軟件工程導(dǎo)論課件

軟件工程

導(dǎo)論

張海藩編著

’第1篇軟件工程概述

:?軟件危機(jī)

:?軟件工程

「傳統(tǒng)方法學(xué)

?「技術(shù)

YL面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)

題定義

L管理「軟件定義喇城）

:?軟件生命周期J軟件開發(fā)

1秋懺廿年編碼和單元測試

I運(yùn)行維護(hù)〔綜合測試

＞軟件過程

第2篇軟件定義

問題定義\

a

可行性研究

*需求分析

2.1問題定義

。目的:弄清楚用戶要求計算機(jī)解決什么問題

。任務(wù):編寫“系統(tǒng)目標(biāo)與規(guī)范說明”

系統(tǒng)目標(biāo)與規(guī)范說明書

1、項目：教材銷售系統(tǒng)

2、問題：人工銷售教材手續(xù)繁瑣，容易出錯

3、項目目標(biāo)：建立一個高效率、無差錯的計算機(jī)教材銷售系統(tǒng)

4、項目范圍：利用現(xiàn)有的計算機(jī)，軟件開發(fā)費(fèi)用不得超過2000元

5、初步想法：建議在系統(tǒng)中增加對缺書的統(tǒng)計與采購功能

6、可性行研究：建議進(jìn)行大約10天的可性行研究，且研究費(fèi)用不

超過500元

一’2.2可行性研究

*目的：用最小的代價在盡可能短的時間內(nèi)確定問

題是否能夠解決.

?:?任務(wù)：對以后的行動方針提出建議，制定工程實

施計劃。

1）技術(shù)可行性

分析技術(shù)冒險的各種因素，如：現(xiàn)有的技術(shù)是否能

實現(xiàn)本系統(tǒng)，現(xiàn)有的技術(shù)人員是否能任，開發(fā)系

統(tǒng)的軟、硬資源是否能如期得到等。

2)經(jīng)濟(jì)可行性

*這個系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益能超過它的開發(fā)成本嗎?

。進(jìn)行成本效益分析，評估項目的開發(fā)成本。

舉例：開發(fā)計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)系統(tǒng)取代當(dāng)前的手工設(shè)計過

程中的成本效益分析

設(shè)：T：繪制一幅圖的平均時間，單位小時

r：用CAD系統(tǒng)繪圖減少的繪圖時間比例

d：每小時繪圖的平均成本，單位元

n：每年繪制圖的數(shù)目

P：用CAD系統(tǒng)繪圖的百分比

則可用下式計算利用CAD系統(tǒng)繪圖每年可以節(jié)省的經(jīng)費(fèi)：

B=Txrxdxnxp

成本-效益（萬元）

60-盈虧平衡點(diǎn)J該系統(tǒng)節(jié)省經(jīng)費(fèi)

成本及效益分析圖：一

該系統(tǒng)成本

20—

oL]----1----1----1-----1------?

12345年

卜投資回收期一|

若r=1/4,T=4小時,n=8000/年，d=20元/小時,p=60%,

貝ijB=1/4x4x8000x20x60%=96000/年，即用CAD繪圖比

用手工系統(tǒng)繪圖平均每年要節(jié)省96000元。

假設(shè)總開發(fā)費(fèi)用為20.4萬元，年度費(fèi)用估計為3.2萬元。

系統(tǒng)開發(fā)成本、節(jié)省的經(jīng)費(fèi)與時間的關(guān)系如圖所示。盈虧平衡

點(diǎn)對應(yīng)的時間坐標(biāo)是3」年，表示系統(tǒng)應(yīng)用3」年后可以收回系

統(tǒng)成本。則從圖中可知，投資回收期大約需要3.1年。

.貨幣的時間價值

通常用利率的形式表示。假設(shè)年利率為i,如果

現(xiàn)在存入P元，、則n年后可以得到的錢數(shù)為：F=

PX(1十巾這也就是p兀錢在n布后的價值。

反之，如果n年后能收入F元錢，那么這些錢的

現(xiàn)在的價值是：P=F^(1+i)n

如修改已有的庫存清單程序并且編寫產(chǎn)生報表)

