1、軟件工程，第一章，軟件工程概述，本章旨在掌握幾個(gè)基本概念：軟件和軟件工程軟件生命周期軟件開發(fā)模型了解軟件開發(fā)的幾種模型(瀑布型、增量型、螺旋型、xp)。其中一個(gè)概念是要有一套關(guān)于如何開發(fā)軟件的書，里面充滿了標(biāo)準(zhǔn)和例子，可以解決軟件開發(fā)中遇到的任何問題。想法二：有了最好的開發(fā)工具和最好的電腦，你就能制作出優(yōu)秀的軟件。想法3:如果你落后于計(jì)劃，你可以增加更多的程序員來解決它。想法4:不管你先做什么，軟件是靈活的，可以隨時(shí)修改。課堂討論，本章內(nèi)容，1.1，軟件定義，1.2，軟件危機(jī)，1.3，軟件工程，1.4，軟件生命周期，1.5，軟件過程，軟件已經(jīng)成為新的驅(qū)動(dòng)力，而新的驅(qū)動(dòng)力軟件：是在20世紀(jì)80年

2、代初，非洲商業(yè)發(fā)展的一頁(yè)，1.1，軟件的定義，軟件的作用，軟件在社會(huì)中起著雙重作用。它是一種充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)硬件計(jì)算能力的產(chǎn)品。同時(shí)，它也是交付產(chǎn)品的工具。軟件提供了我們這個(gè)時(shí)代最重要的產(chǎn)品：信息，1.1，軟件的定義，什么是軟件-1，軟件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的另一部分，與硬件相互依賴，它是控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工作的神經(jīng)思考中心。它是程序、數(shù)據(jù)和相關(guān)文檔的完整集合(從計(jì)算機(jī)的角度來看)。如果把硬件比作人體，那么軟件就相當(dāng)于人體。神經(jīng)中樞與知識(shí)，1.1，軟件的定義，什么是軟件-2，軟件的簡(jiǎn)要定義：軟件=程序數(shù)據(jù)文件的規(guī)則，1.1，軟件的定義，程序：計(jì)算機(jī)需要遵循的一系列指令，這些指令作為一種具有邏輯結(jié)構(gòu)的信息，準(zhǔn)

3、確而完整地描述了計(jì)算任務(wù)中的處理對(duì)象和規(guī)則。文檔：開發(fā)、使用和維護(hù)程序所需的圖形材料。數(shù)據(jù)：提供給程序的輸入。規(guī)則通常在文檔中描述，并在程序中實(shí)現(xiàn)。如何定義程序(1)。面向過程的程序=算法數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。(2)。面向?qū)ο蟪绦?(3)。面向組件的程序=，什么是程序和對(duì)象消息？組件框架。1.1、軟件的定義，糾正軟件是程序和開發(fā)軟件是程序的誤解。羅杰斯。普雷斯曼說，“你越早開始寫代碼，就越晚完成?！?。理解軟件，開發(fā)軟件意味著編寫程序？程序，軟件和軟件產(chǎn)品：獨(dú)唱合唱和成千上萬人的合唱| | |簡(jiǎn)單的程序更復(fù)雜。程序軟件，1.1。軟件定義，邏輯實(shí)體，軟件特性-1。物理實(shí)體，軟件，1.1。軟件的定義。軟件的質(zhì)量

4、取決于開發(fā)人員的個(gè)人技能和創(chuàng)造能力。1.1。軟件的定義和特征-3。它是靈活的。如果您需要修改，您可以修改產(chǎn)品本身，而無需修改設(shè)計(jì)。對(duì)于軟件、設(shè)計(jì)。軟件功能-5，軟件，無磨損，對(duì)于機(jī)械產(chǎn)品，使用時(shí)機(jī)械零件可以用備件代替，1.1，軟件定義，軟件功能-6，軟件，無磨損，對(duì)于軟件，-.軟件使用后不會(huì)磨損。隨著時(shí)間的推移，應(yīng)用程序的某些部分可能變得無關(guān)緊要(例如，當(dāng)需求發(fā)生變化時(shí))，但需要進(jìn)行修改。但是，沒有備件的概念，需要修改。1.1。軟件的定義。原來的軟件已經(jīng)面目全非了！硬件和軟件故障率曲線，1.1，軟件的定義，硬件和軟件故障率曲線的比較，軟件不會(huì)磨損，軟件會(huì)退化！1.1，軟件的定義要求軟件產(chǎn)品不允

