軟件工程課程教學(xué)大綱SoftwareEngineering學(xué)時數(shù)：48其中：實(shí)訓(xùn)學(xué)時：10課外學(xué)時：0學(xué)分?jǐn)?shù)：3適用專業(yè)：信息與計算科學(xué)一、課程的性質(zhì)、目的和任務(wù)軟件工程是一門計算機(jī)軟件類的理論性較強(qiáng)的學(xué)科，它建立并規(guī)范了整套與軟件特點(diǎn)相適應(yīng)的、完善的工程原理與技術(shù)，目的是保證經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)高質(zhì)量的軟件產(chǎn)品并有效地維護(hù)已有的軟件產(chǎn)品。軟件工程是計算機(jī)軟件應(yīng)用專業(yè)的必修課，學(xué)習(xí)對象為信息與計算科學(xué)專業(yè)本科高年級學(xué)生。本課程主要介紹軟件工程的基本概念、生存期模型、系統(tǒng)分析和系統(tǒng)設(shè)計的基本技術(shù)、程序語言與編碼風(fēng)格、軟件測試與軟件可靠性、軟件維護(hù)等的概念與方法。通過本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握軟件工程的基礎(chǔ)知識和理論，能分析大型軟件開發(fā)過程中出現(xiàn)的問題，了解軟件開發(fā)生命周期中常用的技術(shù)，掌握軟件開發(fā)過程的結(jié)構(gòu)化方法和面向?qū)ο蠓椒?，學(xué)會運(yùn)用結(jié)構(gòu)化和面向?qū)ο蟮能浖こ谭椒ㄟM(jìn)行軟件需求分析、系統(tǒng)設(shè)計、實(shí)現(xiàn)和測試，并通過課程實(shí)踐實(shí)際運(yùn)用軟件工程的思想和技術(shù)、掌握軟件項目管理和團(tuán)隊開發(fā)的工作方法。本課程除要求學(xué)生掌握軟件工程的基礎(chǔ)知識和理論，重點(diǎn)要求學(xué)生學(xué)會分析問題的思想和方法。二、課程教學(xué)的基本要求(一）了解軟件的主要成分、軟件的分類，以及按軟件工程方法從事軟件開發(fā)的意義；（二）初步掌握軟件工程的基本概念：軟件與軟件工程，生存周期與軟件開發(fā)模式，結(jié)構(gòu)化分析、設(shè)計與編碼，面向?qū)ο蠓治?、設(shè)計與編碼，測試與維護(hù)，項目計劃與項目管理；（三）掌握軟件需求分析的方法，重點(diǎn)是結(jié)構(gòu)化分析方法和面向?qū)ο蟮腛MT方法，學(xué)會如何進(jìn)行軟件建模，如何才能做出好的軟件需求說明。（四）初步掌握軟件開發(fā)相關(guān)文檔的書寫規(guī)范，主要是業(yè)務(wù)流程描述、需求分析、系統(tǒng)設(shè)計文檔；（五）掌握軟件設(shè)計的方法，重點(diǎn)在結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法和面向?qū)ο蟮腛OAD方法，學(xué)會如何才能建立一個好的軟件體系結(jié)構(gòu)，應(yīng)如何度量和評價。（六）掌握結(jié)構(gòu)化軟件開發(fā)過程，完成訓(xùn)練課題的數(shù)據(jù)流程圖、數(shù)據(jù)字典、數(shù)據(jù)庫設(shè)計、編碼、測試；（七）掌握軟件測試的基本方法，重點(diǎn)在測試用例的設(shè)計，了解應(yīng)做哪些方面的測試，測試數(shù)據(jù)如何設(shè)計，測試的內(nèi)容和如何利用測試結(jié)果進(jìn)行可靠性分析與預(yù)測。（八）掌握軟件過程與管理的方法，重點(diǎn)在質(zhì)量管理和成本/進(jìn)度管理，了解主要的軟件標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)產(chǎn)生哪些文檔，學(xué)習(xí)在軟件過程中建立質(zhì)量保證體系的方法和要求。（九）掌握運(yùn)能用軟件工程的方法參與軟件項目的分析、設(shè)計、實(shí)現(xiàn)和維護(hù)等技能三、課程的教學(xué)內(nèi)容、重點(diǎn)和難點(diǎn)第一章軟件與軟件工程一、軟件危機(jī)（一）軟件危機(jī)的介紹（二）產(chǎn)生軟件危機(jī)的原因（三）消除軟件危機(jī)的途徑二、軟件工程（一）軟件工程的介紹（二）軟件工程的基本原理（三）軟件工程方法學(xué)三、軟件生命周期四、軟件過程（一）瀑布模型（二）快速原型模型（三）增量模型（四）螺旋模型（五）噴泉模型（六）Rational統(tǒng)一過程（七）敏捷過程與極限編程（八）微軟過程重點(diǎn)：軟件定義，軟件語言及分類；軟件工程的概念，生存周期；軟件過程模型。