《软件工程的产生》PPT课件.ppt

软件工程的产生软件工程的产生 软件的分类软件的分类 软件的发展软件的发展 软件危机软件危机 软件工程软件工程 软件工程过程和软件生存期软件工程过程和软件生存期 软件生存周期模型、方法和工具软件生存周期模型、方法和工具 软件软件是计算机系统中与硬件相互依存是计算机系统中与硬件相互依存 的另一部分，它是包括程序，数据及的另一部分，它是包括程序，数据及 其相关文档的完整集合其相关文档的完整集合 程序程序是按事先设计的功能和性能要求是按事先设计的功能和性能要求 执行的指令序列执行的指令序列 数据数据是使程序能正常操纵信息的数据是使程序能正常操纵信息的数据 结构结构 文档文档是与程序开发，维护和使用有关是与程序开发，维护和使用有关 的图文材料的图文材料 软件的特点软件的特点 软件是一种软件是一种逻辑产品逻辑产品，而不是具体的，而不是具体的 物理实体。因而它具有抽象性物理实体。因而它具有抽象性 软件产品的生产软件产品的生产主要是研制主要是研制 在软件产品在软件产品不会用坏、不存在磨损，不会用坏、不存在磨损， 消耗问题消耗问题 软件产品的生产主要软件产品的生产主要是脑力劳动，还是脑力劳动，还 未完全摆脱手工开发方式未完全摆脱手工开发方式 软件费用不断增加，软件成本相当昂软件费用不断增加，软件成本相当昂 贵贵 软软件的分类件的分类 按软件的功能进行划分：按软件的功能进行划分： 系统软件系统软件 操作系统操作系统 数据库管理系统数据库管理系统 设备驱动程序设备驱动程序 通信处理程序等通信处理程序等 支撑软件支撑软件 文本编辑程序文本编辑程序 文件格式化程序文件格式化程序 磁盘向磁带向数据传输的程序磁盘向磁带向数据传输的程序 程序库系统程序库系统 支持需求分析、设计、实现、支持需求分析、设计、实现、 测试和支持管理的软件测试和支持管理的软件 应用软件应用软件 商业数据处理软件商业数据处理软件 工程与科学计算软件工程与科学计算软件 计算机辅助设计制造软件计算机辅助设计制造软件 系统仿真软件系统仿真软件 智能产品嵌入软件智能产品嵌入软件 医疗、制药软件医疗、制药软件 事务管理、办公自动化软件事务管理、办公自动化软件 计算机辅助教学软件计算机辅助教学软件 按软件规模进行划分：按软件规模进行划分： 类别类别 参加人员数参加人员数 研制期限研制期限 源程序行数源程序行数 微型微型 1 14周 0.5k 小型小型 1 16月 1k2k 中型中型 25 12年 5k50k 大型大型 520 23年 50k100k 甚大型甚大型 1001000 45年 1M(=1000k) 极大型极大型 20005000 510年 1M10M 按软件工作方式划分：按软件工作方式划分： 实时处理软件实时处理软件 分时软件分时软件 交互式软件交互式软件 批处理软件批处理软件 按软件服务对象的范围划分按软件服务对象的范围划分 ： 项目软件项目软件 产品软件产品软件 按使用的频度进行划分：按使用的频度进行划分： 一次使用一次使用 频繁使用频繁使用 按软件失效的影响进行划分按软件失效的影响进行划分 ： 高可靠性软件高可靠性软件 一般可靠性软件一般可靠性软件 软件发展阶段软件发展阶段 程序设计阶段程序设计阶段19461946年至年至19561956年年 程序系统阶段程序系统阶段19561956年至年至19681968年年 软件工程阶段软件工程阶段 1968 1968年以后年以后 特点 时期程序设计程序系统软件工程 软件所指程序程序及说明书程序、文档及数据 工具汇编及机器语言高级语言软件语言 软件工作范围 程序编写包括设计和测试软件生存期 需求者程序设计者本人少数用户市场用户 开发软件的 组织 