的程序，估計共需5000元；系統(tǒng)修改后能及時定貨

將消除零件短缺問題，估計因此每年可以節(jié)省2500

元，5年共可節(jié)省12500元。但是，不能簡單地把

5000元和12500元相比較，因為前者是現(xiàn)在投資的

錢，后者是若干年以后節(jié)省的錢。

假定年利率為12%,利用上面計算貨幣現(xiàn)在價值

的公式可以算出修改庫存清單系統(tǒng)后每年預(yù)計節(jié)

省的錢的現(xiàn)在價值，如表所示。

將來值(1+i)現(xiàn)在值累計的現(xiàn)在

年

（元）n（元）值（元）

125001.122232.142232.14

225001.251992.984225.12

325001.401779.456004.57

425001.571588.807593.37

525001.761418.579011.94

3）操作可行性

系統(tǒng)的操作方式在這個用戶組織內(nèi)行的通

嗎？

?考慮待開發(fā)軟件的操作方式在用戶組織

內(nèi)是否行得通，現(xiàn)有管理制度、人員素

質(zhì)、操作方式是否可行。J

必要時還應(yīng)從法律、社會效益等更』f

泛的方面研究可行性」!

2.3需求分析

。軟件需求指用戶對目標(biāo)軟件系統(tǒng)在功能、

行為、性能、設(shè)計約束等方面的期望。

。通過對應(yīng)問題及其環(huán)境的理解與分析，為

問題涉及的信息、功能及系統(tǒng)行為建立模

型

。將用戶需求精確化、完全化，最終形成需

求規(guī)格說明，這一系列的活動即構(gòu)成軟件

開發(fā)生命周期的需求分析階段。

DEC曾是美國三大計算機(jī)公司之一，以眾多的

高新技術(shù)著稱于世，98年前被康柏收購。它在最后

的幾年里研發(fā)出的Alpha計算機(jī)芯片更以卓越的技

術(shù)在性能上超過了Intel、sun和其他廠家的芯片。

微軟也曾大力協(xié)助DEC,將WindowsNt移植到

Alpha系統(tǒng)，然而，Alpha在市場上徹底向失敗了，

成為DEC最終失敗的原因之一。

原因：DEC不了解市場和用戶，盲目追求技

術(shù)。Alpha系統(tǒng)復(fù)雜，造價過高，絕大多數(shù)用戶不

能接受；而且它又不能與已有的系統(tǒng)兼容，使得

在其上的軟件開發(fā)相當(dāng)困難，軟件開發(fā)商也很難接

受！

因此，設(shè)計產(chǎn)品的出發(fā)點(diǎn)應(yīng)該是用戶和用戶的需求。

為什么人們開發(fā)一個軟件系統(tǒng)會比建

造一座摩天大廈要難得多?

軟件行業(yè)缺乏準(zhǔn)確又統(tǒng)一的語言來定義或描述相應(yīng)

的工作，真正的“需求”實際上存在于人們的頭腦

中；

軟件開發(fā)過程難以用一種工程化的方法來統(tǒng)一規(guī)范

和有效實施。

因此“需求”這個名詞的定義不僅僅是從用戶角度對系

統(tǒng)外部行為的描述，以及從開發(fā)人員角度對系統(tǒng)內(nèi)

部特性的描述，其關(guān)鍵的一點(diǎn)是”需求“必須文檔化。

數(shù)據(jù)流圖

數(shù)據(jù)字典

*一

理

么

解

象化

抽G

模型

輯

需

邏

A導(dǎo)

出

求

.

表

實

例化

達(dá)

需

求

1）系統(tǒng)流程圖

是用來概括描述系統(tǒng)物理模型的一種傳統(tǒng)工具。

?基本思想是用圖形符號以黑盒子的形式描繪系

統(tǒng)里的每個部件（程序、文件、數(shù)據(jù)庫、表格、

人工過程等）。

?系統(tǒng)流程圖表達(dá)信息在系統(tǒng)各部件之間流動的

情況，而不是對數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理的控制過程,

所以是物理數(shù)據(jù)流圖而不是程序流程圖。

庫存清單系統(tǒng)流程圖

?一個存放零件的倉庫，

倉庫中現(xiàn)有多種零件及事務(wù)；

零件的數(shù)量等項數(shù)據(jù)。,

庫存清單程序小庫監(jiān)單

。需加工的數(shù)據(jù)是每當(dāng)倉—丁一主文件

庫中的零件數(shù)量發(fā)生變,

化時，就應(yīng)該及時修改

庫存清單

。若此零件的庫存量少于報告生成程序

它的庫存臨界值，則應(yīng)

