软件工程教学SWPPT课件

1 1 1什么是软件1 2软件的分类1 3软件的发展1 4软件工程1 5软件生存周期1 6软件工程的目的和要求 软件工程概论 2 1 1 1软件的概念软件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 数据及其相关文档的完整集合程序是按事先设计的功能和性能要求执行的指令序列数据是使程序能正常操纵信息的数据结构文档是与程序开发 维护和使用有关的图文材料 3 1 1 2软件的特点 软件是一种逻辑实体 而不是具体的物理实体 因而它具有抽象性软件的生产与硬件不同 在它的开发过程中没有明显的制造过程在软件的运行和使用期间 没有硬件那样的机械磨损 老化问题 4 硬件失效率曲线 失效率 时间 磨合调整 磨损用坏 5 软件失效率曲线 修改点 实际曲线 理想曲线 失效率 时间 6 软件的开发和运行常受到计算机系统的限制 对计算机系统有着不同程度的依赖性软件的开发至今尚未完全摆脱手工艺的开发方式软件本身是复杂的实际问题的复杂性程序逻辑结构的复杂性软件成本相当昂贵相当多的软件工作涉及到社会因素 7 时间 软件技术 软件复杂性 软件需求 差距 8 9 1 2软件的分类 按软件的功能进行划分 系统软件 能与计算机硬件紧密结合在一起 使计算机系统各个部件 相关的软件和数据协调 高效地工作的软件 操作系统数据库管理系统设备驱动程序通信处理程序等 10 支撑软件 是协助用户开发软件的工具性软件 其中包括帮助程序人员开发软件产品的工具 以及帮助管理人员控制开发的进程的工具 文本编辑程序文件格式化程序磁盘向磁带做数据传输的程序程序库系统支持需求分析 设计 实现 测试和支持管理的软件 11 应用软件 是在特定领域内开发 为特定目的服务的一类软件 商业数据处理软件工程与科学计算软件计算机辅助设计 制造软件系统仿真软件智能产品嵌入软件医疗 制药软件事务管理 办公自动化软件计算机辅助教学软件 12 按软件规模进行划分 类别参加人员数研制期限源程序行数微型11 4周0 5k小型11 6月1k 2k中型2 51 2年5k 50k大型5 202 3年50k 100k甚大型100 10004 5年1M 1000k 极大型2000 50005 10年1M 10M 13 按软件工作方式划分 实时处理软件分时软件交互式软件批处理软件 14 实时处理软件 指在事件或数据产生时 立即予以处理 并及时反馈信号 控制需要监测和控制的过程的软件 主要包括数据采集 分析 输出三个部分 其处理时间是严格规定的 15 分时软件 允许多个联机用户同时使用计算机 系统把处理机时间轮流分配给各联机用户 使各用户都感到只是自己在使用计算机的软件 16 交互式软件 能实现人机通信的软件 这类软件接受用户给出的信息 但在时间上没有严格的规定 17 批处理软件 把一组输入作业或一批数据以成批处理的方式一次运行 按顺序逐个处理的软件 18 按软件服务对象的范围划分 项目软件产品软件 19 按使用的频度进行划分 一次使用人口普查 工业普查频繁使用天气预报 20 按软件失效的影响进行划分 高可靠性软件一般可靠性软件 21 1 3软件发展阶段 程序设计阶段 50至60年代追求编程技巧 追求程序效率 难度难懂 程序系统阶段 60至70年代结构化方法提出并产生软件危机 软件工程阶段 70年代以后 22 1 3 1软件发展最根本的变化体现在以下几个方面 人们改变了对软件的看法 软件的需求是软件发展的动力 软件工作的考虑范围从只顾及程序的编写扩展到涉及整个软件生存周期 23 1 3 2软件危机 软件危机的产生软件危机的表现软件危机的原因克服危机的途径 24 软件危机的产生 软件发展的第二阶段 由于硬件技术的进步 计算机成本显著下降 计算机广泛应用 一些大型的复杂的项目提了出来 但软件开发技术的进步一直未能满足发展的需要 在软件开发中遇到的问题找不到解决的办法 使问题积累起来 形成了尖锐的矛盾 因而导致了软件危机 25 软件危机的表现 经费预算经常突破 完成时间一拖再拖 开发软件不能满足用户要求 开发的软件可维护性差 开发的软件可靠性差 26 克服危机的途径 用现代工程的概念 原理 技术和方法进行计算机软件的开发 管理 维护和更新 27 1 4软件工程的定义 Boehm 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 运行和维护这些程序所必需的相关文件资料IEEE 软件工程是开发 运行 维护和修复软件的系统方法FritzBauer 建立并使用完善的工程化原则 以较经济的手段获得能在实际机器上有效运行的可靠软件的一系列方法 28 1 