軟件工程整理

1、、基本概念。（一）、軟件1、軟件的基本概念軟件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中與硬件相互依存的另一部分，它是包括程序、數(shù)據(jù)及其相關(guān) 文檔組成的完整集合?？梢詫懽鳛椋很浖?程序+數(shù)據(jù)+文檔。程序：程序是按事先設(shè)計(jì)好的功能和性能要求執(zhí)行的指令序列。數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)是指程序能正常處理信息的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。文檔：文檔是與程序運(yùn)行和維護(hù)有關(guān)的圖文資料。2、軟件的特點(diǎn)（1 ）、抽象性：軟件是一種邏輯實(shí)體，具有抽象性。（2 ）、軟件不會(huì)磨損，不過(guò)它會(huì)退化（3）、不能像硬件維修中直接更換磨損的零件，軟件維護(hù)要復(fù)雜得多（4）、軟件開(kāi)發(fā)性質(zhì)如成本、進(jìn)度等難以估計(jì)（5） 、軟件的開(kāi)發(fā)更加依賴于開(kāi)發(fā)人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)、智力、人員的合作、 組織和

2、管 理。人們可以使用軟件，但是無(wú)法看到軟件本身的形態(tài) 。必須通過(guò)觀察、分析、思考、 判斷，才能了解其功能、性能等特性。3、軟件種類的劃分根據(jù)軟件的用途進(jìn)行劃分，軟件大致可以分為以下類型：（1）、系統(tǒng)軟件。系統(tǒng)軟件是為其他軟件服務(wù)的軟件。（2）、實(shí)時(shí)軟件：管理、分析、控制現(xiàn)實(shí)世界中所發(fā)生的事件的軟件稱為實(shí)時(shí)軟件。（3） 、商業(yè)管理軟件：常規(guī)的數(shù)據(jù)處理軟件和一些交互式的計(jì)算處理（如POS軟件） 軟件。（4）、工程與科學(xué)計(jì)算軟件：此類軟件的特征是要實(shí)現(xiàn)特定的“數(shù)值分析”算法。（5）、嵌入式軟件：駐留在專用智能產(chǎn)品的內(nèi)存中，用于控制這些產(chǎn)品進(jìn)行正常工 作，完成很有限、很專業(yè)的功能的軟件。（6）、人工智

3、能軟件：利用非數(shù)值算法去解決復(fù)雜問(wèn)題的軟件。（7）、個(gè)人計(jì)算機(jī)軟件：文字處理系統(tǒng)、電子表格、游戲娛樂(lè)軟件等等。（二）、軟件工程1、軟件工程基本概念軟件工程是一門研究如何用系統(tǒng)化、規(guī)范化、數(shù)量化等工程原則和方法去進(jìn)行軟件的開(kāi)發(fā)和維護(hù)的學(xué)科。軟件工程應(yīng)用計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)及管理科學(xué)等原理，借鑒傳統(tǒng)工程的原則、方法， 創(chuàng)建軟件以達(dá)到提高質(zhì)量、降低成本的目的。計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)用于構(gòu)建模型與算法；工程科學(xué)用于制定規(guī)范、 設(shè)計(jì)規(guī)范、評(píng)估成本及確定權(quán)衡；管理科學(xué)用于計(jì)劃、資源、質(zhì)量、成本等管理。軟件工程學(xué)是一門指導(dǎo)計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)和維護(hù)的科學(xué)。軟件工程包括：軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)和軟件項(xiàng)目管理。（1 ）、軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)包括

4、軟件開(kāi)發(fā)方法學(xué)、軟件工具和軟件工程環(huán)境。（2）、軟件項(xiàng)目管理包括軟件度量、項(xiàng)目估算、進(jìn)度控制、人員組織、配置管理、 項(xiàng)目計(jì)劃等。2、軟件危機(jī)所謂軟件危機(jī)，就是指在軟件開(kāi)發(fā)和軟件維護(hù)過(guò)程中所存在的一系列嚴(yán)重問(wèn)題。 具體地說(shuō)，軟件危機(jī)具有如下一些表現(xiàn)：（1 ）、軟件開(kāi)發(fā)沒(méi)有真正的計(jì)劃性，對(duì)軟件開(kāi)發(fā)進(jìn)度和軟件開(kāi)發(fā)成本的估計(jì)常常很不準(zhǔn)確，計(jì)劃的制定帶有很大的盲目因素，因此工期超出、成本失控的現(xiàn)象經(jīng)常困擾著軟件開(kāi)發(fā)者。（2）、對(duì)于軟件需求信息的獲取常常不充分，軟件產(chǎn)品往往不能真正地滿足用戶的 實(shí)際需求。（3）、缺乏良好的軟件質(zhì)量評(píng)測(cè)手段，從而導(dǎo)致軟件產(chǎn)品的質(zhì)量常常得不到保證。（4） 、對(duì)于軟件的可理解性

