SE第1课-软件工程概述

1第二篇软件工程

软件工程的基本概念

软件开发各阶段的任务、技术、方法

主要的软件开发方法

结构化分析和设计

面向对象分析和设计

软件测试（步骤、方法)

软件维护（内容、策略)主要内容:2第一章

软件工程概述软件技术软件危机软件工程软件工程环境主要内容:3

程序与软件

程序:一系列指令序列的集合，能被计算机理解和执行

软件:是计算机系统中与硬件子系统相互依存的另一个

子系统，是一个包含程序及其文档资料的完整集

合，提供了用户与硬件子系统之间的接口

软件

文档:与程序开发、维护和使用有关的图文材料

程序:按事先设计的功能和性能需求执行的指令序列

数据:是程序能正常操纵信息的数据结构

1.1软件技术概述41.1软件技术概述软件的发展历史1早期阶段（60年代中期以前）关键词：面向批处理，有限的分布，自定义软件。2第二阶段（60年代中期～70年代中期）关键词：多用户，实时，数据库，软件产品。3第三阶段（70年代中期～80年代末）关键词：分布式系统，嵌入“智能”，低成本硬件，消费者影响。4第四阶段（80年代中期～至今）关键词：桌面系统，面向对象，人工智能，网络，并行计算个性化的程序

工程化的产品(软件)51.1软件技术概述

大型软件的特点：

规模大（数据量大、占用内存大）

复杂性高（模块间关系、调用方式、数据、文件）

开发周期长、涉及人员多

开发、维护和使用人员不同

多学科综合（软件知识、领域知识）6

软件技术的定义:

是开发计算机软件所需的所有技术的总称

计算机软件技术的领域:

软件工程技术

程序设计技术

软件工具环境技术

系统软件技术

数据库技术

实时软件技术1.1软件技术概述7

软件复用的定义

在构造新的软件系统的过程中，对已存在的软件产品(设计结构、源代码、文档等)重复使用的技术

三个层次：知识复用、方法复用、软件成分复用

软件成分复用的三个级别：

代码复用（剪贴、包含和继承)

设计结果复用（设计模型)

分析结果复用（分析模型)

组件技术1.1软件技术概述8

软件危机的定义

计算机软件的开发和维护过程所遇到的一系列严重问题，如:开发周期长、成本增加、可靠性降低等。

1979年美国政府项目调查表1.2软件危机

9

软件危机的表现

对软件开发成本和进度的估算很不准确

用户很不满意

质量很不可靠

没有适当的文档,维护困难

软件成本比重上升

供不应求1.2软件危机

10硬件的故障率曲线软件的故障率曲线1.2软件危机

软件危机产生的原因

客观：软件本身特点逻辑部件规模庞大

主观：不正确的开发方法忽视需求分析认为“软件开发=程序编写”，忽视设计和文档轻视软件测试和维护成本昂贵、本质复杂、没有明显的制造过程，运行期间存在退化问题。11

解决途径

组织管理工程项目管理方法

技术措施软件开发技术与方法软件工具1.2软件危机

12

软件工程的定义

是指用工程的概念、原理、技术和方法来开发和维护

软件,把经过时间考验证明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,指导计算机软件

的开发和维护的工程学科

指导计算机软件开发和维护的工程学科

工程方法+管理技术+技术方法1.3软件工程

131.3软件工程

确保软件质量和提高开发效率

内容:

严格按照计划进行管理

坚持进行阶段评审

实行严格的产品控制

采用现代化的程序设计技术

结果应能清楚地审计

开发小组的人员应该少而精

承认不断进行软件工程实践的必要性

B.W.Boehm的七条软件工程原理

软件生命周期的定义

是一个软件从用户需求开始,经过分析、开发、测试、运行维护的一系列相关活动的全周期。

14

软件的生命周期过程1.3软件工程

151.3软件工程

软件工程方法学

软件工程是技术与管理的紧密结合，技术是指方法学问题，管理是指通过计划、组织和控制等活动，合理配置和使用各种资源，得到满足质量要求的工作产物（运行系统和支持文档)。

方法学的三个要素：方法、工具和过程方法：是完成软件开发各项任务的技术方法，是回答“如何做”的问题；工具：为方法的运用提供自动的或半自动的软件支撑环境；过程：一系列工作步骤。