4 1软件工程定义 是指导计算机软件开发 运行和维护的学科 它采用工程的概念 原理 技术和方法来开发和维护软件 把正确的管理技术和当前能够得到的最好的技术方法结合起来 这就是软件工程 29 1 4 2软件工程三要素 方法 工具和过程 软件工程方法为软件开发提供了 如何做 的技术软件工具为软件工程方法提供了自动的或半自动的软件支撑环境 30 软件工程过程定义了 方法使用的顺序要求交付的文档资料为保证质量和适应变化所需要的管理软件开发各个阶段完成的里程碑 31 1 4 3软件工程项目的基本目标 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软件易于移植需要较低的维护费用能按时完成开发工作 及时交付使用 32 1 4 4有关概念 可修改性容许对系统进行修改而不增加原系统的复杂性 有效性软件系统能最有效地利用计算机的时间资源和空间资源 可靠性能够防止因概念 设计和结构等方面的不完善造成的软件系统失效 具有挽回因操作不当造成软件失效的能力 33 可理解性系统具有清晰的结构 能直接反映问题的需求 可维护性软件产品交付用户后 能够对它进行修改 改正可重用性概念或功能相对独立的一个或一组相关模块定义为一个软部件 软部件在多种场合应用的程度称为部件的可重用性 34 可适应性软件在不同的系统约束条件下 使用户需求得到满足的难易程度 可移植性软件从一个计算机系统或环境搬到另一个计算机系统或环境的难易程度 35 可追踪性根据软件需求对软件设计 程序进行正向追踪 或根据程序 软件设计对软件需求进行逆向追踪的能力 可互操作性多个软件元素相互通信并协同完成任务的能力 36 1 5软件生存期lifecycle 软件有一个孕育 诞生 成长 成熟 衰亡的生存过程 这个过程即为计算机软件的生存期软件生存期的六个步骤 即制定计划 需求分析 设计 程序编码 测试及运行维护 37 制定计划 确定要开发软件系统的总目标给出功能 性能 可靠性以及接口等方面的要求完成该软件任务的可行性研究估计可利用的资源 计算机硬件 软件 人力等 成本 效益 开发进度制定出完成开发任务的实施计划 连同可行性研究报告 提交管理部门审查 38 需求分析和定义 对待开发软件提出的需求进行分析并给出详细的定义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提交管理机构评审 39 软件设计 概要设计 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义明确的模块 每个模块都和某些需求相对应详细设计 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础编写设计说明书 提交评审 40 程序编写 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设计语言表示的 源程序清单 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 41 软件测试 单元测试 查找各模块在功能和结构上存在的问题并加以纠正组装测试 将已测试过的模块按一定顺序组装起来按规定的各项需求 逐项进行有效性测试 决定已开发的软件是否合格 能否交付用户使用 42 运行 维护 改正性维护运行中发现了软件中的错误需要修正适应性维护为了适应变化了的软件工作环境 需做适当变更完善性维护为了增强软件的功能需做变更 43 软件生存期模型 软件生存期模型是跨越整个生存期的系统开发 运作和维护所实施的全部过程 活动和任务的结构框架瀑布模型演化模型螺旋模型喷泉模型智能模型 44 瀑布模型 RETURN 45 46 演化模型 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 弄清软件需求第二次则在此基础上获得较为满意的软件产品 47 螺旋模型 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 制定计划 确定软件目标 选定实施方案 弄清项目开发的限制条件风险分析 分析所选方案 考虑如何识别和消除风险实施工程 实施软件开发客户评估 评价开发工作 提出修正建议 48 49 喷泉模型 迭代重复演进无间隙各阶段间无明显界限 50 51 软件工程的原则 抽象抽象事务最基本的特征和行为 忽略非基本细节 信息隐蔽实现细节隐藏在模块内部 不让模块的使用者直接访问 模块化模块化有助于信息隐蔽和抽象 有助于表示复杂的系统 局部化在一个物理模块内集中逻辑上相互关联的计算机资源 模块满足高内聚低耦