整個(gè)個(gè)社會(huì)對(duì)對(duì)軟件的的需求來(lái)來(lái)看,軟軟件危機(jī)

12、機(jī)的實(shí)質(zhì)質(zhì)是軟件件產(chǎn)品的的供應(yīng)跟跟不上需需求的增增長(zhǎng)。CQUPT葛葛君偉19CancelingERPInOctober 2004, thegiantBritish foodretailerJSainsburyPLC hadtowriteoffitsUS$526millioninvestment in an automatedsupply-chainmanagementsystem.Itseemsthat merchandise wasstuckinthecompanys depotsandwarehousesandwas notgetting throughtomanyofitsstores.

13、Sainsburywas forcedtohire about 3000additionalclerkstostockits shelvesmanuallyCQUPT葛葛君偉20OxfordHealth PlansNewbillingsystemcannot keepupwithexpandingbusiness, resultinginuncollectedpaymentsof$400 millionfrom patients and$650 millionowed to caregivers.October 1997announcement of quarterlyloss trigger

14、s stock price to dropfrom$68to$26 in oneday, wipingout$3.4billion in corporatevalue.Companylaterpays investors$225 milliontosettle lawsuits.CQUPT葛葛君偉21SydneyWaterCorp.Project to automate customer information andbilling forAustraliaslargest water provider is canceled in 2002, duetoinadequate planning

15、,numerouschangerequests, andcost andscheduleoverruns.COST:$33.2millionCQUPT葛葛君偉22LondonStockExchangeEfforttodesign newstocksettlement systemisscrappedin1993,aftersevenyears,becauseofoverlycomplexandcumbersomedesignand poorprojectmanagement.COST:$600 millionCQUPT葛葛君偉23國(guó)內(nèi)失敗敗案例資源一號(hào)號(hào)02型飛行兩年年，在1473圈，變軌軌沒(méi)

16、有成成功發(fā)現(xiàn)是潛潛通道問(wèn)問(wèn)題。系系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)是分散散到五個(gè)個(gè)子程序序，變量量在前一一個(gè)模塊塊被清掉掉，需要要姿態(tài)正正常，才才能開發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)。方法：把把部分程程序重新新設(shè)計(jì)，再送上上去CQUPT葛葛君偉24國(guó)內(nèi)失敗敗案例三號(hào)衛(wèi)星星2004年11月發(fā)射，12月-05.1，有四次次進(jìn)入異異常工作作模式。分析：異異常指令令內(nèi)存存?zhèn)飨聛?lái)來(lái)分析，發(fā)現(xiàn)是是軌道計(jì)計(jì)算發(fā)現(xiàn)現(xiàn)尋址跳跳變。減減法運(yùn)算算指令，是否帶帶進(jìn)位關(guān)關(guān)系到結(jié)結(jié)果正確確。CQUPT葛葛君偉25國(guó)內(nèi)失敗敗案例神州飛船船返回的前前天晚上上，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)異常，發(fā)現(xiàn)發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)通通訊有短短暫不成成功。神州二號(hào)號(hào)發(fā)射逃逸逸模式，發(fā)出指指令卻沒(méi)沒(méi)有轉(zhuǎn)化化到逃逸逸模式。問(wèn)

17、題：時(shí)時(shí)間清零零問(wèn)題CQUPT葛葛君偉26Theproblemonly getsworseasITgrowsubiquitousOftheITprojectsthatareinitiated,from5 to 15 percentwill be abandonedbeforeorshortlyafterdeliveryashopelessly inadequate.Many otherswill arrivelate andover budgetorrequire massivereworking.FewITprojects, in other words,trulysucceed.CQUPT

18、葛葛君偉27WHEN ASOFTWAREPROJECTFAILS,itjeopardizesanorganizationsprospects.itmaystealthe companysentirefuture.A poorlyimplementedresourceplanningsystemledFoxMeyerDrugCo., a$5billionwholesaledrugdistributioncompanyinCarrollton,Texas,toplummetinto bankruptcyin1996.CQUPT葛葛君偉28WHEN ASOFTWAREPROJECTFAILS,ITf

