軟件工程華東理工大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系.ppt

,2019年11月24日,第8章軟件工程,李開復(fù)給學(xué)生的信,【1】從誠(chéng)信談起：,問(wèn)題八：大學(xué)生如何提高閱讀能力、寫作能力、表達(dá)能力、演講能力？看報(bào)、看雜志、看小說(shuō)、看網(wǎng)站聽廣播、看電視、看電影寫總結(jié)、寫日記、參加演講比賽,思考,浙江工商局長(zhǎng)鄭宇民斗智央視主持人董倩,在大學(xué)給自己制定一個(gè)個(gè)人使用表,送給學(xué)生的話,1.天天鍛煉身體，不要說(shuō)：“我沒(méi)有時(shí)間?！?.多看一些好書，不要說(shuō)：“我很忙?！?.培養(yǎng)自己多方面興趣，不要說(shuō)：“我不懂，我不喜歡?！?.生于憂患，死于安樂(lè)。5.要自信，不要說(shuō)：“我不行?！睉?yīng)說(shuō)：“讓我試試?！?.要有實(shí)干精神（勤奮）。,我大學(xué)的個(gè)人使用表,7.珍惜生命的分分秒秒，想到：“我能再活一天，我將要。”8.要勇敢承認(rèn)自己的錯(cuò)誤（或不足）,不要說(shuō)：“那是因?yàn)??！辈灰獮樽约簩ふ依碛桑磺袩o(wú)借口。應(yīng)坦誠(chéng)承認(rèn)別人行。9.建立終身學(xué)習(xí)目標(biāo)，一切以學(xué)習(xí)為主。從一切人那兒學(xué)習(xí)，哪怕他是自己的敵人。從一切方面（特別是實(shí)踐）學(xué)習(xí)。10.不要輕易許下諾言，要盡最大努力遵守諾言。11.要多與人真誠(chéng)合作，想到：個(gè)人難挑千擔(dān)柴。無(wú)性情中人，最好別干。12.不要在意閑言碎語(yǔ)，堅(jiān)信：走自己的路，讓別人說(shuō)去吧！,13.不要成為金錢、名利、權(quán)力的奴隸，也不要成為任何人（哪怕自己最愛的人）的奴隸。應(yīng)勇敢地作自己的主，活出自己的風(fēng)格，想到：我永遠(yuǎn)是我！14.要謙虛。15.珍惜友情，但不刻意去追求。16.當(dāng)天的事當(dāng)天干。17.一切應(yīng)從有益自己成功為出發(fā)點(diǎn)，但得顧及別人和社會(huì)利益。18.應(yīng)迎難而上，奮力拼搏，做到問(wèn)心無(wú)愧，但要考慮“煞車原理”。,19.多贊美，少批評(píng)。20.為人處事，要對(duì)得住自己良心。21.微笑面對(duì)任何人；禮貌對(duì)待任何人，哪怕他是個(gè)乞丐；尊重為自己服務(wù)的人；愛一切人，哪怕他是自己的敵人（當(dāng)然是他好的一面），也應(yīng)仇恨一切丑惡現(xiàn)象和壞人。22.應(yīng)加強(qiáng)道德紀(jì)律觀念。23.注意修養(yǎng)和綜合素質(zhì)的提高。24.睡前反省今日所作所為及明天的大致安排。,25.千萬(wàn)不要為了別人而毀滅自己（當(dāng)然獻(xiàn)愛心除外），不要為了報(bào)復(fù)而毀了自己，最好不要報(bào)復(fù)。26.坦然對(duì)待一切，不幸應(yīng)看到希望，成功應(yīng)看到困難。微笑面對(duì)人生，也就是樂(lè)觀地對(duì)待人生。27.每日深思：我拿什么資本到社會(huì)上去競(jìng)爭(zhēng)，怎樣才能把自己培養(yǎng)成高素質(zhì)的可塑性人才？,回鍋肉制作方法,1.需求分析：口味、主料、輔料2.制作步驟：買菜、煮肉、切菜、切肉、炒肉3.制作方法：肉煮幾成熟、什么時(shí)候放蒜苗4.品位佳肴：鹽、麻、辣、油5.剩菜處理：保菜、熱菜,做軟件就像做菜一樣，是一門技術(shù)，更是一門藝術(shù),系統(tǒng)實(shí)現(xiàn),系統(tǒng)分析,系統(tǒng)設(shè)計(jì),系統(tǒng)測(cè)試,系統(tǒng)維護(hù),通過(guò)五個(gè)實(shí)例詳細(xì)講解軟件開發(fā)的五個(gè)過(guò)程,網(wǎng)上商城管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),基于Web的在線系統(tǒng)，主要功能是為會(huì)員用戶提供商品的瀏覽和購(gòu)買功能，主要涉及：會(huì)員信息的管理：會(huì)員注冊(cè)，信息修改、刪除和檢索等商品信息的管理：商品錄入，信息修改、刪除和檢索等訂單信息的管理：對(duì)會(huì)員及其所購(gòu)買的商品的管理（確認(rèn)訂單、查看訂單、修改訂單和完成訂單）,8.1軟件工程的形成與發(fā)展8.2什么是軟件工程8.3系統(tǒng)分析8.4系統(tǒng)設(shè)計(jì)8.5系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)8.6軟件測(cè)試8.7軟件維護(hù)8.8軟件文檔,軟件工程,8.1軟件工程的形成與發(fā)展,1963年，美國(guó)用于控制火星探測(cè)器的計(jì)算機(jī)軟件中的一個(gè)“，”號(hào)被誤寫為“?！