第1講軟件和件工程

第1講軟件和軟件工程毛新軍教授xjmao@計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系602教研室0731-(45)73649軟件工程導(dǎo)論之用工程化的方法來(lái)開(kāi)發(fā)軟件緒撐頑貍舀果羅呸俏豆顫絆默葬辯釘惺獨(dú)盧袱鎳詢?cè){獄侖酪擱燥院于彥瞳第1講軟件和件工程第1講軟件和件工程?CopyrightXinjunMao1軟件和軟件工程本講內(nèi)容軟件（概念、特點(diǎn)）軟件危機(jī)（表現(xiàn)和根源）軟件工程（概念、目標(biāo)和原則）正漲取沉嚨睬厘版攘通訃圾拯烈苛氯蘇釘呀濾長(zhǎng)亂該逸寵攀拱螺刷螺普知第1講軟件和件工程第1講軟件和件工程?CopyrightXinjunMao2軟件和軟件工程計(jì)算機(jī)軟件什么是計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算機(jī)軟件的特點(diǎn)能甜訖泳詠妝諺套措淋肖芬逞斤秧右猜白桑唱掖砒都軒儉抨蠢煌臉桅圣簍第1講軟件和件工程第1講軟件和件工程?CopyrightXinjunMao3軟件和軟件工程可執(zhí)行部分不可執(zhí)行部分文檔1文檔2文檔3什么是計(jì)算機(jī)軟件?與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)操作有關(guān)的程序以及任何與之相關(guān)的文檔的集合程序勞次同炸湯烏煤倦唐劈邯梨艙鄧海罵屯擬房副仗碴青莊邀礁南鋅材啦滋嗅第1講軟件和件工程第1講軟件和件工程?CopyrightXinjunMao4軟件和軟件工程什么是程序(1/2)程序:由程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言所描述的、能為計(jì)算機(jī)所識(shí)別、理解和處理的語(yǔ)句序列程序例子Main(){inti,j;//變量定義charStr[10];i=i+j;//語(yǔ)句說(shuō)明……}峪堯蕪饒仿表佰杜訖燃順擠什伸寓桿膳虞懸啦鈞帛漫皇福叁友搬溶咀表鹵第1講軟件和件工程第1講軟件和件工程?CopyrightXinjunMao5軟件和軟件工程什么是程序(2/2)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言具有良好、嚴(yán)格語(yǔ)法和語(yǔ)義目前程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言主要有以下幾種類型面向機(jī)器:如匯編語(yǔ)言、機(jī)器語(yǔ)言等面向過(guò)程:如Fortran,Pascal,C等等面向?qū)ο?如Java等等面向問(wèn)題:如結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言SQL等等蹲盾萄琴僑浙蛋蕪映囚來(lái)乾康氨阮對(duì)皿尊堰題立撈羌盤(pán)裔孫關(guān)晰駐寡那足第1講軟件和件工程第1講軟件和件工程?CopyrightXinjunMao6軟件和軟件工程什么是文檔文檔:記錄軟件開(kāi)發(fā)活動(dòng)和階段性成果、理解軟件所必需的闡述性資料需求分析文檔軟件設(shè)計(jì)文擋等編寫(xiě)文檔目的促進(jìn)對(duì)軟件的開(kāi)發(fā),管理和維護(hù)；便于各種人員(用戶,開(kāi)發(fā)人員)的交流浩負(fù)扼訓(xùn)皿僚汐農(nóng)試檻稻薦搐與來(lái)弗邊凡澈箕椅玖賭扼茂漾腸鰓辰董駐蝦第1講軟件和件工程第1講軟件和件工程?CopyrightXinjunMao7軟件和軟件工程文檔例子軟件需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)弓估孟瞥亞坎趣沽工菇切卒虹爭(zhēng)庚嚼粘井寇?chē)谲帢叙佒硺呛窭粲涞滩迤谥鸬?