該報告各采購部門以便定貨報告

定貨，規(guī)定每天向采購

部門送一次定貨報告。結(jié)束

結(jié)構(gòu)化分析的分析模型

2)數(shù)據(jù)流圖

數(shù)據(jù)流圖(DFD)描繪信息系統(tǒng)的邏輯模型。

沒有任何具體的物理元素，描繪信息流和數(shù)據(jù)從輸入

移動到輸出的過程所經(jīng)受的變換，即在系統(tǒng)中流動

和被處理的邏輯過程.

巡標(biāo)幽用來概括攤那彝表示，

/.

薨國翼跳做#W四前榭幽稠螂鬧碗

椒碟調(diào)硼色鹿揖標(biāo)酹頸

腳I翳不需要考慮如何具體實現(xiàn)這些功能，是今

后進(jìn)行軟件設(shè)計很好的出發(fā)點(diǎn)。

數(shù)據(jù)流圖中的基本符號

0）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換—轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的處理過程

II外部實體-----數(shù)據(jù)的源點(diǎn)/終點(diǎn)，位于軟件

1—1系統(tǒng)邊界之外的信息生產(chǎn)者或消費(fèi)者

---"數(shù)據(jù)流-----在轉(zhuǎn)換之間有向流動的數(shù)據(jù)

項或數(shù)據(jù)集合

2kL數(shù)據(jù)存儲-----可以是數(shù)據(jù)庫文件或任何形式的數(shù)

據(jù)組織。箭頭向內(nèi)則表示寫入文件

或查詢文件，箭頭向外則表示從文

件中讀取數(shù)據(jù)或得到查詢結(jié)果

數(shù)據(jù)流圖的層次結(jié)構(gòu)

。為了表達(dá)復(fù)雜的實際問題，需要采用層次結(jié)

構(gòu)的數(shù)據(jù)流圖，即按照問題的層次結(jié)構(gòu)進(jìn)行逐

步分解，并以分層的數(shù)據(jù)流圖反映這種結(jié)構(gòu)

關(guān)系，能清楚地表達(dá)和容易理解整個系統(tǒng).

。做法：系統(tǒng)的基本模型（把整個系統(tǒng)看成一

個加工點(diǎn)）一逐層地對系統(tǒng)進(jìn)行分解，系統(tǒng)

的加工數(shù)量就會增多f所有的加工都足夠簡

單，不必再分解為止-“基本加工”O(jiān)

3）實體■聯(lián)系圖

。從用戶角度描繪了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)對象及對象關(guān)

4）狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

?描述狀態(tài)以及導(dǎo)致系統(tǒng)改變狀態(tài)的事件來表

示系統(tǒng)的行為，此外還指明了作為特定事件

的結(jié)果系統(tǒng)將做哪些動作（如處理數(shù)據(jù)）。

它對于實時系統(tǒng)和控制系統(tǒng)尤為重要。

狀態(tài)1||狀態(tài)2_

邂一…iij矍表達(dá)式:瑛菽儂里0

、活動表島，轉(zhuǎn)換活動表2,

舉

二例

學(xué)生成績管理系統(tǒng)

。某校準(zhǔn)備開發(fā)一個學(xué)生成績管理系統(tǒng)。在該

系統(tǒng)中，教務(wù)人員錄入學(xué)生信息、課程信息

和成績信息，學(xué)生可以隨時查詢自己所選課

程的成績。由于學(xué)生成績屬于敏感信息，系

統(tǒng)必須提供必要的安全措施以防非法存取。

1）創(chuàng)建實體關(guān)系圖

,實體：學(xué)生、課程、成績。

實體屬性定義：

學(xué)生：學(xué)號、姓名、性別、出生日期、入學(xué)年月

課程：課程編號、課程名稱、課程學(xué)分、課程描述

成績：學(xué)號、課程編號、分?jǐn)?shù)、考核日期

實體關(guān)系圖：

2）創(chuàng)建數(shù)據(jù)流模型

。第0層DFD圖

教務(wù)人員維護(hù)學(xué)生信息和課程信息，并登錄

學(xué)生的選課成績；

學(xué)生查詢自己的成績單。

1層DFD圖:

A學(xué)生

課程信息

教務(wù)人員A課程

成績

成績

查詢請求

學(xué)生

查詢結(jié)果

第2層DFD圖:對第1層DFD圖中的一個加工,,查

詢學(xué)生成績”進(jìn)行展開。一'

工一■查詢

生L請求V合*'性%----------學(xué)生

\

查詢條件\\

查恂結(jié)果合法查詢條件\課程

\

查詢條件V

成績

數(shù)據(jù)分量名：學(xué)號

唯一標(biāo)識學(xué)生

數(shù)據(jù)字典描述：

的編號

數(shù)據(jù)項別名：無

學(xué)生

名：類型：字符串

描述：包括學(xué)生的主要信息長度：6位字符

別名：無其他說明：學(xué)號不能重復(fù)

學(xué)號+姓名+性別+

定義：數(shù)據(jù)流名:學(xué)生成績查詢

出生日期+入學(xué)年月

數(shù)據(jù)量:10000左右描述：系統(tǒng)處理的一個命令

隨時，但經(jīng)常在新生別名：無

峰值：

入學(xué)時期頻率：10000次左右

其他說在系統(tǒng)功能擴(kuò)充時可隨時，但經(jīng)常在學(xué)期

峰值：

明：能增加定義項開學(xué)

在系統(tǒng)功能擴(kuò)充時可

其他說明:

能增加種類

3）創(chuàng)建行為模型

?：?學(xué)生成績信息需要采取安全措施，采取登錄方法避

免非法使用系統(tǒng)。

第3篇軟件開發(fā)

總體設(shè)計

。詳細(xì)設(shè)計

?編碼和單元測試

。綜合測試

信息描述

數(shù)據(jù)設(shè)計

——軟件開發(fā)階段的信息流

軟件設(shè)計是后續(xù)開發(fā)步驟及軟件維護(hù)工作的基礎(chǔ)。

如果沒有設(shè)計，只能建立一個不穩(wěn)定的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

有軟件設(shè)計沒有軟件設(shè)計

從技術(shù)和管理的角度看設(shè)計的關(guān)系

/詳細(xì)設(shè)計

’數(shù)據(jù)設(shè)計~

技術(shù)觀點(diǎn)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計,

過程設(shè)計

3.1總體設(shè)計

總體設(shè)計通常由兩個階段組成：

。系統(tǒng)設(shè)計階段確定系統(tǒng)的具體實現(xiàn)方案，劃I

分出組成系統(tǒng)的物理元素一程序、文件、數(shù)

據(jù)庫、人工過程和文檔等.

。結(jié)構(gòu)設(shè)計階段確定軟件的結(jié)構(gòu)一確定系統(tǒng)中）

每個程序由哪些模塊組成以及這些模塊相互

間的關(guān)系。；

.

確定物理實現(xiàn)方案

1）聯(lián)機(jī)接收事務(wù)并存儲，批量方式更新庫存

清單、處理定貨和產(chǎn)生報表

J2）聯(lián)機(jī)接收事務(wù)、更新庫存清單和處理定貨及輸

出定貨信息，以批量方式產(chǎn)生報表

--

摩

信

”

排

D自

心

/#單1

庫

z清1T

旗

T111產(chǎn)

>事

存

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一

生

收

接

員

1.2一

新

庫

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務(wù)采購

表

信

報

息

務(wù)

事

報

單員

存

清1

I貨

71-

I息

=單==r

Dr2訂貨信息

面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計方法

目標(biāo):是給出設(shè)計軟件結(jié)構(gòu)的一個系統(tǒng)化的途徑。

結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法(SD-StructuredDesign)

目標(biāo)系統(tǒng)的DFDSD.目標(biāo)系統(tǒng)的SC

SQ圖?StructuredChart

該圖常用來表示系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)。利

用它可以清楚地表達(dá)軟件結(jié)構(gòu)中模塊間的

層次調(diào)用關(guān)系和模塊之間的聯(lián)系。

2實例:.某學(xué)校的學(xué)生“選課”系統(tǒng)：具有明顯變換流特征的數(shù)據(jù)

流程圖。首先登錄到系統(tǒng)，輸入密碼，經(jīng)過驗證合格后，即可進(jìn)

