軟件工程：理論、技術(shù)及實(shí)踐 課件 第1章 軟件工程概述

軟件工程

SoftwareEngineering

浙江工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院共享“小黃Y”缺少專人維護(hù)車子使用的情況變差可正常使用自行車數(shù)量減少。校區(qū)間分布不均衡沒(méi)有經(jīng)費(fèi)可以用于校區(qū)間自行車搬運(yùn)捐贈(zèng)車子來(lái)源，設(shè)定唯一編號(hào)定期檢查，統(tǒng)計(jì)加鎖，開展免費(fèi)租用服務(wù)，允許走出校門。限制借還服務(wù)、異地還車網(wǎng)絡(luò)版，校園地圖

指示服務(wù)。校網(wǎng)服務(wù)移動(dòng)端兩年后，經(jīng)費(fèi)所剩無(wú)幾，原開發(fā)、管理的同學(xué)退出協(xié)會(huì)。同學(xué)有意見共享單車普及，購(gòu)置單車同學(xué)逐漸變少，“小黃Y”服務(wù)是否需要繼續(xù)堅(jiān)持下去?誰(shuí)來(lái)支付自行車維修的費(fèi)用?誰(shuí)來(lái)維護(hù)這個(gè)功能愈見增多的代碼呢？這個(gè)學(xué)生社團(tuán)組織維護(hù)的代碼可以稱之為軟件嗎？可以稱這樣的開發(fā)和維護(hù)工作為一個(gè)軟件工程項(xiàng)目嗎？它與現(xiàn)在城市共享單車系統(tǒng)會(huì)有哪些差別呢？共享“小黃Y”課程教學(xué)目標(biāo)1.掌握軟件工程和軟件開發(fā)模型的基本概念，并了解軟件開發(fā)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。2.掌握軟件需求分析、設(shè)計(jì)概念和一般性過(guò)程，能夠運(yùn)用這些知識(shí)對(duì)復(fù)雜軟件系統(tǒng)進(jìn)行需求分析、模塊劃分和詳細(xì)設(shè)計(jì)。3.掌握面向?qū)ο蟮能浖?xiàng)目開發(fā)特點(diǎn)以及項(xiàng)目管理方法，增強(qiáng)編程實(shí)踐、軟件測(cè)試與維護(hù)。4.掌握UML建模技術(shù)，能夠在軟件工程過(guò)程中使用常用建模工具對(duì)復(fù)雜軟件系統(tǒng)進(jìn)行需求分析和設(shè)計(jì)。5.掌握軟件工程需求、分析、設(shè)計(jì)等相關(guān)文檔的編寫。6.掌握軟件過(guò)程的管理和質(zhì)量控制，以及軟件項(xiàng)目的計(jì)劃、可行性分析和成本周期估算等知識(shí)。