个人开发小组开发小组及大、中型软 件开发机构 软件规模小型中、小型大、中、小型 决定质量因素 个人程序设计技术小组技术水平管理水平 开发技术、 手段 子程序、程序库结构化程序设计数据库、开发工具、网 络、分布式、面向对象 技术 硬件特征价格高，存储容 量小，工作可靠 性差 降价，速度、存 储容量及工作可 靠性有明显提高 向超高速、大容量、微 型化及网络化发展 软件特征完全不受重视软件技术的发展 不能满足需求， 出现软件危机 开发技术有进步，但未 获突破性进展，价格高 ，未完全摆脱软件危机 软件危机的产生软件危机的产生 软件发展第二阶段的末期，由于计算机软件发展第二阶段的末期，由于计算机 硬件技术的进步，计算机运行速度、容量硬件技术的进步，计算机运行速度、容量 、可靠性有显著的提高，生产成本显著下、可靠性有显著的提高，生产成本显著下 降。一些复杂的、大型的软件开发项目提降。一些复杂的、大型的软件开发项目提 出来了，但是，软件开发技术的进步一直出来了，但是，软件开发技术的进步一直 未能满足发展的要求。在软件开发中遇到未能满足发展的要求。在软件开发中遇到 的问题找不到解决的办法，使问题积累起的问题找不到解决的办法，使问题积累起 来，形成尖锐的矛盾，因而导致了软件危来，形成尖锐的矛盾，因而导致了软件危 机。机。 软件危机的表现软件危机的表现 经费预算经常突破，完成时间一经费预算经常突破，完成时间一 再拖延再拖延 开发的软件不能满足用户要求开发的软件不能满足用户要求 开发的软件可维护性差开发的软件可维护性差 开发的软件可靠性差开发的软件可靠性差 软件危机的原因软件危机的原因 软件的规模越来越大，结构越来越软件的规模越来越大，结构越来越 复杂复杂 软件开发管理困难而复杂软件开发管理困难而复杂 软件开发费用不断增加软件开发费用不断增加 软件开发技术落后软件开发技术落后 生产方式落后生产方式落后 开发工具落后，生产率提高缓慢开发工具落后，生产率提高缓慢 软软件工程的定义件工程的定义 19681968年年 北大西洋公约组织北大西洋公约组织 提出提出“软件工软件工 程程”的概念的概念 BoehmBoehm：运用现代科学技术知识来设计并运用现代科学技术知识来设计并 构造计算机程序及为开发、运行和维护构造计算机程序及为开发、运行和维护 这些程序所必需的相关文件资料这些程序所必需的相关文件资料 IEEEIEEE：软件工程是开发、运行、维护和软件工程是开发、运行、维护和 修复软件的系统方法修复软件的系统方法 书中定义书中定义：用科学知识和技术原理来定用科学知识和技术原理来定 义、开发、维护软件的一门学科义、开发、维护软件的一门学科 软件工程性质软件工程性质是一门综合性交叉学科是一门综合性交叉学科 用工程学的观点进行费用估算、制定进度、制用工程学的观点进行费用估算、制定进度、制 定计划定计划 用管理科学中的方法和原理进行软件生产的管用管理科学中的方法和原理进行软件生产的管 理理 用数学的方法建立软件开发中的各种模型和各用数学的方法建立软件开发中的各种模型和各 种算法种算法 软件工程目标：软件工程目标：付出较低的开发成本；达到要付出较低的开发成本；达到要 求的软件功能；取得较好的软件性能；开发的求的软件功能；取得较好的软件性能；开发的 软件易于移植；需要较低的维护费用；能按时软件易于移植；需要较低的维护费用；能按时 完成开发任务，及时交付使用；开发的软件可完成开发任务，及时交付使用；开发的软件可 靠性高靠性高 软件工程内容软件工程内容 软件开发技术（软件开发方法、软件开软件开发技术（软件开发方法、软件开 发过程、软件开发工具和环境）发过程、软件开发工具和环境） 软件开发管理（软件管理学、软件经济软件开发管理（软件管理学、软件经济 