5、許出錯(cuò)。軟件產(chǎn)品的高質(zhì)量依賴于良好的設(shè)計(jì)(依賴于人)，并且需要構(gòu)建產(chǎn)品(“產(chǎn)品”)。軟件的特性-7，1.1。軟件定義，軟件分類-1。按軟件功能劃分：系統(tǒng)軟件、支持軟件和應(yīng)用軟件；1.1。軟件的定義，根據(jù)軟件服務(wù)對(duì)象的范圍進(jìn)行劃分?？蛻糸_發(fā)的定制軟件。通用軟件由軟件開發(fā)組織開發(fā)并提供給市場(chǎng)。軟件分類-2，1.1，軟件定義，軟件生產(chǎn)經(jīng)歷了三個(gè)主要階段：編程時(shí)代(46 -56年)，程序系統(tǒng)時(shí)代(56 -68年)，軟件工程時(shí)代(68 -90年)，第四代(90年后)，p3在20世紀(jì)60年代中期，70年代，80年代，面向?qū)ο筌浖陌l(fā)展和面向?qū)ο蠹夹g(shù)的應(yīng)用改變了軟件開發(fā)的方式。計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，系統(tǒng)

6、規(guī)模越來越大，邏輯越來越復(fù)雜，功能需要不斷地改變和擴(kuò)展。軟件開發(fā)需要多個(gè)開發(fā)人員一起開發(fā)，開發(fā)人員根據(jù)自己的愛好和習(xí)慣工作。沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)可遵循，一個(gè)“軟件工作室”是以手工方式形成的。1968年，北大西洋公約組織的計(jì)算機(jī)科學(xué)家在德意志聯(lián)邦共和國(guó)召開了一次國(guó)際會(huì)議，討論軟件危機(jī)?！败浖こ獭边@個(gè)術(shù)語正式提出，新工程誕生了。在“工程”思想的指導(dǎo)下，軟件開發(fā)的成本可以大大降低，軟件開發(fā)的質(zhì)量可以提高。“工程”為人們開辟了一條新路，“軟件工程”蓬勃發(fā)展。在程序設(shè)計(jì)(46 -56)、程序系統(tǒng)(56 -68)和軟件工程(68年以后)的時(shí)代，軟件的規(guī)模很小，作者和用戶通常是同一個(gè)人，除了程序清單之外沒有其他

7、文件。軟件開發(fā)經(jīng)歷的階段，1.1，軟件的定義，軟件危機(jī)，軟件生產(chǎn)的第二階段，硬件生產(chǎn)的成本降低，效率提高，性能提高，刺激了軟件需求；提高了軟件復(fù)雜度要求，生產(chǎn)效率低，與硬件生產(chǎn)的距離進(jìn)一步拉大；軟件質(zhì)量差，維護(hù)困難，成本急劇增加。軟件項(xiàng)目成功率低；上述矛盾的進(jìn)一步加劇導(dǎo)致了軟件危機(jī)，軟件開發(fā)經(jīng)歷了1.1階段。軟件定義，本章內(nèi)容，1.1。軟件定義1.2，軟件危機(jī)1.3，軟件工程1.4，軟件壽命1.5，軟件過程和軟件危機(jī)。“軟件危機(jī)”的出現(xiàn)是由于軟件規(guī)模和復(fù)雜性的增加。然而，軟件開發(fā)的過程是一種密集的腦力勞動(dòng)，軟件開發(fā)的模式和技術(shù)不能滿足軟件開發(fā)的需要。結(jié)果，大量劣質(zhì)軟件涌入市場(chǎng)，一些花費(fèi)了大量人

8、力和財(cái)力，卻在開發(fā)過程中夭折了。危機(jī)！1.2。軟件危機(jī)是軟件危機(jī)的主要表現(xiàn)，軟件預(yù)算經(jīng)常被突破，完成時(shí)間被拖延。用戶對(duì)“已完成”的軟件不滿意。經(jīng)常發(fā)生的情況是，軟件無法維護(hù)，軟件產(chǎn)品的質(zhì)量不可靠，并且沒有適當(dāng)?shù)奈臋n。軟件生產(chǎn)率低，軟件復(fù)用性差。1.2。軟件危機(jī)是軟件危機(jī)的表現(xiàn)形式，可以概括為：(1) (2)軟件生產(chǎn)率低，不能滿足需求。1.2、軟件危機(jī)，軟件預(yù)算經(jīng)常被突破，并且完成時(shí)間被延遲。案例1:以丹佛新國(guó)際機(jī)場(chǎng)為例。這個(gè)機(jī)場(chǎng)是曼哈頓機(jī)場(chǎng)的兩倍大，是希思機(jī)場(chǎng)的10倍寬。它可以全天同時(shí)起飛和降落。三架噴氣式飛機(jī)；投資1.93億美元建立一個(gè)總長(zhǎng)度為21英里的地下行李轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)和4000輛遙控車輛，

