軟件工程概述信息管理技術(shù)第一頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期三學(xué)習(xí)軟件工程的目的軟件工程是一門集軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)與軟件管理技術(shù)于一體的專門基礎(chǔ)課。具有廣泛的實(shí)踐性。學(xué)習(xí)的目的是讓學(xué)生學(xué)會(huì)用工程的原理、技術(shù)和當(dāng)前最好的管理手段進(jìn)行軟件的開(kāi)發(fā)與維護(hù)。從而提高個(gè)人的素質(zhì)。2第二頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期三課程考核辦法考核成績(jī)：平時(shí)占40%（含平時(shí)作業(yè)和期中測(cè)驗(yàn)）實(shí)驗(yàn)占20%(含平時(shí)實(shí)驗(yàn)成績(jī)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告)期末測(cè)驗(yàn)占40%3第三頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期三案例練習(xí)任務(wù)：請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)加法運(yùn)算器。S1:請(qǐng)選出四個(gè)組長(zhǎng)——分成四組，每組完成一個(gè)任務(wù)。S2：第一組：提出具體的功能要求。

第二組：進(jìn)行軟件的算法設(shè)計(jì)，畫(huà)出流程圖。

第三組：進(jìn)行軟件的編碼編寫(xiě)C語(yǔ)言代碼。

第四組：進(jìn)行軟件的測(cè)試——組織一組數(shù)據(jù)測(cè)試。

S3：結(jié)果分析第四頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期三第一章軟件工程概述

1.1軟件的概念1.2軟件的發(fā)展與軟件危機(jī)1.3軟件工程1.4軟件的開(kāi)發(fā)方法、工具和環(huán)境小結(jié)思考與練習(xí)返回章目錄第五頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期三1.1軟件的概念

軟件是軟件工程學(xué)的一個(gè)重要概念。它是由計(jì)算機(jī)程序發(fā)展而來(lái)的一種概念。

那么，軟件是不是程序呢?

計(jì)算機(jī)程序是按既定的算法，用某種計(jì)算機(jī)語(yǔ)言所規(guī)定的指令或語(yǔ)句編寫(xiě)的一系列指令或語(yǔ)句的集合。6第六頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期三

中國(guó)大百科全書(shū)中對(duì)軟件的定義是：軟件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的程序和和有關(guān)文件（文檔）。這些文檔資料包括:

需求分析、功能說(shuō)明、算法說(shuō)明、結(jié)構(gòu)說(shuō)明、使用說(shuō)明和維護(hù)說(shuō)明等。特點(diǎn)：軟件是一種邏輯實(shí)體，有抽象性。在它的開(kāi)發(fā)過(guò)程中沒(méi)有明顯的制造過(guò)程，沒(méi)有硬件那樣的機(jī)械磨損、老化問(wèn)題。7第七頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期三軟件可分為可執(zhí)行部分和不可執(zhí)行部分。

1．可執(zhí)行部分

軟件的可執(zhí)行部分，是以編碼信息存放在存儲(chǔ)介質(zhì)上的程序與過(guò)程。

2．不可執(zhí)行部分軟件的不可執(zhí)行部分，包括面向開(kāi)發(fā)者的文檔和面向用戶的文檔兩部分。這兩部分文檔雖不可執(zhí)行，但卻是開(kāi)發(fā)與維護(hù)可執(zhí)行部分的重要依據(jù)。返回節(jié)目錄8第八頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期三

1.2軟件的發(fā)展與軟件危機(jī)

1.2.1計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展

1.2.2軟件危機(jī)返回節(jié)目錄9第九頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期三1.2.1計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展

自1946年世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)誕生以來(lái)，計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)時(shí)期，對(duì)應(yīng)了硬件的四個(gè)發(fā)展階段。第一時(shí)期——程序設(shè)計(jì)時(shí)期從1946年到二十世紀(jì)60年代初，是計(jì)算機(jī)軟件發(fā)展的初期。這個(gè)時(shí)期，程序仍是工程技術(shù)人員為解決某個(gè)具體的實(shí)際問(wèn)題而專門編寫(xiě)的，規(guī)模也很小，程序設(shè)計(jì)很少考慮通用性，但十分講究編程技巧。此時(shí)只有程序的概念，還沒(méi)有軟件的概念。

10第十頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期三第二時(shí)期——程序系統(tǒng)時(shí)期

