软件工程导论1概述

1、软件工程导论（1）概述,南京理工大学 汪惠芬 2005年9月1日,软 件 工 程 导 论,2020/11/5,2,第一章 软件工程概述,1.1 软件的基本概念 1.2 软件危机 1.3 软件系统的开发 1.4 现代软件工程 1.5 本章小结,基本概念,软件危机,系统开发,软件工程,本章小结,软 件 工 程 导 论,2020/11/5,3,1.1 软件的基本概念,1.1.1 软件的概念 1.1.2 软件的特征 1.1.3 软件的种类,基本概念,软件危机,系统开发,软件工程,本章小结,软 件 工 程 导 论,2020/11/5,4,1.1.1 软件的概念,软件是指与计算机系统的操作有关的计算机程序

2、、规程、规则以及任何与之有关的文件。 软件包括程序和文档两部分： 程序：适合于计算机处理的指令序列以及所处理的数据； 文档：与软件开发、维护和使用有关的文字材料。,基本概念,软件危机,系统开发,软件工程,本章小结,软 件 工 程 导 论,2020/11/5,5,1.1.2 软件的特征,软件不同于硬件一般具有如下特征： 软件是一种逻辑性系统元素，不是物理性系统元素； 软件只能设计或实现出来，不能用传统意义上的制造进行生产； 软件不会“磨损”，而硬件却会磨损； 软件的开发和运行常常受到计算机系统的限制；,基本概念,软件危机,系统开发,软件工程,本章小结,软 件 工 程 导 论,2020/11/5,

3、6,1.1.2 软件的特征,软件的维护比硬件复杂； 软件的开发至今仍未完全摆脱手工艺的开发方式； 软件的成本相当昂贵； 相当多的软件工作涉及到社会因素。,基本概念,软件危机,系统开发,软件工程,本章小结,软 件 工 程 导 论,2020/11/5,7,1.1.3 软件的种类,按规模分：微型软件、小型软件、中型软件、大型软件、特大型软件 按工作方式分：实时处理软件、交互式工作软件、分时工作软件、批处理软件 按服务对象分：项目软件、产品软件 按计算机处理能力分：数值计算型软件、逻辑（符号）推理型软件、人机交互型软件、数据密集型软件,基本概念,软件危机,系统开发,软件工程,本章小结,软 件 工 程

4、导 论,2020/11/5,8,1.1.3 软件的种类,按功能分： 系统软件 应用软件 管理软件 实时软件 工程分析和科学计算软件 嵌入式软件 人工智能软件,基本概念,软件危机,系统开发,软件工程,本章小结,软 件 工 程 导 论,2020/11/5,9,1.2 软件危机,1.2.1 软件的发展阶段 1.2.2 软件危机的挽救,基本概念,软件危机,系统开发,软件工程,本章小结,软 件 工 程 导 论,2020/11/5,10,1.2.1 软件的发展阶段,5060年代 第一代计算机发展到第二代计算机，个体化软件生产程序设计阶段 60年代中70年代中 第二代计算机发展到第三代计算机，作坊式软件生产

5、程序系统阶段,基本概念,软件危机,系统开发,软件工程,本章小结,软 件 工 程 导 论,2020/11/5,11,1.2.1 软件的发展阶段,70年代至今 第三代计算机发展到第四代计算机，软件产品化、系列化、工程化、标准化生产软件工程阶段 发展趋势 从技术性的软件工程阶段过渡到企业技术计划、社会信息化的计算机系统工程阶段,基本概念,软件危机,系统开发,软件工程,本章小结,软 件 工 程 导 论,2020/11/5,12,1.2.2 软件危机的挽救,软件危机的表现： 软件生产供不应求 软件开发成本和进度估计不准 软件开发人员对用户需求缺乏深入准确的了解 软件产品质量差 软件的可维护性、适应性差

