軟件工程概論

軟件工程概論48學(xué)時（24理論+24上機(jī)）顧春華chgu@課程安排排理論內(nèi)容：基基本原理理、方法法和技術(shù)術(shù)形式：講講授、自自學(xué)、討討論實(shí)踐內(nèi)容：構(gòu)構(gòu)造一個個應(yīng)用系系統(tǒng)（包包括分析析、設(shè)計(jì)計(jì)、編碼碼、測試試）形式：分分組、分分階段文文檔、編編碼、集集成軟件工程程的內(nèi)容容軟件工程程的基本本概念軟件過程程軟件開發(fā)發(fā)各階段段的任務(wù)務(wù)、技術(shù)術(shù)、方法法傳統(tǒng)方法法、面向向?qū)ο蠓椒椒?xiàng)目管理理軟件質(zhì)量量保證第一章軟軟件件危機(jī)與與軟件工工程軟件與軟軟件危機(jī)機(jī)軟件工程程技術(shù)復(fù)審審和管理理復(fù)審軟件程序、軟軟件與軟軟件產(chǎn)品品獨(dú)唱--->小合合唱--->合唱唱-->>萬人大大合唱|||||簡單程序序較較復(fù)復(fù)雜程序序軟軟件軟件包括括程序：按按事先設(shè)設(shè)計(jì)的功功能和性性能需求求執(zhí)行的的指令序序列數(shù)據(jù)：是是程序能能正常操操縱信息息的數(shù)據(jù)據(jù)結(jié)構(gòu)文檔：與與程序開開發(fā)、維維護(hù)和使使用有關(guān)關(guān)的圖文文材料軟件開發(fā)發(fā)的發(fā)展展過程計(jì)算機(jī)應(yīng)應(yīng)用發(fā)展展軟件數(shù)量量多規(guī)模模大軟件成本本高質(zhì)量量低個體化軟軟件開發(fā)發(fā)方法軟件維護(hù)護(hù)困難軟件危機(jī)機(jī)軟件工程程軟件危機(jī)機(jī)定義計(jì)算機(jī)軟軟件的開開發(fā)和維維護(hù)過程程所遇到到的一系系列嚴(yán)重重問題表現(xiàn)對軟件開開發(fā)成本本和進(jìn)度度的估算算很不準(zhǔn)準(zhǔn)確用戶很不不滿意質(zhì)量很不不可靠沒有適當(dāng)當(dāng)?shù)奈臋n檔軟件成本本比重上上升供不應(yīng)求求：軟件件開發(fā)生生產(chǎn)率跟跟不上計(jì)計(jì)算機(jī)應(yīng)應(yīng)用迅速速深入的的趨勢軟件危機(jī)機(jī)原因客觀：軟軟件本身身特點(diǎn)邏輯部件件規(guī)模龐大大主觀：不不正確的的開發(fā)方方法忽視需求求分析軟件開發(fā)發(fā)=程序序編寫輕視軟件件維護(hù)軟件危機(jī)機(jī)解決途徑徑組織管理理工程項(xiàng)目目管理方方法技術(shù)措施施軟件開發(fā)發(fā)技術(shù)與與方法軟件工具具軟件工程程定義指導(dǎo)計(jì)算算機(jī)軟件件開發(fā)和和維護(hù)的的工程學(xué)學(xué)科工程方法法+管理理技術(shù)++技術(shù)方方法B.W..Boehm七七條基本本原理確保軟件件質(zhì)量和和開發(fā)效效率P5-7課后作業(yè)業(yè)軟件生命命周期軟件生命命周期軟件定義義問題定義義可行性分分析需求分析析軟件開發(fā)發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)編碼測試軟件維護(hù)護(hù)技術(shù)復(fù)審審和管理理復(fù)審復(fù)審每階段結(jié)結(jié)束前技術(shù)復(fù)審審從技術(shù)角角度確保保質(zhì)量降低軟件件成本（（盡早發(fā)發(fā)現(xiàn)問題題）管理復(fù)審審成本、進(jìn)進(jìn)度、經(jīng)經(jīng)費(fèi)等技術(shù)復(fù)審審審查小組組審查過程程準(zhǔn)備簡要介紹紹情況閱讀被審審文檔開審查會會返工復(fù)查第二章軟軟件件過程模模型ProcessModel瀑布模型型（waterfallmodel）快速原型型模型（（rapidprototypemodel）螺旋模型型（spiralmodel）轉(zhuǎn)換模型型（transformationalmodel）構(gòu)件集成成模型（（componentintegrationmodel）瀑布模型型問題定義可行性研究需求分析軟件設(shè)計(jì)編碼測試維護(hù)瀑布模型型特點(diǎn)階段的順順序性和和依賴性性推遲實(shí)現(xiàn)現(xiàn)的觀點(diǎn)點(diǎn)質(zhì)量保證證存在問題題不適合需需求模糊糊的系統(tǒng)統(tǒng)快速原型型模型需求分析原型開發(fā)最終系統(tǒng)設(shè)計(jì)原型評價(jià)最終系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)用戶反饋快速原型型模型特點(diǎn)快速開發(fā)發(fā)工具循環(huán)低成本種類漸進(jìn)型拋棄型螺旋模型型螺旋模型型特點(diǎn)瀑布模型型+快速速原型++風(fēng)險(xiǎn)分分析迭代過程程一個螺旋旋式周期確定目標(biāo)標(biāo)，選擇擇方案，，選定完完成目標(biāo)標(biāo)的策略略風(fēng)險(xiǎn)角度度分析該該策略啟動一個個開發(fā)階階段評價(jià)前一一步的結(jié)結(jié)果，計(jì)劃下一一輪的工工作轉(zhuǎn)換模型型形式化規(guī)格說明與需求比較后修正變換2變換1變換n測試形式化開發(fā)記錄系統(tǒng)需求目標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換模型型特點(diǎn)形式化軟軟件開發(fā)發(fā)方法形式化需需求規(guī)格格說明變換技術(shù)術(shù)程序自動動生成技技術(shù)確保正確確構(gòu)件集成成模型構(gòu)件集成成模型特點(diǎn)面向?qū)ο笙蠡跇?gòu)件件庫融合螺旋旋模型特特征支持軟件件開發(fā)的的迭代方方法軟件重用用RUP用例驅(qū)動動迭代和增增量的過過程五個活動動：需求求、分析析、設(shè)計(jì)計(jì)、實(shí)現(xiàn)現(xiàn)和測試試四個階段段第三章可可行行性研究究可行性研研究的任任務(wù)可行性研研究的步步驟可行性研研究的工工具系統(tǒng)流程程圖數(shù)據(jù)流圖圖數(shù)據(jù)字典典成本/效效益分析析開發(fā)軟件件要回答答三個問問題Whytodo??—可可行性研研究Whattodo?—需需求分析析Howtodo??—系系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)可行性研研究的任任務(wù)回答是否否可行最短時間間最小代價(jià)價(jià)三個方面面的可行行性技術(shù)可行行性經(jīng)濟(jì)可行行性操作可行行性循環(huán)可行性研研究的步步驟復(fù)查系統(tǒng)統(tǒng)規(guī)模和和目標(biāo)研究現(xiàn)有有系統(tǒng)功功能導(dǎo)出新系系統(tǒng)模型型重新定義義問題導(dǎo)出和分分析各種種可選解解決方案案推薦行動動方針草擬開發(fā)發(fā)計(jì)劃書寫文檔檔提交審審查1復(fù)查查系統(tǒng)規(guī)規(guī)模和目目標(biāo)問題定義義階段的的成果系統(tǒng)規(guī)模模和目標(biāo)標(biāo)報(bào)告書書復(fù)查任務(wù)務(wù)改正含糊糊的、二二義的描描述改正不正正確的描描述核查系統(tǒng)統(tǒng)限制和和約束2研究究現(xiàn)有系系統(tǒng)功能能分析現(xiàn)有有系統(tǒng)高層系統(tǒng)統(tǒng)流程圖圖確定系統(tǒng)統(