保率癸w往火星的探測(cè)器發(fā)生爆炸，造成高達(dá)數(shù)億美元的損失1968年，北大西洋公約組織的計(jì)算機(jī)科學(xué)家們?cè)诼?lián)邦德國(guó)召開的國(guó)際會(huì)議上討論了軟件危機(jī)問(wèn)題，同時(shí)也是在這個(gè)會(huì)議上提出了“軟件工程”這個(gè)名詞，導(dǎo)致了一門新的工程學(xué)科的正式誕生軟件危機(jī)：軟件開發(fā)和維護(hù)過(guò)程中遇到的一系列嚴(yán)重問(wèn)題,軟件危機(jī)表現(xiàn)形式：用戶很不滿意：界面風(fēng)格不統(tǒng)一、操作不方便質(zhì)量很不可靠：沒(méi)有人測(cè)試，代碼管理，團(tuán)隊(duì)溝通軟件不可維護(hù)：每年維護(hù)成本20%對(duì)軟件開發(fā)成本和進(jìn)度的估算不準(zhǔn)確：公司損失沒(méi)有適當(dāng)?shù)奈臋n：代碼是給人看的，不是給機(jī)器；和客戶溝通，還要客戶簽字；要做什么寫下來(lái)軟件成本比重上升：人力資本上升軟件供不應(yīng)求：保證軟件質(zhì)量,產(chǎn)生的原因：軟件是邏輯的系統(tǒng)部件不是物理的系統(tǒng)部件，以程序和文檔形式存在軟件規(guī)模越來(lái)越大，功能越來(lái)越強(qiáng)，軟件結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜結(jié)論：軟件危機(jī)產(chǎn)生的根本原因與軟件產(chǎn)品的特征和軟件產(chǎn)品開發(fā)與維護(hù)的方法不正確有關(guān)解決軟件危機(jī)的根本出路：認(rèn)識(shí)問(wèn)題的原因所在，汲取前人的經(jīng)驗(yàn)要有相應(yīng)的理論、技術(shù)、工具,8.2什么是軟件工程,1.定義是一門研究用工程化方法構(gòu)建和維護(hù)有效的、實(shí)用的和高質(zhì)量的軟件的學(xué)科它涉及到程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、數(shù)據(jù)庫(kù)、軟件開發(fā)工具，系統(tǒng)平臺(tái)、標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)模式等方面,2.軟件生存周期軟件生存周期一般劃分為：計(jì)劃（定義）時(shí)期：?jiǎn)栴}定義和可行性研究?jī)蓚€(gè)階段開發(fā)時(shí)期：需求分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、編碼和測(cè)試四個(gè)階段運(yùn)行時(shí)期：主要是系統(tǒng)維護(hù)階段,問(wèn)題定義,可行性研究,需求分析,軟件設(shè)計(jì),編碼,測(cè)試,維護(hù),（軟件系統(tǒng)目標(biāo)與范圍說(shuō)明書）,（可行性論證報(bào)告）,（需求說(shuō)明書）,（設(shè)計(jì)說(shuō)明書）,（程序）,（測(cè)試報(bào)告）,（軟件維護(hù)報(bào)告）,典型的軟件生存周期：,3.開發(fā)模型（1）瀑布模型（waterfallmodel）瀑布模型由W.Royce于1970年首先提出根據(jù)軟件工程生存周期各個(gè)階段的任務(wù)，瀑布模型從可行性研究開始，逐步進(jìn)行階段性變換，直至通過(guò)確認(rèn)測(cè)試并得到用戶確認(rèn)的軟件產(chǎn)品為止瀑布模型上一階段的變換結(jié)果是下一階段變換的輸入，相鄰兩個(gè)階段具有因果關(guān)系，緊密聯(lián)系一個(gè)階段的失誤將蔓延到以后的各個(gè)階段為了保障軟件開發(fā)的正確性，每一階段任務(wù)完成后，都必須對(duì)它的階段性產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)審，確認(rèn)之后再轉(zhuǎn)入下一階段的工作,評(píng)審過(guò)程發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤和疏漏后，應(yīng)該及時(shí)反饋到前面的有關(guān)階段修正錯(cuò