從20世紀(jì)60年代初到70年代初，是計(jì)算機(jī)軟件發(fā)展的第二個(gè)時(shí)期。此時(shí)，人們對(duì)軟件的認(rèn)識(shí)僅僅局限于“軟件＝程序+說(shuō)明”。該時(shí)期軟件開(kāi)發(fā)的特征表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

(1)軟件的開(kāi)發(fā)方式由“個(gè)體生產(chǎn)”到“軟件作坊”

(2)程序的運(yùn)行、維護(hù)也不再由一個(gè)人來(lái)承擔(dān)。

(3)程序已不再是計(jì)算機(jī)硬件的附屬成分，而是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中與硬件相互依存、共同發(fā)揮作用所不可缺少的部分。

11第十一頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期三這個(gè)時(shí)期，軟件產(chǎn)業(yè)已經(jīng)萌芽，其中一個(gè)重要特征就是出現(xiàn)了“軟件作坊”，軟件產(chǎn)品廣泛銷售，軟件的數(shù)量急劇增加?；旧涎赜密浖l(fā)展早期所形成的個(gè)體化開(kāi)發(fā)方式。軟件的開(kāi)發(fā)與維護(hù)費(fèi)用以驚人的速度遞增。更為嚴(yán)重的是，由于程序的個(gè)體化開(kāi)發(fā)特征，使許多軟件產(chǎn)品不可維護(hù)，最終導(dǎo)致了“軟件危機(jī)“的出現(xiàn)。12第十二頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期三13第十三頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期三第三時(shí)期——軟件工程時(shí)期從20世紀(jì)70年代中期至今，是計(jì)算機(jī)軟件發(fā)展的第三個(gè)時(shí)期。這個(gè)時(shí)期軟件產(chǎn)業(yè)已經(jīng)興起，軟件作坊已經(jīng)發(fā)展為軟件公司，甚至是跨國(guó)軟件公司。軟件的開(kāi)發(fā)方式是以工程的思想為指導(dǎo)，用工程化的原則、方法和標(biāo)準(zhǔn)來(lái)開(kāi)發(fā)和維護(hù)軟件。軟件開(kāi)發(fā)的成功率大大提高，軟件的質(zhì)量也有了很大的保證。軟件也已經(jīng)產(chǎn)品化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、工程化。14第十四頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期三1.2.2軟件危機(jī)

1．軟件危機(jī)的概念及其表現(xiàn)軟件本身是一個(gè)邏輯實(shí)體，而非一個(gè)物理實(shí)體，它是非實(shí)物性的，是不可見(jiàn)的。而軟件開(kāi)發(fā)又是一個(gè)“思考”過(guò)程，很難進(jìn)行管理，開(kāi)發(fā)人員以“手工作坊”的方式開(kāi)發(fā)軟件，完全按照自己的愛(ài)好和習(xí)慣進(jìn)行，沒(méi)有任何統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范可以遵循。因而，在軟件的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，人們遇到了許多困難（人員、時(shí)間、成本和維護(hù)）。高成本與低質(zhì)量的矛盾15第十五頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期三

2．軟件危機(jī)產(chǎn)生的原因

A軟件危機(jī)的產(chǎn)生，一方面與軟件本身的特點(diǎn)有關(guān)，另一方面也和軟件開(kāi)發(fā)與維護(hù)方法的不正確有關(guān)。因?yàn)椋很浖且环N邏輯實(shí)體，有抽象性。在它的開(kāi)發(fā)過(guò)程中沒(méi)有明顯的制造過(guò)程，沒(méi)有硬件那樣的機(jī)械磨損、老化問(wèn)題。在某個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成以前，軟件開(kāi)發(fā)人員很難掌握其開(kāi)發(fā)進(jìn)度，也不易對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)。因此，管理和控制軟件的開(kāi)發(fā)極為困難。16第十六頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期三

B

另外軟件規(guī)模的不斷增大，使程序的復(fù)雜程度也在不斷增加，軟件開(kāi)發(fā)的難度也更難以衡量。對(duì)于大型軟件的開(kāi)發(fā)．要求所有參與研發(fā)的人員之間也必須能夠進(jìn)行準(zhǔn)確地交流。而實(shí)際情況是在用戶、領(lǐng)域?qū)＜?、軟件開(kāi)發(fā)人員之間沒(méi)有一種合適的通訊手段。用戶與軟件人員之間交流困難，是造成軟件危機(jī)的重要原因之一。17第十七頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期三