16方法学的分类快速原型方法1.3软件工程

结构化方法起源于结构化程序设计思想，注重系统组成要素之间的相互作用关系，强调软件系统结构的合理性；提出一组提高软件结构合理性的准则：结构化分析、结构化设计、结构程序设计和结构化测试采用的过程模型：

瀑布模型、原型模型螺旋模型、增量模型面向对象方法采用的过程模型：OO

＝对象＋类＋继承＋消息通讯

喷泉模型

：以算法和数据结构为核心171瀑布模型

特点阶段的顺序性和依赖性推迟实现的观点

文档驱动的质量保证

存在问题不适合需求模糊的系统结构化的软件过程模型1.3软件工程

182快速原型模型

快速原型方法

原型:

是系统的早期版本，是系统的物理模型，只实现了系统的一些最基本的功能，反映系统的行为特性，但不一定满足全部需求。

建立原型的步骤:

确定用户的基本需求

建立工作原型

试用原型

修改补充原型

特点:

容易理解和沟通

及早发现需求中的问题

检查设计的可行性

快速原型法:

在软件生命周期的编码阶段之前插入一个建立系统原型的阶段。

1.3软件工程

193螺旋模型

螺旋模型将瀑布模型和快速原型模型结合起来,强调了其他模型所忽视的风险分析,特别适合于大型复杂的系统。

四个象限分别代表了以下活动:（1)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；（2)风险分析：分析评估所选方案，考虑如何识别和消除风险；（3)实施工程：实施软件开发和验证；（4)客户评估：评价开发工作，提出修正建议，制定下一步计划。

1.3软件工程

204增量模型

也称构件集成模型,整个软件产品被分解成若干个构件,每一个构件都有设计、实现、集成和测试等过程。开发人员逐个构件地交付产品。

缺陷：需要软件具备开放式的体系结构：新构件加入系统，必须不破坏已构造好的系统部分。增量模型的灵活性能较好地适应需求的变化，但容易使软件过程的控制失去整体性。

1.3软件工程

215过程模型之间的比较

1.3软件工程

22基本思想：

模拟人类习惯的思维方式，通过建立问题域的对象模型（不强调算法和数据结构)，使得问题空间与解空间在结构上尽可能一致；开发过程渗透了演绎（一般到特殊：对象分类)和归纳（特殊到一般：“派生类”对“基类”的继承)的渐进深化的思维过程。最主要特征：

以对象模型为核心，整个生命周期使用相同的概念、表示法和策略，为动态模型和功能模型提供实质性得框架。组成：面向对象分析（Object-OrientedAnalysis,OOA)面向对象设计（Object-OrientedDesign,OOD)面向对象程序设计（Object-OrientedProgramming,OOP)面向对象方法学1.3软件工程

23OOA：

任务：分析问题域，用相应的符号系统建立系统的概念模型;

通常从三个方面建立系统模型：

对象模型：描述系统数据结够

动态模型：描述系统控制结构

功能模型：描述系统功能OOD:

任务:决定如何将系统划分成子系统，

每个子系统分成更小的子系统OOP:

任务:将OOD的结果用一种程序设计语言实现1.3软件工程

24采用的软件过程模型:喷泉模型

以"无缝”连接和"迭代”的方式，保证了各个阶段工作的连续性。"圆圈”代表生命周期的阶段，圆圈的重叠表示了阶段间的迭代和无缝过渡，"向下箭头”代表了阶段内的迭代或求精。

1.3软件工程

25

软件工具:

定义:可以用来帮助开发、测试、分析、维护

其它计算机程序的程序以及文档资料的

集合，它可以实现软件生产过程自动化，

提高软件的生产率、可靠性，降低软件

生产成本。

软件工具是一种自动化系统

用于软件生存周期的某一个阶段或某一个环节1.4软件工程环境

26

软件工程环境的定义:

是用以支持需求定义、程序生成，以及软件维护等整个软件生命周期全部活动的，并把方法、规模和计算机程序集成在一起的整个体系。又称为软件开发环境，软件支撑环境，自动开发环境

需求:

集成化的系统

通用的系统

可剪裁又可扩充的系统

实用的、经济合算的系统1.4软件工程环境

27

计算机辅助软件工程————

CASE (ComputerAidedSoftwareEngineering)

将软件工程方法、工具与环境方面的新技术