軟件工程-概述課件

軟件工程概述第1章概述工程－將理論和所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐的科學(xué)。軟件工程－應(yīng)用計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)及管理科學(xué)等原理，開發(fā)軟件的工程。它借鑒傳統(tǒng)工程的原則、方法，以提高質(zhì)量，降低成本為目的。其中，計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)用于構(gòu)造模型與算法，工程科學(xué)用于制定規(guī)范、設(shè)計(jì)范型、評(píng)估成本及確定權(quán)衡，管理科學(xué)用于計(jì)劃、資源、質(zhì)量、成本等管理。軟件工程是一門交叉性學(xué)科。軟件工程的主要內(nèi)容軟件工程的基本概念軟件開發(fā)模型軟件開發(fā)各階段的任務(wù)、技術(shù)、方法軟件過(guò)程軟件工具軟件工程管理軟件質(zhì)量保證軟件工程環(huán)境軟件經(jīng)濟(jì)學(xué)軟件的概念程序、軟件與軟件產(chǎn)品獨(dú)唱-->小合唱-->合唱-->萬(wàn)人大合唱 |||簡(jiǎn)單程序較復(fù)雜程序軟件軟件定義：軟件=程序+數(shù)據(jù)+文檔程序：按事先設(shè)計(jì)的功能和性能需求執(zhí)行的指令序列數(shù)據(jù)：是程序能正常操縱信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)文檔：與程序開發(fā)、維護(hù)和使用有關(guān)的圖文材料

軟件的特點(diǎn)軟件是邏輯實(shí)體。具有抽象性。軟件的形態(tài)不可見，必須通過(guò)觀察、分析、思考、判斷來(lái)了解其功能、性能和其它特性。

軟件是人腦思維的產(chǎn)物，其生產(chǎn)過(guò)程與硬件不同－－開發(fā)過(guò)程的質(zhì)量控制及軟件產(chǎn)品保護(hù)問(wèn)題。

軟件的開發(fā)和運(yùn)行受計(jì)算機(jī)系統(tǒng)限制－－軟件移植問(wèn)題。

軟件的開發(fā)技術(shù)落后，手工開發(fā)方式仍占統(tǒng)治地位，開發(fā)效率低。

軟件的特點(diǎn)軟件的失效率與硬件不同。失效率時(shí)間硬件失效率曲線失效率時(shí)間軟件失效率曲線

軟件的特點(diǎn)軟件的復(fù)雜性越來(lái)越高，對(duì)軟件人員的要求越來(lái)越高，出現(xiàn)了軟件復(fù)雜性與軟件技術(shù)發(fā)展的不適應(yīng)現(xiàn)象。軟件復(fù)雜性差距軟件需求與軟件技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀軟件需求時(shí)間軟件技術(shù)軟件技術(shù)進(jìn)步落后于需求增長(zhǎng)

軟件的特點(diǎn)

軟件的特點(diǎn)軟件的開發(fā)研制成本高，自８０年代以來(lái)，已大大超過(guò)硬件成本。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟、硬件成本比例的變化情況硬件年份軟件５０年７０年８５年２０６０８０１００４０成本

軟件的特點(diǎn)相當(dāng)多的軟件工作涉及社會(huì)因素，如機(jī)構(gòu)、體制、管理方式等，包括人的觀念及心理，都直接影響軟件工作的成敗。

