软件工程导论(A01-2).ppt

2009 2010春季学期研究生教学高级软件工程 第1章软件工程导论 2 教学阶段A 面向对象软件工程课件编号 A01 2 计算机科学与工程学院陶铮 补充 1 什么是问题 工程师的使命 解决问题 要点1 工程方法含有5个步骤1 明确问题 2 分析问题 3 寻找解决方案 4 选定合适的解决方案 5 详细说明解决方案 要点2 工科的科研活动 主要是为解决问题的求解活动 最佳的工科教育 是培养学生 拥有解决一切问题的能力 这显然预示着 终生教育 的理念 但是 首先要明确什么是问题以及和问题相关的问题 什么是问题 怎样认识问题 怎样求解问题 问题范围太广太复杂 找不到解决问题的答案的时候 又该怎么办 你认为是问题 别人不这样看 你该怎么办 问题为何得不到解决 解决问题的过程是什么 还会遇到什么问题 4 要点3 所谓 问题 即指 目标与现实之间存在的障碍 差距 即在你努力使现实接近目标时 妨碍你接近目标的根源和现象 注意 不要直接把目标当作问题 那会妨碍你明确问题 解释目标 是我们思考的对象 即现象应有的理想状态 现实 现状 是思考的对象在设想的时间点所呈现出 或设定的 的状态 解决问题就是 设定目标 认清情况 在约定的范围内消除那些可以消除的障碍 5 图问题是什么 6 重要提示 教科书上的复习题 练习题 不是我们所说的工程学科要解决问题 因为目的不同 通常如 以考察概念的认知和理解为目的以实践或训练某种技能或方法为目的以复习和加深印象为目的 要点4 拥有问题 是成功的开端让问题存在于我们的意识中 如果有人感觉不到任何问题 那么这个人要么是没有理想 目标 要么是没有未来 抑或两者都没有 怎样认识问题 理解问题所作用的主体 以及该主体的目标是什么 如 软件不好用 的问题的主体是用户 管理数据难以整合 的问题的主体就是某些管理者 怎样适应研究生的学习与生活 的问题主体 显然是研究生本人 问题的维度 即问题的大小 分为 价值 时间 空间 这也是给问题下定义的基本内容 8 问题描述示例 在教材第12章中 首先给出了一个判断是不是问题的方法 即 用关于问题的决策和那个问题对接 因为每个决策都必然对应着要解决的一个问题 问题是要导致决策活动的主要原因 典型的问题语句探究式的 怎样 如何 怎么办 选择式的 哪个 哪种 更 最 能 质疑式的 为什么 9 示例 软件工程中的问题 经常在文字表述中以 XXX问题 来适度抽象出问题所在的范围 如 复杂软件系统的问题安全问题最终用户问题可用性问题不稳定问题沟通问题优化问题设计问题版本问题 10 示例 应用领域的问题 战略问题管理问题财务问题协同问题政策问题效率问题营销问题欺诈问题法律问题隐私问题安全问题物流问题优先级问题 在本教材第一章 出现了68处 问题 工程师通常面临的问题当时的问题可能出现的问题在研问题基于问题的 具体问题某个问题更多的问题基本问题更有挑战的问题 12 示例 面向服务的体系结构 SOA 中的一些问题 需要构建哪些服务 必要性问题每个服务需要封装哪些逻辑 设计问题需要使用什么建模工具完成分析 手段问题如何将业务流程安装在基础架构中 设计问题应该在多长时间内为用户的应用程序的先前版本提供支持 服务问题 13 在面向服务的分析阶段 如何从已建模的服务候选中派生出物理的服务接口定义 建模问题应该构建哪些类型的服务 并且应该如何将它们组织到服务层次中去 建模问题如何定义第一代标准以最好地支持SOA 标准问题可利用的扩展所提供的什么特性是SOA所需要的 目标问题 要点5 给问题下定义 必须明确三点 价值 限制 范围明确问题的价值 即解决问题的动机 如效益 影响等方面的重要性 必要性 