行選課處理。先查詢相關(guān)課程信息，再進(jìn)行選課登記，選課完成

后，顯示所選課程表，并打印輸出課表

3.2詳細(xì)設(shè)計

詳細(xì)設(shè)計的目標(biāo)

(1)邏輯上正確實現(xiàn)每個模塊的功能。

(2)設(shè)計出的處理過程應(yīng)該盡可能簡明易懂。

采用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法,改善控制結(jié)構(gòu)，降

低程序復(fù)雜度，提高程序的可讀性、可測試性

和可維護(hù)性。

1）過程設(shè)計的工具

程序流程圖

盒圖

PAD圖

判定表

判定樹

過程設(shè)計語言

2)面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法

*數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)既影響程序的結(jié)構(gòu)又影響程序的處

理過程。)

〃面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計方法的最終目標(biāo)是得出對I

程序處理過程的描述。適合于在詳細(xì)設(shè)計階

段設(shè)計每個模塊的處理過程。I

:?首先需要分析確定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并用適當(dāng)?shù)墓?/p>

具清晰地描繪數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

改進(jìn)的Jackson圖

標(biāo)識循環(huán)條件和分支條件

?？蜷g連線改為直線

（a）順序結(jié)構(gòu)（b）可選結(jié)構(gòu)（c）選擇結(jié)構(gòu)（d）重復(fù)結(jié)構(gòu)

改進(jìn)的Jackson圖

練

J習(xí)

考生基本情況文件中的考生記錄的內(nèi)容包括：

準(zhǔn)考證號、姓名、通訊地址。

考分文件中的考生記錄的內(nèi)容包括：準(zhǔn)考證I

號和各門考分。I

要求高考后將兩文件合并成一個新文件（簡;

稱考生新文件），內(nèi)容包括：準(zhǔn)考證號、姓名、

通訊地址和各門考分。

第一步數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示

對問題進(jìn)行分析，確定輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)的

邏輯結(jié)構(gòu)，并用Jackson圖描述這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

(a)輸入數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(b)輸出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

第二步找出輸入和輸出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的對應(yīng)關(guān)系

有直接因果關(guān)系、在程序中可以同時處理的數(shù)

據(jù)單元稱為有對應(yīng)關(guān)系。注：重復(fù)的數(shù)據(jù)單元必須

是重復(fù)的次序、次數(shù)都相同才可能有對應(yīng)關(guān)系。

第三步確定程序結(jié)構(gòu)圖

實際上，這一步是一個綜合的過程：每對有對應(yīng)關(guān)系的

數(shù)據(jù)單元合畫一個處理框，沒有對應(yīng)關(guān)系的數(shù)據(jù)單元則各畫

一個處理框。\

產(chǎn)生新文件

處理考生記錄*

產(chǎn)生準(zhǔn)考證號產(chǎn)生姓名產(chǎn)生通訊地址產(chǎn)生考分

第四步列出并分配所有操作和條件

列出所有操作和條件(包括分支條件和循環(huán)結(jié)束條件)，

并把它們分配到程序結(jié)構(gòu)圖的適當(dāng)位置。

操作：(1)停止

(2)打開兩個輸入文件；

(3)建立輸出文件。

(4)從輸入文件中各讀一條記錄

(5)生成一條新記錄。

(6)將新記錄寫入輸出文件。

(7)關(guān)閉全部文件。

條件：I(1)文件結(jié)束。

把操作和條件分配到程序結(jié)構(gòu)圖的適當(dāng)位置

第五步用偽碼表示程序

用Jackson偽碼描述的程序：

產(chǎn)生新文件seq產(chǎn)生考分

打開兩個輸入文件生成一條新記錄

從輸入文件中各讀一條記錄將新記錄寫入輸出文件

分析考生記錄iter從輸入文件中各讀一條記錄

until文件結(jié)束處理考生記錄end

處理考生記錄seq關(guān)閉全部文件

產(chǎn)生準(zhǔn)考證號停止

產(chǎn)生姓名產(chǎn)生新文件end

產(chǎn)生通訊地址

3)人機(jī)界面設(shè)計

”人機(jī)界面設(shè)計是接口設(shè)計的一個重要

的組成部分。在個別系統(tǒng)中人機(jī)界面的

設(shè)計工作量甚至占總設(shè)計量的一半以上。

人機(jī)界面的設(shè)計質(zhì)量，直接影響用戶

對軟件產(chǎn)品的評價，從而影響軟件產(chǎn)品

的競爭力和壽命，因此，必須對人機(jī)界

面設(shè)計給予足夠重視。

界面設(shè)計是否存在問題?