C軟件危機(jī)產(chǎn)生的另一原因，是軟件的開(kāi)發(fā)采用了“手工作坊”式的開(kāi)發(fā)模式。當(dāng)時(shí)的軟件規(guī)模很小，多為一個(gè)人或一組人開(kāi)發(fā)，開(kāi)發(fā)人員沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)可以遵循，只是按照各自的愛(ài)好和習(xí)慣進(jìn)行軟件的設(shè)計(jì)。其結(jié)果是開(kāi)發(fā)者把方案構(gòu)想、總體設(shè)計(jì)等重要開(kāi)發(fā)步驟完全裝在大腦里，只有程序流程圖和可執(zhí)行的源程序作為文檔留下來(lái)，缺少必要的、面向開(kāi)發(fā)者的、不可執(zhí)行的文檔，如軟件需求說(shuō)明書(shū)、結(jié)構(gòu)圖、程序代碼中的注釋、測(cè)試用例的設(shè)計(jì)及測(cè)試報(bào)告等。

18第十八頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期三

3．解決軟件危機(jī)的途徑為擺脫軟件危機(jī)，北大西洋公約組織成員國(guó)在1968年和1969年兩度召開(kāi)會(huì)議，商討解決“軟件危機(jī)”的對(duì)策。會(huì)議總結(jié)了軟件開(kāi)發(fā)中失敗的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，吸收了機(jī)械工程和土木工程設(shè)計(jì)中成熟而嚴(yán)密的工程設(shè)計(jì)思想，首次提出了“軟件工程”的概念，認(rèn)為計(jì)算機(jī)軟件的開(kāi)發(fā)，也應(yīng)像工程設(shè)計(jì)一樣，進(jìn)行規(guī)范性的開(kāi)發(fā)，走“工程化”的道路。

第十九頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期三1.3軟件工程

1.3.1軟件工程概述

1.3.2軟件生存周期

1.3.3軟件生存期模型返回節(jié)目錄20第二十頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期三1.3.1軟件工程概述1.軟件工程概述

軟件工程是指導(dǎo)計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)和維護(hù)的一門工程學(xué)科。它運(yùn)用工程開(kāi)發(fā)的概念、原理、方法和技術(shù)來(lái)開(kāi)發(fā)和維護(hù)軟件，把經(jīng)過(guò)時(shí)間考驗(yàn)而證明是正確的管理技術(shù)和當(dāng)前能夠用到的最好的開(kāi)發(fā)方法結(jié)合起來(lái)，共同作用于軟件的開(kāi)發(fā)和維護(hù)。軟件工程強(qiáng)調(diào)使用軟件生命周期方法學(xué)和各種先進(jìn)的分析方法、設(shè)計(jì)技術(shù)。

21第二十一頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期三2、軟件工程研究的對(duì)象軟件工程主要研究如何應(yīng)用一些科學(xué)理論和工程技術(shù)觀點(diǎn)，來(lái)指導(dǎo)軟件系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與維護(hù)。這使其逐漸成為一門嚴(yán)格的工程學(xué)科。主要包括：軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)軟件管理22第二十二頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期三

3、軟件工程的目標(biāo)軟件工程的目標(biāo)是提高軟件產(chǎn)品的質(zhì)量與軟件開(kāi)發(fā)的生產(chǎn)率，最終實(shí)現(xiàn)軟件的工業(yè)化生產(chǎn)?！百|(zhì)量”是軟件需求方最關(guān)心的問(wèn)題，而“生產(chǎn)率”是軟件供應(yīng)方最關(guān)心的問(wèn)題。“質(zhì)量”與“生產(chǎn)率”之間又有著內(nèi)在的聯(lián)系，高生產(chǎn)率必須以質(zhì)量合格為前提。23第二十三頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期三

4、軟件工程的主要環(huán)節(jié)有：人員管理、項(xiàng)目管理、可行性與需求分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)、測(cè)試、維護(hù)等，如圖1.1所示。

24第二十四頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期三1.3.2軟件生存周期如同人的一生要經(jīng)歷嬰兒期、少年期、青年期、老年期直至死亡這樣一個(gè)全過(guò)程一樣，任何一個(gè)軟件產(chǎn)品或軟件系統(tǒng)也要經(jīng)歷軟件定義、軟件開(kāi)發(fā)、軟件維護(hù)直至被淘汰這樣一個(gè)全過(guò)程。我們把軟件經(jīng)歷的這一全過(guò)程稱為軟件生存周期。