关键性等 明确解决问题时被允许的时间以及解决方案的有效期 即实效性 反复性 突破性 基础性 新颖性 创造性等 以及科研周期 项目期限等风险因素 明确解决过程与解决方案的空间范围 即涉及的人员 岗位和领域 问题的影响范围 解决问题的任务大小 资源情况等 注意 切不可盲目追求 所有范围内永远有效的答案 15 要点6 问题的复杂性来自目标的层次性和间接性目标的层次性造成问题的复杂性 发现了一个目标 但接着发现它只是多层目标中的一个 目标并不是单一存在的 而是作为有层次的相互关联的目标群存在的 目标的间接性也会造成问题的复杂性 手段也是目标 工科应用类课题易犯的毛病 这是单纯技术观点的思想基础 因为 某种手段的采用 往往会给人以满足感 因而 人们常常会拘泥于采用某种特定的手段 认为手段具有内在的价值 16 关于什么是问题 需要区别目标与手段 关键在于获取应用领域的知识 理解用户的准确需求 目标 不是内在的能力 而是外在的价值 17 要点7 构成问题的要素是价值和事实这两个方面的信息价值信息 即基于不同观点和标准的评价信息 事实信息 现有的事实信息是判断问题存在与否的客观依据 所以科研工作首先是调研及文献阅读 目的是采集到我们对课题目标 或待解决问题 的事实依据 如查新 问题的事实信息大致有三种 报告的事实 通过他人的认识 再经过沟通手段等获取的事实 但有可能被歪曲或被掩盖 想象的事实 带有主体的主观意愿和一定的客观推断 观察的事实 以某种客观的方法了解的事实 如实验 检测 调试 开发 部署等活动中暴露出来的问题 18 对事实认识产生偏差的原因 以我的观察 研究生认识问题的情况按下面的排序对问题的状况理解不足或缺乏依据 以至于无法掌握事实 对把握事实的重要性认识不足 对问题结构 原因属性 原因间相互关系的认知出现错误 先入为主 沟通不好 引起认知错误 缺少认识事实的手段和工具 还有个人努力的程度 19 因问题描述与解决的手段带来的偏差问题定义不充分 大小 难易程度定义不足 没有解决问题的良好程序 没有程式化的解决方法 方案不足 缺少替代方案 对特定替代方案固执己见 问题的结构 大小与手段不相适应 问题的结构与模式不匹配 20 认识问题 认识的偏差 观察到的事实 想像的事实 偏差 不好的观察所致 偏差 不好的解释所致 偏差 不好的交流所致 报告的事实 受众得到的事实 21 要点8 研究如何解决问题 需要先设立一个研究的框架 由此探讨解决问题的一般方法 强烈推荐一个解决问题的框架 问题解决三角形 研究方法 见下图 22 问题 观点 论证 三角形的意义 对于科研人员 这个过程恰恰就是研究的过程对于研究生 就是论文的研究和写作过程 而且还是硕士论文的基本结构 硕士论文结构的三分法 问题描述 第1 第2章观点陈述 第3 第4章论证研究 第5 第6章结论综述 第7章 23 问题 观点 论据 单循环情况 不信 试一试 在本课程的作业中使用 问题 观点 论据 不是 试一试 而是必须做 1 6竞技场实例分析 本节要点 要点1 竞技场 案例的意义 网络应用系统的价值来自运营 要点2 竞技场系统是游戏运营管理系统 其作用是组织和举行基于网络的多用户游戏 如联赛 所以 竞技场系统还支持任何一种新游戏的加入 让Internet上的任何地方的人都可以参与和观看游戏 解释 竞技场 案例的意义 网络应用系统的价值来自运营表面上看 现代游戏产业是基于电脑游戏产品而得到繁荣与发展的 但是 本质上是依赖于大量的网络用户的参与才得以形成 进入21世纪 出现了一些网络游戏运营平台 例如 绿色竞技场 内蒙古在线游戏互动平台 开始强调游戏的运营与服务功能 玩家可以在Internet上运行各种市面上流行的多人联机游戏 