第二章 軟件開發(fā)過程及其組織

1、2.1軟件開發(fā)中的困難一、軟件開發(fā)的基本知識1、軟件開發(fā)過程的兩個轉(zhuǎn)換：首先是從用戶的理解到程序員的理解，其次是從程序員的理解到程序的實(shí)現(xiàn)。l2、兩個轉(zhuǎn)換的基本情況：第一個轉(zhuǎn)換是用戶對軟件功能的理解和程序員對軟件功能的理解之間的轉(zhuǎn)換。保證這一轉(zhuǎn)換順利完成的手段就是利用盡可能標(biāo)準(zhǔn)化的方法編寫程序設(shè)計任務(wù)書，用明確的語言或圖形、表格，把程序要處理的信息的內(nèi)容、格式、來源、去向、存儲與處理清楚的表達(dá)出來，作為雙方共同的理解。l第二個轉(zhuǎn)換所要解決的是人和機(jī)器之間交流與協(xié)調(diào)問題：人和機(jī)器之間在思維方式、工作方式上都有許多根本區(qū)別。做好第二個轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵在于程序員的知識水平與實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。3、對于單個程序員來說

2、，做好軟件工作的關(guān)鍵是以上兩個轉(zhuǎn)換。二、大型軟件開發(fā)中的困難（大題）l當(dāng)程序的規(guī)模超出一個人的力量范圍時，一系列新的、更難以克服的困難就出現(xiàn)在人們的面前了。（1）一致性的保持成為十分困難的問題。（2）測試的困難大大增加。名詞水波效應(yīng)：當(dāng)我們修改程序的某一處錯誤時，由于沒有充分考慮到這一修改對相關(guān)部分帶來的影響，結(jié)果出現(xiàn)新的錯誤。黑箱檢驗(yàn)方法（只能證明程序有錯而不能證明程序沒錯）l（3）工作進(jìn)度難以控制。（與其他工作相比，大型軟件開發(fā)中的進(jìn)度控制是非常困難的）（4）文檔與代碼協(xié)調(diào)十分困難。（文檔包括：功能說明書、總體設(shè)計、各模塊的設(shè)計任務(wù)書、每個部分的研制報告、測試報告，直到最終的驗(yàn)收報告和給使

3、用者的用戶手冊）（5）版本更新帶來的困難。（大量的工作在于審核與回顧）總之，如果說單個程序員的軟件開發(fā)工作面臨的困難是一分的話，那么多人參加的大型軟件開發(fā)工作面臨的困難將是十分的，或者更多。三、困難產(chǎn)生的原因原因是復(fù)雜的、多方面的，不能得意地歸結(jié)為程序員或軟件工作者的弱點(diǎn)：首先，這些困難來自大系統(tǒng)的復(fù)雜性。其次，許多具有主動性的個人之間的組織與協(xié)調(diào)本身也會帶來大量的困難。另外，各個應(yīng)用領(lǐng)域之間的差別也導(dǎo)致這些困難的加重。最后，時間的因素、變化的因素也給軟件開發(fā)工作帶來許多困難。軟件危機(jī)的研究與克服，是當(dāng)代人類思想發(fā)展的前沿課題之一。2.2軟件開發(fā)方法的發(fā)展l軟件開發(fā)的方法：結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計、軟件

4、工程方法、面向?qū)ο蟮姆椒?、即插即用的程序設(shè)計方法、可視化設(shè)計編程2.2軟件開發(fā)方法的發(fā)展軟件開發(fā)方法的發(fā)展l軟件開發(fā)過程中的角色和任務(wù)：2223角色：任務(wù)：用戶:提出要求、驗(yàn)收、使用、要求修改項目負(fù)責(zé)人:分析需求、向程序員分配任務(wù)、驗(yàn)收程序員的工作成果（代碼和文檔）、對這個軟件進(jìn)行聯(lián)調(diào)程序員:編寫程序和文檔、調(diào)試自己的程序、向項目負(fù)責(zé)人提交成果計算機(jī):無一、結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計：l 1、程序結(jié)構(gòu)與設(shè)計的技術(shù)一書中關(guān)于好的程序結(jié)構(gòu)的各種看法：（1）它能夠保證程序正常地，按照功能說明書運(yùn)行；（2）它具有靈活性，沒有錯誤，即使有了錯誤也能夠很快地改正；（3）它的文檔齊全，一旦需要變更，很容易找到應(yīng)當(dāng)改動的

