(完整版)軟件工程課后答案

1-1什么是軟件危機?它有哪些典型表現(xiàn)?為什么會出現(xiàn)軟件危機?答:軟件危機是指在計算機軟件的開發(fā)和維護過程中所遇到的一系列嚴(yán)重問題。概括地說，軟件危機包含下述兩方面的問題：如何開發(fā)軟件，以滿足對軟件日益增長的需求；如何維護數(shù)量不斷膨脹的已有軟件。軟件危機典型表現(xiàn)：對軟件開發(fā)成本和進度的估計常常很不準(zhǔn)確。用戶對“已完成的”軟件系統(tǒng)不滿意的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。軟件產(chǎn)品的質(zhì)量往往靠不住。軟件常常是不可維護的。軟件通常沒有適當(dāng)?shù)奈臋n資料。軟件成本在計算機系統(tǒng)總成本中所占的比例逐年上升。軟件開發(fā)生產(chǎn)率提高的速度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上計算機應(yīng)用迅速普及深入的趨勢。產(chǎn)生軟件危機的原因：一方面與軟件本身的特點有關(guān)，另一方面也和軟件開發(fā)與維護的方法不正確有關(guān)。軟件不同于硬件，它是計算機系統(tǒng)中的邏輯部件而不是物理部件。管理和控制軟件開發(fā)過程相當(dāng)困難。軟件是規(guī)模龐大，而且程序復(fù)雜性將隨著程序規(guī)模的增加而呈指數(shù)上升。目前相當(dāng)多的軟件專業(yè)人員對軟件開發(fā)和維護還有不省糊涂觀念，在實踐過程中或多或少地采用了錯誤的方法和技術(shù)，這是使軟件問題發(fā)展成軟件危機的主要原因。1-2假設(shè)你是一家軟件公司的總工程師，當(dāng)你把圖1.1給手下的軟件工程師們觀看，告訴他們及早發(fā)現(xiàn)并改正錯誤的重要性時，有人不同意你的觀點，認(rèn)為要求在錯誤進入軟件之前就清除它們是不現(xiàn)實的，并舉例說：“如果一個故障是編碼錯誤造成的，那么，一個人怎么能在設(shè)計階段清除它呢?”你怎么反駁他?1-3什么是軟件工程?它有哪些本質(zhì)特性?怎樣用軟件工程消除軟件危機?答:軟件工程是指導(dǎo)計算機軟件開發(fā)和維護的一門工程學(xué)科。采用工程的概念、原理、技術(shù)和方法來開發(fā)與維護軟件，把經(jīng)過時間考驗而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，以經(jīng)濟地開發(fā)出高質(zhì)量的軟件并有效地維護它。軟件工程本質(zhì)特性：1、軟件工程關(guān)注于大型程序的構(gòu)造；2、軟件工程的中心課題是控制復(fù)雜性；3、軟件經(jīng)常變化；4、開發(fā)軟件的效率非常重要；5、和諧地合作是開發(fā)軟件的關(guān)鍵；6、軟件必須有效地支持它的用戶；7、在軟件工程領(lǐng)域中是由具有一種文化背景的人替具有另一種文化背景的人創(chuàng)造產(chǎn)品。消除軟件危機的途徑：為了消除軟件危機，首先應(yīng)該對計算機軟件有一個正確的認(rèn)識。必須充分認(rèn)識到軟件開發(fā)不是某種個體勞動的神秘技巧，而應(yīng)該是一種組織良好、管理嚴(yán)密、各類人員協(xié)同配合、共同完成的工程項目。應(yīng)該推廣使用在實踐中總結(jié)出來的開發(fā)軟件的成功的技術(shù)和方法，并且研究探索更好更有效的技術(shù)和方法，盡快消除在計算機系統(tǒng)早期發(fā)展階段形成的一些錯誤概念和做法。