chap4-程序開發(fā)和軟件工程

1、第四章第四章 程序開發(fā)與軟件工程程序開發(fā)與軟件工程l 程序開發(fā)的過程程序開發(fā)的過程l“軟件危機軟件危機”l 軟件工程概念軟件工程概念l 本章將介紹軟件工程的基本思想和本章將介紹軟件工程的基本思想和 方法方法軟件危機軟件危機l硬件生產(chǎn)率大幅提高；軟件規(guī)模越來越大；硬件生產(chǎn)率大幅提高；軟件規(guī)模越來越大；軟件生產(chǎn)率很低；硬、軟件供需失衡軟件生產(chǎn)率很低；硬、軟件供需失衡l軟件危機的具體體現(xiàn)軟件危機的具體體現(xiàn) 軟件開發(fā)進(jìn)度難以預(yù)測 軟件開發(fā)成本難以控制 用戶對產(chǎn)品功能難以滿足 軟件產(chǎn)品質(zhì)量無法保證 軟件缺少適當(dāng)?shù)奈臋n資料 軟件危機軟件危機（續(xù)）（續(xù)）l 最典型失敗系統(tǒng)的例子最典型失敗系統(tǒng)的例子 IBM公

2、司開發(fā)OS/360系統(tǒng)，共有4000多個模塊，約100萬條指令，投入5000人年，耗資數(shù)億美元，結(jié)果還是延期交付。在交付使用后的系統(tǒng)中仍發(fā)現(xiàn)大量（2000個以上）的錯誤 軟件危機軟件危機（續(xù)）（續(xù)）l軟件危機是指在計算機軟件的開發(fā)和維軟件危機是指在計算機軟件的開發(fā)和維護(hù)過程中所遇到的一系列嚴(yán)重問題。為護(hù)過程中所遇到的一系列嚴(yán)重問題。為了研究、解決軟件危機，誕生了一門新了研究、解決軟件危機，誕生了一門新興學(xué)科興學(xué)科軟件工程學(xué)軟件工程學(xué)。它把軟件作為。它把軟件作為工程對象，從技術(shù)措施和組織管理兩個工程對象，從技術(shù)措施和組織管理兩個方面來研究、解決軟件危機方面來研究、解決軟件危機 4.1 4.1 程

3、序設(shè)計過程程序設(shè)計過程l 程序設(shè)計程序設(shè)計(Programming)(Programming)需求分析需求分析程序設(shè)計程序設(shè)計編碼編碼測試與排錯測試與排錯一一 需求分析需求分析l 程序的程序的形式形式是程序語言描述的程序正文是程序語言描述的程序正文l 程序的程序的內(nèi)容內(nèi)容就是對需要解決的問題的描述就是對需要解決的問題的描述l 建模建模是計算機解題中的難點，也是計算機解題成敗是計算機解題中的難點，也是計算機解題成敗的關(guān)鍵的關(guān)鍵 建立計算機可以實現(xiàn)的計算模型。就是解題的數(shù)學(xué)模型 通過數(shù)值分析將計算模型化為等價的計算機可接受的方程 非數(shù)值問題更要依賴模型需求分析需求分析（續(xù)）（續(xù)）l 程序的規(guī)格說明

4、程序的規(guī)格說明(specification)(specification)規(guī)格說明是程序設(shè)計必須遵從的“憲法”沒有模型就難于寫出準(zhǔn)確的規(guī)格說明一個程序(軟件)經(jīng)過分析可以分解為若干個子部分，除了總的規(guī)格說明之外，各子部分也要寫規(guī)格說明。它們也是這些子部分開發(fā)、測試、驗收的依據(jù)需求分析需求分析（續(xù)）（續(xù)）l一般子模塊規(guī)格說明的內(nèi)容一般子模塊規(guī)格說明的內(nèi)容 名稱名稱( (名稱最好有較強的概括性，如矩陣二次型名稱最好有較強的概括性，如矩陣二次型) ) 開發(fā)者開發(fā)者/ /日期：日期： 輸入輸入: : 算法模型：數(shù)學(xué)模型寫公式，圖模型畫圖算法模型：數(shù)學(xué)模型寫公式，圖模型畫圖 功能特征功能特征: : 輸出