軟件的分類按功能按規(guī)模按工作方式按使用頻度按失效影響系統(tǒng)軟件支撐軟件應(yīng)用軟件按服務(wù)對(duì)象

軟件的分類按功能按規(guī)模按工作方式按使用頻度按失效影響按服務(wù)對(duì)象微型軟件小型軟件大型軟件甚大型軟件極大型軟件

軟件的分類按功能按規(guī)模按工作方式按使用頻度按失效影響按服務(wù)對(duì)象實(shí)時(shí)處理軟件分時(shí)軟件交互式軟件批處理軟件

軟件的分類按功能按規(guī)模按工作方式按使用頻度按失效影響按服務(wù)對(duì)象產(chǎn)品軟件項(xiàng)目軟件

軟件的分類按功能按規(guī)模按工作方式按使用頻度按失效影響按服務(wù)對(duì)象使用頻度低使用頻度高

軟件的分類按功能按規(guī)模按工作方式按使用頻度按失效影響按服務(wù)對(duì)象不良影響嚴(yán)重影響軟件開發(fā)的發(fā)展過(guò)程程序設(shè)計(jì)階段—50至60年代程序系統(tǒng)階段—60至70年代 軟件工程階段—70年代以后計(jì)算機(jī)應(yīng)用發(fā)展軟件數(shù)量多規(guī)模大軟件成本高質(zhì)量低個(gè)體化軟件開發(fā)方法軟件維護(hù)困難軟件危機(jī)軟件工程軟件危機(jī)定義計(jì)算機(jī)軟件的開發(fā)和維護(hù)過(guò)程所遇到的一系列嚴(yán)重問(wèn)題。表現(xiàn)對(duì)軟件開發(fā)成本和進(jìn)度的估算很不準(zhǔn)確用戶很不滿意質(zhì)量很不可靠沒(méi)有適當(dāng)?shù)奈臋n軟件成本比重上升供不應(yīng)求：軟件開發(fā)生產(chǎn)率跟不上計(jì)算機(jī)應(yīng)用迅速深入的趨勢(shì)軟件危機(jī)原因客觀：軟件本身特點(diǎn)邏輯部件規(guī)模龐大主觀：不正確的開發(fā)方法忽視需求分析錯(cuò)誤認(rèn)為：軟件開發(fā)=程序編寫輕視軟件維護(hù)軟件危機(jī)解決途徑組織管理工程項(xiàng)目管理方法技術(shù)措施軟件開發(fā)技術(shù)與方法軟件工具

軟件工程

為了解決軟件危機(jī)，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。軟件工程正是從管理和技術(shù)方面研究如何更好地開發(fā)和維護(hù)計(jì)算機(jī)軟件的學(xué)科。定義:軟件工程是指導(dǎo)計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)和維護(hù)的工程學(xué)科。采用工程的概念、原理、技術(shù)和方法來(lái)開發(fā)和維護(hù)軟件，把經(jīng)過(guò)時(shí)間考驗(yàn)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(lái)——即軟件工程。

軟件工程軟件工程的基本原理（自“軟件工程”提出后，專家和學(xué)者們陸續(xù)提出了100多條關(guān)于軟件工程的準(zhǔn)則或“信條”，有專家歸納出了確保開發(fā)質(zhì)量和效率的原理的最小集合——7條基本原理）：1)用分階段的生命周期嚴(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)果應(yīng)能清楚地審查；6）開發(fā)小組人員應(yīng)少而精；7）承認(rèn)不斷改進(jìn)軟件工程實(shí)踐的必要性。

軟件工程三要素軟件工程三個(gè)要素方法工具過(guò)程提供一系列軟件開發(fā)技術(shù)。包括完成開發(fā)過(guò)程中各方面任務(wù)的方法并用某種特殊的語(yǔ)言或圖形來(lái)描述。

軟件工程三要素軟件工程三個(gè)要素方法工具過(guò)程軟件工具為軟件方法提供了自動(dòng)的或半自動(dòng)的支撐環(huán)境。將多種工具集成在一起可構(gòu)成計(jì)算機(jī)輔助軟件工程（CASE）的軟件開發(fā)支撐系統(tǒng)。

軟件工程三要素軟件工程三個(gè)要素方法工具過(guò)程軟件過(guò)程是將軟件工程的方法和工具綜合起來(lái)，進(jìn)行軟件開發(fā)。

方法、工具和過(guò)程：軟件工程方法為軟件開發(fā)提供了“如何做”的技術(shù)．軟件工具為軟件工程方法提供了自動(dòng)的或半自動(dòng)的軟件支撐環(huán)境．軟件工程過(guò)程定義了:方法使用的順序要求交付的文檔資料為保證質(zhì)量和適應(yīng)變化所需要的管理軟件開發(fā)各個(gè)階段完成的里程碑軟件工程的三要素軟件工程項(xiàng)目的基本目標(biāo)付出較低的開發(fā)成本達(dá)到要求的軟件功能取得較好的軟件性能開發(fā)的軟件易于移植需要較低的維護(hù)費(fèi)用能按時(shí)完成開發(fā)工作，及時(shí)交付使用軟件工程基本原則抽象

采用分層次抽象，自頂向下、逐層細(xì)化的辦法控制軟件開發(fā)過(guò)程的復(fù)雜性。信息隱蔽

將模塊設(shè)計(jì)成“黑箱”，實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)隱藏在模塊內(nèi)部，不讓模塊的使用者直接訪問(wèn)。這就是信息封裝，使用與實(shí)現(xiàn)分離的原則。模塊化

如C語(yǔ)言程序中的函數(shù)過(guò)程，C++語(yǔ)言程序中的類。模塊化有助于信息隱蔽和抽象，有助于表示復(fù)雜的系統(tǒng)。局部化

要求在一個(gè)物理模塊內(nèi)集中邏輯上相互關(guān)聯(lián)的計(jì)算機(jī)資源，保證模塊之間具有松散的耦合，模塊內(nèi)部具有較強(qiáng)的內(nèi)聚。這有助于控制解的復(fù)雜性。確定性