應(yīng)該開發(fā)和使用更好的軟件工具。為了解決軟件危機，既要有技術(shù)措施（方法和工具），又要有必要的組織管理措施。1-6什么是軟件過程?它與軟件工程方法學(xué)有何關(guān)系?答:軟件過程是為了獲得高質(zhì)量軟件所需要完成的一系列任務(wù)的框架，它規(guī)定了完成各項任務(wù)的工作步驟。軟件工程方法學(xué)包含軟件過程。1-7什么是軟件生命周期模型?試比較瀑布模型、快速原型模型、增量模型和螺旋模型的優(yōu)缺點，說明每種模型的適用范圍。答:生命周期模型簡潔地描述軟件過程，規(guī)定了把生命周期劃分成哪些階段及各個階段執(zhí)行順序。瀑布模型歷史悠久、廣為人知，它的優(yōu)勢在于它是規(guī)范的、文檔驅(qū)動的方法；這種模型的問題是，最終開發(fā)出的軟件產(chǎn)品可能并不是用戶真正需要的?？焖僭湍Ｐ驼菫榱丝朔俨寄Ｐ偷娜秉c而提出來的。它通過快速構(gòu)建起一個可在計算機上運行的原型系統(tǒng)，讓用戶試用原型并收集用戶反饋意見的辦法，獲取用戶的真實需求。增量模型具有可在軟件開發(fā)的早期階段使投資獲得明顯回報和較易維護的優(yōu)點，但是，要求軟件具有開放的結(jié)構(gòu)是使用這種模型時固有的困難。風(fēng)險驅(qū)動的螺旋模型適用于內(nèi)部開發(fā)的大型軟件項目，但是，只有在開發(fā)人員具有風(fēng)險分析和排除風(fēng)險的經(jīng)驗及專門知識時，使用這種模型才會獲得成功?？焖僭湍Ｐ停哼m合小型軟件；2-1在軟件開發(fā)的早期階段為什么要進行可行性研究?應(yīng)該從哪些方面研究目標(biāo)系統(tǒng)的可行性?答:可行性研究的目的，就是用最小的代價在盡可能短的時間內(nèi)確定問題是否能夠解決。至少應(yīng)該從下述三方面研究每種解法的可行性：（1）技術(shù)可行性；（2）經(jīng)濟可行性；（3）操作可行性。2-5北京某高?？捎玫碾娫捥柎a有以下幾類：校內(nèi)電話號碼由4位數(shù)字組成，第1位數(shù)字不是0；校外電話又分為本市電話和外地電話兩類，撥校外電話需先撥0，若是本市電話則再接著撥8位數(shù)字(第1位不是0)，若是外地電話則撥3位區(qū)碼再撥8位電話號碼(第1位不是0)。請用2.5.2小節(jié)講述的定義數(shù)據(jù)的方法，定義上述的電話號碼。答:電話號碼＝［校內(nèi)電話|本市電話|外地電話］非零數(shù)字字符=[1|2|3|4|5|6|7|8|9]校內(nèi)電話=非零數(shù)字字符+3{數(shù)字}3本市電話=0+非零數(shù)字字符+7{數(shù)字}7外地電話=0+區(qū)碼+非零數(shù)字字符+7{數(shù)字}73-1為什么要進行需求分析?通常對軟件系統(tǒng)有哪些需求?答:為了開發(fā)出真正滿足用戶需求的軟件產(chǎn)品，首先必須知道用戶的需求。對軟件需求的深入理解是軟件開發(fā)工作獲得成功的前提條件，不論我們把設(shè)計和編碼工作做得如何出色，不能真正滿足用戶需求的程序只會令用戶失望，給開發(fā)者帶來煩惱。確定對系統(tǒng)的綜合要求：1、功能需求；2、性能需求；3、可靠性和可用性需求；4、出錯處理需求；5、接口需求；6、約束；7、逆向需求；8、將來可以提出的要求，分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)要求。3-2怎樣與用戶有效地溝通以獲取用戶的真實需求?