軟件工程課后答案

1、軟件工程作業(yè)及答案1-1 什么是軟件危機?它有哪些典型表現(xiàn)?為什么會出現(xiàn)軟件危機?答: 軟件危機是指在計算機軟件的開發(fā)和維護過程中所遇到的一系列嚴重問題。概括地說，軟件危機包含下述兩方面的問題：如何開發(fā)軟件，以滿足對軟件日益增長的需求；如何維護數(shù)量不斷膨脹的已有軟件。軟件危機典型表現(xiàn)：對軟件開發(fā)成本和進度的估計常常很不準確。用戶對“已完成的”軟件系統(tǒng)不滿意的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。軟件產(chǎn)品的質(zhì)量往往靠不住。軟件常常是不可維護的。軟件通常沒有適當(dāng)?shù)奈臋n資料。軟件成本在計算機系統(tǒng)總成本中所占的比例逐年上升。軟件開發(fā)生產(chǎn)率提高的速度，遠遠跟不上計算機應(yīng)用迅速普及深入的趨勢。產(chǎn)生軟件危機的原因：一方面與軟件本身

2、的特點有關(guān)，另一方面也和軟件開發(fā)與維護的方法不正確有關(guān)。軟件不同于硬件，它是計算機系統(tǒng)中的邏輯部件而不是物理部件。管理和控制軟件開發(fā)過程相當(dāng)困難。軟件是規(guī)模龐大，而且程序復(fù)雜性將隨著程序規(guī)模的增加而呈指數(shù)上升。目前相當(dāng)多的軟件專業(yè)人員對軟件開發(fā)和維護還有不省糊涂觀念，在實踐過程中或多或少地采用了錯誤的方法和技術(shù)，這是使軟件問題發(fā)展成軟件危機的主要原因。1-2 假設(shè)你是一家軟件公司的總工程師，當(dāng)你把圖1.1給手下的軟件工程師們觀看，告訴他們及早發(fā)現(xiàn)并改正錯誤的重要性時，有人不同意你的觀點，認為要求在錯誤進入軟件之前就清除它們是不現(xiàn)實的，并舉例說：“如果一個故障是編碼錯誤造成的，那么，一個人怎么能

3、在設(shè)計階段清除它呢?”你怎么反駁他?1-3 什么是軟件工程?它有哪些本質(zhì)特性?怎樣用軟件工程消除軟件危機?答: 軟件工程是指導(dǎo)計算機軟件開發(fā)和維護的一門工程學(xué)科。采用工程的概念、原理、技術(shù)和方法來開發(fā)與維護軟件，把經(jīng)過時間考驗而證明正確的管理技術(shù)和當(dāng)前能夠得到的最好的技術(shù)方法結(jié)合起來，以經(jīng)濟地開發(fā)出高質(zhì)量的軟件并有效地維護它。軟件工程本質(zhì)特性：1、軟件工程關(guān)注于大型程序的構(gòu)造；2、軟件工程的中心課題是控制復(fù)雜性；3、軟件經(jīng)常變化；4、開發(fā)軟件的效率非常重要；5、和諧地合作是開發(fā)軟件的關(guān)鍵；6、軟件必須有效地支持它的用戶；7、在軟件工程領(lǐng)域中是由具有一種文化背景的人替具有另一種文化背景的人創(chuàng)造產(chǎn)

4、品。消除軟件危機的途徑：為了消除軟件危機，首先應(yīng)該對計算機軟件有一個正確的認識。必須充分認識到軟件開發(fā)不是某種個體勞動的神秘技巧，而應(yīng)該是一種組織良好、管理嚴密、各類人員協(xié)同配合、共同完成的工程項目。應(yīng)該推廣使用在實踐中總結(jié)出來的開發(fā)軟件的成功的技術(shù)和方法，并且研究探索更好更有效的技術(shù)和方法，盡快消除在計算機系統(tǒng)早期發(fā)展階段形成的一些錯誤概念和做法。應(yīng)該開發(fā)和使用更好的軟件工具。為了解決軟件危機，既要有技術(shù)措施（方法和工具），又要有必要的組織管理措施。1-6 什么是軟件過程?它與軟件工程方法學(xué)有何關(guān)系?答: 軟件過程是為了獲得高質(zhì)量軟件所需要完成的一系列任務(wù)的框架，它規(guī)定了完成各項任務(wù)的工作步