学、软件心理学）学、软件心理学） 软件工程面临的问题：软件工程面临的问题： （1 1）软件费用）软件费用 （2 2）软件可靠性）软件可靠性 （3 3）软件维护）软件维护 （4 4）软件生产率）软件生产率 （5 5）软件重用）软件重用 软件工程过程软件工程过程 软件工程过程：软件工程过程：规定了获取、供应、规定了获取、供应、 开发、操作和维护软件时，要实施的开发、操作和维护软件时，要实施的 过程、活动和任务过程、活动和任务 软件工程过程包含七个过程：软件工程过程包含七个过程： 获取过程获取过程 供应过程供应过程 开发过程开发过程 操作过程操作过程 维护过程维护过程 管理过程管理过程 支持过程支持过程 软软件生存期件生存期 life cycle 指一个软件从提出开发要求开始指一个软件从提出开发要求开始 直到该软件报废为止的整个过程直到该软件报废为止的整个过程 软件生存期的七个步骤，即可行软件生存期的七个步骤，即可行 性分析和项目开发计划、需求分性分析和项目开发计划、需求分 析、概要设计、详细设计、程序析、概要设计、详细设计、程序 编码、测试及维护编码、测试及维护 可行性分析和项目开发计划可行性分析和项目开发计划 确定要开发软件系统的总目标确定要开发软件系统的总目标 给出功能、性能、可靠性以及接口等给出功能、性能、可靠性以及接口等 方面的要求方面的要求 完成该软件任务的可行性研究完成该软件任务的可行性研究 估计可利用的资源估计可利用的资源( (计算机硬件，软件计算机硬件，软件 ，人力等，人力等) )、成本、效益、开发进度、成本、效益、开发进度 制定出完成开发任务的实施计划制定出完成开发任务的实施计划, ,连同连同 可行性研究报告，提交管理部门审查可行性研究报告，提交管理部门审查 需求分析需求分析 对待开发软件提出的需求进行分对待开发软件提出的需求进行分 析并给出详细的定义析并给出详细的定义 编写软件需求说明书或系统功能编写软件需求说明书或系统功能 说明书及初步的系统用户手册说明书及初步的系统用户手册 提交管理机构评审提交管理机构评审 软件设计软件设计 概要设计概要设计 把各项需求转换成软件的把各项需求转换成软件的 体系结构。结构中每一组成部分都是意体系结构。结构中每一组成部分都是意 义明确的模块，每个模块都和某些需求义明确的模块，每个模块都和某些需求 相对应相对应 详细设计详细设计 对每个模块要完成的工作对每个模块要完成的工作 进行具体的描述，为源程序编写打下基进行具体的描述，为源程序编写打下基 础础 编写设计说明书，提交评审编写设计说明书，提交评审。 程序编写程序编写 把软件设计转换成计算机可以接受的把软件设计转换成计算机可以接受的 程序代码，即写成以某一种特定程序程序代码，即写成以某一种特定程序 设计语言表示的设计语言表示的“ “源程序清单源程序清单” ” 写出的程序应当是结构良好、清晰易写出的程序应当是结构良好、清晰易 读的，且与设计相一致的读的，且与设计相一致的 软件测试软件测试 单元测试单元测试：查找各模块在功能和结构：查找各模块在功能和结构 上存在的问题并加以纠正上存在的问题并加以纠正 组装测试组装测试：将已测试过的模块按一定：将已测试过的模块按一定 顺序组装起来顺序组装起来 按规定的各项需求，逐项进行按规定的各项需求，逐项进行有效性有效性 测试测试，决定已开发的软件是否合格，决定已开发的软件是否合格， 能否交付用户使用能否交付用户使用 运行运行维护维护 改正性维护改正性维护 运行中发现了软件运行中发现了软件 中的错误需要修正中的错误需要修正 适应性维护适应性维护 为了适应变化了的为了适应变化了的 软件工作环境，需做适当变更软件工作环境，需做适当变更 完善性维护完善性维护 