软件开发过程与方法.ppt

北华航天工业学院计算机系 制作 VC+程序设计项目实践 贾振华 北华航天工业学院计算机系 制作 单击此处编辑母版标题样式 第1章 软件开发过程与方法 学习习目标标： 了解软软件的开发过发过 程 了解软软件的开发发方法 理解编码实现编码实现 的规则规则 熟悉测试测试 方法 北华航天工业学院计算机系 制作 单击此处编辑母版标题样式 1.1软件开发过程 软软件开发过发过 程是按照软软件工业业化的标标准定义义的 在软软件开发发中必须须具有的一系列过过程规规范。 软软件开发过发过 程是定义软义软 件中的软软件需求、软软件 设计设计 ，软软件编码编码 、软软件测试测试 、软软件部署的实现实现 目标标和规规范化的管理方法论论。 软软件开发过发过 程是保证软证软 件高质质量完成的一系列任 务务的框架，它规规定了完成各项项任务务的工作步骤骤。 北华航天工业学院计算机系 制作 单击此处编辑母版标题样式1.1软件开发过程 1.1.1需求分析 需求分析阶阶段研究的对对象是软软件项项目的用户户要求 。 一方面，必须须全面理解用户户的各项项要求，但又不 能全盘盘接受所有的要求，因为为并非所有的用户户要 求都是合理的，对对其中模糊的要求还还需要澄清， 然后才能决定是否可以采纳纳。对对于那些无法实现实现 的要求，应应向用户户做充分的解释释，以求得谅谅解。 另一方面，要准确地表达已经经接受的用户户要求。 只有经过经过 确切描述的软软件需求才能成为软为软 件设设 计计的基础础。 北华航天工业学院计算机系 制作 单击此处编辑母版标题样式1.1软件开发过程 1.1.1需求分析 软软件需求分析的目标标是准确理解用户户的要求，进进 行细细致的调查调查 分析，将用户户的非形式的要求转转化 为为完整的需求定义义，再将需求定义转换为义转换为 相应应 的形式的规规格说说明。 北华航天工业学院计算机系 制作 单击此处编辑母版标题样式1.1软件开发过程 1.1.1需求分析 制定软软件的需求规规格说说明不仅仅仅仅 是软软件开发发人 员员的事，用户户也起着至关重要的作用。用户户必须须 对软对软 件功能和性能提出初步要求，并澄清一些模 糊概念。而软软件分析人员则员则 要认认真了解用户户的要 求，细细致地进进行调查调查 分析，把用户户“做什么”的 要求最终转换终转换 成一个完全的、精细细的软软件逻辑逻辑 模型并写出软软件的需求规规格说说明，准确地表达用 户户的要求。包括的内容有： 北华航天工业学院计算机系 制作 单击此处编辑母版标题样式1.1软件开发过程 1.1.1需求分析 1）功能需求 2）性能需求 3）可靠性和可用性需求 4）出错错性处处理需求 5）接口需求 6）界面需求 7）其他需求 北华航天工业学院计算机系 制作 单击此处编辑母版标题样式1.1软件开发过程 1.1.2系统分析与设计 系统统分析与设计设计 可以分为总为总 体设计设计 和详细设计详细设计 。 总总体设计设计 的基本目的是：从整体角度上来说说，系 统该统该 如何实现实现 ；总总体设计设计 称为为概要设计设计 或初步 设计设计 。这这个阶阶段工作将划分出系统统的组组成：程序 、文件、数据库库、人工过过程和文档等，另外就是 设计软设计软 件的结结构，即确定系统统由哪些功能模块块 组组成，以及相互之间间的关系。 详细设计详细设计 的根本目标标是确定怎样样具体实现实现 所要 求的系统统，即能够对够对 系统进统进 行精确描述，为编为编 码码打下基础础。详细设计还详细设计还 没有编编写具体代码码， 只是设计设计 出“程序蓝图蓝图 ”，程序员员根据这这个蓝蓝 图编图编 写出实际实际 的程序代码码。详细设计详细设计 的结结果决 定了程序代码码的质质量。 