tǒng)功能比較新舊舊系統(tǒng)新系統(tǒng)必必須完成成舊系統(tǒng)統(tǒng)的基本本功能新系統(tǒng)必必須改正正舊系統(tǒng)統(tǒng)存在問問題新系統(tǒng)必必須比舊舊系統(tǒng)增增收入、、減支出出3導(dǎo)出出新系統(tǒng)統(tǒng)模型舊系統(tǒng)邏邏輯模型型新新系系統(tǒng)邏輯輯模型新系統(tǒng)目目標(biāo)和規(guī)規(guī)模邏輯模型型描述工工具數(shù)據(jù)流圖圖數(shù)據(jù)字典典用例圖4重新新定義問問題復(fù)查問題題定義、、規(guī)模和和目標(biāo)根據(jù)新系系統(tǒng)模型型分析員誤誤解用戶遺漏漏重新定義義問題循環(huán)（定定義，分分析，求求解，重重定義））5導(dǎo)出出和分析析可選解解決方案案從邏輯模模型導(dǎo)出出物理系系統(tǒng)方案案不同角度度多個方案案分析各種種可選方方案技術(shù)可行行性操作可行行性經(jīng)濟(jì)可行行性為可行方方案制定定初步進(jìn)進(jìn)度計(jì)劃劃6推薦薦行動方方針得出可行行性研究究結(jié)果繼續(xù)開發(fā)發(fā)終止項(xiàng)目目推薦解決決方案成本/效效益7草擬擬開發(fā)計(jì)計(jì)劃為推薦方方案確定定開發(fā)計(jì)計(jì)劃進(jìn)度開發(fā)人員員硬件設(shè)備備軟件工具具各階段成成本估計(jì)計(jì)8書寫寫文檔提提交審查查可行性研研究報(bào)告告各步驟結(jié)結(jié)果推薦方案案開發(fā)計(jì)劃劃等系統(tǒng)流程程圖SFD物理數(shù)據(jù)據(jù)流圖，，不同與與程序流流程描述物理理系統(tǒng)表示物理理部件信息流動動符號（P21））例子（P23））分層的SFD從抽象到到具體，，從簡單單到復(fù)雜雜數(shù)據(jù)流圖圖DFD描述系統(tǒng)統(tǒng)邏輯模模型信息在系系統(tǒng)中的的流動和和處理用途交流信息息的工具具分析和設(shè)設(shè)計(jì)的工工具

數(shù)據(jù)流圖圖DFD符號P24例子P25-27分層從高層到到低層分解前后后的數(shù)據(jù)據(jù)流必須須一致命名數(shù)據(jù)流處理領(lǐng)書單進(jìn)書通知知購書單缺書單DFD練練習(xí)—售書系統(tǒng)學(xué)生教材購銷系統(tǒng)書庫保管員領(lǐng)書單進(jìn)進(jìn)書通通知進(jìn)書通知知購書單缺缺書單單DFD練練習(xí)—售書系統(tǒng)1銷售2采購書庫保管員學(xué)生F1教材存量量表F2缺書登記記表數(shù)據(jù)字典典DDDFD中中所有元元素的定定義的集集合內(nèi)容數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)流分分量數(shù)據(jù)存儲儲處理（一一般不用用DD描描述）數(shù)據(jù)字典典DD定義數(shù)據(jù)據(jù)的方法法自頂向下下分解數(shù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)元素素的組合合方式順序：A+B選擇：[[A|B]重復(fù)：1{A}}5可選：（A）數(shù)據(jù)字典典DDDD的用用途分析階段段的交流流工具包含控制制信息數(shù)據(jù)庫設(shè)設(shè)計(jì)的基基礎(chǔ)例子P32成本/效效益分析析成本估計(jì)計(jì)代碼行技技術(shù)行數(shù)*每每行平均均成本任務(wù)分解解技術(shù)人月1**月工資資+人月月2*月月工資++。。。。