为了增强软件的功为了增强软件的功 能需做变更能需做变更 软软件生存期模型件生存期模型 软件生存期模型是描述软件开发过程软件生存期模型是描述软件开发过程 中各种活动如何执行的模型中各种活动如何执行的模型 瀑布模型瀑布模型 增量模型增量模型 螺旋模型螺旋模型 喷泉模型喷泉模型 智能模型（基于知识的模型）智能模型（基于知识的模型） 变换模型变换模型 瀑布模型瀑布模型 增量增量模型模型 由于在项目开发的初始阶段人们对软由于在项目开发的初始阶段人们对软 件的需求认识常常不够清晰，因而使件的需求认识常常不够清晰，因而使 得开发项目难于做到一次开发成功，得开发项目难于做到一次开发成功， 出现返工再开发在所难免。做两次出现返工再开发在所难免。做两次 第一次只是试验开发，其目标只是在第一次只是试验开发，其目标只是在 于探索可行性，弄清软件需求于探索可行性，弄清软件需求 第二次则在此基础上获得较为满意的第二次则在此基础上获得较为满意的 软件产品软件产品 螺螺旋模型旋模型 螺旋模型沿着螺线旋转，在四个象限螺旋模型沿着螺线旋转，在四个象限 上分别表达了四个方面的活动，即：上分别表达了四个方面的活动，即： 制定计划制定计划确定软件目标，选定实确定软件目标，选定实 施方案，弄清项目开发的限制条件施方案，弄清项目开发的限制条件 风险分析风险分析分析所选方案，考虑如分析所选方案，考虑如 何识别和消除风险何识别和消除风险 实施工程实施工程实施软件开发实施软件开发 用户评估用户评估评价开发工作，提出修评价开发工作，提出修 正建议正建议 喷泉模型喷泉模型 迭代迭代 重复重复 演进演进 无间隙无间隙 各阶段间无明显界限各阶段间无明显界限 基于知识的模型基于知识的模型 把瀑布模型和专家系统结合在一把瀑布模型和专家系统结合在一 起起 该模型处于研究实验阶段该模型处于研究实验阶段 变换模型变换模型 适合于形式化方法的模型适合于形式化方法的模型 软件开发方法软件开发方法 软件开发方法是一种早已定义好软件开发方法是一种早已定义好 的技术集及符号表示习惯来组织的技术集及符号表示习惯来组织 软件生产的过程软件生产的过程 软件开发的目标是在规定的投资软件开发的目标是在规定的投资 和时间内，开发出符合用户需求和时间内，开发出符合用户需求 的高质量的软件的高质量的软件 结构化方法结构化方法 是一种面向数据流的开发方法是一种面向数据流的开发方法 指导思想：自顶向下、逐步求精指导思想：自顶向下、逐步求精 基本原则：功能的分解与抽象基本原则：功能的分解与抽象 适合于数据处理领域的问题适合于数据处理领域的问题 JacksonJackson方法方法 是一种面向数据结构的开发方法是一种面向数据结构的开发方法 JSPJSP：首先描述问题的输入、输出数据：首先描述问题的输入、输出数据 结构、分析其对应性，然后推出相应的结构、分析其对应性，然后推出相应的 程序结构，从而给出问题的软件过程描程序结构，从而给出问题的软件过程描 述。述。以数据结构为驱动以数据结构为驱动 JSDJSD：首先建立现实世界的模型，再确：首先建立现实世界的模型，再确 定系统的功能需求。定系统的功能需求。以事件为驱动，基以事件为驱动，基 于进程的开发方法于进程的开发方法 维也纳开发方法（维也纳开发方法（VDMVDM） 是一种形式化的开发方法是一种形式化的开发方法 基于模型的方法基于模型的方法 主要思想：将软件系统当作模型来给予主要思想：将软件系统当作模型来给予 描述，把软件的输入、输出看作模型对描述，把软件的输入、输出看作模型对 象，把这些对象在计算机内的状态看作象，把这些对象在计算机内的状态看作 该模型在对象上的操作该模型在对象上的操作 面向对象开发方法面向对象开发方法 