北华航天工业学院计算机系 制作 单击此处编辑母版标题样式1.1软件开发过程 1.1.3编码实现 编码实现编码实现 是把系统统分析与设计结设计结 果转换转换 成某种 程序设计语设计语 言代码码的过过程。程序的质质量主要取决 于软软件的设计质设计质 量。但是，所选选用的程序设计设计 语语言的特点及编编程风风格也对对程序的可靠性、可读读 性、可测试测试 性和可维护维护 性产产生深远远的影响。 在编编写代码过码过 程中，注意编码风编码风 格，要求源代 码码的逻辑简逻辑简 明清晰、易读读易懂，为为达到这这个目 的，应该应该 遵循下述规则规则 ： 北华航天工业学院计算机系 制作 单击此处编辑母版标题样式1.1软件开发过程 1.1.3编码实现 1）程序内部文档 程序内部文档包括恰当的标识标识 符、适当的注释释和 程序的组织风组织风 格等。 选选取含义鲜义鲜 明的标识标识 符，能够够正确提示程序对对 象所代表的实实体，有助于对对程序的理解。如果使 用缩缩写，缩缩写规则应该规则应该 一致，并给给每个标标志符 加上注释释。 北华航天工业学院计算机系 制作 单击此处编辑母版标题样式1.1软件开发过程 1.1.3编码实现 1）程序内部文档（续续） 注释释是阅读阅读 和理解程序的重要手段，通常在每个 模块块的开始有一段序言性注释释，简简要说说明模块块的 功能、主要算法、接口情况、重要数据说说明以及 开发发人员员、时间时间 、版本等内容。注释释的内容一定 要正确，错误错误 的注释释不仅仅不对对理解程序起帮助， 反而错误错误 的引导对导对 程序的理解。 程序源代码码的组织对组织对 于程序的可读读性影响很大， 利用适当的空白改善程序的视觉视觉 反应应，使程序的 层层次结结构清晰明显显。 北华航天工业学院计算机系 制作 单击此处编辑母版标题样式1.1软件开发过程 1.1.3编码实现 2）数据说说明 数据说说明的次序标标准化，可按照数据结结构或数据 类类型确定的次序。当多个变变量名在一个说说明语语句 中，应应按照字母顺顺序排列这这些变变量。在说说明一个 复杂杂的数据结结构时时，应应加注释说释说 明方法和特点。 不同数据类类型应应按存储储空间间的大小顺顺序说说明。 北华航天工业学院计算机系 制作 单击此处编辑母版标题样式1.1软件开发过程 1.1.3编码实现 3）语语句构造 在构造语语句时时，应应遵循的原则则是简单简单 而直接，不 能为为了提高效率而使程序变变得过过分复杂杂。具体规规 则则如下： 在一行内只写一条语语句，并采取适当的缩进缩进 格式 ，使程序的逻辑逻辑 和功能变变得更加明确； 北华航天工业学院计算机系 制作 单击此处编辑母版标题样式1.1软件开发过程 1.1.3编码实现 3）语语句构造（续续） 尽量避免复杂杂的条件； 尽量减少非操作的条件语语句； 避免大量使用循环环嵌套或条件嵌套； 使用括号来表达逻辑逻辑 表达式或算术术表达式的运算 顺顺序。 北华航天工业学院计算机系 制作 单击此处编辑母版标题样式1.1软件开发过程 1.1.3编码实现 4）输输入输输出 在设计设计 和编编写程序时应时应 考虑虑如下规则规则 ： 对对所有输输入的数据都进进行验证验证 ，从而识别错误识别错误 的输输入，以保证证每个数据的有效性； 对对所有输输入数据进进行输输入提示，详细说详细说 明可用 的选择选择 或边边界值值； 北华航天工业学院计算机系 制作 单击此处编辑母版标题样式1.1软件开发过程 1.1.3编码实现 4）输输入输输出（续续） 检查输检查输 入项项重要组组合的合法性，必要时报时报 告输输 入状态态信息； 使得输输入的步骤骤和操作尽可能简单简单 ，并保持简单简单 的输输入格式； 输输入一批数据时时，最好使用数据结结束标标志，而不 要由用户户指定输输入数据数目； 输输入数据时时，应应允许许使用自由格式输输入，应应允 许许有缺省值值； 北华航天工业学院计算机系 制作 单击此处编辑母版标题样式1.1软件开发过程 1.1.3编码实现 4）输输入输输出（续续） 在以交互式输输入/输输出方式进进行输输入时时，要在屏 幕上使用提示符明确提示交互输输入的请请求，指明 可使用选择项选择项 的种类类和取值值范围围。