《軟件工程導(dǎo)論》教學(xué)大綱課程名稱：軟件工程導(dǎo)論課程代碼：F062092232英文名稱：IntroductiontoSoftwareEngineering學(xué)時：48學(xué)時 學(xué)分：3學(xué)分開課學(xué)期：第6學(xué)期適用專業(yè)：數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)課程類別：理論課課程性質(zhì)：專業(yè)選修課先修課程：Python程序設(shè)計；C語言；數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)導(dǎo)論；數(shù)據(jù)采集與清洗一、課程的性質(zhì)及任務(wù)本課程將講解軟件工程的基本概念、基本原理和基本方法，使學(xué)生掌握需求分析、軟件設(shè)計、軟件測試、軟件演化、軟件過程與管理等方面的基礎(chǔ)知識，建立軟件開發(fā)的系統(tǒng)化與工程化觀念和質(zhì)量意識，了解軟件工程各領(lǐng)域的發(fā)展方向，為將來形式大型軟件系統(tǒng)的開發(fā)與維護(hù)打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。依據(jù)河北工程大學(xué)數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)計劃，本課程需要培養(yǎng)學(xué)生的能力是：1.培養(yǎng)扎實(shí)的數(shù)理、專業(yè)基礎(chǔ)理論知識和專業(yè)技能，能在軟件與信息技術(shù)服務(wù)業(yè)相關(guān)領(lǐng)域成功開展與專業(yè)相關(guān)工作；2.培養(yǎng)良好科學(xué)素質(zhì)、人文素養(yǎng)、社會責(zé)任感和職業(yè)道德，具有擔(dān)當(dāng)精神和強(qiáng)烈的事業(yè)心；3.培養(yǎng)良好的團(tuán)隊(duì)合作和組織管理能力，能夠就復(fù)雜工程問題與國內(nèi)外同行，以及社會公眾進(jìn)行有效溝通和交流；4.培養(yǎng)國際視野，并能跟蹤軟件工程領(lǐng)域前沿技術(shù)發(fā)展和較強(qiáng)的創(chuàng)新能力；5.能夠通過終身學(xué)習(xí)適應(yīng)職業(yè)發(fā)展，在軟件與信息技術(shù)服務(wù)業(yè)相關(guān)領(lǐng)域具有職場競爭力。二、課程目標(biāo)與要求2.1課程目標(biāo)通過本課程學(xué)習(xí),了解物聯(lián)網(wǎng)的起源與發(fā)展;物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)及各層的關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用;物聯(lián)網(wǎng)安全;物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀;典型的物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用。具體細(xì)化為:目標(biāo)1:通過本課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握軟件工程的基本原理和主要內(nèi)容，為學(xué)生進(jìn)一步深人學(xué)習(xí)與軟件工程相關(guān)的其他課程打下堅實(shí)的理論基礎(chǔ)。目標(biāo)2:啟發(fā)學(xué)生把握軟件開發(fā)過程的基本規(guī)律，掌握和運(yùn)用軟件分析、設(shè)計的常用方法、軟件開發(fā)過程的管理方法以及質(zhì)量保證方法等，來解決軟件開發(fā)中的實(shí)際問題，達(dá)到學(xué)以致用的目的。目標(biāo)3:通過本課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握需求分析、軟件設(shè)計、軟件測試、軟件演化、軟件過程與管理等方面的基礎(chǔ)知識。目標(biāo)4:建立軟件開發(fā)的系統(tǒng)化與工程化觀念和質(zhì)量意識，了解軟件工程各領(lǐng)域的發(fā)展方向，為將來形式大型軟件系統(tǒng)的開發(fā)與維護(hù)打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。