基本出发点是尽可能按照人类认识基本出发点是尽可能按照人类认识 世界的方法和思维方式来分析和解世界的方法和思维方式来分析和解 决问题决问题 面向对象方法包括面向对象分析、面向对象方法包括面向对象分析、 面向对象设计、面向对象实现面向对象设计、面向对象实现 软件开发工具软件开发工具 软件工具的重要性软件工具的重要性 软件工具可以放大人类的智力软件工具可以放大人类的智力 软件工具：为了支持软件人员开发和维软件工具：为了支持软件人员开发和维 护而使用的软件护而使用的软件 工具箱工具箱 将各种工具简单组合起来构成工具箱（将各种工具简单组合起来构成工具箱（ 一种工具支持一种开发活动）一种工具支持一种开发活动） 软件开发工具软件开发工具 软件开发环境软件开发环境 支持软件开发整个生存周期支持软件开发整个生存周期 计算机辅助软件工程计算机辅助软件工程 软件开发的自动化，简称为软件开发的自动化，简称为CASECASE 实质是为软件开发提供一组优化集成的实质是为软件开发提供一组优化集成的 且能大量节省人力的软件开发工具且能大量节省人力的软件开发工具 其目的是实现软件生存期各环节的自动其目的是实现软件生存期各环节的自动 化并使之成为一个整体化并使之成为一个整体 一个软件项目开发中，要采用一种生一个软件项目开发中，要采用一种生 存周期模型，按照某种开发方法，使用存周期模型，按照某种开发方法，使用 相应的工具系统进行相应的工具系统进行 结构化方法结构化方法瀑布模型、增量模型、瀑布模型、增量模型、 螺螺 旋模型旋模型 JacksonJackson方法方法瀑布模型、增量模型瀑布模型、增量模型 面向对象的开发方法面向对象的开发方法喷泉模型、瀑布喷泉模型、瀑布 模型、增量模型模型、增量模型 形式化的维也纳方法形式化的维也纳方法变换模型变换模型 gPdLaI7F3C0z)v&s#pXmUiRfOcK9H5E2B+x(u%rZoWlThQeMbJ8G4D1A-w*t!qYnVjSgPdLaI6F3C0y)v&s#pXlUiRfNcK9H5E2A+x(u$rZoWkThPeMbJ7G4D1z-w&t!qYmVjSgOdLaI6F3B0y)v%s#pXlUiQfNcK8H5E2A+x*u$rZnWkThPeMaJ7G4C1z-w&t!pYmVjRgOdL9I6E3B0y(v%s#oXlTiQfNbK8H5D2A-x*u$qZnWkShPeMaJ7F4C1z)w&t!pYmUjRgOcL9I6E3B+y(v%r#oXlTiQeNbK8G5D2A-x*t$qZnVkShPdMaI7F4C0z)w&s!pXmUjRfOcL9H6E3B+y(u%r#oWlTiQeNbJ8G5D1A- x*t$qYnVkSgPdMaI7F3C0z)v&s!pXmUiRfOcK9H6E2B+x(u%rZoWlThQeMbJ8G4D1A-w*t!qYnVjSgPdLaI7F3C0y)v&s#pXmUiRfNcK9H5E2B+x(u$rZoWkThQeMbJ7G4D1z-w*t!qYmVjSgOdLaI6F3B0y)v%s#pXlUiQfNcK8H5E2A+x(u$rZnWkThPeMbJ7G4C1z-w&t!qYmVjRgOdL9I6F3B0y(v%s#oXlUiQfNbK8H5D2A+x*u$qZnWkShPeMaJ7F4C1z)w&t!pYmVjRgOcL9I6E3B0y(v%r#oXlTiQfNbK8G5D2A-x*u$qZnVkShPdMaJ7F4C0z)w&s!pYmUjRfOcL9H6E3B+y(u%r#oWlTiQeNbJ8G5D1A- 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