同时时，在数 据输输入的过过程中和输输入结结束时时，也要在屏幕上给给 出状态态信息； 当程序语语言对输对输 入格式有严严格要求时时，应应保持 输输入格式与输输入语语句要求的一致性； 给给所有的输输出加注解，并设计输设计输 出报报表格式。 北华航天工业学院计算机系 制作 单击此处编辑母版标题样式1.1软件开发过程 1.1.3编码实现 5）效率 （1）有关程序效率的几条准则则 效率是一个性能要求，目标值应标值应 当在需求分析阶阶 段给给出。软软件效率以需求为为准，不应应以人力所及 为为准。 好的设计设计 可以提高效率。 程序的效率与程序的简单简单 性相关，不要牺牺牲程序 的清晰性和可读读性来不必要地提高效率。 北华航天工业学院计算机系 制作 单击此处编辑母版标题样式1.1软件开发过程 1.1.3编码实现 5）效率（续续） （2）算法对对效率的影响 在编编程序前，尽可能化简简有关的算术术表达式和逻逻 辑辑表达式； 仔细检查细检查 算法中的嵌套的循环环，尽可能将某些语语 句或表达式移到循环环外面； 尽量避免使用多维维数组组； 尽量避免使用指针针和复杂杂的表达式； 采用快速的算术术运算； 不要混淆数据类类型，避免在表达式中出现类现类 型混 杂杂； 尽量采用整数算术术表达式和布尔表达式； 选选用等效的高效率算法。 北华航天工业学院计算机系 制作 单击此处编辑母版标题样式1.1软件开发过程 1.1.3编码实现 5）效率（续续） （3）影响存储储器效率的因素 在大型计计算机中必须须考虑虑操作系统页统页 式调调度的特 点，一般来说说，使用能保持功能的结结构化控制结结 构，是提高效率的有效方法。 在微处处理器中如果要求使用最少的存储单储单 元，则则 应选应选 用紧缩紧缩 存储储器特性的编译编译 程序，在非常必 要时时可以使用汇编语汇编语 言。 提高执执行效率的技术术通常也能提高存储储器效率。 提高存储储器的关键键是简单简单 。 北华航天工业学院计算机系 制作 单击此处编辑母版标题样式1.1软件开发过程 1.1.3编码实现 5）效率（续续） （4）影响输输入/输输出的因素 对对所有的输输入/输输出操作，安排适当的缓缓冲区， 以减少频频繁的信息交换换。 对辅对辅 助存储储（例如磁盘盘），选择选择 尽可能简单简单 的 ，可接受的存取方法； 对辅对辅 助存储储的输输入/输输出，应应当成块传块传 送； 对终对终 端或打印机的输输入/输输出，应应考虑设备虑设备 特性 ，改善输输入/输输出的质质量和速度； 任何不易理解的，对对改善输输入/输输出效果关系不 大的措施都是不可取的； 不应该为应该为 追求所谓谓超高效的输输入/输输出，进进而损损 害程序的可理解性； 良好的输输入/输输出程序设计风设计风 格对对提高输输入/输输 出效率会有明显显的效果。 北华航天工业学院计算机系 制作 单击此处编辑母版标题样式1.1软件开发过程 1.1.4测试 软软件测试测试 按阶阶段划分为为两种，一种是在编编写出每 个模块块之后就进进行的测试测试 ，称为单为单 元测试测试 。一 种是编码阶编码阶 段结结束后的系统测试统测试 。 1）首先了解软软件测试测试 的目的，G.J.MYERS对软对软 件测测 试试的目的提出的观观点： 软软件测试测试 是为为了发现错误发现错误 而执执行程序的过过程。 一个好的测试测试 用例能够发现够发现 至今尚未发现发现 的错错 误误。 一个成功的测试测试 是发现发现 了至今尚未发现发现 的错误错误 的测试测试 。 