19、ailure in governmentcan imperilnationalsecurity.The$170million VCF(FBIsVirtualCase File) systeminstead ended withoutany systems being deployed.ITfailurescanstunteconomicgrowth andquality of life.AIRJAM:TheU.S.Federal Aviation Administration spent $2.6billiontryingtoupgradeitsair-trafficcontrolsystem

20、from1981,only to canceltheprojectin1994.Gridlocked skies arestillwith us today.由航班延延誤造成成的經(jīng)濟(jì)濟(jì)損失累累計(jì)高達(dá)達(dá)500億美元。CQUPT葛葛君偉29WHEN ASOFTWAREPROJECTFAILS,Failurecanbedefinedasthetotalabandonmentofaproject beforeorshortly after it is delivered.In2004,theU.S.government spent $60billion on software (notcounting

21、the embedded software in weaponssystems).A 5percentfailure rate(at least)means$3billion wasprobablywasted.A 15 to 20 percentfailurerate (more probably),whichhavebudgets of $10million or more, means that$25-75 billionwas probably wasted,bothgovernment andcorporatefor last5years.CQUPT葛葛君偉30WHEN ASOFTW

22、AREPROJECTFAILSThefailuredoesnt reflectprojectsthat exceedtheirbudgetswhich mostprojectsdo,that deliveredlatewhich themajorityare,that havetostartoveronce aprojectisabandoned, orthat arebug-ridden systemswhichhavetoberepeatedly reworked.發(fā)生用戶戶訴訟的的項(xiàng)目。包括以上上所有浪浪費(fèi)的費(fèi)費(fèi)用，僅僅美國(guó)每每年在軟軟件開發(fā)發(fā)上浪費(fèi)費(fèi)的費(fèi)用用就在60-70billion

23、美元。這這些錢可以發(fā)射射太空飛飛船100次，建造由24顆衛(wèi)星組組成的GPS系統(tǒng)，或或者從頭研制制開發(fā)Boeing777飛機(jī)，還還要剩余余幾billion美元。CQUPT葛葛君偉31概論軟件危機(jī)機(jī)為什么提提出軟件件工程？造成軟件件危機(jī)的的原因軟件產(chǎn)品品是復(fù)雜雜的人造造系統(tǒng)，具有復(fù)復(fù)雜性、不可預(yù)預(yù)見(jiàn)性和和易變性性，難以以處理。個(gè)人和小小組非常常有效的的開發(fā)小小型軟件件的編程程技術(shù)和和過(guò)程，在開發(fā)發(fā)大型、復(fù)雜系系統(tǒng)時(shí)難難以發(fā)揮揮同樣的的作用。軟件是知知識(shí)產(chǎn)品品，技術(shù)術(shù)更新快快，行業(yè)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激激烈，難難以在可可以接受受的成本本和工期期內(nèi)提供供高質(zhì)量量的產(chǎn)品品。CQUPT葛葛君偉32概論軟件危機(jī)機(jī)以下是具

24、具體原因因：軟件工程程的建設(shè)設(shè)目標(biāo)在在工程進(jìn)進(jìn)行期間間會(huì)不斷斷地變更更，原因因是技術(shù)術(shù)的進(jìn)步步，周圍圍環(huán)境的的變化和和用戶使使用后要要求的提提高。軟件部件件的重復(fù)復(fù)利用處處于很低低的水平平。開發(fā)發(fā)者很少少能夠“從不同同廠商采采購(gòu)軟部部件，再再加上自自己的東東西，迅迅速形成成一個(gè)系系統(tǒng)”。軟件不可可靠、不不可維護(hù)護(hù)、不可可移植導(dǎo)導(dǎo)致開發(fā)發(fā)和維護(hù)護(hù)費(fèi)用激激增。由于缺乏乏軟件開開發(fā)的經(jīng)經(jīng)驗(yàn)和關(guān)關(guān)于軟件件開發(fā)數(shù)數(shù)據(jù)的積積累，使使得開發(fā)發(fā)工作的的計(jì)劃很很難制定定和實(shí)施施。CQUPT葛葛君偉33概論軟件危機(jī)機(jī)以下是具具體原因因：作為軟件件設(shè)計(jì)依依據(jù)的需需求,在在開發(fā)的的初期階階段提得得不夠明明確,或或是未