自動成本本估算軟件工具具成本/效效益分析析成本/效效益分析析方法開發(fā)成本本、運(yùn)行行費(fèi)用新系統(tǒng)帶帶來的經(jīng)經(jīng)濟(jì)效益益必須考慮慮貨幣的時時間價(jià)值值（利率率）計(jì)算投資資回收期期純收入投資回收收率第四章需需求分分析需求分析析的任務(wù)務(wù)與步驟驟需求獲取取的常用用方法分析建模模軟件需求求說明結(jié)構(gòu)化分分析技術(shù)術(shù)面向?qū)ο笙蠓治黾技夹g(shù)需求分析析的任務(wù)務(wù)和步驟驟需求分析析的任務(wù)務(wù)建立分析析模型編寫需求求說明需求分析析的步驟驟需求獲取取需求提煉煉需求描述述需求驗(yàn)證證需求獲取取的常用用方法聯(lián)合分析析小組用戶代表表、領(lǐng)域域?qū)＜液秃拖到y(tǒng)分分析員客戶訪談?wù)劤浞譁?zhǔn)備備，尋找找共同語語言循循序漸漸進(jìn)、逐逐步逼近近問題分析析與確認(rèn)認(rèn)多個來回回分析建模模結(jié)構(gòu)化分分析模型型面向?qū)ο笙蠓治瞿ＤＰ头治瞿Ｐ托兔枋龉すぞ逥FD、DD和PSPECCFD、CSPEC和STDE-R圖用例圖，，對象-關(guān)系圖，，對象-行為圖兩種程序序設(shè)計(jì)方方法程序設(shè)計(jì)計(jì)的兩次次飛躍結(jié)構(gòu)化程程序設(shè)計(jì)計(jì)程序=數(shù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)+算法法面向?qū)ο笙蟪绦蛟O(shè)設(shè)計(jì)程序=對象+消息兩種軟件件工程方方法傳統(tǒng)軟件件工程軟件分析析→總體設(shè)計(jì)計(jì)→詳細(xì)設(shè)計(jì)計(jì)→面向過程程的編碼碼→測試面向?qū)ο笙筌浖すこ誊浖治鑫雠c對象象抽取→對象詳細(xì)細(xì)設(shè)計(jì)→面向?qū)ο笙蟮木幋a碼→測試面向?qū)ο笙蟮幕颈靖拍顚ο驩bject類Class繼承Inheritance消息Message面向?qū)ο笙髮ο?類類+繼承承+消息息通信對象Object客觀世界界中的實(shí)實(shí)體狀態(tài)（靜靜態(tài)屬性性Attributes））操作（動動態(tài)行為為Mehtods））對象:::=<ID,MS,DS,MI>IdentifierMethodSetDataStructureMessageInterface對象的特特點(diǎn)以數(shù)據(jù)為為中心對象是主主動的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)據(jù)封裝本質(zhì)上有有并行性性模塊獨(dú)立立性好類Class和和實(shí)例Instance類相同屬性性和行為為的對象象的抽象象實(shí)例特定類所所描述的的一個具具體對象象子類直接接繼承父父類的數(shù)數(shù)據(jù)和操操作繼承的傳傳遞性，，單繼承承、多重重繼承繼承（Inheritance）家具桌子椅子衣柜床椅子的實(shí)實(shí)例多態(tài)性Polymorphism概念不同類層層次共享享一個方方法名相同的參參數(shù)特征征和返回回值類型型多種不同同實(shí)現(xiàn)C++中中虛函數(shù)數(shù)實(shí)現(xiàn)動態(tài)聯(lián)編編重載Overloading函數(shù)重載載同一作用用域多個名字字相同的的函數(shù)參數(shù)特征征不同靜態(tài)聯(lián)編編運(yùn)算符重重載消息Message對象間的的交互手手段形式：Message:[dest,op,para]]DestinationObjectOperationParameters結(jié)構(gòu)化分分析模型型加工說明數(shù)據(jù)對象說明STD圖DFD圖E-R圖DD控制說明面向?qū)ο笙蠓治瞿ＤＰ蛯傩浴⒉僮?、協(xié)作者對象-行為模型對象-關(guān)系模型類/對象模型