游戏互动平台还可以记录和显示玩家的竞技结果 积分排名 在线交流 查看当前在线游戏状况 自动启动游戏等功能设计 但是 关于网络游戏 有三个最重要的事实被大多数的游戏发行商和软件设计人员所忽略 误解 错误地仅为发行而设计 而没有为售后而设计 网络游戏90 的工作都是在发行后才开始的 没有努力掌握玩家的期望 反而误导玩家对游戏抱有不现实的期望 运营平台的功能和性能的重要性 网络游戏开发经验与教训 过度注重游戏的兴奋度 忽视了游戏玩家的参与性 在每周玩20小时的情况下 6个月后玩家都会对你的游戏产生厌倦 除非在游戏运行6个月或1 2年后再出一个全新的3A级游戏 只要能够让玩家在游戏内结成团体 他就会留在游戏中 不要花太多时间在游戏功能上 而要下功夫做好交互机制 减少或消除玩家和其他人一起游戏的困难 保持游戏的长期运行 客服的需求就是设计和开发中最重要的目标 因为 玩家客户的满意度越高 游戏的运营成本就越低 解释 竞技场系统是游戏运营管理系统 其作用是组织和举行基于网络的多用户游戏 如联赛 从组织上看 竞技场是独立比赛 但组织者也可以定义一种新的联赛风格 让选手参与一组比赛 并能够统计胜利和失败 这样计算出谁赢了联赛 以此计算出选手们的总排名 为了补偿运作费用 组织者也可以邀请潜在的赞助商在比赛期间打广告 功能需求 简介 游戏组织者可以定义一种新的联赛风格 描述选手如何对应于一组比赛 系统应能够统计胜利和失败 这样计算出谁赢了联赛 来计算出选手们的总排名 为了补偿运作费用 组织者也可以邀请潜在的赞助商在比赛期间打广告 内容 教材中含有 竞技场实例分析 一节的每一章 第4章 描写开发者如何根据客户提供的信息写一个初始用例集合 即需求分析 详细地定义竞技场联赛应如何组织和公布 以及选手应该如何申请新的联赛 这是需求获取过程 会提出更多的问题并查找系统的歧义和遗漏的信息 第5章 描述怎样从一个用例模型中构造一个对象模型和一个行为模型 即系统分析 考察怎样开发这些分析模型 以导出对用例模型的求精和更多需求的发现 案例串讲简要介绍 第7章 选择客户 服务器体系结构来实现系统构架 即系统设计 讨论诸如数据存储和访问控制的问题 考虑在网上验证用户的不同机制 找出需要存储的持久对象 第8章和第9章 找出更多的解决方案域对象 以弥补系统设计和实现之间的差距 即对象设计与接口设计 选择设计模式 为解决具体问题而重用模板解决方法 例如 一种策略模式用来包装不同风格的联赛 模式采用和接口设计第10章中 把迄今为止已构建的UML模型转化为Java代码 并当发现新的优化问题时 重新检查对象设计 即将模型映射为代码 阐述对象设计和实现之间的经常性重复活动 资料 魔兽世界 有8个可以选择的种族 矮人 侏儒 人类 暗夜精灵 兽人 牛头人 巨魔和亡灵 每个种族都有各自的种族特性以及可以选择的职业 8个种族还分成两个对立的阵营 联盟和部落 每个角色只能够和本方阵营的玩家交谈 组队和建立工会 整个世界中有些地方对于一方是友好的而对另外一方是敌对的 联盟部落 据2007年数据全球最受爱戴游戏厂商玻璃渣宣布 其旗下著名网络游戏 魔兽世界 全球玩家已经超越800万 根据玻璃渣公布的统计数据 美国拥有200万玩家 150万玩家来自欧洲 350万来自中华人民共和国 网络游戏带动了虚拟现实技术的应用虚拟现实技术运用于网络游戏中 让参与游戏的人可以真切地感受虚拟环境所带来的游戏快感 将对目前的网络游戏起革命性的变化 游戏理论可以用于许多尖端领域 军事 管理 训练 安全 经济等 局域网中的两个玩家多玩家的客户 服务器系统 从通信环境看网游软件的复杂性 多服务器的多玩家客户 服务器架构 以下为报告