25、能能得到確確切的表表達(dá)。開開發(fā)工作作開始后后，軟件件人員和和用戶又又未能及及時(shí)交換換意見(jiàn)，使得一一些問(wèn)題題不能及及時(shí)得到到解決而而隱藏起起來(lái)，造造成開發(fā)發(fā)后期矛矛盾的集集中暴露露。開發(fā)過(guò)程程沒(méi)有統(tǒng)統(tǒng)一的、公認(rèn)的的方法或或規(guī)范指指導(dǎo)，參參加人員員各行其其事。加加之不重重視文字字資料工工作，設(shè)設(shè)計(jì)和實(shí)實(shí)現(xiàn)過(guò)程程的資料料很不完完整，或或是每個(gè)個(gè)工作與與其他人人的接口口部分被被忽視。未能在測(cè)測(cè)試階段段充分做做好檢測(cè)測(cè)工作，提交用用戶的軟軟件質(zhì)量量差，在在運(yùn)行中中暴露出出大量的的問(wèn)題。特別是是，軟件件測(cè)試不不能證明明軟件完完全正確確，且事事后的更更改不一一定能增增進(jìn)軟件件的質(zhì)量量。CQUPT葛葛君偉34

26、概論軟件工程程軟件工程程的作用用解決軟件件危機(jī)；從“技術(shù)術(shù)”和“技術(shù)管管理”的的角度來(lái)來(lái)研究和和探討軟軟件的設(shè)設(shè)計(jì)、開開發(fā)和維維護(hù)問(wèn)題題。軟件工程程將數(shù)據(jù)據(jù)流、控控制流、事件驅(qū)驅(qū)動(dòng)、狀狀態(tài)機(jī)變變換、面面向?qū)ο笙蟮确椒ǚㄒ?guī)范化化、模式式化，并并制作相相應(yīng)的工工作，使使得軟件件生產(chǎn)率率更高，質(zhì)量更更好，成成本更低低。CQUPT葛葛君偉35概論軟件工程程軟件工程程的地位位1991年，ACM和IEEE-CS的計(jì)算學(xué)學(xué)科教程程CC1991專題組將將軟件工工程列為為計(jì)算學(xué)學(xué)科的九九個(gè)知識(shí)識(shí)領(lǐng)域之之一。2001年，CC2001將計(jì)算科科學(xué)劃分分為5個(gè)相對(duì)獨(dú)獨(dú)立的部部分：計(jì)計(jì)算機(jī)科科學(xué)，計(jì)計(jì)算機(jī)工工程，軟軟件

27、工程程，信息息系統(tǒng)和和信息技技術(shù)。2004年8月，全世世界500多位來(lái)指指大學(xué)、科研機(jī)機(jī)構(gòu)和企企業(yè)的專專家、教教授推出出了軟件件工程知知識(shí)體(SWEBOK)和軟件工工程教育育知識(shí)體體(SEEK)，標(biāo)志著著軟件工工程學(xué)科科在世界界范圍正正式確立立。2011年，教育育部正式式將軟件件工程列列為一級(jí)級(jí)學(xué)科。CQUPT葛葛君偉36概論軟件工程程軟件工程程的十個(gè)個(gè)知識(shí)域域軟件需求求軟件工程程基礎(chǔ)軟件設(shè)計(jì)計(jì)軟件工程程核心軟件構(gòu)造造軟件測(cè)試試軟件維護(hù)護(hù)軟件配置置管理軟件工程程管理基礎(chǔ)設(shè)施施管理，項(xiàng)目管管理，度度量和控控制計(jì)劃劃軟件工程程過(guò)程軟件工程程工具和和方法軟件質(zhì)量量CQUPT葛葛君偉37概論軟件工程程

