軟件工程1教案資料

軟件工程陳惠明第1章緒論1.1軟件危機(jī)1.1.1軟件的定義1.1.2軟件的特征1.1.3軟件危機(jī)1.2軟件工程學(xué)的范疇1.2.1軟件開(kāi)發(fā)方法學(xué)1.2.2軟件工具1.2.3軟件工程環(huán)境12.4軟件工程管理1.1軟件和軟件危機(jī)1.1.1軟件的定義軟件是能夠完成預(yù)定功能和性能的可執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序，包括程序正常執(zhí)行所需的數(shù)據(jù)，以及有關(guān)描述程序操作和使用的文檔。其中，程序是按事先設(shè)計(jì)的功能和性能要求執(zhí)行的指令序列；數(shù)據(jù)是使程序能正常操縱信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；文檔是與程序開(kāi)發(fā)、維護(hù)和使用有關(guān)的圖文材料。軟件=程序+數(shù)據(jù)+文檔1.1.2軟件的特征1.軟件開(kāi)發(fā)不同于硬件設(shè)計(jì)①軟件設(shè)計(jì)更依賴于設(shè)計(jì)人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)、智力以及人員組織、合作和管理，而硬件設(shè)計(jì)與人的關(guān)系較?。虎谟布O(shè)計(jì)成本占整個(gè)產(chǎn)品成本的一小部分；軟件設(shè)計(jì)成本占整個(gè)產(chǎn)品成本的大部分2.軟件生成不同于硬件制造

硬件制造過(guò)程復(fù)雜，期間可能引入質(zhì)量問(wèn)題；軟件的制造只是簡(jiǎn)單的復(fù)制過(guò)程；3.軟件維護(hù)不同于硬件維護(hù)硬件運(yùn)行初期有較高的故障率，修復(fù)故障后故障率下降到一個(gè)較低和穩(wěn)定的水平，隨著時(shí)間的推移故障率會(huì)再次升高，這是因?yàn)橛布⑹艿侥p的損害，達(dá)到一定程度就報(bào)廢；軟件是邏輯產(chǎn)品，不會(huì)磨損和老化，但使用過(guò)程的維護(hù)卻比硬件復(fù)雜。我國(guó)軟件文檔規(guī)范《計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)規(guī)范》《計(jì)算機(jī)軟件需求說(shuō)明編制指南》《計(jì)算機(jī)測(cè)試文件編制規(guī)范》《計(jì)算機(jī)軟件配置管理計(jì)劃規(guī)范》1.2軟件工程學(xué)范疇“軟件工程”—1968年北大西洋公約組織在聯(lián)邦德國(guó)提出。軟件工程：把軟件當(dāng)成一種工業(yè)產(chǎn)品，采用工程化的原理與方法對(duì)軟件進(jìn)行計(jì)劃、開(kāi)發(fā)和維護(hù)。軟件工程學(xué)軟件工程學(xué)軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)軟件工程管理軟件開(kāi)發(fā)方法學(xué)軟件工具軟件工程環(huán)境軟件管理學(xué)軟件經(jīng)濟(jì)學(xué)軟件度量學(xué)1.2.1軟件開(kāi)發(fā)方法學(xué)早期：軟件開(kāi)發(fā)無(wú)章可循，屬于個(gè)人活動(dòng)60年代：結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)80年代：面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)1.2.2軟件工具編譯程序編輯程序連接程序操作系統(tǒng)1.2.3軟件工程環(huán)境方法與工具相結(jié)合，加上配套的軟硬件支持就形成了環(huán)境。1.2.4軟件工程管理軟件工程管理的目的是為了按照進(jìn)度及預(yù)算完成軟件計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。包括：成本估算、進(jìn)度安排、人員組織和質(zhì)量保證等多方面的內(nèi)容，還涉及管理學(xué)、度量學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)多個(gè)學(xué)科。1.3軟件工程的發(fā)展1.3.13種編程范型：1.過(guò)程式編程范型2.面向?qū)ο缶幊谭缎?.基于構(gòu)件技術(shù)的編程范型1.3.23代軟件工程1.從編程范型到軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程2.