軟件開發(fā)過(guò)程中所有概念的表達(dá)應(yīng)是確定的、無(wú)歧義性的、規(guī)范的。一致性整個(gè)軟件系統(tǒng)的各個(gè)模塊應(yīng)使用一致的概念、符號(hào)和術(shù)語(yǔ)。程序內(nèi)部接口應(yīng)保持一致。軟件和硬件、操作系統(tǒng)的接口應(yīng)保持一致。系統(tǒng)規(guī)格說(shuō)明與系統(tǒng)行為應(yīng)保持一致。用于形式化規(guī)格說(shuō)明的公理系統(tǒng)應(yīng)保持一致。軟件工程基本原則完備性

軟件系統(tǒng)不丟失任何重要成分，可以完全實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)所要求功能的程度。為了保證系統(tǒng)的完備性，在軟件開發(fā)和運(yùn)行過(guò)程中需要嚴(yán)格的技術(shù)評(píng)審?？沈?yàn)證性

開發(fā)大型的軟件系統(tǒng)需要對(duì)系統(tǒng)自頂向下、逐層分解。系統(tǒng)分解應(yīng)遵循系統(tǒng)易于檢查、測(cè)試、評(píng)審的原則，以確保系統(tǒng)的正確性。軟件工程基本原則

軟件工程過(guò)程和軟件生命期軟件工程過(guò)程:軟件工程過(guò)程是為獲得軟件產(chǎn)品，在軟件工具支持下由軟件人員完成的一系列軟件工程活動(dòng)。軟件工程過(guò)程內(nèi)容軟件工程過(guò)程特性1）軟件規(guī)格說(shuō)明：規(guī)定軟件的功能及運(yùn)行限制2）軟件開發(fā)：產(chǎn)生滿足規(guī)格說(shuō)明的軟件3）軟件確認(rèn)：對(duì)軟件能否滿足用戶要求進(jìn)行確認(rèn)4）軟件演進(jìn)：為滿足用戶的變更要求的演進(jìn)

軟件工程過(guò)程和軟件生命期軟件工程過(guò)程:軟件工程過(guò)程是為獲得軟件產(chǎn)品，在軟件工具支持下由軟件人員完成的一系列軟件工程活動(dòng)。軟件工程過(guò)程內(nèi)容軟件工程過(guò)程特性1）可理解性；2）可見性；3）可支持性；4）可接受性；5）可靠性；6）健壯性；7）可維護(hù)性；8）速度。

軟件工程過(guò)程和軟件生命期軟件生命期（Lifecycle):

一個(gè)軟件從定義、開發(fā)、使用和維護(hù)，直到最終被廢棄，所經(jīng)歷的生存過(guò)程稱為軟件生存期或叫生命期。生命期的劃分：制定計(jì)劃需求分析和定義軟件設(shè)計(jì)程序編寫軟件測(cè)試運(yùn)行/維護(hù)定義階段開發(fā)階段維護(hù)階段

軟件生存期模型瀑布模型原型模型螺旋模型噴泉模型構(gòu)件組裝模型統(tǒng)一過(guò)程模型第四代技術(shù)

瀑布模型計(jì)劃需求分析設(shè)計(jì)編碼測(cè)試運(yùn)行、維護(hù)定義階段開發(fā)階段維護(hù)階段原型模型原型模型也稱快速原型模型.原型模型的基本思想是：軟件開發(fā)人員在與用戶進(jìn)行需求分析時(shí)，以比較小的代價(jià)快速建立一個(gè)能夠反映用戶主要需求的原型系統(tǒng)，讓用戶在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行操作，在實(shí)踐過(guò)程中提出改進(jìn)意見，開發(fā)人員根據(jù)用戶的意見，對(duì)原型進(jìn)行補(bǔ)充和完善，然后再由用戶試用、評(píng)價(jià)、提出建議，重復(fù)這一過(guò)程，直到用戶對(duì)開發(fā)的原型系統(tǒng)滿意為止。

原型模型原型開發(fā)原型評(píng)價(jià)最終系統(tǒng)設(shè)計(jì)用戶反饋

原型模型螺旋模型螺旋模型沿著螺線旋轉(zhuǎn)，在四個(gè)象限上分別表達(dá)四個(gè)方面的活動(dòng)，即：制定計(jì)劃──確定軟件目標(biāo)，選定實(shí)施方案，弄清項(xiàng)目開發(fā)的限制風(fēng)險(xiǎn)分析──分析所選方案，考慮如何識(shí)別和消除風(fēng)險(xiǎn)實(shí)施工程──實(shí)施軟件開發(fā)客戶評(píng)估──評(píng)價(jià)開發(fā)工作，提出修正建議螺旋模型螺旋模型特點(diǎn)瀑布模型+快速原型+風(fēng)險(xiǎn)分析迭代過(guò)程一個(gè)螺旋式周期

