1、-軟件生命周期,軟件工程,軟件生命周期 軟件過程的基本活動 軟件描述 軟件設(shè)計與實現(xiàn) 軟件有效性驗證 軟件進化,內(nèi)容提要,軟件生命周期,軟件從定義開始，經(jīng)過開發(fā)、使用和維護，直到最終退役的全過程稱為軟件生存周期。 軟件生命周期由軟件定義、軟件開發(fā)、運行、維護及退役五個時期。而每個時期又可以進一步劃分成若干階段。,問題定義,“要解決什么問題？” “盡管確切定義問題的必要性是十分明顯的，但在實踐中它卻可能是最容易被忽視的問題” 通過對客戶的訪問調(diào)查，系統(tǒng)分析員扼要的寫出問題的性質(zhì)、工程目標和工程規(guī)模的書面報告，經(jīng)過討論和必要的修改后這份報告應(yīng)該得到客戶用戶的確認。,可行性研究,“做還是不做” 本階

2、段的任務(wù)是根據(jù)用戶提出的工程項目的性質(zhì)、目標和規(guī)模，進一步了解用戶的要求及現(xiàn)有的環(huán)境及條件，從技術(shù)、經(jīng)濟和社會等多方面研究并論證該項目的可行性，即該項目是否值得去解決，是否存在可行的解決辦法。 可行性論證包括經(jīng)濟可行性、技術(shù)可行性、操作可行性、法律可行性等。,需求分析,需求分析的任務(wù) 需求分析的任務(wù)是確定待開發(fā)的軟件系統(tǒng)“做什么，不做什么”。不考慮“怎樣做” 具體任務(wù)包括確定軟件系統(tǒng)的功能需求、性能需求和運行環(huán)境約束，編制軟件需求規(guī)格說明書、軟件系統(tǒng)的驗收測試準則和初步的用戶手冊。,需求分析,2）需求分析的實現(xiàn)途徑 軟件系統(tǒng)需求一般由用戶提出。系統(tǒng)分析員和開發(fā)人員在需求分析階段必須與用戶反復討

3、論、協(xié)商，充分交流信息，并用某種方法和工具構(gòu)建軟件系統(tǒng)的邏輯模型。為了使開發(fā)方與用戶對待開發(fā)軟件系統(tǒng)達成一致的理解，必須建立相應(yīng)的需求文檔。有時對大型、復雜的軟件系統(tǒng)的主要功能、接口、人機界面等還要進行模擬或建造原型，以便向用戶和開發(fā)方展示待開發(fā)軟件系統(tǒng)的主要特征。確定軟件需求的過程有時需要反復多次，最終得到用戶和開發(fā)者的確認。,需求分析,3）需求分析的階段成果 需求分析階段的主要成果有軟件需求規(guī)格說明、軟件驗收測試計劃和準則、初步的用戶手冊等。,軟件需求規(guī)格說明（Software Requirements Specification，即SRS），是一個關(guān)鍵性的文檔。 多數(shù)場合，面向開發(fā)者的軟

4、件需求用需求規(guī)格說明語言來描述，它是軟件開發(fā)人員進行軟件設(shè)計的依據(jù)；另一方面，從某種意義上講，SRS又起到與用戶簽定合同的合同書的作用。,軟件開發(fā),軟件開發(fā)過程由概要設(shè)計、詳細設(shè)計、編碼與單元測試、（綜合）測試共5個階段組成。 開發(fā)者通?？商岢龆喾N設(shè)計方案，并對各種方案在功能、性能、成本、進度等方面進行比較和折衷，從中選出一種“最佳方案”。,概要設(shè)計,1）任務(wù)： 是對需求規(guī)格說明中提供的軟件系統(tǒng)邏輯模型進行進一步的分解，從而建立軟件系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)和各子系統(tǒng)之間、各模塊之間的關(guān)系，定義各子系統(tǒng)接口界面和各功能模塊的接口，設(shè)計全局數(shù)據(jù)庫或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，規(guī)定設(shè)計約束，制定組裝測試計劃，進而給出每個功能模