5、驟。軟件工程方法學(xué)包含軟件過程。1-7 什么是軟件生命周期模型?試比較瀑布模型、快速原型模型、增量模型和螺旋模型的優(yōu)缺點，說明每種模型的適用范圍。答: 生命周期模型簡潔地描述軟件過程，規(guī)定了把生命周期劃分成哪些階段及各個階段執(zhí)行順序。瀑布模型歷史悠久、廣為人知，它的優(yōu)勢在于它是規(guī)范的、文檔驅(qū)動的方法；這種模型的問題是，最終開發(fā)出的軟件產(chǎn)品可能并不是用戶真正需要的?？焖僭湍Ｐ驼菫榱丝朔俨寄Ｐ偷娜秉c而提出來的。它通過快速構(gòu)建起一個可在計算機上運行的原型系統(tǒng)，讓用戶試用原型并收集用戶反饋意見的辦法，獲取用戶的真實需求。增量模型具有可在軟件開發(fā)的早期階段使投資獲得明顯回報和較易維護的優(yōu)點，但是，

6、要求軟件具有開放的結(jié)構(gòu)是使用這種模型時固有的困難。風(fēng)險驅(qū)動的螺旋模型適用于內(nèi)部開發(fā)的大型軟件項目，但是，只有在開發(fā)人員具有風(fēng)險分析和排除風(fēng)險的經(jīng)驗及專門知識時，使用這種模型才會獲得成功。 快速原型模型：適合小型軟件；螺旋模型：適合內(nèi)部開發(fā)的大規(guī)模軟件項目。2-1 在軟件開發(fā)的早期階段為什么要進行可行性研究?應(yīng)該從哪些方面研究目標系統(tǒng)的可行性?答: 可行性研究的目的，就是用最小的代價在盡可能短的時間內(nèi)確定問題是否能夠解決。至少應(yīng)該從下述三方面研究每種解法的可行性：（1）技術(shù)可行性；（2）經(jīng)濟可行性；（3）操作可行性。2-5 北京某高校可用的電話號碼有以下幾類：校內(nèi)電話號碼由4位數(shù)字組成，第1位數(shù)

7、字不是0；校外電話又分為本市電話和外地電話兩類，撥校外電話需先撥0，若是本市電話則再接著撥8位數(shù)字(第1位不是0)，若是外地電話則撥3位區(qū)碼再撥8位電話號碼(第1位不是0)。請用小節(jié)講述的定義數(shù)據(jù)的方法，定義上述的電話號碼。答: 電話號碼校內(nèi)電話|本市電話|外地電話 非零數(shù)字字符=1|2|3|4|5|6|7|8|9 校內(nèi)電話=非零數(shù)字字符+3數(shù)字3本市電話=0+非零數(shù)字字符+7數(shù)字7外地電話=0+區(qū)碼+非零數(shù)字字符+7數(shù)字73-1 為什么要進行需求分析?通常對軟件系統(tǒng)有哪些需求?答: 為了開發(fā)出真正滿足用戶需求的軟件產(chǎn)品，首先必須知道用戶的需求。對軟件需求的深入理解是軟件開發(fā)工作獲得成功的前提

8、條件，不論我們把設(shè)計和編碼工作做得如何出色，不能真正滿足用戶需求的程序只會令用戶失望，給開發(fā)者帶來煩惱。確定對系統(tǒng)的綜合要求：1、功能需求；2、性能需求；3、可靠性和可用性需求；4、出錯處理需求；5、接口需求；6、約束；7、逆向需求；8、將來可以提出的要求，分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)要求。3-2 怎樣與用戶有效地溝通以獲取用戶的真實需求?答: 與用戶溝通獲取需求的方法：訪談；面向數(shù)據(jù)流自頂向下求精；簡易的應(yīng)用規(guī)格說明技術(shù)；快速建立軟件原型3-3 銀行計算機儲蓄系統(tǒng)的工作過程大致如下：儲戶填寫的存款單或取款單由業(yè)務(wù)員鍵入系統(tǒng)，如果是存款則系統(tǒng)記錄存款人姓名、住址(或電話號碼)、身份證號碼、存款類型、存款日期