Windows2000操作系統(tǒng)關(guān)機(jī)窗口

??..---

WindowsXP操作系統(tǒng)關(guān)機(jī)窗口

3.3實現(xiàn)

腦常把編碼和測試統(tǒng)稱為實現(xiàn)。

編碼:把軟件設(shè)計結(jié)果翻譯成用某種程序設(shè)計語言書寫

的程序。I

軟件測試在軟件生命周期中橫跨兩個階段：I

單元測試:在編寫出每個模塊之后就對它做必要的測I

試，模塊的編寫者和測試者是同一個人，編碼和單I

元測試屬于軟件生命周期的同一個階段。I

?:?綜合測試:對軟件系統(tǒng)進(jìn)行各種綜合測試，這是軟件：

生命周期中的另一個獨(dú)立的階段，通常由專門的測

試人員承擔(dān)這項工作。

；1）編碼風(fēng)格

。程序?qū)嶋H上也是一種供人閱讀的文

章，要求邏輯簡明清晰易讀易懂。

應(yīng)該使程序遵循下述規(guī)則。

9程序內(nèi)部的文檔

i數(shù)據(jù)說明

f語句結(jié)構(gòu)

9輸入/輸出方法

9效率

例如，

rADDAMOUNTTOTOTAL7

TOTAL=AMOUNT,TOTALS好。

。如果注明把月銷售額計入年度總額，便

使讀者理解了下面語句的意圖：

rADDMONTHLY-SALESTO

ANNUAL-TOTAL7

TOTAL=AMOUNT,TOTAL

要點(diǎn).

《描述一段程序，而不是每一個語句；

《用縮進(jìn)和空行，使程序與注釋容易區(qū)別；

s注正確___________________

?:?盡量減少使用“否定”條件的條件語句。

例如，如果在程序中出現(xiàn)

if(!(char<||char>9))

改成if(char>='O'&&char<='9')

避免大量使用循環(huán)嵌套和條件嵌套；

?:?利用括號使邏輯表達(dá)式或算術(shù)表達(dá)式的

運(yùn)算次序清晰直觀。

2）測試步驟

大型軟件系統(tǒng)通常由若干個子系統(tǒng)組成，每個子系

統(tǒng)又由許多模塊組成，因此，大型軟件系統(tǒng)的測試

過程基本上由下述幾個步驟組成：（

1,模塊測試）

把每個模塊作為一個單獨(dú)的實體來測試。目的是保

證每個模塊作為一個單元能正確運(yùn)行，所以模塊測

試通常又稱為單元測試。在這個測試步驟中所發(fā)現(xiàn)

的往往是編碼和詳細(xì)設(shè)計的錯誤。,

2,子系統(tǒng)測試

把經(jīng)過單元測試的模塊放在一起形成一個子系統(tǒng)來

測試。模塊相互間的協(xié)調(diào)和通信是這個測試過程中

的主要問題，因此，這個步驟著重測試模塊的接口。j

3.系統(tǒng)測試

系統(tǒng)測試是把經(jīng)過測試的子系統(tǒng)裝配成一個完整的

系統(tǒng)來測試。在這個測試步驟中發(fā)現(xiàn)的往往是軟件

設(shè)計中的錯誤，也可能發(fā)現(xiàn)需求說明中的錯誤。

不論是子系統(tǒng)測試還是系統(tǒng)測試，都兼有檢測

和組裝兩重含義，通常稱為集成測試。

4.驗收測試

測試內(nèi)容與系統(tǒng)測試基本類似，但它在用戶參與下

進(jìn)行，而且主要使用實際數(shù)據(jù)（系統(tǒng)將來要處理的信

息）進(jìn)行測試。目的是驗證系統(tǒng)確實能夠滿足用戶的

需要，在這個測試步驟中發(fā)現(xiàn)的往往是系統(tǒng)需求說

明書中的錯誤。驗收測試也稱為確認(rèn)測試。

案例

。第一次海灣戰(zhàn)爭，美國愛國者導(dǎo)彈防御系統(tǒng)