5、塊的功能描述、全局數(shù)據(jù)定義和外部文件定義等。,概要設(shè)計,2）實現(xiàn)途徑 選擇某種方法和工具。設(shè)計的軟件系統(tǒng)應(yīng)具有良好的總體結(jié)構(gòu)、盡量降低模塊接口的復雜度，并力爭做到各功能模塊之間的低耦合度、而功能模塊內(nèi)部具有較高的內(nèi)聚度。,3）階段性成果 概要設(shè)計說明書、 數(shù)據(jù)庫或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)說明書、 組裝測試計劃等文檔。,詳細設(shè)計,任務(wù)：是將概要設(shè)計產(chǎn)生的功能模塊進一步細化，形成可編程的程序模塊，然后設(shè)計程序模塊的內(nèi)部細節(jié)，包括算法、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及各程序模塊間的接口信息，并設(shè)計模塊的單元測試計劃。 途徑：可以采用結(jié)構(gòu)化的設(shè)計方法，采用結(jié)構(gòu)化的程序流程圖、N-S圖、PAD圖、過程設(shè)計語言（PDL，Procedure

6、Design Language）等工具進行描述，也可以采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計方法等等。 階段成果：應(yīng)提供“詳細設(shè)計規(guī)格說明”和單元測試計劃等詳細設(shè)計文檔。,編碼與單元測試,編碼的主要任務(wù)是根據(jù)詳細設(shè)計規(guī)格說明，用某種選定的程序設(shè)計語言把詳細設(shè)計的結(jié)果轉(zhuǎn)化為機器可運行的源程序模塊，這是一個編程和調(diào)試程序的過程。 一般來說，對軟件系統(tǒng)所采用的分析方法、設(shè)計方法、編程方法以及所選用的程序設(shè)計語言應(yīng)盡可能保持一致。 編碼階段應(yīng)注意遵循編程標準、養(yǎng)成良好的編程風格，以便編寫出正確的便于理解、調(diào)試和維護的程序模塊。,編碼與單元測試,2）單元測試：每編寫出一個程序模塊的源程序，調(diào)試通過后，即對該模塊進行測試，這

7、稱為單元測試。 3）實現(xiàn)階段的成果：,按一定規(guī)則存儲在一定載體上的通過單元測試的各功能模塊的集合； 詳細的單元測試報告等文檔。,測試,測試階段解決的主要問題是“通過怎樣的測試（及相應(yīng)的調(diào)試），使軟件系統(tǒng)達到用戶的預期要求?！?測試分模塊測試、集成測試、驗收測試。,(1)集成測試,集成測試：根據(jù)概要設(shè)計提供的軟件結(jié)構(gòu)、各功能模塊的說明和集成測試計劃，把經(jīng)過單元測試檢驗的模塊按照某種選定的策略逐步進行組裝和測試。 主要任務(wù)：測試系統(tǒng)各模塊間的連接是否正確，系統(tǒng)或子系統(tǒng)的正確處理能力、容錯能力、輸入/輸出處理是否達到要求。 階段成果：,應(yīng)是滿足概要設(shè)計要求、可運行的軟件系統(tǒng)和源程序清單； 集成測試報

8、告等文檔。,(2)驗收測試,任務(wù)：按照驗收測試計劃和準則對軟件系統(tǒng)進行測試，看其是否達到了需求規(guī)格說明中定義的全部功能和性能等方面的需求。 驗收測試結(jié)束時，應(yīng)生成驗收測試報告、項目開發(fā)總結(jié)報告，并向用戶提交源程序清單、最終用戶手冊、操作手冊等文檔資料。 最后，由專家、用戶負責人、軟件開發(fā)和管理人員組成的軟件評審小組要對軟件驗收測試報告、測試結(jié)果和軟件進行評審，通過后，軟件產(chǎn)品正式通過驗收（即完成了開發(fā)合同），可以交付用戶使用了。,運行,軟件工程師將所開發(fā)的軟件安裝在用戶需要的運行環(huán)境中，以交給用戶使用，這個階段成為運行階段。 該階段的問題是“軟件能否順利的為用戶進行服務(wù)”。 “軟件的運行是軟件

9、產(chǎn)品發(fā)揮社會和經(jīng)濟效益的重要時期” 在軟件使用過程中用戶或軟件工程師必須仔細收集已發(fā)現(xiàn)的軟件運行中的問題，定期或不定期的擬定“軟件問題報告”。,維護,任務(wù): 通過各種維護活動使軟件系統(tǒng)持久地滿足用戶的需求。 每項維護活動實質(zhì)上都是一次壓縮和簡化了的軟件定義和軟件開發(fā)過程。都要經(jīng)歷提出維護要求、分析維護要求、提出維護方案、審批維護方案、確定維護計劃、修改軟件設(shè)計、修改程序、測試程序、評審、驗收等步驟。 維護活動一般可以分程四類：,改正性維護 適應(yīng)性維護 完善性維護 預防性維護,維護,據(jù)統(tǒng)計，軟件維護人員為了分析和理解原軟件系統(tǒng)所花費的工作量約占整個維護工作量的60%以上。在軟件開發(fā)的過程中應(yīng)重視