5、地方；（4）它運(yùn)行速度快；（5）它在經(jīng)濟(jì)上能夠保證投資很快地得到回報。l 2、程序的結(jié)構(gòu)分解成三種基本模塊：處理單元、循環(huán)機(jī)制、二分決策機(jī)制。問題的關(guān)鍵在于合理地劃分模塊l 3、模塊的劃分應(yīng)當(dāng)符合以下三條基本的要求：（1）模塊的功能在邏輯上盡可能地單一化、明確化，最好做到模塊與任務(wù)的一一對應(yīng)，即每一個模塊實(shí)現(xiàn)一項明確的任務(wù)，反之每項任務(wù)僅由一個模塊來完成。（凝聚性）（2）模塊之間的聯(lián)系及互相影響盡可能地少，對于必需的聯(lián)系都應(yīng)當(dāng)加以明確的說明，如參數(shù)傳遞，共享文件的內(nèi)容民格式等。（各種聯(lián)系及相互影響稱為耦合，應(yīng)當(dāng)盡量避免邏輯耦合，而僅限于數(shù)據(jù)耦合。）l （3）模塊的規(guī)模應(yīng)當(dāng)足夠小，以便使它本身的

6、調(diào)試易于進(jìn)行。如果一個軟件能夠分解成滿足上述三條原則的模塊，那么它就可以稱為有良好結(jié)構(gòu)的軟件，能夠避免前面所講的各種問題。實(shí)施這種方法應(yīng)當(dāng)采取自頂向下的方法。自上而下、逐步分解的辦法。4、結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的基本思想24a限制甚至不用GOTO語句，絕對禁止超越模塊邊界的GOTO語句b子程序盡可能做到只有一個入口、一個出口c程序設(shè)計應(yīng)當(dāng)盡量明確、清晰，包括適當(dāng)?shù)淖⑨專瑫鴮懜袷襟w現(xiàn)層次結(jié)構(gòu)，變量名稱盡量具有邏輯意義d程序編寫的同時完成文檔編輯，不拖時結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法主要是為程序員服務(wù)的。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法的缺點(diǎn)：增大了程序工作量，增加了編輯中的麻煩與瑣碎的工作，并且降低了程序的運(yùn)行效率。但這種是為保

7、證軟件的可靠、準(zhǔn)確度與易于修改付出的代價。二、軟件工程的方法l 1、工程思想的核心有兩點(diǎn)：標(biāo)準(zhǔn)化的表達(dá)方法與規(guī)范化的工作步驟。2、軟件工程的產(chǎn)生背景：由于軟件危機(jī)的發(fā)生，人們認(rèn)識到，把軟件的質(zhì)量寄托于各個程序員的技能與認(rèn)真負(fù)責(zé)上是不牢靠的、危險的、不現(xiàn)實(shí)的。（P25)l 3、軟件開發(fā)工作中需要加強(qiáng)的兩個方面一方面，對工作的步驟作出了嚴(yán)格的規(guī)定。每一個階段都有各自明確的任務(wù)、明確的起點(diǎn)、明確的終點(diǎn)，特別是要有確切的、可以檢查的成果。另一方面，在質(zhì)量、表達(dá)方式等方面要有統(tǒng)一的、為人們共同遵守的標(biāo)準(zhǔn)。4、對軟件開發(fā)工作過程進(jìn)行規(guī)范化：第一階段，需求分析，也可以稱之為企業(yè)模型建立階段。任務(wù)：了解企業(yè)的