軟件工程導(dǎo)論課程教學(xué)大綱PAGE10PAGE112.2課程目標(biāo)與畢業(yè)要求對應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)畢業(yè)要求二級指標(biāo)畢業(yè)要求12345678●●●●2-2能夠基于數(shù)據(jù)科學(xué)相關(guān)科學(xué)原理和數(shù)學(xué)模型方法正確表達(dá)大數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題；2.掌握統(tǒng)計與機(jī)器學(xué)習(xí)的基本方法，能夠綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和數(shù)據(jù)科學(xué)的基本原理，對復(fù)雜的工程系統(tǒng)，識別問題、描述問題并通過文獻(xiàn)研究分析與大數(shù)據(jù)相關(guān)的工程問題，以獲得有效結(jié)論?！?-2能夠針對大數(shù)據(jù)特定的任務(wù)需求，完成大數(shù)據(jù)系統(tǒng)、模塊的設(shè)計與開發(fā)；3.設(shè)計/開發(fā)解決方案能力：能夠設(shè)計出大數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題的解決方案，具有數(shù)據(jù)采集、處理、分析、挖掘的能力，并能夠在設(shè)計環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等多維度協(xié)同發(fā)展因素?！?-3能夠綜合利用數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)的專業(yè)知識和新技術(shù)，在針對復(fù)雜工程問題的系統(tǒng)設(shè)計中體現(xiàn)創(chuàng)新意識；●5-1掌握基本的大數(shù)據(jù)開發(fā)環(huán)境的配置和應(yīng)用，熟練掌握軟件開發(fā)語言(如Python、Java語言等)，并能夠運(yùn)用集成開發(fā)環(huán)境進(jìn)行復(fù)雜程序設(shè)計；5.使用現(xiàn)代工具能力：能夠針對大數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題，開發(fā)、選擇與使用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)、資源、現(xiàn)代信息技術(shù)工具，包括對大數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題的預(yù)測與仿真，并能夠理解其局限性。●5-2能熟練運(yùn)用文獻(xiàn)檢索工具獲取大數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域理論與技術(shù)的最新進(jìn)展以及資源；2.3課程目標(biāo)與培養(yǎng)環(huán)節(jié)對應(yīng)矩陣序號課程目標(biāo)理論教學(xué)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)課后作業(yè)1目標(biāo)1:通過本課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握軟件工程的基本原理和主要內(nèi)容，為學(xué)生進(jìn)一步深人學(xué)習(xí)與軟件工程相關(guān)的其他課程打下堅實(shí)的理論基礎(chǔ)。HL2目標(biāo)2:啟發(fā)學(xué)生把握軟件開發(fā)過程的基本規(guī)律，掌握和運(yùn)用軟件分析、設(shè)計的常用方法、軟件開發(fā)過程的管理方法以及質(zhì)量保證方法等，來解決軟件開發(fā)中的實(shí)際問題，達(dá)到學(xué)以致用的目的。ML3目標(biāo)3:通過本課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握需求分析、軟件設(shè)計、軟件測試、軟件演化、軟件過程與管理等方面的基礎(chǔ)知識。ML4目標(biāo)4:建立軟件開發(fā)的系統(tǒng)化與工程化觀念和質(zhì)量意識，了解軟件工程各領(lǐng)域的發(fā)展方向，為將來形式大型軟件系統(tǒng)的開發(fā)與維護(hù)打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。HL注：H表示該能力的在此環(huán)節(jié)重點(diǎn)培養(yǎng)；M表示該能力在此環(huán)節(jié)有應(yīng)用要求；L表示該能力在此環(huán)節(jié)有所涉及。數(shù)學(xué)建模訓(xùn)練課程教學(xué)大綱PAGE2PAGE12.4目標(biāo)達(dá)成度的評價課程目標(biāo)1、2主要通過理論教學(xué)環(huán)節(jié)、課后作業(yè)進(jìn)行培養(yǎng)。主要通過課后作業(yè)和期末考試進(jìn)行考核。目標(biāo)達(dá)成綜合以上內(nèi)容進(jìn)行評價。課程目標(biāo)3、4主要通過理論教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行培養(yǎng)，在課后拓展作業(yè)進(jìn)行考核。