5、、可維護(hù)性認(rèn)識(shí)不夠；軟件的可復(fù)用性、可維護(hù)性不高。（5）、軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程沒(méi)有實(shí)現(xiàn) “規(guī)范化”，缺乏必要的文檔資料或者文檔資料不合格、 不準(zhǔn)確，難以進(jìn)行專業(yè)維護(hù)。（6）、軟件開(kāi)發(fā)的人力成本持續(xù)上升。 （7 ）、缺乏自動(dòng)化的軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)。二、軟件工程七項(xiàng)基本原則（一）、用分階段的生命周期計(jì)劃嚴(yán)格管理（二）、堅(jiān)持進(jìn)行階段評(píng)審（三）、實(shí)行嚴(yán)格的產(chǎn)品控制（四）、采納現(xiàn)代程序設(shè)計(jì)技術(shù)（五）、結(jié)果應(yīng)能清楚地審查（六）、開(kāi)發(fā)小組的人員應(yīng)少而精（七）、承認(rèn)不斷改進(jìn)軟件工程實(shí)踐的必要性三、軟件工程三要素軟件工程的方法、工具、過(guò)程構(gòu)成了軟件工程的三要素。（一）、軟件工程方法：是整個(gè)軟件工程的方法。為軟件開(kāi)發(fā)提供了“如

6、何做某項(xiàng)工作”的技術(shù)指南。使得整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程的每一種階段任務(wù)都能夠“有章可循”。（二）、軟件工程工具：為軟件工程方法提供了自動(dòng)的或半自動(dòng)的軟件支撐環(huán)境。（三）、軟件工程中的過(guò)程： 是整個(gè)軟件工程的管理部分。將軟件工程的方法和工具綜合起來(lái)以達(dá)到合理、及時(shí)地進(jìn)行計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)的目的。四、軟件生命周期軟件生命周期由軟件定義、軟件開(kāi)發(fā)和運(yùn)行維護(hù)（也稱為軟件維護(hù)）3個(gè)時(shí)期組成，每個(gè)時(shí)期又進(jìn)一步劃分成若干個(gè)階段。在軟件定義階段中，主要進(jìn)行問(wèn)題定義、可行性研究和需求分析。軟件被定義之后，進(jìn)入軟件開(kāi)發(fā)階段，主要對(duì)軟件的體系架構(gòu)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和主要算 法進(jìn)行設(shè)計(jì)和編碼實(shí)現(xiàn)。軟件的運(yùn)行與維護(hù)階段在軟件生命周期中占據(jù)的比

7、例最大。針對(duì)不同的需求，維護(hù)工作一般可以分為糾錯(cuò)性維護(hù)、適應(yīng)性維護(hù)、擴(kuò)充性維護(hù)和預(yù)防性維護(hù)等不同類型。（一）、問(wèn)題定義通過(guò)問(wèn)題定義，確定要解決的問(wèn)題。通過(guò)調(diào)研，寫出關(guān)于問(wèn)題性質(zhì)、工程目標(biāo)和工程 規(guī)模的書面報(bào)告，并得到客戶的確認(rèn)。（二）、可行性研究可行性研究是對(duì)問(wèn)題定義的一個(gè)具體，確定問(wèn)題是否可行，通過(guò)什么方式解決問(wèn)題。 研究并論證軟件系統(tǒng)的可行性，對(duì)方案進(jìn)行選擇并形成可行性分析報(bào)告?？尚行园ń?jīng)濟(jì)上的可行性，技術(shù)上的可行性，實(shí)施上的可行性。（三）、需求分析需求分析階段的主要任務(wù)是確定目標(biāo)系統(tǒng)必須具備哪些功能。要求能夠建立邏輯模型，準(zhǔn)確的體現(xiàn)用戶的要求，可以建立以下模型：數(shù)據(jù)模型一（實(shí)體-聯(lián)系圖