軟件工程的分代①傳統(tǒng)軟件工程——以結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)化分析→結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)→面向過(guò)程編程→軟件測(cè)試②面向?qū)ο筌浖こ獭悦嫦驅(qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)為基礎(chǔ)面向?qū)ο蠓治雠c對(duì)象抽取→對(duì)象詳細(xì)設(shè)計(jì)→面向?qū)ο蟮木幋a與測(cè)試③基于構(gòu)件的軟件工程——以軟件復(fù)用為目標(biāo)、領(lǐng)域工程為基礎(chǔ)領(lǐng)域分析與測(cè)試計(jì)劃制定→領(lǐng)域設(shè)計(jì)→建立可復(fù)用構(gòu)件→按“構(gòu)件集成模型”查找和集成構(gòu)件1.4軟件工程的應(yīng)用1.4.1在各種規(guī)模軟件開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用1.4.2軟件工程的成就與發(fā)展展望第2章軟件生存周期與軟件過(guò)程2.1軟件生存周期2.2傳統(tǒng)軟件工程2.3軟件演化模型2.4形式化方法模型2.5統(tǒng)一過(guò)程和敏捷過(guò)程2.6軟件可行性研究2.1軟件生存周期需求分析軟件分析軟件設(shè)計(jì)（總體設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)）編碼（測(cè)試）軟件測(cè)試運(yùn)行維護(hù)2.2傳統(tǒng)軟件過(guò)程2.2.1瀑布模型1.階段間的順序性和依賴性2.推遲實(shí)現(xiàn)的觀點(diǎn)3.保證質(zhì)量的觀點(diǎn)4.存在問(wèn)題：只有開(kāi)發(fā)人員能夠做出準(zhǔn)確的需求分析，才能夠得到預(yù)期的結(jié)果用戶需求需求分析需求規(guī)格說(shuō)明書軟件分析與總體設(shè)計(jì)軟件結(jié)構(gòu)圖詳細(xì)設(shè)計(jì)模塊說(shuō)明編碼系統(tǒng)測(cè)試確認(rèn)測(cè)試綜合測(cè)試單元測(cè)試程序清單瀑布模型的階段與文檔2.2.2快速原型模型首先建立一個(gè)能夠反映用戶主要需求的原型，讓用戶實(shí)際看一下未來(lái)系統(tǒng)的概貌，以便判斷哪些功能是符合需要的，哪些方面還需要改進(jìn)。然后將原型反復(fù)改進(jìn)，直至建立完全符合用戶要求的新系統(tǒng)。需求原型開(kāi)發(fā)原型評(píng)價(jià)最終系統(tǒng)設(shè)計(jì)最終系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)快速原型法的過(guò)程模型2.3軟件演化模型2.3.1增量模型2.3.2螺旋模型計(jì)劃風(fēng)險(xiǎn)分析建立原型用戶評(píng)審2.3.3構(gòu)件集成模型增量模型增量1：需求設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)和集成交付客戶增量2：需求設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)和集成交付客戶增量3：需求設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)和集成交付客戶增量n：需求設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)和集成交付客戶標(biāo)識(shí)候選構(gòu)件查找構(gòu)件若存在則提取構(gòu)件若不存在則構(gòu)造構(gòu)件將新構(gòu)件存入庫(kù)中進(jìn)行下一次迭代2.4形式化模型2.4.1轉(zhuǎn)換模型2.4.2凈室模型2.5統(tǒng)一過(guò)程和敏捷過(guò)程2.5.1統(tǒng)一過(guò)程

描述了軟件開(kāi)發(fā)中各個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)該做什么、怎么做、什么時(shí)候做以及為什么做，描述了一組以某種順序完成的活動(dòng)。其結(jié)果是一組有關(guān)系統(tǒng)的文檔，例如模型和其它一些描述，以及最初問(wèn)題的解決方案等。2.5.2敏捷過(guò)程

