第1章：軟工概述課件

第1章：軟工概述軟件工程(SoftwareEngineering)第1章：軟件工程學(xué)概述1.1軟件危機(jī)60年代中期以前：通用硬件相當(dāng)普遍，軟件卻是為某個(gè)具體的應(yīng)用而編寫的。

60年代中到70年代中：軟件作坊。軟件危機(jī)：計(jì)算機(jī)軟件的開發(fā)和維護(hù)過程中所遇到的一系列嚴(yán)重問題。（正常、不正常運(yùn)行軟件都具有這種問題）1.1.1軟件危機(jī)的介紹1）對(duì)軟件開發(fā)成本和進(jìn)度的估計(jì)常常很不準(zhǔn)確；2）用戶對(duì)完成的軟件系統(tǒng)不滿意的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生；3）軟件產(chǎn)品的質(zhì)量往往靠不??；軟件危機(jī)的典型表現(xiàn)：4）軟件常常是不可維護(hù)的；5）軟件通常沒有適當(dāng)?shù)奈臋n資料；6）軟件成本在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)總成本中所占的比例逐年上升；7）軟件開發(fā)生產(chǎn)率提高的速度跟不上計(jì)算機(jī)應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)。1.1.2產(chǎn)生軟件危機(jī)的原因1）軟件本身特點(diǎn)造成；2）軟件開發(fā)與維護(hù)的方法不正確。主要表現(xiàn)：（a）忽視軟件需求分析；（b）認(rèn)為軟件開發(fā)就是寫程序并使之運(yùn)行；（c）輕視軟件維護(hù)；在軟件開發(fā)的不同階段進(jìn)行修改需要付出的代價(jià)很不相同：高中低早期中期后期軟件開發(fā)時(shí)期代價(jià)引入同一修改的代價(jià)隨時(shí)間變化的趨勢(shì)1）推廣使用在實(shí)踐中總結(jié)出來的開發(fā)軟件的成功技術(shù)和方法，并研究探索更有效的技術(shù)和方法；2）開發(fā)和使用更好的軟件工具；3）良好的組織管理措施。

1.1.3解決軟件危機(jī)的途徑為了解決軟件危機(jī)產(chǎn)生的問題，軟件工程與方法學(xué)逐漸形成，然后出現(xiàn)了兩個(gè)相互相承又各有側(cè)重的學(xué)科：1）軟件工程學(xué)：主要應(yīng)用工程的方法和技術(shù)研究軟件開發(fā)與維護(hù)的方法、工具和管理的一門交叉學(xué)科。2）程序設(shè)計(jì)方法學(xué)：主要應(yīng)用數(shù)學(xué)的方法研究程序的性質(zhì)以及程序設(shè)計(jì)的理論和方法的學(xué)科。

1.2軟件工程1.2.1軟件工程的介紹1968年NATO會(huì)議：軟件工程就是為了經(jīng)濟(jì)地獲得可靠的且能在實(shí)際機(jī)器上有效地運(yùn)行的軟件，而建立和使用完善的工程原理。1993年IEEE：軟件工程是（1）把系統(tǒng)的、規(guī)范的、可度量的途徑應(yīng)用于軟件開發(fā)、運(yùn)行和維護(hù)過程；（2）研究（1）中提到的途徑。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.和諧地合作是軟件開發(fā)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。軟件工程的本質(zhì)特性：1.2.2軟件工程的基本原理1.用分階段的生命周期計(jì)劃嚴(yán)格管理；2.堅(jiān)持進(jìn)行階段評(píng)審；3.實(shí)行嚴(yán)格的產(chǎn)品控制；4.采用現(xiàn)代程序設(shè)計(jì)技術(shù)；5.結(jié)果能清楚地審查；6.開發(fā)小組的人員應(yīng)該少而精；7.承認(rèn)不斷改進(jìn)軟件工程實(shí)踐的必要性。1.2.3軟件工程方法學(xué)

通常把在軟件生命周期全過程中使用的一整套技術(shù)方法的集合稱為方法學(xué)（Methodology），也稱為范型（Paradigm）。軟件工程方法學(xué)的3要素：方法、工具和過程1.傳統(tǒng)方法學(xué)也稱為生命周期方法學(xué)或結(jié)構(gòu)化范型。結(jié)構(gòu)化方法（StructureMethod）有：1）結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法（SD）；2）結(jié)構(gòu)化分析方法（SA）；

3）結(jié)構(gòu)化分析與設(shè)計(jì)技術(shù)（SADT）4）JACKSON方法5）WARNIER方法1975年，M．A．Jackson提出了一類至今仍廣泛使用的軟件開發(fā)方法。這一方法從目標(biāo)系統(tǒng)的輸入、輸出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)入手，導(dǎo)出程序框架結(jié)構(gòu)，再補(bǔ)充其它細(xì)節(jié)，就可得到完整的程序結(jié)構(gòu)圖。這一方法對(duì)輸入、輸出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)明確的中小型系統(tǒng)特別有效，如商業(yè)應(yīng)用中的文件表格處理。該方法也可與其它方法結(jié)合，用于模塊的詳細(xì)設(shè)計(jì)。

Jackson方法有時(shí)也稱為面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)化軟件設(shè)計(jì)方法。