難點(diǎn)：軟件過程模型。第二章可行性研究一、可行性研究的任務(wù)二、可行性研究過程三、系統(tǒng)流程圖（一）符號（二）例子（三）分層四、數(shù)據(jù)流圖（一）符號（二）例子（三）命名（四）用途五、數(shù)據(jù)字典（一）數(shù)據(jù)字典的內(nèi)容（二）定義數(shù)據(jù)的方法（三）數(shù)據(jù)字典的用途（四）數(shù)據(jù)字典的實(shí)現(xiàn)六、成本/效益分析（一）成本估計（二）成本/效益分析的方法重點(diǎn)：重點(diǎn)：可行性分析、軟件度量，軟件開發(fā)成本結(jié)算，流程圖、數(shù)據(jù)流圖和數(shù)據(jù)字典的表示方法和應(yīng)用范圍。難點(diǎn)：系統(tǒng)的可性分析、成本/效益分析第三章需求分析一、需求分析的任務(wù)（一）確定對系統(tǒng)的綜合要求（二）分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)要求（三）導(dǎo)出系統(tǒng)的邏輯模型（四）修正系統(tǒng)開發(fā)計劃二、與用戶溝通獲取需求的方法（一）訪談（二）面向數(shù)據(jù)流自頂向下求精（三）簡易的應(yīng)用規(guī)格說明技術(shù)（四）快速建立軟件原型三、分析建模與規(guī)格說明（一）分析建模（二）軟件需求規(guī)格說明四、實(shí)體-聯(lián)系圖（一）數(shù)據(jù)對象（二）屬性（三）聯(lián)系（四）實(shí)體-聯(lián)系圖的符號五、數(shù)據(jù)規(guī)范化六、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖（一）狀態(tài)（二）事件（三）符號（四）例子七、其他圖形工具（一）層次方框圖（二）Warnier圖（三）IPO圖八、驗證軟件需求（一）從哪些方面驗證軟件需求的正確性（二）驗證軟件需求的方法（三）用于需求分析的軟件工具重點(diǎn)：需求分析的任務(wù)及過程，獲取需求的方法，需求分析建模方法，各種圖形工具的應(yīng)用，需求規(guī)格說明書的書寫。難點(diǎn)：獲取需求的方法，需求分析建模方法。第四章總體設(shè)計一、設(shè)計過程二、設(shè)計原理（一）模塊化（二）抽象（三）逐步求精（四）信息隱藏和局部化（五）模塊獨(dú)立三、啟發(fā)規(guī)則四、描繪軟件結(jié)構(gòu)的圖形工具（一）層次圖和HIPO圖（二）結(jié)構(gòu)圖五、面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計方法（一）概念（二）變換分析（三）事務(wù)分析（四）設(shè)計優(yōu)化重點(diǎn)：重點(diǎn)：軟件的總體設(shè)計過程、設(shè)計原理和啟發(fā)式規(guī)則、面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計方法。難點(diǎn)：面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計方法。第五章詳細(xì)設(shè)計一、結(jié)構(gòu)程序設(shè)計二、人機(jī)界面設(shè)計（一）設(shè)計問題（二）設(shè)計過程（三）人機(jī)界面設(shè)計指南三、過程設(shè)計的工具（一）程序流程圖（二）盒圖（三）PAD圖（四）判定表（五）判定樹（六）過程設(shè)計語言四、面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法（一）Jackson圖（二）改進(jìn)的Jackson圖（三）Jackson方法五、程序復(fù)雜程度的定量度量（一）McCabe方法（二）Halstead方法重點(diǎn)：重點(diǎn)：結(jié)構(gòu)程序、人機(jī)界面、和過程設(shè)計的方法，面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法、程序復(fù)雜程度的度量。