是一種以人為核心、以迭代方式循序漸進(jìn)進(jìn)行開(kāi)發(fā)的方法，其軟件開(kāi)發(fā)的過(guò)程稱為敏捷過(guò)程。在這一過(guò)程中軟件項(xiàng)目被切分成多個(gè)子項(xiàng)目，各個(gè)子項(xiàng)目的成果都經(jīng)過(guò)測(cè)試，具備集成和可運(yùn)行的特征。需求分析設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)測(cè)試初始細(xì)化構(gòu)造遷移迭代1迭代2迭代n-1迭代n統(tǒng)一過(guò)程1.初始階段①對(duì)需求有一個(gè)大概的了解，確定系統(tǒng)中大多數(shù)角色和用例，但此時(shí)的用例是簡(jiǎn)要的②劃分主要子系統(tǒng)，給出系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)概貌③分析項(xiàng)目執(zhí)行的風(fēng)險(xiǎn)④考慮時(shí)間、經(jīng)費(fèi)、技術(shù)、項(xiàng)目規(guī)模和效益等因素⑤制定開(kāi)發(fā)計(jì)劃統(tǒng)一過(guò)程2.細(xì)化階段①進(jìn)行需求分析②進(jìn)行技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)分析③進(jìn)行技能風(fēng)險(xiǎn)分析④進(jìn)行政策風(fēng)險(xiǎn)分析⑤進(jìn)行高層分析和設(shè)計(jì)，并作出結(jié)構(gòu)性決策⑥產(chǎn)生簡(jiǎn)要體系結(jié)構(gòu)，包括用例列表、領(lǐng)域概念模型和技術(shù)平臺(tái)等⑦為構(gòu)造階段制定計(jì)劃統(tǒng)一過(guò)程3.構(gòu)造階段識(shí)別出剩余用例4.遷移階段完成最后的軟件產(chǎn)品和驗(yàn)收測(cè)試，并完成用戶文檔的編制和用戶培訓(xùn)工作。敏捷過(guò)程1.敏捷開(kāi)發(fā)的原則①個(gè)人和交互勝過(guò)過(guò)程和工具②可以運(yùn)行的軟件勝過(guò)面面俱到的文檔③客戶合作勝過(guò)合同談判④響應(yīng)變化勝過(guò)遵循計(jì)劃敏捷過(guò)程2.敏捷過(guò)程開(kāi)發(fā)應(yīng)遵循的12條原則①通過(guò)盡早地、不斷地提交有價(jià)值的軟件使客戶滿意②即使到了開(kāi)發(fā)后期，也歡迎改變需求。敏捷過(guò)程利用變化為客戶提供競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)③以幾個(gè)星期到幾個(gè)月為周期，盡快不斷地提交可運(yùn)行的軟件④在整個(gè)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)期間，業(yè)務(wù)人員和開(kāi)發(fā)人員必須天天在一起工作⑤以積極向上的員工為中心，建立項(xiàng)目組，給他們提供所需的環(huán)境和支持，并對(duì)他們的工作予以充分的信任⑥在團(tuán)隊(duì)內(nèi)部，最有效、效率高的傳遞信息的方法，就是面對(duì)面的交流⑦測(cè)試項(xiàng)目進(jìn)展的首要依據(jù)是可運(yùn)行的軟件⑧敏捷過(guò)程提倡可持續(xù)的開(kāi)發(fā)、責(zé)任人、開(kāi)發(fā)者和用戶應(yīng)該為能夠保持一個(gè)長(zhǎng)期的、恒定的開(kāi)發(fā)速度而努力敏捷過(guò)程2.敏捷開(kāi)發(fā)應(yīng)遵循的12條原則⑨時(shí)刻關(guān)注技術(shù)上的精益求精和好的設(shè)計(jì)，以增強(qiáng)敏捷能力⑩簡(jiǎn)單是最根本的⑾最好的架構(gòu)、需求和設(shè)計(jì)出于自組織的團(tuán)隊(duì)⑿每隔一定時(shí)間，團(tuán)隊(duì)要反省如何才能更有效地工作，然后相應(yīng)地調(diào)整自己的行為2.5.3極限編程1.價(jià)值觀交流、簡(jiǎn)單、反饋和勇氣即：加強(qiáng)交流；從簡(jiǎn)單做起；尋求反饋；勇于實(shí)事求是A2.過(guò)程采用循環(huán)迭代的開(kāi)發(fā)方法，將復(fù)雜的開(kāi)發(fā)過(guò)程分解為一個(gè)個(gè)相對(duì)比較簡(jiǎn)單的小周期；通過(guò)積極的交流、反饋及其他一系列的方法，使開(kāi)發(fā)人員和客戶都可以非常清楚開(kāi)發(fā)進(jìn)度、變化、待解決的問(wèn)題和潛在的困難等，并根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整開(kāi)發(fā)過(guò)程。