8、），功能模型一（數(shù) 據(jù)流圖、，行為模型一（狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖）需求分析階段，要書寫需求規(guī)格說(shuō)明書。（四）、概要設(shè)計(jì)概要設(shè)計(jì)也叫總體設(shè)計(jì)，它確定了系統(tǒng)應(yīng)該實(shí)現(xiàn)的總體目標(biāo)。概要設(shè)計(jì)部分主要完成：建立軟件系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，定義功能模塊的接口，設(shè)計(jì)全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，規(guī)定設(shè)計(jì) 約束，編制概要設(shè)計(jì)文檔。（五）、詳細(xì)設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)也稱模塊設(shè)計(jì)， 概要設(shè)計(jì)將模塊具體化。 這個(gè)部分主要完成： 模塊詳細(xì)設(shè)計(jì) 和詳細(xì)設(shè)計(jì)規(guī)格說(shuō)明書。模塊的詳細(xì)設(shè)計(jì)包括模塊的詳細(xì)功能、算法、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、模塊間 的接口等設(shè)計(jì)，擬定模塊測(cè)試方案。 編制模塊的詳細(xì)規(guī)格說(shuō)明，匯總模塊詳細(xì)設(shè)計(jì)的結(jié)果，形成模塊詳細(xì)規(guī)格說(shuō)明書。（六）、編碼和單元測(cè)試本單元主

9、要是寫出正確的容易理解、容易維護(hù)的程序模塊。編碼：根據(jù)模塊詳細(xì)規(guī)格說(shuō)明書，把詳細(xì)設(shè)計(jì)的結(jié)果翻譯成用選定的語(yǔ)言書寫的程 單元測(cè)試：對(duì)模塊程序進(jìn)行測(cè)試，驗(yàn)證模塊功能及接口與詳細(xì)設(shè)計(jì)文檔的一致性，并形成單元測(cè)試報(bào)告。（七）、綜合測(cè)試綜合測(cè)試是通過(guò)各種類型的測(cè)試（及相應(yīng)的調(diào)試）使軟件達(dá)到預(yù)定的要求。主要有集成 測(cè)試、驗(yàn)收測(cè)試和平行運(yùn)行三種。集成測(cè)試：根據(jù)設(shè)計(jì)的軟件結(jié)構(gòu)，把經(jīng)過(guò)單元測(cè)試檢驗(yàn)的模塊按某種選定的策略裝配 起來(lái)，在裝配過(guò)程中對(duì)程序進(jìn)行必要的測(cè)試。驗(yàn)收測(cè)試：按照規(guī)格說(shuō)明書的規(guī)定，由用戶對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)收?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試或平行運(yùn)行：平行運(yùn)行就是同時(shí)運(yùn)行新開(kāi)發(fā)出來(lái)的系統(tǒng)和將被它取代的舊系 統(tǒng)，以便比較新舊

10、兩個(gè)系統(tǒng)的處理結(jié)果。在本測(cè)試階段，要求能夠用正式的文檔資料把測(cè)試計(jì)劃、詳細(xì)測(cè)試方案以及實(shí)際測(cè)試結(jié)果保存下來(lái)，作為軟件配置的一個(gè)組成部分。（八）、運(yùn)行與維護(hù)維護(hù)階段的關(guān)鍵任務(wù)是，通過(guò)各種必要的維護(hù)活動(dòng)使系統(tǒng)持久地滿足用戶的需要。每一項(xiàng)維護(hù)活動(dòng)都應(yīng)該經(jīng)過(guò)提出維護(hù)要求（或報(bào)告問(wèn)題），分析維護(hù)要求，提出維護(hù)方案，審批維護(hù)方案，確定維護(hù)計(jì)劃，修改軟件設(shè)計(jì)，修改程序，測(cè)試程序，復(fù)查驗(yàn)收等一系列步 驟。維護(hù)只要分為：改正性維護(hù)、適應(yīng)性維護(hù)、完善性維護(hù)和預(yù)防性維護(hù)。改正性維護(hù)，診斷和改正在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的軟件錯(cuò)誤；適應(yīng)性維護(hù)，修改軟件以適應(yīng)環(huán)境的變化；完善性維護(hù)，根據(jù)用戶的要求改進(jìn)或擴(kuò)充軟件使它更完善；預(yù)防性