北华航天工业学院计算机系 制作 单击此处编辑母版标题样式1.1软件开发过程 1.1.4测试 2）软软件测试测试 的一些指导导原则则： 测试测试 用例应应由输输入数据和预预期的输输出数据两部分 组组成。 测试测试 用例不仅选仅选 用合理的输输入数据，还还要选择选择 不 合理的输输入数据。 除了检查检查 程序是否做了它应该应该 做的事，还应该检还应该检 查查程序是否做了它不应该应该 做的事。 应应制定测试计测试计 划并严严格执执行，排除随意性。 长长期保留测试测试 用例。 对发现错误较对发现错误较 多的程序段，应进应进 行更深入的测测 试试。 程序员员避免测试测试 自己的程序。 北华航天工业学院计算机系 制作 单击此处编辑母版标题样式1.1软件开发过程 1.1.4测试 3）测试测试 方法一般分为为两大类类：动态测试动态测试 方法和静 态测试态测试 方法，而动态测试动态测试 方法又分为为: 黑盒测试测试 白盒测试测试 北华航天工业学院计算机系 制作 单击此处编辑母版标题样式1.1软件开发过程 1.1.4测试 （1）黑盒测试测试 黑盒测试测试 又称为为功能测试测试 或数据驱动测试驱动测试 。该该 方法把被测试对测试对 象看成一个黑盒子，测试测试 人员员完 全不考虑虑程序的内部结结构和处处理过过程，只在软软件 的接口处进处进 行测试测试 ，检查检查 程序是否满满足功能要 求。 黑盒测试测试 主要发现发现 以下错误错误 ： 是否有不正确或遗遗漏了的功能。 在接口上，能否正确地接受输输入数据，能否产产生 正确的输输出信息。 访问访问 外部信息是否有错错。 性能上是否满满足要求等。 注意：穷举穷举 地输输入测试测试 数据进进行黑盒测试测试 是不 可能的。 北华航天工业学院计算机系 制作 单击此处编辑母版标题样式1.1软件开发过程 1.1.4测试 （2）白盒测试测试 此方法把测试对测试对 象看作一个打开的盒子，测试测试 人员须员须 了 解程序的内部结结构和处处理过过程，以检查处检查处 理过过程的细节细节 为为基础础，对对程序中尽可能多的逻辑逻辑 路径进进行测试测试 ，检验检验 内部控制结结构和数据结结构是否有错错，实际实际 的运行状态态与 预预期的状态态是否一致。 一般情况下，系统测试应测试统测试应测试 以下几个部分： 系统统是否实现实现 了需求分析阶阶段要求实现实现 的所有功能； 在正常条件下，系统统运行是否正常； 在非正常条件下，系统统运行是否正常； 北华航天工业学院计算机系 制作 单击此处编辑母版标题样式1.1软件开发过程 1.1.5部署 简单简单 地讲讲，部署就是安装，就是把软软件放置到相 应应的地方，并且进进行相应应的配置（一般称作部署 描述），让软让软 件能够够正常运行起来。 部署阶阶段中的任务务和活动动包括通知用户户部署情况 、执执行培训计训计 划、执执行数据输输入或转换转换 、安装 系统统、运行部署后评审评审 、修订订先前的文档。 北华航天工业学院计算机系 制作 单击此处编辑母版标题样式1.1软件开发过程 1.1.6维护 软软件维护维护 是在软软件已经经交付使用之后，为为了改正 错误错误 或满满足新的要求而对软对软 件进进行修改的过过程 。 软软件维护维护 通常包括4类类活动动：为纠为纠 正错误错误 而进进行 的改正性维护维护 ；为为适应应外部环环境变变化而进进行的 适应应性维护维护 ；为为改进进原有软软件而进进行的完善性 维护维护 ；为为改进进将来的可维护维护 性和可靠性而进进行 的预预防性维护维护 。 决定软软件的可维护维护 性的因素有：软软件的可理解性 、可测试测试 性、可修改性、可移植性和可重用性。 软软件重用技术术是从根本上提高软软件可维护维护 性的重 要技术术。 