極限編程極限編程的12個(gè)核心實(shí)踐①完整團(tuán)隊(duì)②計(jì)劃對(duì)策（發(fā)布計(jì)劃和迭代計(jì)劃）③測(cè)試（先編測(cè)試后寫代碼）④簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)⑤結(jié)對(duì)編程⑥小軟件版本⑦設(shè)計(jì)改進(jìn)⑧持續(xù)集成極限編程極限編程的12個(gè)核心實(shí)踐⑨代碼集體共有⑩編碼標(biāo)準(zhǔn)（統(tǒng)一的編碼標(biāo)準(zhǔn)，包括命名、注釋、格式等）⑾系統(tǒng)比喻⑿可持續(xù)的速度2.6軟件的可行性研究2.6.1可行性研究的內(nèi)容和步驟1.研究的內(nèi)容A.經(jīng)濟(jì)可行性B.技術(shù)可行性C.運(yùn)行可行性D.法律可行性2.研究的步驟A.對(duì)當(dāng)前系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)查和研究B.導(dǎo)出新系統(tǒng)的解決方案C.提出推薦的方案D.編寫可行性論證報(bào)告可行性研究2.6.2軟件風(fēng)險(xiǎn)分析1.風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別以下是常見(jiàn)的風(fēng)險(xiǎn)子類與需要檢查的內(nèi)容A.產(chǎn)品規(guī)模風(fēng)險(xiǎn)B.商業(yè)影響風(fēng)險(xiǎn)C.與客戶相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)D.過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)E.技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)F.開(kāi)發(fā)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)G.人員結(jié)構(gòu)和經(jīng)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)2.風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)A.建立風(fēng)險(xiǎn)可能性尺度B.估計(jì)對(duì)產(chǎn)品和項(xiàng)目的影響3.風(fēng)險(xiǎn)的駕馭和監(jiān)控A.與在職人員協(xié)商，了解其可能流動(dòng)的原因B.在項(xiàng)目開(kāi)始前，把緩解這些流動(dòng)的相關(guān)工作列入風(fēng)險(xiǎn)駕馭計(jì)劃C.項(xiàng)目開(kāi)始時(shí)，做好人員流動(dòng)的準(zhǔn)備，并采取措施確保一旦人員離開(kāi)時(shí)，項(xiàng)目仍能繼續(xù)D.制定文檔標(biāo)準(zhǔn)并建立一種機(jī)制，保證文檔都能及時(shí)生產(chǎn)E.對(duì)所有工作都進(jìn)行仔細(xì)審查，使更多的人能夠按計(jì)劃進(jìn)度完成自己的工作F.對(duì)每個(gè)關(guān)鍵性技術(shù)崗位注意培養(yǎng)后備人員2.6.3項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃1.項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃2.質(zhì)量保證計(jì)劃3.軟件測(cè)試計(jì)劃4.文檔編制計(jì)劃5.用戶培訓(xùn)計(jì)劃6.綜合支持計(jì)劃7.軟件分發(fā)計(jì)劃第3章結(jié)構(gòu)化分析與設(shè)計(jì)3.1概述3.1.1結(jié)構(gòu)化分析設(shè)計(jì)的由來(lái)SA——structureAnalysisSD——structureDesign2SA和SD的流程結(jié)構(gòu)化分析（工具：DFD、PSPEC）分析模型（分層DFD圖）+SRS結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)（工具：SC圖）初始化模型最終設(shè)計(jì)模型3.基本任務(wù)和指導(dǎo)思想（1）結(jié)構(gòu)化分析