目標(biāo)達(dá)成綜合以上內(nèi)容進(jìn)行評價。三、教學(xué)方法及手段理論教學(xué)以課堂講授為主，面向基礎(chǔ)知識的準(zhǔn)確、扎實(shí)掌握，突出對原理的分析、對方法的總結(jié)以及理論體系的完整建立；理論教學(xué)強(qiáng)調(diào)將軟件工程知識與數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)專業(yè)的理論問題緊密聯(lián)系，面向知識的實(shí)際應(yīng)用；課程強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)通過自學(xué)的方式消化、吸收課程的龐大知識量，并在此基礎(chǔ)上舉一反三。四、課程的基本內(nèi)容與教學(xué)要求第1章軟件工程概述[教學(xué)目的與要求]：了解軟件危機(jī)的概念提出、軟件危機(jī)的主要表現(xiàn)形式、產(chǎn)生軟件危機(jī)的原因和消除軟件危機(jī)的途徑;掌握軟件工程的概念，軟件工程的本質(zhì)特性;理解軟件工程的基本原理;掌握軟件工程方法學(xué);掌握軟件生命周期組成，傳統(tǒng)軟件開發(fā)的生命周期階段劃分以及每個階段活動的過程及其特點(diǎn);理解軟件過程及其概念，了解常用軟件過程模型。[本章主要內(nèi)容]：1、軟件危機(jī);2、軟件工程概念及其基本原理;3、軟件工程方法學(xué);4、軟件生命周期階段劃分;5、軟件過程;6、常見的軟件過程模型。[本章重點(diǎn)]：軟件工程概念及其基本原理;軟件工程方法學(xué);軟件生命周期階段劃分;軟件過程;常見的軟件過程模型。[本章難點(diǎn)]：軟件生命周期階段劃分;軟件過程:常見的軟件過程模型。第2章可行性研究[教學(xué)目的與要求]：了解可行性研究的目的、常見的可行性分析以及可行性研究過程;掌握系統(tǒng)流程圖的概念與符號表示;掌握系統(tǒng)流程圖的畫法，并能運(yùn)用系統(tǒng)流程圖描繪物理模型;掌握數(shù)據(jù)流圖的概念與符號表示，并注意與系統(tǒng)流程圖的比較;掌握利用分層的方法繪制數(shù)據(jù)流圖，并能運(yùn)用數(shù)據(jù)流圖描述邏輯模型;了解常見成本估計方法:了解成本/效益分析的方法以及所涉及的基本概念。[本章主要內(nèi)容]：可行性研究任務(wù)和步驟，可行性研究過程，系統(tǒng)流程圖，數(shù)據(jù)流圖，成本/效益分析。[本章重點(diǎn)]：可行性研究過程，系統(tǒng)流程圖，數(shù)據(jù)流圖，成本/效益分析。[本章難點(diǎn)]：系統(tǒng)流程圖，數(shù)據(jù)流圖，成本/效益分析。第3章需求分析[教學(xué)目的與要求]：了解需求分析的概念，需求分析的各項(xiàng)主要任務(wù);了解與用戶溝通獲取需求的常見方法，如訪談、問卷調(diào)查、咨詢等。理解面向數(shù)據(jù)流自頂向下求精的含義;了解獲取需求的方法，如簡易的應(yīng)用規(guī)格說明技術(shù)，以及快速建立軟件原型。了解分析建模的過程，以及軟件需求規(guī)格說明的重要性，以及軟件需求規(guī)格說明的重要性;掌握實(shí)體-聯(lián)系圖的概念及其作用，組成要素包括數(shù)據(jù)對象，屬性，聯(lián)系，以及對各要素的表示符號;了解其他常見需求描述的圖形工具;了解驗(yàn)證軟件需求的必要性，從哪些方面驗(yàn)證軟件需求的正確性，以及驗(yàn)證軟件需求的方法和軟件工具。[本章主要內(nèi)容]：需求分析的概念與任務(wù)，與用戶溝通獲取需求的方法，實(shí)體-聯(lián)系圖，狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，其他圖形工具，驗(yàn)證軟件需求。[本章重點(diǎn)]：實(shí)體-聯(lián)系圖，狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，其他圖形工具，驗(yàn)證軟件需求。[本章難點(diǎn)]：實(shí)體-聯(lián)系圖，狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，其他圖形工具，驗(yàn)證軟件需求。第4章形式化說明技術(shù)[教學(xué)目的與要求]：了解非形式化方法的缺點(diǎn)，形式化方法的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用形式化方法的準(zhǔn)則。掌握有窮狀態(tài)機(jī)的概念，掌握Petri網(wǎng)的概念,掌握Z語言的概述和特點(diǎn)。[本章主要內(nèi)容]：可行性研究任務(wù)和步驟，可行性研究過程，系統(tǒng)流程圖，數(shù)據(jù)流圖，成本/效益分析。