北华航天工业学院计算机系 制作 单击此处编辑母版标题样式 1.2软件开发方法 在20世纪纪60年代中期，计计算机软软件的开发发和维护维护 遇到了一系列严严重的问题问题 ，即软软件危机，这这些严严 重的问题问题 不仅仅与软软件本身的特点有关，还还和软软件 开发发与维护维护 的方法不正确有关。为为解决软软件危机 ，1968年在第一届NATO会议议上提出了软软件工程的 思想，并不断地得到发发展和完善。同时时，也在不 断地探索新的软软件开发设计发设计 方法，提出许许多开发发 方法，包括面向数据流的开发设计发设计 方法、结结构化 软软件开发发方法、面向数据结结构的软软件开发发方法、 面向问题问题 的分析方法、面向对对象的软软件开发发方法 、原型化方法等。 下面对这对这 些软软件开发发方法做以简单简单 介绍绍。 北华航天工业学院计算机系 制作 单击此处编辑母版标题样式1.2软件开发方法 1.2.1面向数据流的开发设计方法 面向数据流的设计设计 方法的目标标是给给出设计软设计软 件结结构的一 个系统统化途径。在软软件开发发的需求分析阶阶段，重点考虑虑 信息流，通常用数据流图图描述信息在系统统中的加工和流 动动情况。面向数据流的设计设计 方法定义义了一些不同的“映 射”，利用这这些映射可以把数据流变换变换 成软软件结结构。数 据流有两种类类型：一是交换换流，一些数据信息沿输输入路 径进进入系统统，通过变换过变换 中心，加工处处理后沿输输出路径输输 出，离开系统统。另一种是事务务流，这这种数据流以事务为务为 中心，数据沿输输入路径到达一个处处理，这这个处处理根据数 据的类类型在若干个动动作序列中选选出一个来执执行。 变换变换 分析是一系列设计设计 步骤骤的总总称，经过这经过这 些步骤骤把具 有变换变换 流特点的数据流图图按预预先确定的模式映射成软软件 结结构。 北华航天工业学院计算机系 制作 单击此处编辑母版标题样式1.2软件开发方法 1.2.1面向数据流的开发设计方法 这这种方法的设计设计 步骤骤有： 第一步：复查查基本系统统模型，确保系统统的输输入数 据和输输出数据符合实际实际 需要。 第二步：复查查和精化数据流图图，确保数据流图给图给 出的目标标系统统是正确的逻辑逻辑 模型，而且应该应该 使数 据流图图中每个处处理都代表一个规规模适中相对对独立 的子功能。 第三步：确定数据流图图具有变换变换 特性还还是事务务特 性。 第四步：确定输输入和输输出流的边边界，从而孤立出 变换变换 中心。 北华航天工业学院计算机系 制作 单击此处编辑母版标题样式1.2软件开发方法 1.2.1面向数据流的开发设计方法 第五步：完成“第一级级分解”，所谓谓分解就是分 配控制的过过程，软软件结结构代表对对控制的自顶顶向下 的分配。 第六步：完成“第二级级分解”，所谓谓第二级级分解 就是把数据流图图中的每个处处理映射成软软件结结构中 一个适当的模块块。应应根据实际实际 情况和标标准规则规则 ，进进行第二级级分解。 第七步：使用设计设计 度量和启发发式规则对规则对 第一次分 割得到的软软件结结构进进行精化。 经过经过 上述的步骤骤，开发发出软软件的整体表示。 北华航天工业学院计算机系 制作 单击此处编辑母版标题样式1.2软件开发方法 1.2.2结构化软件开发方法 结结构化开发发方法是由E.Yourdon 和 L.L.Constantine 共 同提出的，即所谓谓的SASD 方 法， 也可称为为面向功能的 软软件开发发方法或面向数据流的软软件开发发方法。 Yourdon方法是80年代使用最广泛的软软件开发发方法。它首 先用结结构化分析（SA）对软对软 件进进行需求分析，然后用结结 构化设计设计 （SD）方法进进行总总体设计设计 ，最后是结结构化编编程 （SP）。它给给出了两类类典型的软软件结结构（变换变换 型和事务务 型）使软软件开发发的成功率大大提高。 