9、可按不同路線在20家不同航空公司的柜臺(tái)、登機(jī)口和行李領(lǐng)取區(qū)之間運(yùn)送和轉(zhuǎn)運(yùn)行李；該系統(tǒng)由5000個(gè)電子眼、400個(gè)無線電接收器、56個(gè)條形碼掃描儀和100臺(tái)計(jì)算機(jī)支持。按照原計(jì)劃，它將在1993年萬圣節(jié)前投入使用，但該系統(tǒng)要到1994年6月才能正常工作。根據(jù)研究結(jié)果，只有15%的項(xiàng)目按計(jì)劃完成。20世紀(jì)80年代初，美國(guó)國(guó)內(nèi)稅收署(IRS)要求斯佩里開發(fā)一個(gè)聯(lián)邦納稅表格自動(dòng)處理系統(tǒng)。因此，該系統(tǒng)被證明不適合目前的工作量，目前的工作量幾乎是預(yù)算的兩倍，必須立即更換(華盛頓郵報(bào)報(bào)道)。到1985年，額外需要9000萬美元來改進(jìn)斯佩里價(jià)值1.03億美元的原始設(shè)備。此外，國(guó)稅局被迫向加班員工償還4.02億

10、美元的利息和22，300美元的工資，因?yàn)檫@些問題使國(guó)稅局無法按時(shí)向納稅人返還稅款。原因：軟件復(fù)雜性高，開發(fā)周期長(zhǎng)。缺乏開發(fā)經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)積累導(dǎo)致盲目規(guī)劃，實(shí)施與實(shí)際情況差距很大。此外，在軟件開發(fā)過程中還有一些不可預(yù)測(cè)的問題，這導(dǎo)致項(xiàng)目的延遲和資金的增加。軟件危機(jī)案例，1.2。軟件危機(jī)，用戶對(duì)“已完成”的軟件不滿意的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生：1984年，經(jīng)過18個(gè)月的開發(fā)，一個(gè)價(jià)值2億美元的系統(tǒng)被交付給威斯康星州的一家健康保險(xiǎn)公司，但該系統(tǒng)無法滿足用戶的正常工作，因此又花了6000萬美元來解決這個(gè)問題。原因：軟件開發(fā)人員不是用戶業(yè)務(wù)的專家，用戶不了解計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)。因此，軟件開發(fā)人員根據(jù)自己的理解開發(fā)的軟件往往

11、達(dá)不到用戶的要求。此外，用戶在初始階段缺乏需求，以及后來未能與開發(fā)者很好地溝通也是用戶不滿意的原因。軟件危機(jī)案例1.2軟件危機(jī)案例3軟件產(chǎn)品的質(zhì)量是不可靠的：例如，一旦美國(guó)在肯尼迪角發(fā)射了一枚阿特拉斯火箭，它就計(jì)劃用這種火箭將宇宙飛船運(yùn)送到金星?；鸺_始在離地面幾十英里的地方翻轉(zhuǎn)，地面控制中心被迫命令它自爆。經(jīng)過檢查，發(fā)現(xiàn)飛行計(jì)劃中缺少一個(gè)連字符。正是這種連字符的省略導(dǎo)致了價(jià)值1850萬美元的火箭實(shí)驗(yàn)失敗。軟件危機(jī)案例，1.2。軟件危機(jī)，3。軟件產(chǎn)品質(zhì)量不可靠案例：1996年6月，阿麗亞娜5號(hào)火箭耗資70億美元，發(fā)射37秒后爆炸。發(fā)射失敗是由于軟件錯(cuò)誤。當(dāng)程序試圖將64位浮點(diǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換成16位整數(shù)

12、時(shí)，就會(huì)發(fā)生溢出。原因：軟件測(cè)試不足是原因之一。然而，要保證軟件的質(zhì)量是很困難的，需要大量的投資和充分的測(cè)試。因?yàn)樵u(píng)估軟件的質(zhì)量和可靠性非常困難。軟件危機(jī)案例，1.2。軟件危機(jī)，4。軟件無法維護(hù)的原因：1。設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不適合軟件功能的添加和修改。開發(fā)人員的邏輯思維過程在軟件開發(fā)過程中起著重要的作用。幾年后，有必要了解開發(fā)者的想法。如果沒有相應(yīng)的文件來描述這些想法，閱讀別人的程序是相當(dāng)困難的。軟件危機(jī)案例，1.2，軟件危機(jī)，軟件沒有適當(dāng)?shù)奈臋n原因：軟件不能在一個(gè)版本中成功，但經(jīng)歷了反復(fù)的修訂，并且其中的文檔在沒有每次修訂的情況下很難保持一致，錯(cuò)誤的文檔和錯(cuò)誤的地圖一樣危險(xiǎn)。軟件危機(jī)案例，1.2，軟件