答:與用戶溝通獲取需求的方法：訪談；面向數(shù)據(jù)流自頂向下求精；簡易的應(yīng)用規(guī)格說明技術(shù)；快速建立軟件原型3-3銀行計算機儲蓄系統(tǒng)的工作過程大致如下：儲戶填寫的存款單或取款單由業(yè)務(wù)員鍵入系統(tǒng)，如果是存款則系統(tǒng)記錄存款人姓名、住址(或電話號碼)、身份證號碼、存款類型、存款日期、到期日期、利率及密碼(可選)等信息，并印出存單給儲戶；如果是取款而且存款時留有密碼，則系統(tǒng)首先核對儲戶密碼，若密碼正確或存款時未留密碼，則系統(tǒng)計算利息并印出利息清單給儲戶。答:數(shù)據(jù)流圖:存折、存款單存折（無密碼）、取款單存折（無密碼）、取款單帳目實體-聯(lián)系圖:MN4-2在什么情況下應(yīng)該使用形式化說明技術(shù)?使用形式化說明技術(shù)時應(yīng)遵守哪些準(zhǔn)則?答:在開發(fā)大型軟件系統(tǒng)的過程中應(yīng)該使用形式化說明技術(shù)。5-4美國某大學(xué)共有200名教師，校方與教師工會剛剛簽訂一項協(xié)議。按照協(xié)議，所有年工資超過＄26000(含＄26000)的教師工資將保持不變，年工資少于＄26000的教師將增加工資，所增加的工資數(shù)按下述方法計算：給每個由此教師所贍養(yǎng)的人(包括教師本人)每年補助＄100，此外，教師有一年工齡每年再多補助＄50，但是，增加后的年工資總額不能多于＄26000。教師的工資檔案儲存在行政辦公室的磁帶上，檔案中有目前的年工資、贍養(yǎng)的人數(shù)、雇用日期等信息。需要寫一個程序計算并印出每名教師的原有工資和調(diào)整后的新工資。要求：(1)畫出此系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖；(2)寫出需求說明；(3)設(shè)計上述的工資調(diào)整程序(要求用HIPO圖描繪設(shè)計結(jié)果)，設(shè)計時請分別采用下述兩種算法，并比較這兩種算法的優(yōu)缺點：(a)搜索工資檔案數(shù)據(jù)，找出年工資少于＄26000的人，計算新工資，校核是否超過＄26000，儲存新工資，印出新舊工資對照表；(b)把工資檔案數(shù)據(jù)按工資從最低到最高的次序排序，當(dāng)工資數(shù)額超過＄26000時即停止排序，計算新工資，校核是否超過限額，儲存新工資，印出結(jié)果。答:（1）數(shù)據(jù)流圖：贍養(yǎng)人口S2人數(shù)日期S1新工資雇傭日期工齡（2）需求說明1．任務(wù)概述：對于年工資未超過＄2600的教師漲工資:每贍養(yǎng)1人補助$100,每有一年工齡補助$50,漲工資上限為＄2600;2．?dāng)?shù)據(jù)描述:數(shù)據(jù)庫描述:工資表、ＶＦ３．功能需求：對于年工資未超過＄2600的教師漲工資:每贍養(yǎng)1人補助$100,每有一年工齡補助$50,漲工資上限為＄2600;（3）HIPO圖:（a）(b)6-8畫出下列偽碼程序的流圖，計算它的環(huán)形復(fù)雜度。你覺得這個程序的邏輯有什么問題嗎?CEXAMPLELOOP:DOWHILEZ>0A=B+1IFA>10THENX=AELSEY=ZENDIFIFY<5THENPRINTX,YELSEIFY=2THENGOTOLOOPELSEC=3ENDIFENDIFG=H+RENDDOIFF>0THENPRINTCELSEPRINTKENDIFSTOP答:對應(yīng)的流圖:環(huán)形復(fù)雜度：V（G）=E-N+2=17-13+2=6存在的邏輯問題：1）當(dāng)Z>0時易形成死循環(huán).2)條件Y<5包含條件Y=26-9把統(tǒng)計空格程序的Jackson圖(下圖)改畫為等價的程序流程圖和盒圖。