難點(diǎn)：面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法、程序復(fù)雜程度的度量。第六章實(shí)現(xiàn)一、編碼（一）選擇程序設(shè)計語言（二）編碼風(fēng)格二、軟件測試基礎(chǔ)（一）軟件測試的目標(biāo)（二）軟件測試準(zhǔn)則（三）測試方法（四）測試步驟（五）測試階段的信息流三、單元測試（一）測試重點(diǎn)（二）代碼審查（三）計算機(jī)測試四、集成測試（一）自頂向下集成（二）自底向上集成（三）不同集成測試策略的比較（四）回歸測試五、確認(rèn)測試（一）確認(rèn)測試的范圍（二）軟件配置復(fù)查（三）Alpha和Beta測試六、白盒測試技術(shù)（一）邏輯覆蓋（二）控制結(jié)構(gòu)測試七、黑盒測試技術(shù)（一）等價劃分（二）邊界值分析（三）錯誤推測八、調(diào)試（一）調(diào)試過程（二）調(diào)試途徑九、軟件可靠性（一）基本概念（二）估算平均無故障時間的方法重點(diǎn)：重點(diǎn)：掌握測試階段的內(nèi)容，測試方法及測試步驟難點(diǎn)：白盒與黑盒測試方法；單元測試，集成測試的方法；自頂向下及自底向上結(jié)合模塊的步驟；漸增式及非漸增式測試的區(qū)別；歸納法與演繹法調(diào)試策略；測試用例的設(shè)計。第七章維護(hù)一、軟件維護(hù)的定義二、軟件維護(hù)的特點(diǎn)（一）結(jié)構(gòu)化維護(hù)與非結(jié)構(gòu)化維護(hù)差別巨大（二）維護(hù)的代價高昂（三）維護(hù)的問題很多三、軟件維護(hù)過程四、軟件的可維護(hù)性（一）決定軟件可維護(hù)性的因素（二）文檔（三）可維護(hù)性復(fù)審五、預(yù)防性維護(hù)六、軟件再工程過程重點(diǎn)：重點(diǎn)：掌握軟件維護(hù)的過程、特點(diǎn)、方法、技術(shù)、文檔。難點(diǎn)：軟件維護(hù)的過程。第八章面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)引論一、面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)概述（一）面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)的要點(diǎn)（二）面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)的優(yōu)點(diǎn)二、面向?qū)ο蟮母拍睿ㄒ唬ο螅ǘ┢渌拍钊?、面向?qū)ο蠼Ｋ?、對象模型（一）類圖的基本符號（二）表示關(guān)系的符號五、動態(tài)模型六、功能模型（一）用例圖（二）用例建模七、3種模型之間的關(guān)系重點(diǎn)：重點(diǎn)：面向?qū)ο竺娣椒▽W(xué)的理解，面向?qū)ο蟮母拍罴叭N模型難點(diǎn)：面向?qū)ο竺娣椒▽W(xué)第九章面向?qū)ο蠓治鲆?、面向?qū)ο蠓治龅幕具^程（一）概述（二）3個子模型與5個層次二、需求陳述（一）書寫要點(diǎn)（二）例子三、建立對象模型（一）確定類與對象（二）確定關(guān)聯(lián)（三）劃分主題（四）確定屬性（五）識別繼承關(guān)系（六）反復(fù)修改四、建立動態(tài)模型（一）編寫腳本（二）設(shè)想用戶界面（三）畫事件跟蹤圖（四）畫狀態(tài)圖（五）審查動態(tài)模型五、建立功能模型（一）畫出基本系統(tǒng)模型圖（二）畫出功能級數(shù)據(jù)流圖（三）描述處理框功能六、定義服務(wù)重點(diǎn)：重點(diǎn)：面向?qū)ο蠓治鲞^程、對象、動態(tài)和功能模型的建立。難點(diǎn)：對象、動態(tài)和功能模型的建立。