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软件技术基础 黄华29319620 1 第一章软件工程 1 1软件工程概述1 2软件定义阶段1 3需求分析1 4系统设计 1 5详细设计1 6编码1 7软件测试1 8软件维护 2 软件开发领域越来越表现出的几个主要问题 开发成本难以控制 开发进度不可预计 软件质量和可靠性很差 用户很不满意 在软件开发过程中 缺乏良好的软件文档 对软件的维护难度很大 软件开发的生产率很低 软件产品供不应求 3 1 1 1软件危机 1 软件危机的产生定义 指在计算机软件开发和维护过程中所遇到的一系列严重问题 几乎所有的软件都不同程度地具有这些问题 一方面 如何开发软件 来满足不断增长 日趋复杂的需求 一方面 如何维护数量不断膨胀的软件产品 4 软件危机产生的主要原因 软件开发人员随心所欲地进行编程 缺乏系统的 科学的开发方法和指导 用户在开发最初对软件需求的描述不准确 甚至在软件开发过程中又提出修改要求 轻视软件维护工作 致使维护费用占软件总费用的55 到70 5 1 1 2软件工程 定义软件工程是一门研究如何使用系统化 规范化 数量化等工程的概念 原理 技术和方法去定义 开发和维护软件的有关技术和管理方法的工程科学 6 1 1 2软件工程 研究的内容技术 软件开发方法学 软件工具及软件工程环境等 管理 通过计划 组织和控制等一系列活动 合理地配置和使用各种资源 已达到既定目标的过程 软件工程的三要素方法 技术手段工具 支撑环境过程 工作步骤 7 1 1 2软件工程 目标以尽量小的代价和尽量少的时间开发出较高性能的合格软件 8 9 1 1 3软件生命周期 概念 软件生命周期是指从用户提出开发要求起 经过开发 使用和维护 直到最后退役止的全过程 具体过程 计划 分析 设计 实现 测试 集成 交付 维护等阶段 10 软件开发的模型 瀑布模型原型模型螺旋模型增量模型迭代模型 11 软件开发的模型 一 瀑布模型将生命周期划分为制定计划 需求分析 软件设计 程序编写 软件测试和运行维护等6个基本阶段 并且规定了它们自上而下 相互衔接的固定次序 12 13 传统的瀑布模型存在的弊端 用户难以清楚地给出所有需求 设计阶段中可能会发生规格说明文档中的错误 设计上的缺陷或错误可能在实现过程中显现出来 综合测试阶段将发现需求分析 设计或编码阶段的许多错误 掩饰项目中真正的风险 14 具有维护循环的瀑布模型 15 瀑布模型必须坚持以下原则 1 每个阶段都必须提供完整的文档 以作为该阶段工作结束的标志 2 每个阶段结束前都应对所完成的文档进行评审 以便尽早发现问题 改正错误 16 17 软件开发的模型 二 原型模型建立一个能够反映用户主要需求的原型 使用户通过使用该原型来提出对原型的修改意见 然后再对原型进行修改 如此反复 最后建立起符合用户要求的新系统 18 原型模型 19 原型模型 关键在于尽可能快速地建造出软件原型 一旦确定了客户的真正需求 所建造的原型将被丢弃 因此 原型系统的内部结构并不重要 重要的是必须迅速地建造原型 随之迅速地修改原型 以反映客户的需求 20 软件风险是任何软件开发项目中都普遍存在的实际问题 项目越大 软件越复杂 承担该项目所冒的风险也越大 软件风险可能在不同程度上损害软件开发过程和软件产品质量 因此 在软件开发过程中必须及时识别和分析风险 并且采取适当措施以消除或减少风险的危害 21 软件开发的模型 构建原型是一种能使某些类型的风险降至最低的方法 为了降低交付给用户的产品不能满足用户需要的风险 一种行之有效的方法是在需求分析阶段快速地构建一个原型 原型并不能 包治百病 对于某些类型的风险 原型方法是无能为力的 22 螺旋模型 螺旋模型的基本思想是 使用原型及其他方法来尽量降低风险 理解这种模型的一个简便方法 是把它看作在每个阶段之前都增加了风险分析过程的快速原型模型 如图所示 23 24 25 螺旋模型 优点 有风险驱动 对可选方案和约束条件的强调 有利于已有软件的重用 