13、危機(jī)，惡化趨勢(shì)，1.2，軟件危機(jī)，軟件危機(jī)的原因，軟件本身的大復(fù)雜性，軟件的大規(guī)模，軟件產(chǎn)品的特殊開發(fā)成本，落后的開發(fā)技術(shù)，落后的生產(chǎn)方法，落后的開發(fā)工具和維護(hù)方法，1.2，軟件危機(jī)，復(fù)雜性的例子，例如，窗口95有1000萬行代碼，窗口2000有5000行代碼。Exchange2000和Windows2000開發(fā)人員結(jié)構(gòu)，1.2。軟件危機(jī)。Brooks分別于1975年和1987年出版了兩部著名的軟件工程知識(shí)著作人月神話和沒有銀彈。布魯克斯著名的斷言“軟件工作是人類從事的最復(fù)雜的工作”根據(jù)軟件的特點(diǎn)，用什么方法解決軟件危機(jī)復(fù)雜性是軟件危機(jī)的根本原因！“軟件危機(jī)”的根本原因是什么？1.2、軟件危機(jī)

14、，正確理解計(jì)算機(jī)軟件：軟件程序軟件程序數(shù)據(jù)文件必須充分認(rèn)識(shí)到，軟件開發(fā)不是個(gè)人勞動(dòng)的神秘技能，而是組織良好、管理良好、各種人員共同完成的項(xiàng)目。推廣和使用實(shí)踐中總結(jié)出的成功的軟件開發(fā)技術(shù)和方法。開發(fā)和使用更好的軟件工具。為軟件的實(shí)現(xiàn)提供有效的構(gòu)件，提供自動(dòng)設(shè)計(jì)技術(shù)以保證軟件質(zhì)量，消除軟件危機(jī)。1.2。軟件危機(jī)，為了消除軟件危機(jī)，認(rèn)識(shí)到“軟件”編程和大規(guī)模軟件系統(tǒng)的開發(fā)與其他工程項(xiàng)目一樣，如造橋、制造飛機(jī)、船舶等。它有自己的生命周期。，1.2，軟件危機(jī)，本章內(nèi)容，1.1，軟件定義1.2，軟件危機(jī)1.3，軟件工程1.4，軟件生命周期1.5，軟件過程，軟件工程建議書，軟件工程，北大西洋公約組織(北約)

15、科學(xué)技術(shù)委員會(huì)，1968年秋，當(dāng)時(shí)，50名一級(jí)程序員， 聚集在德意志聯(lián)邦共和國(guó)的計(jì)算機(jī)科學(xué)家和工業(yè)巨頭們提出了從硬件工程中吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的方法，以制定出擺脫“軟件危機(jī)”的解決方案，這不僅為解決軟件難題創(chuàng)造了一個(gè)新名詞，也使軟件工程有了一個(gè)方向。 今天，軟件工程已經(jīng)發(fā)展成為一門獨(dú)立的學(xué)科。工藝):小規(guī)模設(shè)計(jì)和施工簡(jiǎn)單的問題和單一目標(biāo)的個(gè)人控制和個(gè)人技能，如：工程):大規(guī)模設(shè)計(jì)和施工復(fù)雜的問題和目標(biāo)分解需要規(guī)劃，設(shè)計(jì)，施工等涉及許多人的步驟，并需要考慮操作，管理，成本，質(zhì)量控制，安全等。-例如：高層建筑，工程與人工的區(qū)別，1.3，軟件)；這太簡(jiǎn)單了，你不需要計(jì)劃和設(shè)計(jì)，你可以直接編程。然而，要開發(fā)一個(gè)圖書館管理系統(tǒng)軟件，就必須對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)。軟件設(shè)計(jì)，就像別墅設(shè)計(jì)一樣，也需要設(shè)計(jì)圖紙，結(jié)構(gòu)圖，-手冊(cè)，-工程，比較軟件生產(chǎn)和其他行業(yè)的生產(chǎn)，我們發(fā)現(xiàn)軟件開發(fā)和維護(hù)必須走工程化的道路！軟件工程，即軟件工程的定義，是將工程原理應(yīng)用于軟件，工程，“將科學(xué)和數(shù)學(xué)原理應(yīng)用于實(shí)際目的，例如設(shè)計(jì)、制造和操作有效和經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)、機(jī)器、過程和系統(tǒng)”，設(shè)計(jì)、制造和操作，將科學(xué)和數(shù)學(xué)原理應(yīng)用于軟件設(shè)計(jì)和開發(fā)，以獲得有效和經(jīng)濟(jì)的軟件、軟件開發(fā)過程和軟件系統(tǒng)，軟件工程。軟件工程的定義是建立和應(yīng)用合理的工程原理，以經(jīng)濟(jì)地獲得在實(shí)際機(jī)器上運(yùn)行的