)誤或彌補(bǔ)疏漏，然后再重復(fù)前面的工作，直至某一階段通過(guò)評(píng)審后再進(jìn)入下一階段瀑布模型如圖所示：,瀑布模型的優(yōu)點(diǎn)：可強(qiáng)迫開發(fā)人員采用規(guī)范的方法嚴(yán)格規(guī)定了每個(gè)階段必須提交的文檔要求每個(gè)階段交出的所有產(chǎn)品都必須經(jīng)過(guò)質(zhì)量保證小組的仔細(xì)驗(yàn)證瀑布模型的缺點(diǎn)：在軟件開發(fā)的初始階段指明軟件系統(tǒng)的全部需求是困難的，有時(shí)甚至是不現(xiàn)實(shí)的確定需求后，用戶和軟件項(xiàng)目負(fù)責(zé)人要等相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間才能得到一份軟件的最初版本。如果用戶提出比較大的修改意見，那么整個(gè)軟件項(xiàng)目將會(huì)蒙受巨大的人力、財(cái)力和時(shí)間方面的損失,（2）原型模型（演化模型）主要是針對(duì)事先不能完整定義需求的軟件項(xiàng)目開發(fā)而言的許多軟件開發(fā)項(xiàng)目由于人們對(duì)軟件需求的認(rèn)識(shí)模糊，很難一次開發(fā)成功，返工再開發(fā)難以避免因此，人們對(duì)需開發(fā)的軟件給出基本需求，作第一次試驗(yàn)開發(fā)，其目標(biāo)僅在于探索可行性和弄清需求，取得有效的反饋信息，以支持軟件的最終設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)通常我們把第一次實(shí)驗(yàn)性開發(fā)出的軟件稱為原型這種開發(fā)模型可以減少由于需求不明給開發(fā)工作帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，有較好的效果,相對(duì)瀑布模型來(lái)說(shuō)，原型模型更符合人類認(rèn)識(shí)真理的過(guò)程和思維，是目前較流行的一種實(shí)用的軟件開發(fā)方法原型模型如圖所示：,原型化模型有：丟棄型：原型開發(fā)后，已獲得了更為清晰的需求反饋信息，原型無(wú)需保留而丟棄，開發(fā)的原型僅以演示為目的，這往往用在軟件的用戶界面的開發(fā)上樣品型：原型規(guī)模與最終產(chǎn)品相似，只是原型僅供研究用漸增式演化型：原型作為最終產(chǎn)品的一部分，它可以滿足用戶的部分需求，經(jīng)用戶試用后提出精華系統(tǒng)、增強(qiáng)系統(tǒng)能力的需求，開發(fā)人員根據(jù)反饋信息，實(shí)施開發(fā)的迭代過(guò)程。如果在一次迭代過(guò)程中，有些需求還不能滿足用戶的需求，可以在下一迭代過(guò)程中予以修正，整個(gè)實(shí)現(xiàn)后軟件才可最終交付使用,（3）螺旋模型是瀑布模型與原型模型相結(jié)合，并增加兩者所忽略的風(fēng)險(xiǎn)分析而產(chǎn)生的一種模型該模型通常用來(lái)指導(dǎo)大型軟件項(xiàng)目的開發(fā)，它將開發(fā)劃分為制定計(jì)劃、風(fēng)險(xiǎn)計(jì)劃、實(shí)施開發(fā)和客戶評(píng)估四類活動(dòng)沿著螺旋線每轉(zhuǎn)一圈，表示開發(fā)出一個(gè)更完善的新的軟件版本如果開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)過(guò)大，開發(fā)機(jī)構(gòu)和客戶無(wú)法接受，項(xiàng)目有可能就此中止；多數(shù)情況下，會(huì)沿著螺旋線繼續(xù)下去，自內(nèi)向外逐步延伸，最終得到滿意的軟件產(chǎn)品,該模型是由TRW公司的B.Boehm于1988年提出的下圖顯示了螺旋模型的原理，沿著螺旋線旋轉(zhuǎn)，在笛卡兒坐標(biāo)的四個(gè)像限上分別表達(dá)了四類活動(dòng),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)的限制條件風(fēng)險(xiǎn)分析：分析所選方案，考慮如何識(shí)別和消除風(fēng)險(xiǎn)實(shí)施開發(fā)：實(shí)施軟件開發(fā)客戶評(píng)估：評(píng)價(jià)軟件功能和性能，提出修正建議,螺旋模型的優(yōu)點(diǎn)：對(duì)可選方案和約束的強(qiáng)調(diào)有利于已有軟件的重用有助于把軟件質(zhì)量作為軟件開發(fā)的一個(gè)重要目標(biāo)，減少了過(guò)多測(cè)試或測(cè)試不足所帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