首次被應(yīng)用于對抗伊拉克的飛毛腿導(dǎo)彈，但

其中一枚在沙特阿拉伯的多哈爆炸，造成2

名美國士兵死亡。

。原因：導(dǎo)彈的軟件包含一個累加計時故障。

當(dāng)系統(tǒng)時鐘累計運(yùn)行超過14個小時后，跟蹤

系統(tǒng)不能準(zhǔn)確運(yùn)行，在多哈襲擊戰(zhàn)爭中，愛

國者的累計運(yùn)行時間已經(jīng)超過了100小時。

案例

》94年圣誕前夕，美國迪斯尼公司發(fā)布

T第一款面向兒童的多媒體光盤游戲

“獅子王童話”

*沒有對當(dāng)時市場上的各種pc機(jī)型進(jìn)行

完整的系統(tǒng)兼容性測試，只能在少數(shù)

pc上定常運(yùn)行

3）測試方法

任何產(chǎn)品都可以使用以下兩種方法進(jìn)行測試:

（1）如果已知產(chǎn)品的功能，則可以對它的每

一個功能進(jìn)行測試，看是否都達(dá)到了預(yù)期的要求;

（2）如果已知產(chǎn)品的內(nèi)部工作過程，則可以

對它的每種內(nèi)部操作進(jìn)行測試，看是否按照規(guī)格

說明書的規(guī)定正常進(jìn)行。

第一種方法是黑盒測試，第二種方法是白盒

測試。

設(shè)計測試方案是測試階段的關(guān)鍵技術(shù)問題。

1

具體的測試目的（如，預(yù)定要測試的具體功能）

測試方案,應(yīng)輸入的測試數(shù)據(jù)

測試用例

、預(yù)期的結(jié)果

為用有限的測試發(fā)現(xiàn)更多的錯誤，需精心設(shè)

計測試用例。其中最困難的問題是設(shè)計測試

用的輸入數(shù)據(jù)：

不同的測試數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)程序錯誤的能力差

別很大，為了提高測試效率降低測試成本，

應(yīng)該選用高效的測試數(shù)據(jù)。

例如：一程序兩個輸入數(shù)據(jù)為32位

二進(jìn)制數(shù)，則可能的輸入為多少？

?232*232=264=10192

?:?若每微秒可進(jìn)行一次測試，則每秒可

進(jìn)行個測試，每年：

106106

*60*60*24*365=3.139*1013；

“所有可能輸入進(jìn)行測試所需時間：.

?1019.2/3.139*1013>105年

程序插樁技術(shù)

想要了解一個程序在某次運(yùn)行中所有可執(zhí)行語句

被覆蓋的情況，或是每個語句的實際執(zhí)行次數(shù)，

最好的辦法是利用插樁技術(shù)。這里僅以計算整數(shù)

X和整數(shù)Y的最大公約數(shù)程序為例，說明插樁方法

的要點(diǎn)。圖3?1給出了這一程序的流程圖。

?設(shè)計插樁程序時需要考慮的問題包括：1

①探測哪些信息；I

②在程序的什么部位設(shè)置探測點(diǎn)；flI

③需要設(shè)置多少個探測點(diǎn)；

④程序特定部位插入某些用以判斷變量特性的語句。I）

圖

3

—

1

插

樁

后

求

最

大

公

約

數(shù)