確定目標(biāo)，選擇方案，選定完成目標(biāo)的策略

風(fēng)險(xiǎn)角度分析該策略

啟動(dòng)一個(gè)開發(fā)階段

評(píng)價(jià)前一步的結(jié)果，計(jì)劃下一輪的工作

噴泉模型迭代重復(fù)演進(jìn)無(wú)間隙各階段間無(wú)明顯界限噴泉模型構(gòu)件組裝模型構(gòu)件組裝模型特點(diǎn):面向?qū)ο蠡跇?gòu)件庫(kù)融合螺旋模型特征支持軟件開發(fā)的迭代方法

軟件重用統(tǒng)一過(guò)程模型Rational統(tǒng)一過(guò)程（RationalUnifiedProcess，RUP）是由Rational公司開發(fā)的一種軟件過(guò)程，它的開發(fā)過(guò)程有如下3個(gè)主要特點(diǎn)：⑴是一種用例（Use－case）驅(qū)動(dòng)的軟件開發(fā)過(guò)程⑵是以體系結(jié)構(gòu)（Architecture）為中心的過(guò)程⑶迭代（Iterative）開發(fā)與增量（Incremental）開發(fā)相結(jié)合的過(guò)程第四代技術(shù)“第四代技術(shù)”(4GT)包含了一系列的軟件工具，其特點(diǎn)是：能使軟件工程師在較高級(jí)別上說(shuō)明軟件的某些特征，然后利用工具將開發(fā)者的說(shuō)明自動(dòng)生成源代碼，并且軟件被說(shuō)明級(jí)別越高，其建造程序的速度就越快。基于4GT的開發(fā)過(guò)程如下：⑴像其他范型一樣，4GT也是從需求收集這一步開始。

⑵制訂一個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)策略。

⑶應(yīng)用4GL的生成功能，自動(dòng)生成所期望的代碼。

⑷進(jìn)行測(cè)試，完成相關(guān)文檔，并完成其他軟件工程范型中同樣要求的所有集成活動(dòng)，得到最終產(chǎn)品。

軟件開發(fā)方法簡(jiǎn)述

軟件開發(fā)方法是指軟件開發(fā)過(guò)程中所應(yīng)遵循的方法和步驟。局部軟件開發(fā)方法：針對(duì)某些活動(dòng)的開發(fā)方法全局軟件開發(fā)方法：覆蓋開發(fā)全過(guò)程的方法考慮如下的幾個(gè)因素：(1)對(duì)該軟件開發(fā)方法是否已具有經(jīng)驗(yàn)，或有已受過(guò)訓(xùn)練的人員；(2)為軟件開發(fā)提供的軟件硬件資源及可使用的工具的情況；(3)該開發(fā)方法在計(jì)劃、組織和管理方面的可行性；(4)對(duì)開發(fā)項(xiàng)目所涉及領(lǐng)域的知識(shí)的掌握情況。軟件開發(fā)方法簡(jiǎn)述1、結(jié)構(gòu)化方法結(jié)構(gòu)化方法也稱為面向功能的軟件開發(fā)方法或Yourdon方法，是由E.Yourdon和L.Constantine提出的.

結(jié)構(gòu)化分析方法SA：對(duì)軟件進(jìn)行需求分析結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法SD：進(jìn)行總體設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)化編程SP特點(diǎn)：按照功能分解的原則，自頂向下、逐步求精，直到實(shí)現(xiàn)軟件功能為止。該方法簡(jiǎn)單、實(shí)用。軟件開發(fā)方法簡(jiǎn)述1、結(jié)構(gòu)化方法主要問(wèn)題：（1）它以功能分解為基礎(chǔ)，而用戶的功能是經(jīng)常改變的，必然導(dǎo)致系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。

（2）從數(shù)據(jù)流程圖到軟件結(jié)構(gòu)圖之間的過(guò)渡有明顯的斷層，導(dǎo)致設(shè)計(jì)回溯到需求有困難。

軟件開發(fā)方法簡(jiǎn)述2、面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的開發(fā)方法面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的軟件開發(fā)方法有兩種：Warnier方法：由J．D．Warnier提出的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)系統(tǒng)開發(fā)方法（DSSD）；Jackson方法：由M.A.Jackson提出的Jackson系統(tǒng)開發(fā)方法（JSD）。面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的軟件開發(fā)方法基本思想是：從目標(biāo)系統(tǒng)的輸入／輸出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)入手，導(dǎo)出程序的基本框架結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上，對(duì)細(xì)節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì)，得到完整的程序結(jié)構(gòu)圖。軟件開發(fā)方法簡(jiǎn)述3、面向?qū)ο蟮姆椒嫦驅(qū)ο蠓椒ǖ膬?yōu)