)但是要求許多客戶接受和相信并不容易，使用該模型需要具有相當(dāng)豐富的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估經(jīng)驗(yàn)和專門知識(shí)，如果項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)較大，又未必能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，勢(shì)必造成重點(diǎn)損失目前國(guó)內(nèi)許多軟件公司還未能及時(shí)掌握和運(yùn)用這種模型，有待進(jìn)一步積累經(jīng)驗(yàn),（4）噴泉模型對(duì)軟件復(fù)用和生存周期中多項(xiàng)開發(fā)活動(dòng)的集成提供了支持，以面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)方法為基礎(chǔ)，它適合面向?qū)ο蟮拈_發(fā)方法它克服了瀑布模型不支持軟件重用和多項(xiàng)開發(fā)活動(dòng)集成的局限性噴泉模型使開發(fā)過(guò)程具有迭代性和無(wú)間隙性系統(tǒng)某個(gè)部分常常重復(fù)工作多次，相關(guān)功能在每次迭代中隨之加入演化的系統(tǒng)無(wú)間隙是指在分析、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)等開發(fā)活動(dòng)之間不存在明顯的邊界,噴泉模型參見下圖：,8.3系統(tǒng)分析,1.需求分析調(diào)查用戶需求（添加、刪除、修改、查詢、打?。┓治鲂孪到y(tǒng)的主要目標(biāo)，分析開發(fā)該系統(tǒng)的可行性（技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、人力、物力、環(huán)境、政策、道德等）計(jì)劃時(shí)期還應(yīng)制定出人力、資源及進(jìn)度計(jì)劃,2.面向過(guò)程分析數(shù)據(jù)流圖：從數(shù)據(jù)傳遞和加工角度，以圖形方式來(lái)表達(dá)系統(tǒng)的邏輯功能、數(shù)據(jù)在系統(tǒng)內(nèi)部的邏輯流向和邏輯變換過(guò)程,實(shí)體關(guān)系圖：簡(jiǎn)記E-R圖是指以實(shí)體、關(guān)系、屬性三個(gè)基本概念概括數(shù)據(jù)的基本結(jié)構(gòu)，從而描述靜態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的概念模式,狀態(tài)圖：描述一個(gè)實(shí)體基于事件反應(yīng)的動(dòng)態(tài)行為，顯示了該實(shí)體如何根據(jù)當(dāng)前所處的狀態(tài)對(duì)不同的時(shí)間做出反應(yīng)的,反應(yīng),3.面向?qū)ο蠓治鲇美龍D：被稱為參與者的外部用戶所能觀察到的系統(tǒng)功能的模型圖，呈現(xiàn)了一些參與者和一些用例，以及它們之間的關(guān)系，主要用于對(duì)系統(tǒng)、子系統(tǒng)或類的功能行為進(jìn)行建模,類圖：顯示了模型的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，特別是模型中存在的類、類的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及它們與其他類的關(guān)系等,狀態(tài)圖：描述一個(gè)實(shí)體基于事件反應(yīng)的動(dòng)態(tài)行為，顯示了該實(shí)體如何根據(jù)當(dāng)前所處的狀態(tài)對(duì)不同的時(shí)間做出反應(yīng)的,反應(yīng),1.功能需求：會(huì)員信息管理：密碼安全性、忘記密碼怎么辦商品信息管理：每頁(yè)顯示多少商品、商品查詢訂單信息的管理：完成訂單可以兩個(gè)小時(shí)修改用戶登錄：管理員和會(huì)員同一個(gè)登錄頁(yè)面？,網(wǎng)上商城管理系統(tǒng)系統(tǒng)分析,2.數(shù)據(jù)流圖：頂層數(shù)據(jù)流圖：P0網(wǎng)上商城第二層數(shù)據(jù)流圖：P01會(huì)員管理、P02訂單管理、P03商品管理第三層數(shù)據(jù)流圖：會(huì)員注冊(cè)、會(huì)員信息修改、刪除會(huì)員、檢索會(huì)員、會(huì)員登錄；確認(rèn)訂單、查看訂單、修改訂單、完成訂單；錄入商品、修改商品信息、刪除商品信息、檢索商品信息,3.