6、软件文档资料不完整不合格 软件价格昂贵,基本概念,软件危机,系统开发,软件工程,本章小结,软 件 工 程 导 论,2020/11/5,13,1.2.2 软件危机的挽救,造成软件危机的原因 软件本身的特点导致开发和维护困难； 软件开发方法不正确； 开发人员和管理人员只重视开发而轻视问题的定义和软件维护； 软件开发技术本身落后于硬件技术水平和客观需求； 软件管理技术差。,基本概念,软件危机,系统开发,软件工程,本章小结,软 件 工 程 导 论,2020/11/5,14,1.2.2 软件危机的挽救,软件危机的解决方案： 采用工程化方法和工程途径来研制与维护软件 采用先进的技术、方法与工具来开发与设计

7、软件 采用必要的组织管理措施,基本概念,软件危机,系统开发,软件工程,本章小结,软 件 工 程 导 论,2020/11/5,15,1.3 软件系统的开发,1.3.1 系统开发人员 1.3.2 软件开发基础 1.3.3 系统开发方法,基本概念,软件危机,系统开发,软件工程,本章小结,软 件 工 程 导 论,2020/11/5,16,1.3 软件系统的开发,评判软件好坏的准则： 正确性 可靠性 简明性 有效性 可维护性 适应性,基本概念,软件危机,系统开发,软件工程,本章小结,软件符合规定需求的程度,在规定的条件和时间内软件不引起系统失效的概率,要求软件简单易读，它和软件设计语言的表达能力以及软件

8、设计风格有关,软件的时间效率和空间效率,软件能够修改和升级的容易程度,软件使不同的系统约束条件和用户需求得到满足的容易程度,软 件 工 程 导 论,2020/11/5,17,1.3 软件系统的开发,应用软件的开发过程：,应用软件系统开发,计算机技术水平,系统需求,应用系统,开发基础,开发人员,基本概念,软件危机,系统开发,软件工程,本章小结,开发方法 与工具,软 件 工 程 导 论,2020/11/5,18,1.3.1 系统开发人员,系统开发人员是指完成系统开发任务的项目组成员。 包括： 系统分析与设计人员 用户,基本概念,软件危机,系统开发,软件工程,本章小结,软 件 工 程 导 论,202

9、0/11/5,19,1.3.2 软件开发基础,应用软件系统是运行在计算机硬件、系统软件和网络基础上的，因此应用软件的开发基础主要包括： 操作系统 编译程序 数据库管理系统 网络与分布式系统设计基础,基本概念,软件危机,系统开发,软件工程,本章小结,软 件 工 程 导 论,2020/11/5,20,1.3.3 系统开发方法,目前用于系统开发的主要方法： 结构化方法 面向对象方法 专家系统方法,基本概念,软件危机,系统开发,软件工程,本章小结,软 件 工 程 导 论,2020/11/5,21,1.3.3 系统开发方法,结构化方法： 系统的基本构成要素是模块 采用自顶向下、逐步求精的思想 吸收用户参

10、与系统分析与设计 采用图示工具附加语义说明的方法阐述系统的结构与功能,基本概念,软件危机,系统开发,软件工程,本章小结,软 件 工 程 导 论,2020/11/5,22,1.3.3 系统开发方法,结构化方法： 工作内容与步骤 常用方法：数据流程图法、结构化分析设计方法、IDEF方法、Jackson方法,基本概念,软件危机,系统开发,软件工程,本章小结,软 件 工 程 导 论,2020/11/5,23,1.3.3 系统开发方法,面向对象方法： 对象的基本特性 标识唯一性 分类性 多态性 继承性 封装性,基本概念,软件危机,系统开发,软件工程,本章小结,软 件 工 程 导 论,2020/11/5,

11、24,1.3.3 系统开发方法,面向对象方法： 工作内容与步骤,基本概念,软件危机,系统开发,软件工程,本章小结,软 件 工 程 导 论,2020/11/5,25,1.3.3 系统开发方法,面向对象方法： 基本要点 系统分析阶段建立的系统逻辑模型具有一个相对稳定的结构； 系统设计与实现是对上述逻辑模型的细化或实例化； 系统开发过程是系统需求、分析、设计、实现、测试等一系列模型的可以有效地解决系统复杂性问题； 构成系统的基本单元对象可设计成软件构件，具有一定的可重组性。,基本概念,软件危机,系统开发,软件工程,本章小结,软 件 工 程 导 论,2020/11/5,26,1.3.3 系统开发方法,

