1、1,第二篇 軟件工程,軟件工程的基本概念 軟件開發(fā)各階段的任務(wù)、技術(shù)、方法 主要的軟件開發(fā)方法 結(jié)構(gòu)化分析和設(shè)計(jì) 面向?qū)ο蠓治龊驮O(shè)計(jì) 軟件測試（步驟、方法） 軟件維護(hù)（內(nèi)容、策略）,主要內(nèi)容：,2,第一章 軟件工程概述,軟件技術(shù) 軟件危機(jī) 軟件工程 軟件工程環(huán)境,主要內(nèi)容：,3,程序與軟件 程序：一系列指令序列的集合，能被計(jì)算機(jī)理解和執(zhí)行 軟件：是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中與硬件子系統(tǒng)相互依存的另一個(gè) 子系統(tǒng)，是一個(gè)包含程序及其文檔資料的完整集 合，提供了用戶與硬件子系統(tǒng)之間的接口 軟件 文檔：與程序開發(fā)、維護(hù)和使用有關(guān)的圖文材料 程序：按事先設(shè)計(jì)的功能和性能需求執(zhí)行的指令序列 數(shù)據(jù)：是程序能正常操縱信息的

2、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),1.1 軟件技術(shù)概述,4,1.1 軟件技術(shù)概述,軟件的發(fā)展歷史,5,1.1 軟件技術(shù)概述,6,軟件技術(shù)的定義： 是開發(fā)計(jì)算機(jī)軟件所需的所有技術(shù)的總稱 計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的領(lǐng)域： 軟件工程技術(shù) 程序設(shè)計(jì)技術(shù) 軟件工具環(huán)境技術(shù) 系統(tǒng)軟件技術(shù) 數(shù)據(jù)庫技術(shù) 實(shí)時(shí)軟件技術(shù),1.1 軟件技術(shù)概述,7,軟件復(fù)用的定義 在構(gòu)造新的軟件系統(tǒng)的過程中，對(duì)已存在的軟件產(chǎn)品 (設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、源代碼、文檔等)重復(fù)使用的技術(shù) 三個(gè)層次：知識(shí)復(fù)用、方法復(fù)用、軟件成分復(fù)用 軟件成分復(fù)用的三個(gè)級(jí)別： 代碼復(fù)用（剪貼、包含和繼承） 設(shè)計(jì)結(jié)果復(fù)用（設(shè)計(jì)模型） 分析結(jié)果復(fù)用（分析模型） 組件技術(shù),1.1 軟件技術(shù)概述,8,軟件危機(jī)

3、的定義 計(jì)算機(jī)軟件的開發(fā)和維護(hù)過程所遇到的一系列嚴(yán)重問題，如：開發(fā)周期長、成本增加、可靠性降低等。 1979年美國政府項(xiàng)目調(diào)查表,1.2 軟件危機(jī),9,軟件危機(jī)的表現(xiàn) 對(duì)軟件開發(fā)成本和進(jìn)度的估算很不準(zhǔn)確 用戶很不滿意 質(zhì)量很不可靠 沒有適當(dāng)?shù)奈臋n，維護(hù)困難 軟件成本比重上升 供不應(yīng)求,1.2 軟件危機(jī),10,1.2 軟件危機(jī),11,解決途徑 組織管理 工程項(xiàng)目管理方法 技術(shù)措施 軟件開發(fā)技術(shù)與方法 軟件工具,1.2 軟件危機(jī),12,軟件工程的定義 是指用工程的概念、原理、技術(shù)和方法來開發(fā)和維護(hù) 軟件，把經(jīng)過時(shí)間考驗(yàn)證明正確的管理技術(shù)和當(dāng)前能 夠得到的最好的技術(shù)方法結(jié)合起來，指導(dǎo)計(jì)算機(jī)軟件 的開

4、發(fā)和維護(hù)的工程學(xué)科 指導(dǎo)計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)和維護(hù)的工程學(xué)科 工程方法 + 管理技術(shù) + 技術(shù)方法,1.3 軟件工程,13,1.3 軟件工程,確保軟件質(zhì)量和提高開發(fā)效率 內(nèi)容： 嚴(yán)格按照計(jì)劃進(jìn)行管理 堅(jiān)持進(jìn)行階段評(píng)審 實(shí)行嚴(yán)格的產(chǎn)品控制 采用現(xiàn)代化的程序設(shè)計(jì)技術(shù) 結(jié)果應(yīng)能清楚地審計(jì) 開發(fā)小組的人員應(yīng)該少而精 承認(rèn)不斷進(jìn)行軟件工程實(shí)踐的必要性,B.W.Boehm的七條軟件工程原理,軟件生命周期的定義 是一個(gè)軟件從用戶需求開始，經(jīng)過分析、開發(fā)、測試、運(yùn)行維護(hù)的一系列相關(guān)活動(dòng)的全周期。,14,軟件的生命周期過程,1.3 軟件工程,15,1.3 軟件工程,軟件工程方法學(xué) 軟件工程是技術(shù)與管理的緊密結(jié)合，技術(shù)