10、對軟件可維護性的支持。,退役,它是軟件生命周期的結(jié)束，即停止使用、終止其運行。,軟件研制與軟件測試的層次對應(yīng)關(guān)系,軟件過程的基本活動,所有軟件過程都包含4項基本活動： 軟件描述（需求工程） 軟件的功能及操作上的約束必須定義 軟件設(shè)計與實現(xiàn) 軟件一定要按描述來生產(chǎn) 軟件有效性驗證 軟件要被確定是有效的，即要做客戶想要的事 軟件進化（維護） 軟件一定按客戶需求的變更來進化,軟件描述（需求工程）,軟件描述的目標是確定系統(tǒng)需要哪些服務(wù)以及運行期間受到哪些約束。 需求工程產(chǎn)生用以描述系統(tǒng)的需求文檔。通常需求文檔被分成兩個層次來描述： 最終用戶和客戶需要高層次的需求描述； 系統(tǒng)開發(fā)人員需要比較詳細的系統(tǒng)描

11、述。 需求工程過程有4個主要階段：可行性研究、需求導出與分析、需求描述和需求有效性驗證。,軟件描述（需求工程）,可行性報告,可行性研究,需求導出與分析,系統(tǒng)模型,用戶需求與系統(tǒng)需求,需求文檔,需求描述,需求有效性驗證,軟件設(shè)計與實現(xiàn),軟件設(shè)計與實現(xiàn)階段是把系統(tǒng)描述轉(zhuǎn)換成一個可運行的系統(tǒng)的過程。它總是包含設(shè)計和編程。 軟件設(shè)計是對實現(xiàn)軟件的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、系統(tǒng)組件間的接口以及所用的算法進行描述。在設(shè)計過程中不斷添加設(shè)計要素和設(shè)計細節(jié)，并對先前的設(shè)計方案進行修正。 軟件實現(xiàn)是將設(shè)計方案轉(zhuǎn)換成可執(zhí)行的程序。,軟件設(shè)計,設(shè)計過程中一些特別的活動有： 體系結(jié)構(gòu)設(shè)計識別系統(tǒng)由哪些子系統(tǒng)構(gòu)成，及其關(guān)系 抽

12、象描述每個子系統(tǒng)提供的服務(wù)及在什么范圍內(nèi)運行 接口設(shè)計每個子系統(tǒng)與其他子系統(tǒng)間的接口 組件設(shè)計分派服務(wù)到不同組件，并設(shè)計接口 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計詳細設(shè)計并描述實現(xiàn)階段的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 算法設(shè)計詳細設(shè)計并描述服務(wù)將要采用的算法,軟件設(shè)計,“事實上設(shè)計過程中的活動是交替進行的”,設(shè)計產(chǎn)品,需求描述,體系結(jié)構(gòu) 設(shè)計,抽象描述,接口設(shè)計,組件設(shè)計,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 設(shè)計,算法設(shè)計,系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu),軟件描述,接口描述,組件描述,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),算法描述,設(shè)計活動,設(shè)計錯誤 修復,定位錯誤,程序錯誤 修復,重測程序,軟件有效性驗證,軟件有效性驗證是要看系統(tǒng)是否符合它的描述以及是否符合客戶的需求。它包括檢查過程、從用戶需求定義到程序開發(fā)的每個軟件過程階段。 絕大多數(shù)有效性驗證的成本發(fā)生在系統(tǒng)完成測試的時候。,“測試過程應(yīng)該和開發(fā)過程相結(jié)合，分階段增量進行”,系統(tǒng)有效性驗證,測試過程的階段包括： 單元測試 模塊測試 子系統(tǒng)測試 系統(tǒng)測試 接收測試 測試（針對產(chǎn)品軟件）,測試過程,單元測試,模塊測試,子系統(tǒng)測試,系統(tǒng)測試,接收測試,用戶測試,集成測試,組件測試,測試過程中的測試階段,需求描述,系統(tǒng)描述,系統(tǒng)設(shè)計,詳細設(shè)計,接收測試