第十章面向?qū)ο笤O(shè)計一、面向?qū)ο笤O(shè)計的準(zhǔn)則二、啟發(fā)規(guī)則三、軟件重用（一）概述（二）類構(gòu)件（三）軟件重用的效益四、系統(tǒng)分解五、設(shè)計問題域子系統(tǒng)六、設(shè)計人機(jī)交互子系統(tǒng)七、設(shè)計任務(wù)管理子系統(tǒng)八、設(shè)計數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)（一）選擇數(shù)據(jù)存儲管理模式（二）設(shè)計數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)（三）例子九、設(shè)計類中的服務(wù)（一）確定類中應(yīng)有的服務(wù)（二）設(shè)計實(shí)現(xiàn)服務(wù)的方法十、設(shè)計關(guān)聯(lián)十一、設(shè)計優(yōu)化（一）確定優(yōu)先級（二）提高效率的幾項技術(shù)（三）調(diào)整繼承關(guān)系重點(diǎn)：重點(diǎn)：面向?qū)ο笤O(shè)計準(zhǔn)則、啟發(fā)式規(guī)則，軟件重用技術(shù)，面向?qū)ο笤O(shè)計過程。難點(diǎn)：任務(wù)分解。第十一章面向?qū)ο髮?shí)現(xiàn)一、程序設(shè)計語言（一）面向?qū)ο笳Z言的優(yōu)點(diǎn)（二）面向?qū)ο笳Z言的技術(shù)特點(diǎn)（三）選擇面向?qū)ο笳Z言二、程序設(shè)計風(fēng)格（一）提高可重用性（二）提高可擴(kuò)充性（三）提高健壯性三、測試策略（一）面向?qū)ο蟮膯卧獪y試（二）面向?qū)ο蟮募蓽y試（三）面向?qū)ο蟮拇_認(rèn)測試四、設(shè)計測試用例（一）測試類的方法（二）集成測試方法重點(diǎn)：重點(diǎn)：選擇面向?qū)ο笳Z言的原因，面向?qū)ο笳Z言的設(shè)計風(fēng)格，面向?qū)ο鬁y試過程。難點(diǎn)：面向?qū)ο鬁y試過程。第十二章軟件項目管理一、估算軟件規(guī)模（一）代碼行技術(shù)（二）功能點(diǎn)技術(shù)二、工作量估算（一）靜態(tài)單變量模型（二）動態(tài)多變量模型（三）COCOMO2模型三、進(jìn)度計劃（一）估算開發(fā)時間（二）Gantt圖（三）工程網(wǎng)絡(luò)（四）估算工程進(jìn)度（五）關(guān)鍵路徑（六）機(jī)動時間四、人員組織（一）民主制程序員組（二）主程序員組（三）現(xiàn)代程序員組五、質(zhì)量保證（一）軟件質(zhì)量（二）軟件質(zhì)量保證措施六、軟件配置管理（一）軟件配置（二）軟件配置管理過程七、能力成熟度模型重點(diǎn)：重點(diǎn)：軟件工作量的度量，軟件項目進(jìn)度安排，軟件項目計劃內(nèi)容，；軟件配置管理難點(diǎn)：軟件開發(fā)成本結(jié)算，軟件項目進(jìn)度安排。四、課程各教學(xué)環(huán)節(jié)要求（一）上機(jī)5次10機(jī)時，教師根據(jù)課本自擬上機(jī)實(shí)驗大綱和方案。（二）作業(yè)：10道必做題，反映教學(xué)目的和基本要求。（三）輔導(dǎo)答疑：主要安排在課后。五、學(xué)時分配(黑體四號)教學(xué)內(nèi)容各教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時分配作業(yè)題量備注章節(jié)主要內(nèi)容講授實(shí)驗討論習(xí)題課外其它小計一軟件工程學(xué)概述222二可行性研究442三需求分析6283四總體設(shè)計4262五詳細(xì)設(shè)計443六實(shí)現(xiàn)4264七維護(hù)221八面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)引論222九面向?qū)ο蠓治?42十面向?qū)ο笤O(shè)計2243十一面向?qū)ο髮?shí)現(xiàn)222十二軟件項目管理2241合計38104827六、課程與其它課程的聯(lián)系軟件工程是計算機(jī)軟件應(yīng)用專業(yè)重要的必修課，通過這門課程的學(xué)習(xí)，將為有志從事軟件行業(yè)的學(xué)生打下堅實(shí)的理論基礎(chǔ)。為將來實(shí)際軟件工作中可能遇到的各類問題提供科學(xué)的解決方案和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚撝笇?dǎo)，否則，無法勝任將來軟件行業(yè)的實(shí)際工作。本課程需要學(xué)生具備一定的編程基礎(chǔ)，至少掌握一門高級語言，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)理論和離散數(shù)學(xué)。如果進(jìn)一步掌握了OOP的編程方法對于本課程的學(xué)習(xí)會有極大的幫助。要求學(xué)生至少參與