程

序

的

C(5)=C(5)+1C(6)=C(6)+1流

程

圖

Q=QRR=R-Q

等價劃分法

所謂等價劃分，就是把輸入數(shù)據(jù)的可能值

劃分為若干等價類（等價類是指某個輸入域的子

集合。在該集合中，各個輸入數(shù)據(jù)對于揭露程

序中的錯誤都是等價的）。

在每一個等價類中取一個數(shù)據(jù)作為測試的

輸入條件，這樣就可以少量的代表性測試數(shù)據(jù),

來取得較好的測試結(jié)果。

有效等價類

是指對于程序的規(guī)格說明來說，是合理的

有意義的輸入數(shù)據(jù)構(gòu)成的集合。利用它可以檢

驗程序是否實現(xiàn)預(yù)先規(guī)定的功能和性能。

無效等價類

是指對于程序的規(guī)格說明來說，是不合理

的，是無意義的輸入數(shù)據(jù)構(gòu)成的集合。主要利

用這一類測試用例來檢查程序中功能和性能的實

現(xiàn)是否不符合規(guī)格說明要求。

金山詞霸出現(xiàn)的錯誤

金山詞霸2003和金山快譯2003正式在全國各

地上市后，很多用戶強(qiáng)烈批評這兩款軟件在

某些詞語翻譯上的錯誤|

?:?當(dāng)詞霸的安裝路徑不按默認(rèn)路徑，或者用戶I

使用其他以英文命名的目錄路徑進(jìn)行安裝時，

系統(tǒng)就會出現(xiàn)安裝完成后無法取詞和無法解

釋等多類錯誤，以致金山公司在正式版發(fā)布

幾天之后不得不發(fā)布補(bǔ)丁。

4）調(diào)試過程

調(diào)試過程從執(zhí)行一個測試用例開始，評估測

5)軟件可靠性

,估算平均無故障時間

經(jīng)驗表明，平均無故障時間與單位長度程序中剩余

的錯誤數(shù)成反比，即

MTTF=1/[K(ET/IT-EC(T)/IT)](7.5)

其中K為常數(shù)，它的值應(yīng)該根據(jù)經(jīng)驗選取。美國的

一些統(tǒng)計數(shù)字表明，K的典型值是200。

估算平均無故障時間的公式，可以評價軟件測試的

進(jìn)展情況。此外，由(7.5)式可得

EC=ET-IT/(KXMTTF)(7.6)

因此，也可以根據(jù)對軟件平均無故障時間的要求，

估計需要改正多少個錯誤之后，測試工作才能結(jié)束。

估計錯誤總數(shù)ET的方法

（1）植入錯誤法

測試前在程序中隨機(jī)地植入一些錯誤，測試之］

后根據(jù)測試小組發(fā)現(xiàn)的錯誤中原有的和植入的兩種

錯誤的比例，來估計原有錯誤的總數(shù)|

假定測試方案發(fā)現(xiàn)植入錯誤和發(fā)現(xiàn)原有錯誤的能力

相同，則能夠估計出程序中原有錯誤的總數(shù)為

A

N=n/nsXNs）

義為植入的錯誤數(shù)，經(jīng)過一段時間的測試之后發(fā)現(xiàn)

八個植入錯誤和n個原有錯誤。

((2)分別測試法

隨機(jī)地把程序中一部分原有的錯誤加上標(biāo)記，

然后根據(jù)測試過程中發(fā)現(xiàn)的有標(biāo)記錯誤和無標(biāo)記錯

誤的比例，估計程序中的錯誤總數(shù)。

分別測試法使用兩個測試員(或測試小組)，彼

此獨(dú)立地測試同一個程序的兩個副本，把其中一個

測試員發(fā)現(xiàn)的錯誤作為有標(biāo)記的錯誤，由另一名分

析員分析他們的測試結(jié)果。用T表示測試時間，假設(shè)

T=o時錯誤總數(shù)為B。；

T=Ti時測試員甲發(fā)現(xiàn)的錯誤數(shù)為Bi；

T=一時測試員乙發(fā)現(xiàn)的錯誤數(shù)為B2；

Tf時兩個測試員發(fā)現(xiàn)的相同錯誤數(shù)為

則:A

B0=B2/bcB1

第4篇軟件維護(hù)

?改正性維護(hù)

。適應(yīng)性維護(hù)

。完善性維護(hù)

?:?預(yù)防性維護(hù)

維護(hù)在軟件生四類維護(hù)占

存期所占比例總維護(hù)比例

改正性維護(hù)

?:?在軟件交付使用后，因開發(fā)時測試的不

徹底、不完全，必然會有部分隱藏的錯

‘誤遺留到運(yùn)行階段。!

。這些隱藏下來的錯誤在某些特定的使用I

環(huán)境下就會暴露出來。I

。為了識別和糾正軟件錯誤、改正軟件性/

能上的缺陷、排除實施中的誤使用，應(yīng)

當(dāng)進(jìn)行的診斷和改正錯誤的過程就叫做

改正桂筵護(hù)。(

適應(yīng)性維護(hù)

?在使用過程中，

i外部環(huán)境（新的硬、軟件配置）

f數(shù)