非形式化方法的缺點(diǎn)，形式化方法的優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用形式化方法的準(zhǔn)則，有窮狀態(tài)機(jī)，Petri網(wǎng)，Z語言。[本章重點(diǎn)]：系統(tǒng)流程圖，數(shù)據(jù)流圖，成本/效益分析。非形式化方法的缺點(diǎn)，形式化方法的優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用形式化方法的準(zhǔn)則，有窮狀態(tài)機(jī)，Petri網(wǎng)，Z語言。[本章難點(diǎn)]：Petri網(wǎng)，Z語言。第5章總體設(shè)計[教學(xué)目的與要求]：了解總體設(shè)計的概念、內(nèi)容以及過程;掌握模塊化、抽象、逐步求精、信息隱藏和局部化等基本設(shè)計原理;掌握模塊獨(dú)立的概念，模塊獨(dú)立性的兩個定性度量標(biāo)準(zhǔn):耦合和內(nèi)聚，耦合和內(nèi)聚的概念、以及分類，并能根據(jù)模塊獨(dú)立的度量標(biāo)準(zhǔn)耦合和內(nèi)聚來有效衡量模塊的獨(dú)立性高低。理解七條啟發(fā)規(guī)則的含義;了解面向數(shù)據(jù)流設(shè)計方法的主要思想和設(shè)計方法;了解設(shè)計優(yōu)化的概念以及優(yōu)化的方式。[本章主要內(nèi)容]：1、總體設(shè)計目的、任務(wù)和過程;2、軟件設(shè)計的概念與原理;3、軟件設(shè)計的啟發(fā)原則;4、面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計方法。[本章重點(diǎn)]：軟件設(shè)計的概念與原理;軟件設(shè)計的啟發(fā)原則;面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計方法。[本章難點(diǎn)]：面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計方法第6章詳細(xì)設(shè)計[教學(xué)目的與要求]：了解結(jié)構(gòu)程序設(shè)計的概念，能夠根據(jù)定義判定非結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計;了解人機(jī)界面設(shè)計中將會面臨的設(shè)計問題;了解流程程序圖;掌握利用Jackson圖描繪數(shù)據(jù)元素間的順序、選擇和循環(huán)的邏輯關(guān)系。[本章主要內(nèi)容]：1、結(jié)構(gòu)程序設(shè)計;2人機(jī)界面設(shè)計;3、過程設(shè)計的工具;4、Jackson程序設(shè)計方法。[本章重點(diǎn)]：結(jié)構(gòu)程序設(shè)計;人機(jī)界面設(shè)計;過程設(shè)計的工具;Jackson程序設(shè)計方法。[本章難點(diǎn)]：Jackson程序設(shè)計方法。第7章程序設(shè)計實(shí)現(xiàn)[教學(xué)目的與要求]：了解結(jié)構(gòu)程序設(shè)計的概念，了解編碼的程序設(shè)計語言的選擇標(biāo)準(zhǔn)，以及優(yōu)良編碼應(yīng)當(dāng)遵循的規(guī)則;掌握軟件測試的目標(biāo)并澄清軟件測試的目標(biāo)是證偽;了解軟件測試的步驟和測試階段的信息流;掌握單元測試的概念及其重點(diǎn)測試的內(nèi)容;了解單元測試的兩種主要測試方法:代碼審查方式和計算機(jī)測試方式;理解集成測試的概念，自頂向下與自底向上集成方式的特點(diǎn);了解確認(rèn)測試的概念、范圍、目的與方法以及Alpha和Beta測試的概念;理解軟件測試的概念、軟件調(diào)試的過程，以及軟件調(diào)試的常見途徑;掌握軟件可靠性、軟件可用性概念。[本章主要內(nèi)容]：1、編碼概述;2軟件測試基礎(chǔ);3、單元測試、集成測試、確認(rèn)測試;4、調(diào)試、軟件可靠性。[本章重點(diǎn)]：單元測試、集成測試、確認(rèn)測試;調(diào)試、軟件可靠性。[本章難點(diǎn)]：調(diào)試、軟件可靠性。第8章軟件測試[教學(xué)目的與要求]：掌握軟件測試的概念;掌握軟件測試的目標(biāo)和方法;掌握軟件單元測試;掌握軟件單元測試;掌握軟件系統(tǒng)測試;掌握軟件發(fā)布前的性能測試和功能測試;掌握軟件用戶測試。[本章主要內(nèi)容]：1、軟件測試基礎(chǔ)概念;2、軟件測試的目標(biāo);3、軟件測試的方法;4、軟件發(fā)布測試;5、用戶測試。[本章重點(diǎn)]：軟件測試基礎(chǔ)概念;軟件測試的目標(biāo);軟件測試的方法;軟件發(fā)布測試;用戶測試。[本章難點(diǎn)]：軟件測試的目標(biāo);軟件測試的方法:軟件發(fā)布測試;用戶測試。