11、維護(hù)，修改軟件為將來(lái)的維護(hù)活動(dòng)預(yù)先做準(zhǔn)備。五、軟件工程開(kāi)發(fā)模型常用的軟件生存期模型有：瀑布模型、演化模型、螺旋模型、增量模型、噴泉模型、智 能模型。（一）、瀑布模型各項(xiàng)活動(dòng)按自上而下，相互銜接的固定次序，如同瀑布逐級(jí)下落。每項(xiàng)活動(dòng)均處于 一個(gè)質(zhì)量環(huán)（輸入-處理-輸出-評(píng)審）中。如圖1所示：i-K ijbIW «圖1瀑布模型（二）、演化模型先開(kāi)發(fā)一個(gè)“原型”軟件，完成部分主要功能，展示給用戶并征求意見(jiàn)，然后逐步完善，最終獲得滿意的軟件產(chǎn)品。如圖2所示：上竺乎気粧:測(cè)試7宓現(xiàn)；測(cè)認(rèn):4九?！眮GOS圖2演化模型（三）、螺旋模型螺旋模型將瀑布模型與演化模型結(jié)合起來(lái)，并且加入兩種模型均忽略了的

12、風(fēng)險(xiǎn)分析。 如圖3所示：血腕訃機(jī)珂臉兮神 >-一、町誦行/欽杵/ r.,-件嚴(yán)2丿 洋殂|業(yè)電+ /璽書.品設(shè)計(jì)丿珂曬便刊/i+«SiAWSfeiib圖3螺旋模型（四）、增量模型把軟件產(chǎn)品分解成一系列的增量構(gòu)件，在增量開(kāi)發(fā)迭代中逐步加入。每個(gè)構(gòu)件由多 個(gè)相互作用的模塊構(gòu)成，并且能夠完成特定的功能。如圖4所示：圖4增量開(kāi)發(fā)模型（五）、噴泉模型噴泉模型是對(duì)象驅(qū)動(dòng)的過(guò)程。體現(xiàn)了迭代和無(wú)間隙的特性，所謂無(wú)間隙，是指在各 項(xiàng)開(kāi)發(fā)活動(dòng)，即分析、設(shè)計(jì)和編碼之間不存在明顯的邊界。系統(tǒng)某個(gè)部分常常重復(fù)工作 多次，相關(guān)對(duì)象在每次迭代中隨之加入演進(jìn)的軟件成分。如圖5所示：dll-圖5噴泉模式（六）、

13、智能模型智能模型是基于知識(shí)的軟件開(kāi)發(fā)模型，它把瀑布模型和專家系統(tǒng)綜合在一起。該模 型在各個(gè)開(kāi)發(fā)階段都利用了相應(yīng)的專家系統(tǒng)來(lái)幫助軟件人員完成開(kāi)發(fā)工作。為此，建立 了各個(gè)階段的知識(shí)庫(kù)，將模型、相應(yīng)領(lǐng)域知識(shí)和軟件工程知識(shí)分另U存入數(shù)據(jù)庫(kù)。以軟件 工程知識(shí)為基礎(chǔ)的生成規(guī)則構(gòu)成的專家系統(tǒng)與包含應(yīng)用領(lǐng)域知識(shí)規(guī)則的其他專家系統(tǒng)相 結(jié)合，構(gòu)成該應(yīng)用領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)系統(tǒng)。如圖6所示：圖6智能模型六、軟件工程標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程決定了一個(gè)軟件開(kāi)發(fā)的質(zhì)量。軟件危機(jī)的出路在于軟件開(kāi)發(fā)的工程化和標(biāo)準(zhǔn)化。要包括程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的標(biāo)準(zhǔn)化和軟件過(guò)程的標(biāo)準(zhǔn)化。程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的標(biāo)準(zhǔn)化：為某一程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言規(guī)定若干個(gè)標(biāo)準(zhǔn)子集，對(duì)于語(yǔ)言的實(shí)現(xiàn)者和用戶都帶來(lái)

14、了很大方便。軟件過(guò)程的標(biāo)準(zhǔn)化：軟件生存期各個(gè)階段的工作建立標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范。(一) 、軟件工程標(biāo)準(zhǔn)化的作用1、可提高軟件的可靠性、可維護(hù)性和可移植性；2、可提高軟件人員的技術(shù)水平，減少差錯(cuò)和誤解；3、可提高軟件人員之間的通信效率，提高軟件的生產(chǎn)率；4、有利于軟件管理；有利于降低軟件產(chǎn)品的成本和運(yùn)行維護(hù)成本；5、有利于縮短軟件開(kāi)發(fā)周期。(二) 、軟件工程標(biāo)準(zhǔn)1、 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO。ISO建立了 “計(jì)算機(jī)與信息處理技術(shù)委員會(huì)”，簡(jiǎn) 稱ISO/TC97,專門負(fù)責(zé)與計(jì)算機(jī)有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化工作。編號(hào)格式：ISO+標(biāo)準(zhǔn)號(hào)+斜杠+分標(biāo)準(zhǔn)號(hào)+冒號(hào)+發(fā)布年份2、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：由政府或國(guó)家級(jí)的機(jī)構(gòu)制定或批準(zhǔn)，適用