IIS答:程序流程圖:盒圖(N-S圖)YN7-8對一個包含10000條機器指令的程序進行一個月集成測試后，總共改正了15個錯誤，此時MTTF=10h;經(jīng)過兩個月測試后，總共改正了25個錯誤(第二個月改正了10個錯誤)，MTTF=15h。要求：(1)根據(jù)上述數(shù)據(jù)確定MTTF與測試時間之間的函數(shù)關(guān)系，畫出MTTF與測試時間τ的關(guān)系曲線。在畫這條曲線時做了什么假設(shè)?(2)為做到MTTF=100h，必須進行多長時間的集成測試?當(dāng)集成測試結(jié)束時總共改正了多少個錯誤，還有多少個錯誤潛伏在程序中?答:(1)所做假設(shè):1)單位長度里的錯誤數(shù)近似為常數(shù);2)失效率正比于軟件中剩余的錯誤數(shù),而平均無故障時間與剩余的錯誤數(shù)成反比.都立即正確地改正了.3)發(fā)現(xiàn)的每一個錯誤(2)由Shooman公式：MTTF=IT/(K*(ET-EC(T)))其中，IT=104,MTTF1=10,n1=15,MTTF2=15,n2=25。得：MTTF1=IT/(K*(ET-EC(T1)))10=10000/(K*(ET-15))MTTF2=IT/(K*(ET-EC(T2)))15=10000/(K*(ET-25))(1)解得程序中固有的錯誤總數(shù)ET=45,此外K=100/3。(2)設(shè)MTTF=100,有100=10000/(（100/3）*(45-x))解得x=42。7-9如對一個長度為100000條指令的程序進行集成測試期間記錄下下面的數(shù)據(jù)：(a)7月1日：集成測試開始，沒有發(fā)現(xiàn)錯誤。(b)8月2日：總共改正100個錯誤，此時MTTF=0.4h(c)9月1日：總共改正300個錯誤，此時，MTTF=2h根據(jù)上列數(shù)據(jù)完成下列各題：(1)估計程序中的錯誤總數(shù)；(2)為使MTTF達(dá)到10h，必須測試和調(diào)試這個程序多長時間?(3)畫出MTTF和測試時間τ之間的函數(shù)關(guān)系線。答:由Shooman公式：MTTF=IT/(K*(ET-EC(T)))其中，IT=105,MTTF1=0.4,T1=160,n1=100,MTTF2=2,T2=320,n2=300。得：MTTF1=IT/(K*(ET-EC(T1)))0.4=100000/(K*(ET-100))MTTF2=IT/(K*(ET-EC(T2)))2=100000/(K*(ET-300))(1)解得程序中固有的錯誤總數(shù)ET=350,此外K=1000。(2)設(shè)MTTF=10,有10=100000/(1000*(350-x))解得x=340。由可靠性積累曲線EC(t)=ET(1-exp（-K1t）)得：100=350*(1-exp（-160K1）)300=350*(1-exp（-320K1）)解得：K=0.01。代入340=350*(1-exp（-K1t）)=350*(1-exp（-0.01t），得：t=(ln(35))/0.01=356h8-1軟件的可維護性與哪些因素有關(guān)?在軟件開發(fā)過程中應(yīng)該采取哪些措施才能提高軟件產(chǎn)品的可維護性?答:1、決定軟件可維護性的因素主要有下述5個：1、可理解性；2、可測試性；3、可修改性；4、可移植性；5、可重用性。在需求分析階段的復(fù)審過程中，應(yīng)該對將來要改進的部分和可能會修改的部分加以注意并指明；應(yīng)