结结构化分析方法(Structured Method，结结构化方法)是强 调调开发发方法的结结构合理性以及所开发软发软 件的结结构合理性 的软软件开发发方法。结结构是指系统统内各个组组成要素之间间的 相互联联系、相互作用的框架。结结构化开发发方法提出了一 组组提高软软件结结构合理性的准则则，如分解与抽象、模块块独 立性、信息隐隐蔽等。针对软针对软 件生存周期各个不同的阶阶段 ，它有结结构化分析 (SA)、结结构化设计设计 (SD)和结结构化程序 设计设计 (SP)等方法。 北华航天工业学院计算机系 制作 单击此处编辑母版标题样式1.2软件开发方法 1.2.3面向数据结构的软件开发方法 Jackson方法是最典型的面向数据结结构的软软件开发发方法（ 简简称JSD方法），Jackson方法把问题问题 分解为为可由三种基 本结结构形式表示的各部分的层层次结结构。三种基本结结构就 是顺顺序、选择选择 和重复。三种基本结结构可以进进行组组合，形 成复杂杂的结结构体系。这这一方法从目标标系统统的输输入、输输出 数据结结构入手，导导出程序框架结结构，再补补充其它细节细节 ， 就可得到完整的程序结结构图图。这这一方法对输对输 入、输输出数 据结结构明确的中小型系统统非常有效，如商业应业应 用中的文 件表格处处理。该该方法也可与其它方法结结合，用于模块块的 具体设计设计 。 Jackson系统统开发发方法把分析的重点放在构造与系统统相关 联联的现实现实 世界，并建立现实现实 世界的信息域的模型上。它 实际实际 上是支持软软件分析与设计设计 的一组连续组连续 的技术术步骤骤。 而且，JSD方法的最终终目标标是生成软软件的过过程性描述，没 有特别别考虑虑程序模块块化结结构，模块块只是作为过为过 程的副产产 品而出现现，没有特别别强调调模块块独立性。 北华航天工业学院计算机系 制作 单击此处编辑母版标题样式1.2软件开发方法 1.2.3面向数据结构的软件开发方法 使用JSD方法的步骤骤如下： （1）实实体动动作分析 （2）实实体结结构分析 （3）定义义初始模型 （4）功能描述 （5）决定系统时间统时间 特性 （6）实现实现 北华航天工业学院计算机系 制作 单击此处编辑母版标题样式1.2软件开发方法 1.2.4面向问题的分析方法 面向问题问题 的分析方法PAM（Problem Analysis Method）， 是80年代末由日立公司提出的一种软软件开发发方法。 它的基本思想是考虑输虑输 入、输输出数据结结构，指导导系统统的 分解，在系统统分析指导导下逐步综综合。这这一方法的具体步 骤骤是：从输输入、输输出数据结结构导导出基本处处理框；分析这这 些处处理框之间间的先后关系；按先后关系逐步综综合处处理框 ，直到画出整个系统统的PAD图图（问题问题 分析图图）。 这这一方法本质质上是综综合的自底向上的方法，但在逐步综综 合之前已进进行了有目的的分解，这这个目的就是充分考虑虑 系统统的输输入、输输出数据结结构。PAM方法的另一个优优点是使 用PAD图图。这这是一种二维树维树 形结结构图图，是到目前为为止最好 的具体设计设计 表示方法之一。当然由于在输输入、输输出数据 结结构与整个系统统之间间同样样存在着鸿鸿沟，这这一方法仍只适 用于解决中小型问题问题 。 北华航天工业学院计算机系 制作 单击此处编辑母版标题样式1.2软件开发方法 1.2.5面向对象的软件开发方法 随着OOP（面向对对象编编程）向OOD（面向对对象设计设计 ）和OOA （面向对对象分析）的发发展，最终终形成面向对对象的软软件开 发发方法OMT (Object Modeling Technique）。这这是一种自 底向上和自顶顶向下相结结合的方法，而且它以对对象建模为为 基础础，从而不仅仅考虑虑了输输入、输输出数据结结构，实际实际