Warnier程序設(shè)計(jì)方法另一種面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，又稱為邏輯地構(gòu)造程序的方法，簡(jiǎn)稱LCP（LogicalConstructionofPrograms）方法。Warnier方法的原理和Jackson方法類似，也是從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)出發(fā)設(shè)計(jì)程序，但是這種方法的邏輯更嚴(yán)格。Warnier圖在Warnier方法中使用的一種專用表達(dá)工具。差別有三點(diǎn)：一是它們使用的圖形工具不同，分別使用Warnier圖和Jackson圖；另一個(gè)差別是使用的偽碼不同；最主要的差別是在構(gòu)造程序框架時(shí)，Warnier方法僅考慮輸入數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而Jackson方法不僅考慮輸入數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而且還考慮輸出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

2.面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)把數(shù)據(jù)和對(duì)數(shù)據(jù)的操作緊密結(jié)合起來的方法，模擬人類認(rèn)識(shí)世界解決問題的方法和過程。

面向?qū)ο蟮姆椒?對(duì)象（屬性與服務(wù)的封裝）+分類+繼承+通過消息的通訊1）適用于實(shí)時(shí)事物處理系統(tǒng)的有限狀態(tài)機(jī)方法（FSM）；2）適用于并發(fā)軟件系統(tǒng)的PETRI網(wǎng)方法；3）以數(shù)學(xué)概念和理論為基礎(chǔ)的形式化方法，如

SDC公司的形式化開發(fā)方法FDM：（FormalDevelopmentMethodology）IBM公司的維也納開發(fā)方法VDM：

（ViennaDevelopmentMethod）

3.其他開發(fā)方法

1.3軟件生命周期軟件生命周期：指軟件從提出到最終被淘汰的這個(gè)存在期。軟件生命周期組成：

1）軟件定義；

A.問題定義B.可行性研究C.需求分析

2）軟件開發(fā)；

D.總體設(shè)計(jì)E.詳細(xì)設(shè)計(jì)

F.編碼和單元測(cè)試G.綜合測(cè)試

3）運(yùn)行維護(hù)。1.問題定義；2.可行性研究；3.需求分析；4.總體設(shè)計(jì)（概要設(shè)計(jì)）；5.詳細(xì)設(shè)計(jì)；6.編碼與單元測(cè)試；7.綜合測(cè)試；8.維護(hù)。軟件生命周期各個(gè)階段：1.4軟件過程軟件過程：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(xiàng)任務(wù)的工作步驟。軟件過程（ISO9000）：使用資源將輸入轉(zhuǎn)化為輸出的活動(dòng)所構(gòu)成的系統(tǒng)。輸入：如軟件需求輸出：如軟件產(chǎn)品1.4.1瀑布模型1.階段間具有順序性和依賴性2.推遲實(shí)現(xiàn)的觀點(diǎn)3.質(zhì)量保證的觀點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：采用規(guī)范的方法；嚴(yán)格規(guī)定每個(gè)階段提交的文檔；要求每個(gè)階段交出的產(chǎn)品必須經(jīng)過驗(yàn)證。1.4.2快速原型模型優(yōu)點(diǎn)：不帶反饋環(huán)，基本上是線性順序進(jìn)行。1.4.3增量模型優(yōu)點(diǎn)：能較短時(shí)間內(nèi)提交可完成部分工作的產(chǎn)品；可以使用戶有充裕的時(shí)間學(xué)習(xí)和適應(yīng)新產(chǎn)品。一種風(fēng)險(xiǎn)更大的增量模型：1.4.4螺旋模型可把它看作在每個(gè)階段之前都增加風(fēng)險(xiǎn)分析的快速原型模型。1.4.5噴泉模型典型的面向?qū)ο筌浖_發(fā)過程模型之一。1.4.6Rational統(tǒng)一過程1.RUP軟件開發(fā)經(jīng)驗(yàn)（1）迭代式開發(fā)（2）管理需求（3）使用基于構(gòu)件的體系結(jié)構(gòu)（4）可視化建模（5）貫穿于開發(fā)過程的軟件質(zhì)量驗(yàn)證（6）控制軟件變更1.4.7敏捷過程與極限編程1.敏捷過程具有高效、快速響應(yīng)變化的開發(fā)過程。（1）個(gè)體和交互勝過過程和工具；（2）可以工作的軟件勝過面面俱到的文檔；（3）客戶合作勝過合同談判；（4）響應(yīng)變化勝過遵循計(jì)劃。2.極限編程敏捷過程中最著名的一種，指把好的開發(fā)實(shí)踐運(yùn)用到極致，多應(yīng)用于軟件需求模糊的場(chǎng)合。1.4.8微軟過程1.微軟過程準(zhǔn)則2.微軟軟件生命周期（1）規(guī)劃階段（2）設(shè)計(jì)階段（3）開發(fā)階段（4）穩(wěn)定階段（5）發(fā)布階段3.微軟過程模型1.5問題定義階段問題定義就是要確定為用戶建立什么樣的軟件系統(tǒng)，軟件叫什么樣的名稱等等?！皢栴}”是指軟件最基本的問題，如：

軟件的總體目標(biāo)什么？有什么用途？

為那些