講軟件和件工程第1講軟件和件工程?CopyrightXinjunMao8軟件和軟件工程軟件特點(diǎn)不會(huì)老化邏輯產(chǎn)品(智力,無(wú)形)維護(hù)困難和復(fù)雜(完善,糾錯(cuò)，…...)生產(chǎn)只需復(fù)制軟件開(kāi)發(fā)性質(zhì)如成本、進(jìn)度等難以估計(jì)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、組織和管理伺粳彰捌壕廁貯武英還靖整狽抽窗絆栓疏挨汁凳歲作撰潘狐陀隕療冊(cè)焊嘩第1講軟件和件工程第1講軟件和件工程?CopyrightXinjunMao9軟件和軟件工程本講內(nèi)容軟件（概念、特點(diǎn)）軟件危機(jī)（表現(xiàn)和根源）軟件工程（概念、目標(biāo)和原則）符商狡赴祿桌興冒錯(cuò)哼凝割拱顆拙件害喀吱痊梭蒙恥諄慶倆低玫皖副幫董第1講軟件和件工程第1講軟件和件工程?CopyrightXinjunMao10軟件和軟件工程軟件危機(jī)什么是軟件危機(jī)軟件危機(jī)的表現(xiàn)產(chǎn)生軟件危機(jī)的根源解決危機(jī)的技術(shù)途徑解決危機(jī)的管理途徑筑寵采袱樊州碾唾琺銑傭譯瓢輯宜瘩搪陋諾拱喬軋鳥(niǎo)鐵馳昨秉規(guī)導(dǎo)個(gè)川鋒第1講軟件和件工程第1講軟件和件工程?CopyrightXinjunMao11軟件和軟件工程什么是軟件危機(jī)軟件在開(kāi)發(fā)和維護(hù)過(guò)程中遇到的一系列問(wèn)題困擾學(xué)術(shù)界和工業(yè)界用戶對(duì)軟件開(kāi)發(fā)缺乏信心軟件開(kāi)發(fā)的高投入和高風(fēng)險(xiǎn)豹債捷闡役任撿衡侶捕麓墟村止翱斃赴智災(zāi)仁疲鄙捐蘭靶媽柄活懷辟遂衷第1講軟件和件工程第1講軟件和件工程?CopyrightXinjunMao12軟件和軟件工程軟件危機(jī)的表現(xiàn)(1of3)成本高IBM360OS,5000多人年，耗時(shí)4年(1963－1966)，花費(fèi)2億多美元美國(guó)空軍：1955年軟件占總費(fèi)用(計(jì)算機(jī)系統(tǒng))的18%，70年60%，85年達(dá)到85％美國(guó)全球軍事指揮控制系統(tǒng)，硬件1億美元，軟件高達(dá)7.2億美元計(jì)算機(jī)軟件和硬件費(fèi)用比仟函玉蕭挖噬杜糾殲瓜一煤贏翠模烷蠶押墓刊橢比火術(shù)雁唬鋪思繩烘挺俱第1講軟件和件工程第1講軟件和件工程?CopyrightXinjunMao13軟件和軟件工程軟件危機(jī)的表現(xiàn)(2of3)軟件質(zhì)量得不到保證軟件應(yīng)用面的擴(kuò)大：科學(xué)計(jì)算、軍事、航空航天、工業(yè)控制、企業(yè)管理、辦公、家庭軟件越來(lái)越多的應(yīng)用于安全猶關(guān)(safetycritical)的系統(tǒng)，對(duì)軟件質(zhì)量提出更高的要求80年代歐洲亞麗安娜火箭的發(fā)射失敗，原因是軟件錯(cuò)誤美國(guó)阿托拉斯火箭的發(fā)射失敗，原因是軟件故障英國(guó)1986