也有助于把软件质量作为软件开发的一个重要目标 减少了过多测试 浪费资金 或测试不足 产品故障多 所带来的风险 27 螺旋模型 局限性 强调风险分析 但要求许多客户接受和相信这种分析 并作出相关反应是不容易的 如果执行风险分析将大大影响项目的利润 软件开发人员需要具有丰富的风险评估经验和专门知识 否则将出现真正的风险 当项目实际上正在走向灾难时 开发人员可能还认为一切正常 28 1 1 4软件开发方法 结构化方法面向对象的软件开发方法可视化开发方法生命周期法原型化方法 29 1 1 4软件开发方法 1 结构化方法用结构化分析对软件进行需求分析 然后用结构化设计方法进行总体设计 最后是结构化编程和结构化测试 30 结构化分析 结构化分析方法是使用数据流图 DFD 数据字典 DD 结构化语言 判定表和判定树的工具 来建立一种新的 结构化规格说明的目标文档 步骤 理解当前现状环节 建立当前系统的 具体模型 从当前系统的 具体模型 抽象出当前系统的逻辑模型 建立目标系统的逻辑模型 作进一步的补充和优化 为了对目标系统做完整的描述 还需要考虑人机界面和其他问题 31 结构化设计 概要设计 解决系统的模块结构 分解模块 确定系统的模块层次关系详细设计 对系统中的每个模块的内部过程进行设计和描述 解决每个程序功能模块究竟如何实现的 算法 问题 32 1 1 4软件开发方法 2 面向对象的软件开发方法多层面的建立系统模型3 可视化开发方法辅助开发工具将开发人员注意力集中在业务逻辑和业务流程上 在编程环节上利用可视化工具来完成 33 1 2软件开发的定义阶段 软件定义阶段的任务是 确定软件开发工程必须完成的总目标 确定工程的可行性 导出实现工程目标应该采用的策略及系统必须完成的功能 估计完成该项工程需要的资源和成本 并且制定工程进度表 34 1 2软件定义阶段 1 2 1问题定义 主要任务 确定系统要解决的关键问题 实现方法 通过对客户的访问调查 系统分析人员扼要地写出关于问题性质 工程目标和工程规模的书面报告 经过讨论和必要的修改之后这份报告应该得到客户的确认 需要交付的文档项目任务书 35 项目定义的内容 目标 范围和进度风险估计及防范措施完成期限与交付条件 36 37 1 2 2可行性研究 这个阶段要回答的关键问题是 对于上一个阶段所确定的问题有行得通的解决办法吗 目的 用最小的代价在尽可能短的时间内确定问题是否能够解决 最根本任务是对以后的行动方针提出建议 并为工程制定一个初步的计划 可行性研究所需的成本占预期的工程总成本的5 10 38 研究可行性的几个方面 经济可行性技术可行性运行可行性法律可行性开发方案可行性 39 经济可行性 经济可行性研究主要进行成本 效益分析 成本效益分析的目的是要从经济角度分析开发一个特定的新系统是否划算 从而帮助使用部门负责人正确地作出是否投资这项开发工程的决定 40 技术可行性 风险分析资源分析技术分析 41 运行可行性 运行可行性研究内容包括新系统规定的运行方式是否可行 42 法律可行性 法律可行性是指在研究系统开发过程中的可能涉及的各种合同侵权 责任以及各种与法律相抵触的问题 开发方案可行性提出方案 进行评估 43 可行性研究的具体步骤 44 系统流程图 基本思想是用图形符号以黑盒子形式描述系统里面的每个部件 程序 文件 数据库 表格 人工过程等 表达信息在各个部件之间流动的情况 45 实例 某工厂有一个库房 存放该厂生产需要的物品 库房中的各种物品的数量及各种物品库存临界值等数据记录在库文件上 当库房中物品数量有变化是 应更新库存文件 若某种物品的库存量小于临界值 则报告采购部门以便订货 库房使用一台微机处理更新库存文件和产生订货报告 物品的发放和接收称为变更记录 由键盘输入到计算机中 系统中的库存管理模块对变更记录进行处理 更新存储在磁盘上的库存文件 并把订货信息记录到联机存储中 每天有报告生成模块读一次订货信息 并打印出订货报告 46 数据流图 数据流图是结构化分析的基本工具 它描述了信息流和数据转换 通过对加工