8、結(jié)構(gòu)與功能，掌握組織及管理者的信息需求，弄清信息流通的實(shí)際情況。第二階段，分析與設(shè)計階段，任務(wù)：進(jìn)行功能分解及數(shù)據(jù)分析，完成處理過程及數(shù)據(jù)庫的邏輯設(shè)計。第三階段，編程階段，任務(wù)：完成具體的程序編寫工作。第四階段，測試階段，任務(wù)：對已有的代碼進(jìn)行認(rèn)真的檢測與試用。第五階段，作用及維護(hù)階段，任務(wù)：組織使用者有效地作用，并及時檢查與修正發(fā)現(xiàn)的錯誤。l5、標(biāo)準(zhǔn)化方面主要從兩個方面去探索：一方面是表達(dá)方式的標(biāo)準(zhǔn)化。另一方面是對工作的質(zhì)量及檢查制訂標(biāo)準(zhǔn)。l6、軟件工程的思想主要集中于加強(qiáng)項目管理者的工作，對程序員關(guān)系不大。完全的工程化還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有做到。三、面向?qū)ο蟮姆椒╨ 面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計（OOP）的基本

9、思想可以歸納為以下四點(diǎn)：（1）客觀世界的任何事物都是對象，它們都有一些靜態(tài)屬性，也都有一些有關(guān)的操作。（封裝性）（2）對象之間有抽象與具體、群體與個體、整體與部分等幾種關(guān)系。（3）抽象的、較大的對象所具有的性質(zhì)包括靜態(tài)屬性和動態(tài)操作，自然地成為它的子類的性質(zhì)。（遺傳性）l（4）對象之間可以互關(guān)消息，這一消息可以是傳送一個參數(shù)，也可以是使這個對象開始某個操作。摒棄了持續(xù)許久的自頂向下和自底向上的爭論，把對于復(fù)雜系統(tǒng)的認(rèn)識歸結(jié)為對一批對象及其關(guān)系的認(rèn)識。面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計語言使用軟件工作進(jìn)一步向用戶靠近，這對于計算機(jī)應(yīng)用深入到各個領(lǐng)域是十分有利的。四、即插即用的程序設(shè)計（是在面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計方法

10、的基礎(chǔ)上提出來的）l1、基本思想：一部分人專門生產(chǎn)軟件組件（相當(dāng)于芯片），而另一部分人則設(shè)計軟件的結(jié)構(gòu)（相當(dāng)于計算機(jī)結(jié)構(gòu)），并且把軟件組件插入這個結(jié)構(gòu)，以便迅速地完成大型軟件的研制工作。2、即插即用的程序設(shè)計的實(shí)現(xiàn)有一定的困難首先，標(biāo)準(zhǔn)化的問題就十分困難其次，軟件部件的提供方式也是問題。五、可視化程序設(shè)計：l是指用圖標(biāo)、圖像、圖表，甚至隨手畫的素描等可視化的元素來編制程序。運(yùn)用可視元素時所用的技術(shù)手段：（1）指點(diǎn)與卡嗒（2）刪剪與粘貼（3）拖拉與扔下2.3軟件開發(fā)過程的管理l 對于軟件開發(fā)來說，核心是質(zhì)量問題。一、什么樣的軟件才是好的（好軟件的評價準(zhǔn)）（重要的簡答）（1）正確地實(shí)現(xiàn)所要求的功能