9、、到期日期、利率及密碼(可選)等信息，并印出存單給儲戶；如果是取款而且存款時留有密碼，則系統(tǒng)首先核對儲戶密碼，若密碼正確或存款時未留密碼，則系統(tǒng)計算利息并印出利息清單給儲戶。請用數(shù)據(jù)流圖描繪本系統(tǒng)的功能，并用實體-聯(lián)系圖描繪系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)對象。答:儲戶存款處理取款處理核對密碼現(xiàn)金庫數(shù)據(jù)流圖: 存折、存款單 存折（無密碼）、取款單 帳目 存折（無密碼）、取款單 儲蓄所儲戶存款、取款存款日期取款日期姓名利率存款類型住址利率身份證號利率名稱利率地址 實體-聯(lián)系圖: M N4-2 在什么情況下應(yīng)該使用形式化說明技術(shù)?使用形式化說明技術(shù)時應(yīng)遵守哪些準則?答: 在開發(fā)大型軟件系統(tǒng)的過程中應(yīng)該使用形式化說明技

10、術(shù)。應(yīng)用形式化方法的準則：（1）應(yīng)該選用適當(dāng)?shù)谋硎痉椒?。?）應(yīng)該形式化，但不要過分形式化。（3）應(yīng)該估算成本。（4）應(yīng)該有形式化方法顧問隨時提供咨詢。（5）不應(yīng)該放棄傳統(tǒng)的開發(fā)方法。（6）應(yīng)該建立詳盡的文檔。（7）不應(yīng)該放棄質(zhì)量標準。（8）不應(yīng)該盲目依賴形式化方法。（9）應(yīng)該測試、測試再測試。（10）應(yīng)該重用。5-4 美國某大學(xué)共有200名教師，校方與教師工會剛剛簽訂一項協(xié)議。按照協(xié)議，所有年工資超過26 000(含26 000)的教師工資將保持不變，年工資少于26 000的教師將增加工資，所增加的工資數(shù)按下述方法計算：給每個由此教師所贍養(yǎng)的人(包括教師本人)每年補助100，此外，教師有一年

11、工齡每年再多補助50，但是，增加后的年工資總額不能多于26 000。教師的工資檔案儲存在行政辦公室的磁帶上，檔案中有目前的年工資、贍養(yǎng)的人數(shù)、雇用日期等信息。需要寫一個程序計算并印出每名教師的原有工資和調(diào)整后的新工資。要求：(1) 畫出此系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖；(2) 寫出需求說明；(3) 設(shè)計上述的工資調(diào)整程序(要求用HIPO圖描繪設(shè)計結(jié)果)，設(shè)計時請分別采用下述兩種算法，并比較這兩種算法的優(yōu)缺點：(a) 搜索工資檔案數(shù)據(jù)，找出年工資少于26 000的人，計算新工資，校核是否超過26 000，儲存新工資，印出新舊工資對照表；(b) 把工資檔案數(shù)據(jù)按工資從最低到最高的次序排序，當(dāng)工資數(shù)額超過26 00

12、0時即停止排序，計算新工資，校核是否超過限額，儲存新工資，印出結(jié)果。答: （1） 數(shù)據(jù)流圖：計算應(yīng)漲工資S1讀贍養(yǎng)人數(shù)讀雇傭日期計算新工資計算工齡計算應(yīng)漲工資S2贍養(yǎng)人口 人數(shù) S1 新工資 S2雇傭日期 日期 工齡（2） 需求說明1 任務(wù)概述：對于年工資未超過2600的教師漲工資:每贍養(yǎng)1人補助$100,每有一年工齡補助$50,漲工資上限為2600;2 數(shù)據(jù)描述:數(shù)據(jù)庫描述:工資表、功能需求：對于年工資未超過2600的教師漲工資:每贍養(yǎng)1人補助$100,每有一年工齡補助$50,漲工資上限為2600;漲工資系統(tǒng)檢索1.0修改2.0校核3.0打印4.0（3） HIPO圖:（a） 打印4.0校核3

13、.0修改2.0排序1.0漲工資系統(tǒng) (b) (4)所畫的流程圖適合（a）種算法.6-8 畫出下列偽碼程序的流圖，計算它的環(huán)形復(fù)雜度。你覺得這個程序的邏輯有什么問題嗎? C EXAMPLE LOOP:DO WHILE Z>0A=B+1IF A>10 THEN X=A ELSE Y=ZEND IFIF Y<5 THEN PRINT X,Y ELSE IF Y=2 THEN GOTO LOOP ELSE C=3 END IFEND IFG=H+REND DOIF F>0 THEN PRINT C ELSE PRINT KENDIFSTOP12,3458109761112141