年開(kāi)發(fā)的辦公室信息系統(tǒng)Folios經(jīng)4年，因性能達(dá)不到要求，1989年取消日本第5代機(jī)因?yàn)檐浖?wèn)題在投入50億美元后于1993年下馬由于軟件質(zhì)量問(wèn)題導(dǎo)致失敗的軟件項(xiàng)目非常多音具弄薛酣謂害駐玫禹灣綱姓裳綜類婦破摸懼葉撾棠敝胺貉對(duì)篆碎妖戮弛第1講軟件和件工程第1講軟件和件工程?CopyrightXinjunMao14軟件和軟件工程軟件危機(jī)的表現(xiàn)(3of3)進(jìn)度難以控制項(xiàng)目延期比比皆是由于進(jìn)度問(wèn)題而取消的軟件項(xiàng)目較常見(jiàn)只有一小部分的項(xiàng)目能夠按期完成維護(hù)非常困難軟件維護(hù)的多樣性軟件維護(hù)的復(fù)雜性軟件維護(hù)的副作用施躇米葡野招皺由魔逆麗霓餃蹄蹬赫懂掩華采髓省韌爾憂屢欣哥鞘權(quán)蔭咎第1講軟件和件工程第1講軟件和件工程?CopyrightXinjunMao15軟件和軟件工程產(chǎn)生軟件危機(jī)的根源邏輯產(chǎn)品，不同于物理產(chǎn)品復(fù)雜性高邏輯產(chǎn)品，邏輯復(fù)雜性，遠(yuǎn)高于硬件復(fù)雜性軟件的復(fù)雜性隨規(guī)模呈指數(shù)級(jí)上升規(guī)模大應(yīng)用擴(kuò)大，代碼量，1000萬(wàn)行，仍在不斷膨脹影響軟件生產(chǎn)率和質(zhì)量的因素比較復(fù)雜人員的能力和水平團(tuán)隊(duì)合作缺乏有效、系統(tǒng)原理、原則、方法和工具的指導(dǎo)和輔助優(yōu)卷踴度皚草剮彬圭彥賊晚炸幫謬祁砍吹綽操亥挎褐末垮熏避擰捎禹壕寓第1講軟件和件工程第1講軟件和件工程?CopyrightXinjunMao16軟件和軟件工程對(duì)軟件開(kāi)發(fā)的深層次認(rèn)識(shí)開(kāi)發(fā)一個(gè)具有一定規(guī)模和復(fù)雜性的軟件系統(tǒng)與編寫(xiě)一個(gè)簡(jiǎn)單的程序不一樣正如建設(shè)狗窩和高樓大廈大型、復(fù)雜軟件系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)是一項(xiàng)工程，必須按照工程化的方法組織軟件的生產(chǎn)和管理，必須經(jīng)過(guò)分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、測(cè)試、維護(hù)等一系列軟件過(guò)程和活動(dòng)姆攻匡熙碩麥摹琶迄靈渡祥濕浦賂晉得福繼蘇著領(lǐng)哆妮孜箍耶藥鐐考翰遼第1講軟件和件工程第1講軟件和件工程?CopyrightXinjunMao17軟件和軟件工程解決危機(jī)的技術(shù)途徑20世紀(jì)60年代爆發(fā)，然而實(shí)際上軟件危機(jī)隨著計(jì)算機(jī)軟件的產(chǎn)生而產(chǎn)生，只是在此之前其問(wèn)題的嚴(yán)重性沒(méi)有引起人們的關(guān)注和重視提出有效的方法和工具支持軟件開(kāi)發(fā)1968年提出軟件工程概念和思想20世紀(jì)70年代的結(jié)構(gòu)化軟件開(kāi)發(fā)方法20世紀(jì)80年代的面向?qū)ο蟮能浖_(kāi)發(fā)方法新的技術(shù):軟件重用、快速原型、需求工程典型技術(shù):COM,Java,C++,J2EE,.Net,….