5、是指方法學(xué)問題，管理是指通過計(jì)劃、組織和控制等活動(dòng)，合理配置和使用各種資源，得到滿足質(zhì)量要求的工作產(chǎn)物（運(yùn)行系統(tǒng)和支持文檔）。 方法學(xué)的三個(gè)要素：方法、工具和過程,16,方法學(xué)的分類,快速原型方法,1.3 軟件工程,17,1.3 軟件工程,18,2 快速原型模型,快速原型方法,原型： 是系統(tǒng)的早期版本，是系統(tǒng)的物理模型，只實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的一些最基本的功能，反映系統(tǒng)的行為特性，但不一定滿足全部需求。,建立原型的步驟： 確定用戶的基本需求 建立工作原型 試用原型 修改補(bǔ)充原型,特點(diǎn)： 容易理解和溝通 及早發(fā)現(xiàn)需求中的問題 檢查設(shè)計(jì)的可行性,快速原型法： 在軟件生命周期的編碼階段之前插入一個(gè)建立系統(tǒng)原型

6、的階段。,1.3 軟件工程,19,3 螺旋模型,螺旋模型將瀑布模型和快速原型模型結(jié)合起來，強(qiáng)調(diào)了其他模型所忽視的風(fēng)險(xiǎn)分析，特別適合于大型復(fù)雜的系統(tǒng)。,四個(gè)象限分別代表了以下活動(dòng)：,（1）制定計(jì)劃：確定軟件目標(biāo)，選定實(shí)施方案，弄清項(xiàng)目開發(fā)的限制條件； （2）風(fēng)險(xiǎn)分析：分析評(píng)估所選方案，考慮如何識(shí)別和消除風(fēng)險(xiǎn)； （3）實(shí)施工程：實(shí)施軟件開發(fā)和驗(yàn)證； （4）客戶評(píng)估：評(píng)價(jià)開發(fā)工作，提出修正建議，制定下一步計(jì)劃。,1.3 軟件工程,20,4 增量模型,也稱構(gòu)件集成模型，整個(gè)軟件產(chǎn)品被分解成若干個(gè)構(gòu)件，每一個(gè)構(gòu)件都有設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、集成和測試等過程。開發(fā)人員逐個(gè)構(gòu)件地交付產(chǎn)品。,1.3 軟件工程,21,5

7、過程模型之間的比較,1.3 軟件工程,22,基本思想： 模擬人類習(xí)慣的思維方式，通過建立問題域的對(duì)象模型（不強(qiáng)調(diào)算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)），使得問題空間與解空間在結(jié)構(gòu)上盡可能一致；開發(fā)過程滲透了演繹（一般到特殊：對(duì)象分類）和歸納（特殊到一般：“派生類”對(duì)“基類”的繼承）的漸進(jìn)深化的思維過程。 最主要特征： 以對(duì)象模型為核心，整個(gè)生命周期使用相同的概念、表示法和策略，為動(dòng)態(tài)模型和功能模型提供實(shí)質(zhì)性得框架。 組成： 面向?qū)ο蠓治觯∣bject-Oriented Analysis, OOA） 面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)（Object-Oriented Design, OOD） 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)（Object-Oriente

8、d Programming, OOP）,面向?qū)ο蠓椒▽W(xué),1.3 軟件工程,23,OOA： 任務(wù)：分析問題域，用相應(yīng)的符號(hào)系統(tǒng)建立系統(tǒng)的概念模型； 通常從三個(gè)方面建立系統(tǒng)模型： 對(duì)象模型：描述系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)夠 動(dòng)態(tài)模型：描述系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu) 功能模型：描述系統(tǒng)功能,OOD： 任務(wù)：決定如何將系統(tǒng)劃分成子系統(tǒng)， 每個(gè)子系統(tǒng)分成更小的子系統(tǒng) OOP： 任務(wù)：將OOD的結(jié)果用一種程序設(shè)計(jì)語言實(shí)現(xiàn),1.3 軟件工程,24,采用的軟件過程模型：噴泉模型,以“無縫”連接和“迭代”的方式，保證了各個(gè)階段工作的連續(xù)性。 “圓圈”代表生命周期的階段，圓圈的重疊表示了階段間的迭代和無縫過渡，“向下箭頭”代表了階段內(nèi)的迭代或

9、求精。,1.3 軟件工程,25,軟件工具： 定義：可以用來幫助開發(fā)、測試、分析、維護(hù) 其它計(jì)算機(jī)程序的程序以及文檔資料的 集合，它可以實(shí)現(xiàn)軟件生產(chǎn)過程自動(dòng)化， 提高軟件的生產(chǎn)率、可靠性，降低軟件 生產(chǎn)成本。 軟件工具是一種自動(dòng)化系統(tǒng) 用于軟件生存周期的某一個(gè)階段或某一個(gè)環(huán)節(jié),1.4 軟件工程環(huán)境,26,軟件工程環(huán)境的定義： 是用以支持需求定義、程序生成，以及軟件維護(hù)等整個(gè)軟件生命周期全部活動(dòng)的，并把方法、規(guī)模和計(jì)算機(jī)程序集成在一起的整個(gè)體系。 又稱為軟件開發(fā)環(huán)境，軟件支撐環(huán)境，自動(dòng)開發(fā)環(huán)境 需求： 集成化的系統(tǒng) 通用的系統(tǒng) 可剪裁又可擴(kuò)充的系統(tǒng) 實(shí)用的、經(jīng)濟(jì)合算的系統(tǒng),1.4 軟件工程環(huán)境,27,計(jì)算機(jī)輔助軟件工程 CASE (Computer Aided Software Engineering) 將軟件工程方法、工具與環(huán)境方面的新技術(shù)同 形式化語義理論有機(jī)地結(jié)合起來 標(biāo)志著軟件開發(fā)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入一個(gè)新階段 可以對(duì)軟件生產(chǎn)過程的每一步提供輔助手段,1.4 軟件工程環(huán)境,28,