11、，準(zhǔn)確地給出預(yù)定的輸出結(jié)果；（2）用戶界面友好，符合實(shí)際用戶的使用習(xí)慣與知識水平；（3）具有足夠的速度（而不是越快越好），能在符合用戶要求的時間限度內(nèi)，給出所要求的處理結(jié)果；（4）具有足夠的可靠性，能夠在各種干擾下保持正常的工作；（5）程序易讀，結(jié)構(gòu)良好，文檔齊全，從而保證系統(tǒng)易于修改。二、好程序員與好項目組l 1、單個程序員的主要的指標(biāo)（P29)（1）具有程序設(shè)計所需要的基本知識與技能，如關(guān)于數(shù)理邏輯的知識與訓(xùn)練，關(guān)于各類數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的概念及處理方法等；（2）對本項目所在的領(lǐng)域有較深入的了解，從而能夠準(zhǔn)確地理解用戶的信息需求，正確地把握有關(guān)的信息流程與信息處理原則；（3）對于軟件開發(fā)的技術(shù)環(huán)境比

12、較熟悉，包括硬件設(shè)備、軟件環(huán)境和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，特別是對所用的語言，應(yīng)當(dāng)有足夠的、實(shí)際運(yùn)用的經(jīng)驗(yàn)。以上三個條件基本上能保證程序員單獨(dú)地承擔(dān)軟件開發(fā)任務(wù)。2、項目組的一員必須嚴(yán)格遵循：l （1）保證嚴(yán)格地在本模塊范圍內(nèi)操作，決不要使用可能干擾其它模塊的命令或函數(shù)；（2）嚴(yán)格按總體設(shè)計的要求和理解去傳遞參數(shù)值，決不要隨意修改其內(nèi)容或含義；（3）在對公用的文件或數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存取時，必須完全地、準(zhǔn)確地按統(tǒng)一規(guī)定的格式去操作，決不能擅自改變；（4）在使用標(biāo)識符時，應(yīng)按照統(tǒng)一的原則，盡量使用易于看出邏輯含義的名稱。特別是涉及公用數(shù)據(jù)及參數(shù)的時候。（5）嚴(yán)格按照統(tǒng)一的要求編寫文檔，在內(nèi)容、格式、表達(dá)方式、符號使用上

13、遵循項目組的統(tǒng)一規(guī)定；（6）盡量保持程序風(fēng)格的一致?？傊椖拷M的成員，必須放棄自己的某些自由去接受項目組的限制和約束，服從項目組的管理。必須具有高度的組織和團(tuán)隊精神。三、怎樣建立一個好的項目組l CCM模型。一個好的項目組應(yīng)當(dāng)具備以下幾個條件l （1）有嚴(yán)格的、成文工作規(guī)范和文檔標(biāo)準(zhǔn)，而且應(yīng)當(dāng)為全體成員所熟知，并且切實(shí)得到遵l （2）人員之間必須有嚴(yán)格的分工，除了程序員之外，必須有專門的秘書，必須有專門的測試人員，特別是要有專職的、不陷入具體編程的項目負(fù)責(zé)人。l （3）每個項目都要事先制定詳細(xì)的時間表，并且得到嚴(yán)格招待。每一項目完成之后都有完整的資料，并得到妥善保存，一旦需要修改或更新版本時

14、可以立即使用。練習(xí)l試述軟件組件的概念試述軟件組件的概念l什么是對象什么是對象?l試述結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的要點(diǎn)試述結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的要點(diǎn)l試述結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的要點(diǎn)試述結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的要點(diǎn)l工程化思想的要點(diǎn)是什么？工程化思想的要點(diǎn)是什么？l軟件工程的基本方法是什么？軟件工程的基本方法是什么？l面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計方法的要點(diǎn)是什么？面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計方法的要點(diǎn)是什么？l大型軟件開發(fā)中的困難有哪些？大型軟件開發(fā)中的困難有哪些？l試述試述OOP的基本特征。的基本特征。l軟件評價的主要方面是什么軟件評價的主要方面是什么?l怎樣建立一個好的項目組怎樣建立一個好的項目組?l項目組對程序員的約束有哪些項目組對程序員的約束有哪些?l軟件質(zhì)量的評測有哪些軟件質(zhì)量的評測有哪