數(shù)據(jù)字典：數(shù)據(jù)元素定義：會(huì)員信息、商品信息、訂單信息、訂單詳情數(shù)據(jù)流定義表：會(huì)員信息、管理員、商品信息、訂單信息文件定義表：會(huì)員信息、商品信息、訂單信息、訂單詳情,4.E-R圖：會(huì)員信息表、商品信息表、訂單信息表、訂單詳情表5.其他相關(guān)要求：系統(tǒng)最小壽命：三年以上設(shè)備要求：計(jì)算機(jī)穩(wěn)定性好，整套設(shè)備經(jīng)濟(jì)實(shí)惠使用上：系統(tǒng)易理解，易學(xué)習(xí)，易操作安全性：安全可靠，容錯(cuò)，易恢復(fù)數(shù)據(jù)集中上：用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)可維護(hù)性：可修改，可測(cè)試，可擴(kuò)充，可移植系統(tǒng)硬件環(huán)境：服務(wù)器和客戶機(jī)的要求,8.4系統(tǒng)設(shè)計(jì),從工程管理的角度來(lái)看，系統(tǒng)設(shè)計(jì)分兩步完成。概要設(shè)計(jì)，將軟件需求轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和軟件的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；詳細(xì)設(shè)計(jì)，即過(guò)程設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)表示進(jìn)行細(xì)化，得到軟件的詳細(xì)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法。OO軟件開發(fā):概要設(shè)計(jì)的部分內(nèi)容（類&對(duì)象的設(shè)計(jì)）前移到OOA階段，概要設(shè)計(jì)主要圍繞對(duì)象之間的協(xié)作。,1.總體設(shè)計(jì)2.詳細(xì)設(shè)計(jì)會(huì)員登錄模塊：模塊輸入、處理和輸出會(huì)員管理模塊：會(huì)員注冊(cè)、會(huì)員信息修改、刪除會(huì)員、檢索會(huì)員商品管理模塊：商品錄入、信息修改、檢索商品、刪除商品訂單管理：確認(rèn)訂單、查看訂單、修改訂單、完成訂單,網(wǎng)上商城管理系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(jì),8.5系統(tǒng)實(shí)現(xiàn),1.語(yǔ)言的選擇2.軟件質(zhì)量可操作性可維護(hù)性可遷移性,1.程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言和數(shù)據(jù)庫(kù)的選擇技術(shù)開發(fā)語(yǔ)言：c#開發(fā)平臺(tái)：MicrosoftVisualStudio2008數(shù)據(jù)庫(kù)：SQLServer2005Express2.系統(tǒng)模塊的編碼實(shí)現(xiàn)會(huì)員登錄模塊、會(huì)員管理模塊、商品管理模塊、訂單管理、MasterPage（用戶登錄前后）,網(wǎng)上商城管理系統(tǒng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn),8.6軟件測(cè)試,1.白盒測(cè)試基本路徑測(cè)試控制結(jié)構(gòu)測(cè)試循環(huán)測(cè)試2.黑盒測(cè)試窮盡測(cè)試隨機(jī)測(cè)試邊界值測(cè)試,1.測(cè)試概述：測(cè)試內(nèi)容、測(cè)試計(jì)劃、測(cè)試人員安排2.測(cè)試方法：重要模塊白盒測(cè)試，其他黑盒測(cè)試3.測(cè)試步驟：先單元測(cè)試，再集成測(cè)試，對(duì)每個(gè)測(cè)試都要考慮合法和非法的測(cè)試4.測(cè)試過(guò)程：系統(tǒng)的測(cè)試內(nèi)容、系統(tǒng)的單元測(cè)試、系統(tǒng)的集成測(cè)試、系統(tǒng)測(cè)試與回歸測(cè)試,網(wǎng)上商城管理系統(tǒng)系統(tǒng)測(cè)試,8.7軟件維護(hù),軟件維護(hù)：在軟件已經(jīng)交付使用之后，為了改正錯(cuò)誤或滿足新的需要而修改軟件的過(guò)程維護(hù)的種類：完善性維護(hù)（perfectivemaintenance）適應(yīng)性維護(hù)（adaptivemaintenance）糾錯(cuò)性維護(hù)（correctivemain