25第二十五頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期三問(wèn)題定義可行性分析需求分析概要設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)軟件編碼軟件測(cè)試軟件維護(hù)軟件開(kāi)發(fā)軟件定義軟件維護(hù)26第二十六頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期三1．軟件的定義階段軟件定義階段主要解決待開(kāi)發(fā)的軟件是“做什么”的這一問(wèn)題。系統(tǒng)分析（定義）——確定待開(kāi)發(fā)軟件的總體要求和適用范圍，以及軟硬件支撐的要求；軟件項(xiàng)目計(jì)劃（可行性）——確定待開(kāi)發(fā)軟件的目標(biāo)，對(duì)其進(jìn)行可行性分析，并對(duì)資源分配、進(jìn)度安排等作合理計(jì)劃；需求分析（功能分析）——確定系統(tǒng)的邏輯模型。

27第二十七頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期三

2．軟件的開(kāi)發(fā)階段軟件開(kāi)發(fā)階段主要解決該軟件“怎樣做”的問(wèn)題。主要完成軟件中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和軟件自身結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，算法的設(shè)計(jì)，程序的編寫(xiě)，程序的測(cè)試。最后得到可交付使用的軟件。它通常由下述四個(gè)階段組成：概要設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)軟件編碼和單元測(cè)試綜合測(cè)試28第二十八頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期三3．軟件的維護(hù)通常有四類維護(hù)活動(dòng)：改正性維護(hù)，也就是診斷和改正在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤；適應(yīng)性維護(hù)，即修改軟件以適應(yīng)環(huán)境的變化；完善性維護(hù)，即根據(jù)用戶的要求改進(jìn)或擴(kuò)充軟件使它更完善；預(yù)防性維護(hù)，即修改軟件為將來(lái)的維護(hù)活動(dòng)預(yù)先做準(zhǔn)備。29第二十九頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期三1.3.3軟件生存期模型

最早出現(xiàn)的軟件開(kāi)發(fā)模型是1970年W。Royce提出的瀑布模型，而后隨著軟件工程學(xué)科的發(fā)展和軟件開(kāi)發(fā)的實(shí)踐，相繼提出了演化模型、螺旋模型、增量模型、噴泉模型等。近年、又提出了漸增模型。30第三十頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期三1．瀑布模型一個(gè)更精確的軟件開(kāi)發(fā)步驟可按需要解決問(wèn)題的順序依次為：做什么——如何做——制作——檢測(cè)——使用首先應(yīng)給出軟件的目標(biāo)，確定要做什么；然后要決定如何達(dá)到這一目標(biāo)，給出策略、方法和步驟；繼而加以實(shí)現(xiàn)，制作出所需要的軟件；經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)臋z測(cè)，判定符合初始目標(biāo)以后，方可投人運(yùn)行和使用?？梢哉f(shuō)這是瀑布模型的雛型。1970年W．Royce首先將這一瀑布模型的雛型精確化，提出了具有多個(gè)開(kāi)發(fā)階段的瀑布模型。31第三十一頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期三問(wèn)題定義可行性分析需求分析概要設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)軟件編碼軟件測(cè)試軟件維護(hù)軟件開(kāi)發(fā)軟件定義軟件維護(hù)32第三十二頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期三

在瀑布模型中，各階段結(jié)束后，都要進(jìn)行嚴(yán)格的評(píng)審。技術(shù)評(píng)審、管理復(fù)審評(píng)審不合格，返回上一節(jié)，重新設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，保證了軟件產(chǎn)品的質(zhì)量。特點(diǎn)：瀑布模型適用于客戶需求明確，技術(shù)成熟，階段目標(biāo)明確的項(xiàng)目，但缺少靈活性。33第三十三頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期三2．螺旋模型螺旋模型是在瀑布模型和演化模型的基礎(chǔ)上，加入兩者所忽略的風(fēng)險(xiǎn)分析所建立的一種軟件開(kāi)發(fā)模型。①制定計(jì)劃——確定軟件目標(biāo)，選定實(shí)施方案，弄清項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的限制條件；②風(fēng)險(xiǎn)分析——分析所選方案，考慮如何識(shí)別和消除風(fēng)險(xiǎn)；③實(shí)施工程——實(shí)施軟件開(kāi)發(fā)；④客戶評(píng)估——評(píng)價(jià)開(kāi)發(fā)工作，提出修正建議。34第三十四頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期三35第三十五頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期三