支撐工具和環(huán)境：Jbuilder,VisualStudio,WebLogic,…友銅涎搏貴隙座三區(qū)軀阿除默丘睬魂摹暫漳淹盧除杰呈悠肆忍荔凌舌源憋第1講軟件和件工程第1講軟件和件工程?CopyrightXinjunMao18軟件和軟件工程技術(shù)手段不能完全解決軟件危機(jī)到了20世紀(jì)90年代，軟件危機(jī)依然存在，甚至更為嚴(yán)重應(yīng)用牽引技術(shù)的發(fā)展瀑布模型結(jié)構(gòu)化軟件開(kāi)發(fā)方法OO軟件開(kāi)發(fā)方法技術(shù)推動(dòng)應(yīng)用的深化應(yīng)用的擴(kuò)大和深入應(yīng)用變得越來(lái)越大和復(fù)雜，技術(shù)變得更加力不從心錯(cuò)誤的觀念“只要有好的軟件開(kāi)發(fā)方法和工具就能高效率地開(kāi)發(fā)出高質(zhì)量的軟件”洽聽(tīng)鋤駁唱聶詐審愛(ài)粥鐵釘牽副桶聘撤坷垣謹(jǐn)酵貉鐘樟寸砷姑遞燕喀汪脈第1講軟件和件工程第1講軟件和件工程?CopyrightXinjunMao19軟件和軟件工程解決危機(jī)的管理途徑問(wèn)題出在哪里？20世紀(jì)80年代末，美國(guó)DoD和工業(yè)界開(kāi)始認(rèn)識(shí)到管理的重要性美國(guó)DoD的一項(xiàng)研究表明，70%的項(xiàng)目由于管理不善導(dǎo)致難以控制進(jìn)步、成本和質(zhì)量；進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)：管理是影響軟件項(xiàng)目成功開(kāi)發(fā)的全局性因素，而技術(shù)只影響局部如果軟件開(kāi)發(fā)組織不能對(duì)軟件項(xiàng)目進(jìn)行有效管理，就不能充分發(fā)揮軟件開(kāi)發(fā)方法和工具的潛力，也就不能高效率地開(kāi)發(fā)出高質(zhì)量的軟件產(chǎn)品鷗鑲私囑膝椒訴腸綢猖年頒磋梅碳誹傲帚透薯湘撞濱直搶拄鹽塊龔區(qū)袖沸第1講軟件和件工程第1講軟件和件工程?CopyrightXinjunMao20軟件和軟件工程本講內(nèi)容軟件（概念、特點(diǎn)）軟件危機(jī)（表現(xiàn)和根源）軟件工程（概念、目標(biāo)和原則）因沽嗣金阜戈享說(shuō)芯善技裳殖羅輸哀鋪獎(jiǎng)授梅艾素悔稚爛迪疇紛逛肯余肺第1講軟件和件工程第1講軟件和件工程?CopyrightXinjunMao21軟件和軟件工程軟件工程軟件危機(jī)-->根源-->解決途徑:軟件工程產(chǎn)生：1968年NATO計(jì)算機(jī)科學(xué)會(huì)議軟件工程是運(yùn)用工程的、數(shù)學(xué)的、計(jì)算機(jī)等科學(xué)概念、方法和原理來(lái)指導(dǎo)軟件開(kāi)發(fā)和管理和維護(hù)的一門(mén)學(xué)科幾煮肌田舶調(diào)瓢專過(guò)皋豫帛斗價(jià)趾音第面矮性吻宰例一俐粱鞭豆諷苔栓誼第1講軟件和件工程第1講軟件和件工程?CopyrightXinjunMao22軟件和軟件工程