12、专家系统方法： 是一种围绕知识来组织软件系统的方法。 系统的基本要素： 知识 应用知识的推理机制,基本概念,软件危机,系统开发,软件工程,本章小结,软 件 工 程 导 论,2020/11/5,27,1.3.3 系统开发方法,专家系统方法： 工作内容与步骤,基本概念,软件危机,系统开发,软件工程,本章小结,软 件 工 程 导 论,2020/11/5,28,1.3.3 系统开发方法,各种方法特点比较：,基本概念,软件危机,系统开发,软件工程,本章小结,软 件 工 程 导 论,2020/11/5,29,1.3.3 系统开发方法,各种方法特点比较：,基本概念,软件危机,系统开发,软件工程,本章小结,软

13、 件 工 程 导 论,2020/11/5,30,1.4 现代软件工程,1.4.1 软件工程概述 1.4.2 软件生命周期 1.4.3 传统软件工程模式 1.4.4 现代软件工程模式,基本概念,软件危机,系统开发,软件工程,本章小结,软 件 工 程 导 论,2020/11/5,31,1.4.1 软件工程概述,概念 软件工程指制定并采用合理的工程原则，从而以最低的成本、最短的时间、最好的质量开发出满足用户需求的软件。 软件工程包括三个要素：方法、工具及过程。,基本概念,软件危机,系统开发,软件工程,本章小结,软 件 工 程 导 论,2020/11/5,32,1.4.1 软件工程概述,研究的内容 理

14、论、结构、方法、工具、环境、管理、规范等。,基本概念,软件危机,系统开发,软件工程,本章小结,软 件 工 程 导 论,2020/11/5,33,1.4.1 软件工程概述,研究的基本目标 定义良好的方法学，面向计划、开发维护整个软件生存周期的方法学； 确定的软件成分，记录软件生存周期每一步的软件文档资料，按步显示轨迹； 可预测的结果，在生存周期中，每隔一定时间可以进行复审。,基本概念,软件危机,系统开发,软件工程,本章小结,软 件 工 程 导 论,2020/11/5,34,1.4.1 软件工程概述,基本原则 抽象 目标分解 局部化与信息隐藏 一致性 确定性,基本概念,软件危机,系统开发,软件工程

15、,本章小结,软 件 工 程 导 论,2020/11/5,35,1.4.2 软件生命周期,（1）软件定义期 问题定义 可行性研究 需求分析,基本概念,软件危机,系统开发,软件工程,本章小结,软 件 工 程 导 论,2020/11/5,36,1.4.2 软件生命周期,（2）软件开发期 系统设计 详细设计 编码 测试,基本概念,软件危机,系统开发,软件工程,本章小结,软 件 工 程 导 论,2020/11/5,37,1.4.2 软件生命周期,（3）软件维护期 软件维护： 改正性维护 适应性维护 完善性维护,基本概念,软件危机,系统开发,软件工程,本章小结,软 件 工 程 导 论,2020/11/5,

16、38,1.4.3 传统软件工程模式,瀑布模型,计划,需求分析,设计,编码,测试,运行维护,评价,定义阶段,开发阶段,维护阶段,返回计划,定义做什么的问题结构,设计如何做的体系结构,修改设计,基本概念,软件危机,系统开发,软件工程,本章小结,软 件 工 程 导 论,2020/11/5,39,1.4.3 传统软件工程模式,具有维护循环的瀑布模型,计划,需求分析,设计,编码,测试,运行,评价,软件开发,维护循环,计划,需求分析,设计,编码,基本概念,软件危机,系统开发,软件工程,本章小结,软 件 工 程 导 论,2020/11/5,40,1.4.3 传统软件工程模式,瀑布模型的优点 奠定了软件工程方

17、法的基础，流水依赖，便于分工协作，推迟物理实现，易于修改文档，有复审质量保证。,基本概念,软件危机,系统开发,软件工程,本章小结,软 件 工 程 导 论,2020/11/5,41,1.4.3 传统软件工程模式,瀑布模型的缺点 要求用户一开始就清楚地提出所有需求； 需求变化对生命周期各个阶段产生的影响不同； 实际项目很少完全遵循该模式提出的工作顺序； 可运行的程序一直要到项目的最后阶段才可能得到。,基本概念,软件危机,系统开发,软件工程,本章小结,软 件 工 程 导 论,2020/11/5,42,1.4.3 传统软件工程模式,原型模型,计划,需求分析,原型开发,原型评价,最终系统设计,最终系统实