14、3答: 對應(yīng)的流圖: 環(huán)形復(fù)雜度：V（G）=E-N+2=17-13+2=6存在的邏輯問題：1）當(dāng)Z>0時易形成死循環(huán). 2) 條件 Y<5 包含條件 Y=26-9 把統(tǒng)計空格程序的Jackson圖(下圖)改畫為等價的程序流程圖和盒圖。統(tǒng)計空格印總數(shù)程序體 I處理字符串*印空格數(shù)分析字符串印字符串 I分析字符* S 處理非空格處理空格 開始結(jié)束文件尾?讀一個字符串換行,輸出字符串, 換行統(tǒng)計空格數(shù)并輸出取下一個字符串換行,輸出空格總數(shù)答: 程序流程圖: 盒圖(N-S 圖) 文件不是文件尾?讀一個字符串換行,輸出字符串, 換行統(tǒng)計空格數(shù)并輸出取下一個字符串換行,輸出空格總數(shù)Y N7-8

15、 對一個包含10000條機器指令的程序進行一個月集成測試后，總共改正了15個錯誤，此時MTTF=10h;經(jīng)過兩個月測試后，總共改正了25個錯誤(第二個月改正了10個錯誤)，MTTF=15h。要求：(1) 根據(jù)上述數(shù)據(jù)確定MTTF與測試時間之間的函數(shù)關(guān)系，畫出MTTF與測試時間的關(guān)系曲線。在畫這條曲線時做了什么假設(shè)?(2) 為做到MTTF=100h，必須進行多長時間的集成測試?當(dāng)集成測試結(jié)束時總共改正了多少個錯誤，還有多少個錯誤潛伏在程序中?答:(1) 所做假設(shè):1)單位長度里的錯誤數(shù)近似為常數(shù);2)失效率正比于軟件中剩余的錯誤數(shù),而平均無故障時間與剩余的錯誤數(shù)成反比. 3)發(fā)現(xiàn)的每一個錯誤都立

16、即正確地改正了.(2)由Shooman公式：MTTF=IT/(K*(ET-EC(T) 其中，IT=104,MTTF1=10,n1=15,MTTF2=15,n2=25。得：MTTF1=IT/(K*(ET-EC(T1)10=10000/(K*(ET-15)MTTF2=IT/(K*(ET-EC(T2)15=10000/(K*(ET-25) (1) 解得程序中固有的錯誤總數(shù)ET=45,此外K=100/3。(2)設(shè)MTTF=100,有100=10000/(（100/3）*(45-x)解得x=42。 所以，當(dāng)集成測試結(jié)束時，改正了42個錯誤，還剩3個錯誤。7-9 如對一個長度為100000條指令的程序進行

17、集成測試期間記錄下下面的數(shù)據(jù)：(a) 7月1日：集成測試開始，沒有發(fā)現(xiàn)錯誤。(b) 8月2日：總共改正100個錯誤，此時MTTF=0.4h(c) 9月1日：總共改正300個錯誤，此時，MTTF=2h根據(jù)上列數(shù)據(jù)完成下列各題：(1) 估計程序中的錯誤總數(shù)；(2) 為使MTTF達到10h，必須測試和調(diào)試這個程序多長時間?(3) 畫出MTTF和測試時間之間的函數(shù)關(guān)系線。答: 由Shooman公式：MTTF=IT/(K*(ET-EC(T) 其中，IT=105,MTTF1=0.4,T1=160,n1=100,MTTF2=2,T2=320,n2=300。得：MTTF1=IT/(K*(ET-EC(T1)0.

18、4=100000/(K*(ET-100)MTTF2=IT/(K*(ET-EC(T2)2=100000/(K*(ET-300) (1)解得程序中固有的錯誤總數(shù)ET=350,此外K=1000。(2)設(shè)MTTF=10,有10=100000/(1000*(350-x)解得x=340。由可靠性積累曲線EC(t)=ET(1-exp（-K1t）)得：100=350*(1-exp（-160K1）)300=350*(1-exp（-320K1）)解得：K=0.01。 代入 340=350*(1-exp（-K1t）)= 350*(1-exp（-0.01t），得：t=(ln(35)/0.01=356h因此求得為使 MTTF=10，測試和調(diào)試該程序需要花費365h。8-1 軟件的可維護性與哪些因素有關(guān)?在軟件開發(fā)過程中應(yīng)該采取哪些措施才能提高軟件產(chǎn)品的可維護性?答: 1、決定軟件可維護性的因素主要有下述5個：1、可理解性；2、可測試性；3、可修改性；4、可移植性；5、可重用性。在需求分析階段的復(fù)審過程中，