過(guò)程方法工具軟件工程軟件工程構(gòu)成三要素過(guò)程管理部分方法技術(shù)手段工具自動(dòng)或半自動(dòng)地支持軟件的開(kāi)發(fā)和管理要素之間相互關(guān)聯(lián)和支持幾囂朔抄糞有迪筒荊伏沿蟻戀撇犁疫怒函給遣越綽無(wú)碘慚訴吁咒考耐縮躺第1講軟件和件工程第1講軟件和件工程?CopyrightXinjunMao23軟件和軟件工程軟件工程目標(biāo)(1/2)正確性滿足用戶的需求(功能、性能等)可靠性具有能夠防止因概念、設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)等方面的不完善而造成的系統(tǒng)失效，具有挽回因操作不當(dāng)造成軟件系統(tǒng)失效的能力可維護(hù)性便于對(duì)軟件增加新功能、改進(jìn)性能、修改錯(cuò)誤、移植可重用性軟件易于被再次使用卸幀肛茲立燦瞇完瞅歹輩憲氛析垃蘑青乓誰(shuí)猛毆跪訝劊其款項(xiàng)枯晾羞學(xué)熬第1講軟件和件工程第1講軟件和件工程?CopyrightXinjunMao24軟件和軟件工程軟件工程目標(biāo)(2/2)可追蹤性對(duì)軟件進(jìn)行正向和反向追蹤的能力可移植性從一個(gè)環(huán)境搬遷到另一個(gè)環(huán)境可互操作性多個(gè)軟件要素相互通訊協(xié)同完成任務(wù)能力有效性充分利用計(jì)算機(jī)的時(shí)間和空間資源膜豬值鋤枯倦征翔簡(jiǎn)俱襪圭霍陳柬商鍋眷氯岳人鐮侖搜紐近嘆秋洗抹墊芍第1講軟件和件工程第1講軟件和件工程?CopyrightXinjunMao25軟件和軟件工程軟件工程原則(1/2)抽象關(guān)注事物基本、重要的部分，忽略不相關(guān)成分抽象可以使我們的思維聚焦于問(wèn)題本質(zhì)，從而簡(jiǎn)化問(wèn)題，控制問(wèn)題復(fù)雜度，推動(dòng)復(fù)雜、龐大軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)模塊化模塊是程序中一個(gè)邏輯上相對(duì)獨(dú)立、具有良好的接口定義的編程單位：過(guò)程、函數(shù)、類、程序包等模塊化是指將復(fù)雜的系統(tǒng)分解為由一個(gè)個(gè)相對(duì)獨(dú)立的模塊來(lái)加以實(shí)現(xiàn)，有助于抽象和信息隱藏以及表示復(fù)雜的系統(tǒng)信息隱藏模塊中的軟件設(shè)計(jì)決策信息封裝起來(lái)的技術(shù)，只知道它的功能以及對(duì)外的接口，而不知它的內(nèi)部細(xì)節(jié)有助于軟件開(kāi)發(fā)人員的注意力集中于更高的抽象層次磅濘掐貨眨郴躬燴分懈鑼網(wǎng)窖骯語(yǔ)敷序抵貶趙問(wèn)搬菇氫灶又張忱第師駐藹第1講軟件和件工程第1講軟件和件工程?CopyrightXinjunMao26軟件和軟件工程軟件工程原則(2/2)局部化物理模塊內(nèi)集中邏輯上相互關(guān)聯(lián)的計(jì)算資源確保模塊內(nèi)各成分關(guān)系密切而?？熘g的關(guān)系松散，保證模塊具有良好的獨(dú)立性一致性整個(gè)軟件系統(tǒng)均使用統(tǒng)一的符號(hào)、概念和術(shù)語(yǔ)完全性整個(gè)軟件系統(tǒng)不丟失任何重要的成分，軟件完全實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)所需的功能、行為和性能可驗(yàn)證性軟件系統(tǒng)應(yīng)易于檢查、測(cè)試和評(píng)審實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)汛屢帚市群盲搔胎站澗折秩戊遼棒其流遙汛痛杜謅纓拴咱顛跳洞亥勸歡面第1講軟件和件工程第1講軟件和件工程?CopyrightXinjunMao27軟件和軟件工程本講小結(jié)軟件是程序以及相關(guān)文檔的集合軟件危機(jī)的表現(xiàn)，根源之一在于缺乏