18、现,用户反馈意见,确定用户的基本要求,开发初始原型,实现并运行原型,修改并完善原型,基本概念,软件危机,系统开发,软件工程,本章小结,软 件 工 程 导 论,2020/11/5,43,1.4.3 传统软件工程模式,原型模型的优点 减少了信息交流中的问题； 减少了设计中的错误； 增加了用户的满意程度； 能产生一个正确的系统需求描述； 减少了日程表时间；,基本概念,软件危机,系统开发,软件工程,本章小结,软 件 工 程 导 论,2020/11/5,44,1.4.3 传统软件工程模式,原型模型的优点 减少了开发中的风险； 减少了对用户的培训时间； 简化了管理； 降低了系统的成本； 原型法可以作为一种

19、学习工具，服务于系统开发过程。,基本概念,软件危机,系统开发,软件工程,本章小结,软 件 工 程 导 论,2020/11/5,45,1.4.3 传统软件工程模式,原型模型的缺点 由于在很短的时间内构造原型，用户有时会将原型当作最终系统来使用，而不能耐心地等待系统最终版本的完成，并拒绝在系统最终版本上工作。,基本概念,软件危机,系统开发,软件工程,本章小结,软 件 工 程 导 论,2020/11/5,46,1.4.3 传统软件工程模式,螺旋模型,提交线,制定计划 决定目标、 方案和限制,风险分析 评价方案、 识别风险、 消除风险,实施工程 开发、验证 下一个产品,客户评估,软件需求,原型1,需求

20、计划生存期,风险分析,原型2,原型3,可运行原型,风险分析,风险分析,计划,开发计划,与,组装,测试,评审,基本概念,软件危机,系统开发,软件工程,本章小结,软 件 工 程 导 论,2020/11/5,47,1.4.3 传统软件工程模式,总体数据库规划模型,行业分析 建长远企业模型,实体分析 建主体数据库,数据分布分析,逻辑设计,物理设计,测试,企业长远计算机管理目标,抽象出经营主题,结构化分析,维护,基本概念,软件危机,系统开发,软件工程,本章小结,软 件 工 程 导 论,2020/11/5,48,1.4.3 传统软件工程模式,总体数据库规划模型的优点 起点高，不受行业水平的限制。 总体数据

21、库规划模型的缺点 投资大，周期长，技术与社会性复杂，难度大。,基本概念,软件危机,系统开发,软件工程,本章小结,软 件 工 程 导 论,2020/11/5,49,1.4.3 传统软件工程模式,传统软件工程模式的缺点 忽视了人在软件工程中的地位与作用； 规定了软件开发各阶段的详细文档格式及要求。,基本概念,软件危机,系统开发,软件工程,本章小结,软 件 工 程 导 论,2020/11/5,50,1.4.4 现代软件工程模式,概述 软件开发过程是以人为主，利用软件开发方法及工具进行的各种活动的有序过程。,基本概念,软件危机,系统开发,软件工程,本章小结,软 件 工 程 导 论,2020/11/5,

22、51,1.4.4 现代软件工程模式,系统分析,系统构造,软件组件,系统测试,系统开发与测试人员、方法及工具,系统需求 或需求变化,软件 系统,基本概念,软件危机,系统开发,软件工程,本章小结,软 件 工 程 导 论,2020/11/5,52,1.4.4 现代软件工程模式,系统分析,行为,信息,表示,系统分析空间,基本概念,软件危机,系统开发,软件工程,本章小结,完整描述系统中处理的永久与临时性信息，这些信息通常刻划了系统的内部状态。,完全描述系统状态变化所需的处理或功能。,详细描述系统的对外接口。,软 件 工 程 导 论,2020/11/5,53,1.4.4 现代软件工程模式,系统构造,实现环境,系统设计空间,行为,信息,表示,基本概念,软件危机,系统开发