第9章軟件維護(hù)[教學(xué)目的與要求]：掌握軟件維護(hù)的概念;掌握軟件維護(hù)的分類;了解軟件維護(hù)的特點(diǎn);了解軟件維護(hù)的過程;了解軟件的可維護(hù)性;了解預(yù)防性維護(hù)的概念和活動;了解軟件再工程過程概念、模型，以及軟件再工程過程中的各項(xiàng)主要活動。[本章主要內(nèi)容]：1、軟件維護(hù)的定義;2軟件維護(hù)的特點(diǎn);3、軟件維護(hù)的過程;4、軟件的可維護(hù)性、預(yù)防性維護(hù);5、軟件再工程過程。[本章重點(diǎn)]：軟件維護(hù)的定義;軟件維護(hù)的特點(diǎn);軟件維護(hù)的過程;軟件的可維護(hù)性、預(yù)防性維護(hù);軟件再工程過程。[本章難點(diǎn)]：軟件維護(hù)的特點(diǎn);軟件維護(hù)的過程;軟件的可維護(hù)性、預(yù)防性維護(hù);軟件再工程過程。五、課內(nèi)實(shí)驗(yàn)無六、課程學(xué)時分配教學(xué)課次教學(xué)內(nèi)容教學(xué)環(huán)節(jié)與計劃時數(shù)教學(xué)環(huán)節(jié)計劃時數(shù)1第1章軟件工程概述理論課22第2章可行性研究理論課23第3章需求分析3.1實(shí)體聯(lián)系圖理論課2４第3章需求分析3.2狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖理論課25第3章需求分析3.3其他圖形工具，驗(yàn)證軟件需求理論課26第4章形式化說明技術(shù)4.1可行性研究任務(wù)和步驟，可行性研究過程，系統(tǒng)流程圖，數(shù)據(jù)流圖，成本/效益分析。理論課27第4章形式化說明技術(shù)4.2非形式化方法的缺點(diǎn)，形式化方法的優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用形式化方法的準(zhǔn)則，有窮狀態(tài)機(jī)，Petri網(wǎng)，Z語言。理論、上機(jī)課48第5章總體設(shè)計5.1總體設(shè)計目的、任務(wù)和過程;軟件設(shè)計的概念與原理;軟件設(shè)計的啟發(fā)原則;理論課29第5章總體設(shè)計5.2面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計方法。理論、上機(jī)課410第6章詳細(xì)設(shè)計6.1結(jié)構(gòu)程序設(shè)計;人機(jī)界面設(shè)計;理論課211第6章詳細(xì)設(shè)計6.2過程設(shè)計的工具;Jackson程序設(shè)計方法理論課212第7章程序設(shè)計實(shí)現(xiàn)7.1編碼概述;軟件測試基礎(chǔ)理論課213第7章程序設(shè)計實(shí)現(xiàn)7.2單元測試、集成測試、確認(rèn)測試?yán)碚撜n214第7章程序設(shè)計實(shí)現(xiàn)7.3調(diào)試、軟件可靠性理論、上機(jī)課415第8章軟件測試8.1軟件測試基礎(chǔ)概念;軟件測試的目標(biāo);軟件測試的方法理論課216第8章軟件測試8.2軟件發(fā)布測試?yán)碚撜n217第8章軟件測試8.3用戶測試?yán)碚?、上機(jī)課418第9章軟件維護(hù)9.1軟件維護(hù)的定義理論課219第9章軟件維護(hù)9.2軟件維護(hù)的過程;軟件的可維護(hù)性、預(yù)防性維護(hù);軟件再工程過程理論課220第9章軟件維護(hù)9.3軟件再工程過程理論課2七、課程考核與成績評定7.1考核方式考核環(huán)節(jié)包括課程學(xué)習(xí)過程考核和期末考核，其中課程過程考核占總成績的40%，分別由課堂表現(xiàn)、上機(jī)作業(yè)情況進(jìn)行評定；期末考核成績占總成績的60%，主要以完成課程大作業(yè)報告和講解情況進(jìn)行評定。各環(huán)節(jié)的比重如下。考核環(huán)節(jié)比重合計過程考核（平時成績）課堂表現(xiàn)20%40%上機(jī)作業(yè)20%期末考核（大作業(yè)）大作業(yè)的報告30%60%大作業(yè)講解30%總計100%100%7.2考核內(nèi)容及要求本課程為考試課。考核內(nèi)容及分值分配如下?？己朔绞娇己藘?nèi)容分值課程目標(biāo)總分值期末考核60%可行性研究15目標(biāo)1、2100分需求分析10目標(biāo)2、3形式化說明技術(shù)15目標(biāo)4總體設(shè)計15目標(biāo)4程序設(shè)計實(shí)現(xiàn)30目標(biāo)1、2、3軟件維護(hù)15目標(biāo)4過程考核40%課堂表現(xiàn)課堂測試、出勤情況20目標(biāo)1、220分上機(jī)作業(yè)作業(yè)完成情況20目標(biāo)2、3、420分7.3成績評定1.課堂表現(xiàn)課堂表現(xiàn)總分20分，由課堂測試與課堂出勤情況評定。其中，課堂測試滿分10分，以展示自己作業(yè)代碼為主；課堂出勤滿分10分，缺勤一次扣1