28、軟件工程程的基本本原理用分階段段的生命命周期計(jì)計(jì)劃嚴(yán)格格管理堅(jiān)持進(jìn)行行階段評(píng)評(píng)審實(shí)行嚴(yán)格格的產(chǎn)品品控制，重點(diǎn)是是實(shí)行基基準(zhǔn)配置置管理采用先進(jìn)進(jìn)的程序序設(shè)計(jì)技技術(shù)，提提高軟件件開發(fā)和和維護(hù)的的效率結(jié)果應(yīng)能能清楚地地審查開發(fā)小組組的人員員應(yīng)該少少而精承認(rèn)不斷斷改進(jìn)軟軟件工程程實(shí)踐的的必要性性CQUPT葛葛君偉38概論軟件工程程軟件工程程方法學(xué)學(xué)軟件工程程：技術(shù)術(shù)與管理理緊密結(jié)結(jié)合的工工程學(xué)科科。軟件工程程方法學(xué)學(xué)：在軟軟件生命命周期全全過(guò)程中中使用的的一整套套方法技技術(shù)(Methodology/Paradigm)。傳統(tǒng)方法法學(xué)生命周期期方法學(xué)學(xué)或結(jié)構(gòu)構(gòu)化范型型。面向?qū)ο笙蠓椒▽W(xué)學(xué)以數(shù)據(jù)為為主線，將

29、數(shù)據(jù)據(jù)和對(duì)數(shù)數(shù)據(jù)的操操作緊密密結(jié)合的的方法。CQUPT葛葛君偉39概論軟件工程程的特點(diǎn)點(diǎn)軟件工程程包含的的四個(gè)關(guān)關(guān)鍵元素素方法(methods)語(yǔ)言(languages)工具(tools)過(guò)程(procedures)CQUPT葛葛君偉40概論軟件工程程的特點(diǎn)點(diǎn)軟件工程程現(xiàn)階段段特點(diǎn)強(qiáng)調(diào)文檔檔的重要要性對(duì)“形式化”描述的要要求正在在增加原型開發(fā)發(fā)方法和和Demo示范的做做法日益益流行開發(fā)隊(duì)伍伍變得精精干質(zhì)量控制制將逐步步得到重重視軟件重用用與軟構(gòu)構(gòu)件的思思想在實(shí)實(shí)施上有有所表現(xiàn)現(xiàn)CQUPT葛葛君偉41概論軟件的生生命周期期軟件工程程的傳統(tǒng)統(tǒng)途徑生命周周期方法法學(xué)對(duì)復(fù)雜問(wèn)問(wèn)題進(jìn)行行分解逐步完成成每

30、個(gè)階階段的任任務(wù)階段審查查的主要要標(biāo)準(zhǔn)是是高質(zhì)量量的文檔檔CQUPT葛葛君偉42概論軟件的生生命周期期軟件的生生命周期期(LifeCycle)：計(jì)劃需求分析析設(shè)計(jì)程序編寫寫測(cè)試運(yùn)行維護(hù)護(hù)等六個(gè)個(gè)步驟要求在軟軟件的整整個(gè)生命命周期進(jìn)進(jìn)行工程程化管理理。CQUPT葛葛君偉43概論軟件的生生命周期期軟件的生生命周期期(LifeCycle),：軟件定義義或系統(tǒng)統(tǒng)分析問(wèn)題定義義可行性研研究需求分析析CQUPT葛葛君偉44概論軟件的生生命周期期軟件的生生命周期期(LifeCycle),：開發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)總體設(shè)計(jì)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)計(jì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)編碼和單單元測(cè)試試綜合測(cè)試試CQUPT葛葛君偉45概論軟件的生生命周期期軟件的生生命周期期(LifeCycle)：維護(hù)再再定義和和再開發(fā)