15、于全國(guó)范圍的標(biāo)準(zhǔn)。GB 中華人民共和國(guó)國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局公布實(shí)施的標(biāo)準(zhǔn)，簡(jiǎn)稱“國(guó)標(biāo)”。ANSI (America n Natio nal Sta ndards In stitute) 美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)。BS (British Standard) 英國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。DIN (Deutsches In stitut f n Nor- mu ng ) 德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)。JIS (Japa nese In dustrial Sta ndard) 日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。3、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：由行業(yè)機(jī)構(gòu)、學(xué)術(shù)團(tuán)體或國(guó)防機(jī)構(gòu)制定，適用于某個(gè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)。 GJB中華人民共和國(guó)國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)。這是由中國(guó)國(guó)防科工委批準(zhǔn)，適合于國(guó)防部門和軍

16、隊(duì)使用的標(biāo)準(zhǔn)。MIL_S ( MILitary_Sta ndard) 美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)，適用于美軍內(nèi)部。4、企業(yè)規(guī)范：一些大型企業(yè)或公司，由于軟件工程工作的需要，制定適用于本部門的 規(guī)范。5、項(xiàng)目規(guī)范：由某一科研生產(chǎn)項(xiàng)目組織制定，為該項(xiàng)任務(wù)專用的軟件工程規(guī)范。七、軟件項(xiàng)目管理(一)、項(xiàng)目基本知識(shí)項(xiàng)目是在一定的資源約束下完成的既定目標(biāo)的一次性任務(wù)。項(xiàng)目具有以下特點(diǎn)：目的性、有生命周期、獨(dú)特性、有固有客戶、組織開(kāi)放性、較強(qiáng)沖突性和風(fēng)險(xiǎn)性。項(xiàng)目管理是通過(guò)項(xiàng)目經(jīng)理和項(xiàng)目組織機(jī)構(gòu)運(yùn)用系統(tǒng)理論和方法。對(duì)項(xiàng)目及其資源進(jìn)行計(jì)劃、組織、協(xié)調(diào)、控制，旨在實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的特定目標(biāo)的管理方法體系。項(xiàng)目管理中的三要素：目標(biāo)、成本

17、、進(jìn)度。目標(biāo)、成本、進(jìn)度三者在項(xiàng)目管理過(guò)程中是互相制約的，其關(guān)系如圖7所示：圖7項(xiàng)目三要素進(jìn)度（二）、項(xiàng)目管理的基本特征1、項(xiàng)目管理是一項(xiàng)復(fù)雜系統(tǒng)工程。主要體現(xiàn)在：（1）、項(xiàng)目需要多種學(xué)科知識(shí)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題；（2）、項(xiàng)目執(zhí)行中的未知因決定項(xiàng)目的不確定性；（3）、項(xiàng)目的臨時(shí)性給組織管理帶來(lái)難度；（4）、項(xiàng)目建設(shè)是在嚴(yán)格的約束條件下進(jìn)行的；2、項(xiàng)目管理具有創(chuàng)造性，充滿著權(quán)衡 主要體現(xiàn)在：（1）、創(chuàng)造帶有探索性，有較高的失敗率；（2）、項(xiàng)目建設(shè)中對(duì)進(jìn)度、費(fèi)用與質(zhì)量三者之間的權(quán)衡。3、項(xiàng)目負(fù)責(zé)人在項(xiàng)目管理中起著非常重要的作用。其主要體現(xiàn)在：（1）、項(xiàng)目管理的主要原理之一是項(xiàng)目經(jīng)理負(fù)責(zé)制；（2）、項(xiàng)目經(jīng)理有權(quán)獨(dú)立進(jìn)行計(jì)劃、資源分配、協(xié)凋和控制；（3）、項(xiàng)目經(jīng)理應(yīng)有多學(xué)科知識(shí)、綜合管理能力及現(xiàn)場(chǎng)處理能力；（4）、項(xiàng)目經(jīng)理應(yīng)有迅速建立一支高效率群體的能力。（三）、軟件開(kāi)發(fā)模型與成本估算的方法。軟件中常用的四種估算方