第1章理解軟件工程軟件的發(fā)展1軟件的特性和分類2軟件工程的起源3軟件團(tuán)隊(duì)5軟件質(zhì)量467軟件工程的領(lǐng)域知識(shí)軟件工程師的職業(yè)道德1.1軟件的發(fā)展思考5個(gè)問(wèn)題：我們用的是什么類型的計(jì)算？我們需要保存什么類型的信息或數(shù)據(jù)？對(duì)于需要長(zhǎng)期保留的信息，哪些存儲(chǔ)方法最合適？面對(duì)復(fù)雜的選項(xiàng)或決策，哪些分析方法對(duì)我們有幫助？在進(jìn)行數(shù)據(jù)與知識(shí)的交流時(shí)，有哪些最佳方法？提示：縱覽計(jì)算機(jī)和軟件逐步用于解決這些問(wèn)題的過(guò)程，從大歷史觀的角度來(lái)考慮這5個(gè)問(wèn)題。軟件發(fā)展史？（課后閱讀《軟件工程通史》，在閱讀基礎(chǔ)上要求總結(jié)近20年世界軟件發(fā)展，以及中國(guó)軟件發(fā)展）。軟件的特性和分類無(wú)形性：邏輯實(shí)體，沒(méi)有物理形態(tài)，通過(guò)運(yùn)行表示智能性：凝聚大量人類腦力勞動(dòng)抽象性：邏輯實(shí)體的抽象性，開發(fā)的抽象性系統(tǒng)性：有機(jī)整體復(fù)雜性：服務(wù)于各種行業(yè)可復(fù)制性：拷貝演化性：環(huán)境、需求和技術(shù)變化1.21.2.1軟件的特性軟件特性和分類系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件支撐軟件可復(fù)用軟件1.21.2.2軟件的分類按照軟件的作用分類軟件特性和分類商業(yè)軟件公共軟件共享軟件自由軟件1.21.2.2軟件的分類按照版權(quán)保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)分類1.3軟件工程的起源1.3.1軟件危機(jī)通常，把計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)和維護(hù)過(guò)程中所遇到的一系列嚴(yán)重問(wèn)題稱為“軟件危機(jī)”。如今軟件開發(fā)技術(shù)已經(jīng)有了很大的進(jìn)步，但是隨著軟件規(guī)模的不斷擴(kuò)大，軟件需要解決的問(wèn)題越來(lái)越復(fù)雜，“軟件危機(jī)”依舊存在?？紤]到“軟件危機(jī)”的周期長(zhǎng)且難以預(yù)測(cè)，一些人將“軟件危機(jī)”稱為“軟件蕭條”。1.3軟件工程的起源開發(fā)者與用戶溝通存在障礙隨著軟件規(guī)模逐漸增加，相應(yīng)的軟件復(fù)雜性也呈指數(shù)型升高缺乏有效的經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)積累以及估算工具來(lái)制定有效的計(jì)劃項(xiàng)目?jī)?nèi)部缺乏管理經(jīng)驗(yàn)軟件危機(jī)的典型表現(xiàn)1.3軟件工程的起源軟件產(chǎn)品的質(zhì)量低下軟件通常沒(méi)有文檔資料，或者文檔資料不夠完備軟件危機(jī)的典型表現(xiàn)1.3軟件工程的起源1968年在第一屆NATO會(huì)議上曾經(jīng)給出了軟件工程的一個(gè)早期定義：“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?！?990年IEEE進(jìn)一步給出了一個(gè)更全面更具體的定義：“軟件工程是：①應(yīng)用系統(tǒng)化的、規(guī)范的、可量化的方法，來(lái)開發(fā)、運(yùn)行和維護(hù)軟件，即將工程化方法應(yīng)用于軟件；②對(duì)①中各種方法的研究。1.3.2軟件工程的定義1.3軟件工程的起源軟件工程是指導(dǎo)計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)和維護(hù)的工程性學(xué)科。以計(jì)算機(jī)科學(xué)理論和其他相關(guān)學(xué)科的理論為指導(dǎo)，采用工程化的概念、原理、技術(shù)和方法進(jìn)行軟件的開發(fā)與維護(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)，以較少的代價(jià)獲得高質(zhì)量的軟件并有效地維護(hù)它，這就是軟件工程。1.3軟件工程的起源軟件過(guò)程是指生產(chǎn)軟件產(chǎn)品的一組活動(dòng)、動(dòng)作、任務(wù)的集合?；顒?dòng)主要是實(shí)現(xiàn)較為寬泛的目標(biāo)，動(dòng)作包含了主要工作制品生產(chǎn)過(guò)程中的一系列任務(wù)，任務(wù)則關(guān)注小而明確的目標(biāo)，能夠產(chǎn)生實(shí)際的制品。圖1-2概念性軟件開發(fā)框架1.3.3軟件過(guò)程軟件質(zhì)量軟件質(zhì)量是“反映軟件滿足明確和隱含的需求的能力的特性總和”。具體來(lái)說(shuō)，軟件質(zhì)量是軟件符合明確敘述的功能和性能需求、文檔中明確描述的開發(fā)標(biāo)以及所有專業(yè)開發(fā)的軟件都應(yīng)具有的和隱含特征相一致的程度。為了解軟件質(zhì)量是否滿足要求，必須從軟件質(zhì)量屬性出發(fā)，通過(guò)考察軟件質(zhì)量屬性來(lái)評(píng)價(jià)軟件質(zhì)量，并依此給出提高軟件質(zhì)量的方法。1.4軟件質(zhì)量正確性健壯性可靠性性能易用性可理解性安全性可擴(kuò)展性兼容性可移植性

軟件質(zhì)量常見的屬性1.41.5

軟件團(tuán)隊(duì)如何從一個(gè)程序演化為一個(gè)有用的產(chǎn)品圖1-3編程系統(tǒng)產(chǎn)品的演進(jìn)軟件開發(fā)小組的組織結(jié)構(gòu)取決于組織的管理風(fēng)格、組里的人員數(shù)目及他們的技術(shù)水平和軟件項(xiàng)目需要解決問(wèn)題的難易程度。Mantei提出了在確定采用何種軟件工程小組結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)該考慮的與項(xiàng)目相關(guān)的7個(gè)問(wèn)題。①項(xiàng)目待解決問(wèn)題的困難程度。②項(xiàng)目要產(chǎn)生的程序的規(guī)模，以代碼行或者功能點(diǎn)來(lái)衡量。③小組成員需要一起工作的時(shí)間（小組生命期）。④需要解決的問(wèn)題能夠被模塊化的程度。⑤待建造系統(tǒng)所要求的質(zhì)量和可靠性。⑥交付日期的嚴(yán)格程度。⑦項(xiàng)目所需要的社交性（通信）的程度。1.5

軟件團(tuán)隊(duì)1.5

軟件團(tuán)隊(duì)從歷史角度看：（1）民主小組（2）主程序員小組（3）現(xiàn)代程序員小組（4）同步—穩(wěn)定小組（5）敏捷過(guò)程小組（6）開源編程小組圖1-4主程序員小組組織結(jié)構(gòu)圖1-5現(xiàn)代程序員小組組織結(jié)構(gòu)1.6

軟件工程的知識(shí)領(lǐng)域1993年，IEEE計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)和ACM聯(lián)合建立的軟件工程協(xié)同委員會(huì)、加拿大魁北克大學(xué)以及美國(guó)MITRE公司共同承擔(dān)了ISO/ICE/JTCI“SWEBOK（SoftwareEngineeringBodyofKnowledge）指南”項(xiàng)目。該項(xiàng)目希望促進(jìn)世界范圍內(nèi)對(duì)軟件工程形成一致觀點(diǎn)；闡明軟件工程相對(duì)于其他學(xué)科（如計(jì)算機(jī)科學(xué)、項(xiàng)目管理、計(jì)算機(jī)工程和數(shù)學(xué)等）的位置，并確立它們的分界；刻畫軟件工程學(xué)科的內(nèi)容；提供使用知識(shí)體系的主題；為開發(fā)課程和個(gè)人認(rèn)證與許可材料提供基礎(chǔ)。1.6

軟件工程的知識(shí)領(lǐng)域2014年IEEE公布的SWEBOK3.0中提到了軟件工程的15個(gè)知識(shí)領(lǐng)域（KnowledgeArea，KA），其中包括：11個(gè)軟件工程實(shí)踐知識(shí)域——軟件需求、軟件設(shè)計(jì)、軟件構(gòu)造、軟件測(cè)試、軟件維護(hù)、軟件配置管理、軟件工程管理、軟件工程過(guò)程、軟件工程模型和方法、軟件質(zhì)量、軟件工程職業(yè)實(shí)踐；4個(gè)軟件工程教育基礎(chǔ)知識(shí)域——軟件工程經(jīng)濟(jì)學(xué)、計(jì)算基礎(chǔ)、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和工程基礎(chǔ)。1.7

軟件工程師職業(yè)道德軟件工程師應(yīng)履行其實(shí)踐承諾，使軟件的需求分析、規(guī)格說(shuō)明、設(shè)計(jì)、開發(fā)、測(cè)試和維護(hù)成為一項(xiàng)有益和受人尊敬的職業(yè)。（1）公眾——軟件工程師應(yīng)當(dāng)始終如一地以符合公眾利益為目標(biāo)。（2）客戶和雇主——在保持與公眾利益一致的原則下，軟件工程師應(yīng)滿足客戶和雇主的最高利益。（3）產(chǎn)品——軟件工程師應(yīng)當(dāng)確保他們的產(chǎn)品和相關(guān)的改進(jìn)符合可能達(dá)到的最高專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。（4）判斷——軟件工程師在進(jìn)行相關(guān)的專業(yè)判斷時(shí)，應(yīng)該堅(jiān)持正直、誠(chéng)實(shí)和獨(dú)立的原則。（5）管理——軟件工程的管理和領(lǐng)導(dǎo)人員在軟件開發(fā)和維護(hù)的過(guò)程中，應(yīng)自覺(jué)遵守、應(yīng)用并推動(dòng)合乎道德規(guī)范的管理方法。（6）專業(yè)——軟件工程師應(yīng)當(dāng)自覺(jué)推動(dòng)本行業(yè)所提倡的誠(chéng)實(shí)、正直的道德規(guī)范，并自覺(jué)維護(hù)本行業(yè)的聲譽(yù)，使軟件行業(yè)更好地為公眾利益所服務(wù)。（7）同事——軟件工程師對(duì)其同事應(yīng)持平等互助和支持的態(tài)度。（8）自身——軟件工程師應(yīng)終生不斷地學(xué)習(xí)和實(shí)踐其專業(yè)知識(shí)，并在學(xué)習(xí)和實(shí)踐的過(guò)程中不斷提高自身的道德規(guī)范素養(yǎng)。小結(jié)1.了解軟件的發(fā)展2.理解軟件