5、輸出: : 性能約束性能約束: :需求分析需求分析（續(xù)）（續(xù)）l 整個應(yīng)用程序的規(guī)格說明的內(nèi)容應(yīng)包括：整個應(yīng)用程序的規(guī)格說明的內(nèi)容應(yīng)包括： 名稱名稱: 開發(fā)者開發(fā)者/日期日期: 功能特征功能特征: 程序結(jié)構(gòu)：列出子部分名稱、規(guī)格程序結(jié)構(gòu)：列出子部分名稱、規(guī)格(特征特征) 使用資源：使用資源： 軟件型號、規(guī)格軟件型號、規(guī)格 軟件平臺型號、版本軟件平臺型號、版本 數(shù)據(jù)庫型號、版本數(shù)據(jù)庫型號、版本 輸入輸入: 輸出輸出: 性能約束性能約束: 其它：保密級別、口令等其它：保密級別、口令等 需求分析需求分析（續(xù)）（續(xù)）l規(guī)格說明一般寫在源程序頭部的注釋行中，規(guī)格說明一般寫在源程序頭部的注釋行中，這種風(fēng)格

6、流傳至今這種風(fēng)格流傳至今l也可單獨寫規(guī)格說明文檔（從軟件工程的也可單獨寫規(guī)格說明文檔（從軟件工程的角度來說，應(yīng)當(dāng)這樣。后面將討論這個問角度來說，應(yīng)當(dāng)這樣。后面將討論這個問題），對于大的源程序題），對于大的源程序(千句以上千句以上)這種重這種重復(fù)是必要的復(fù)是必要的二二 程序設(shè)計程序設(shè)計l流程圖流程圖 流程圖可清楚地看出執(zhí)行邏輯。畫流程圖是作設(shè)計。設(shè)計先于編碼l程序設(shè)計包括程序的控制流設(shè)計程序設(shè)計包括程序的控制流設(shè)計( (算法設(shè)計算法設(shè)計) )和和數(shù)據(jù)設(shè)計數(shù)據(jù)設(shè)計 只要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定下來，算法的設(shè)計就比較容易。對大多數(shù)問題來說，兩者并重 算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)滿足功能要求，還要滿足規(guī)格說明對性能的要求l

7、程序設(shè)計還應(yīng)該保證軟件的程序設(shè)計還應(yīng)該保證軟件的質(zhì)量質(zhì)量 可靠性，安全性，可維護(hù)性，可移植性，適應(yīng)性，可測試性等程序設(shè)計準(zhǔn)則程序設(shè)計準(zhǔn)則l 模塊化模塊化較小的模塊；降低程序的復(fù)雜性；避免數(shù)據(jù)耦合少用全局變量，少通過嵌套作用域來傳遞參數(shù)l 結(jié)構(gòu)化結(jié)構(gòu)化每個模塊內(nèi)程序控制應(yīng)是結(jié)構(gòu)化的，即只有三種基本控制結(jié)構(gòu)并層層嵌套；不用或少用GoTo語句l 數(shù)據(jù)隱藏數(shù)據(jù)隱藏凡與其它模塊無關(guān)的數(shù)據(jù)盡可能作為局部量放在自己的模塊內(nèi)程序設(shè)計準(zhǔn)則程序設(shè)計準(zhǔn)則（續(xù)）（續(xù)）l 可測試性可測試性l 一致性一致性行文風(fēng)格一致(排列對齊，空行、邊框、關(guān)鍵字都出現(xiàn)在同樣位置)表達(dá)方法盡量一致(同樣的數(shù)據(jù)、控制結(jié)構(gòu)同樣表達(dá)，如用鏈表

8、都鏈表，用數(shù)組都數(shù)組)設(shè)計方法設(shè)計方法l需求分析定義的規(guī)格說明是在一個核心的、需求分析定義的規(guī)格說明是在一個核心的、大致的解題大致的解題模型模型之上，設(shè)計時要具體刻畫出之上，設(shè)計時要具體刻畫出來，來，具體到能一一對應(yīng)編碼為宜具體到能一一對應(yīng)編碼為宜l程序開發(fā)是從抽象到具體的過程。兩種典型程序開發(fā)是從抽象到具體的過程。兩種典型方法方法: :自頂向下逐步求精自頂向下逐步求精面向?qū)ο笤O(shè)計面向?qū)ο笤O(shè)計：面向?qū)ο缶幊淌堑湫偷挠傻紫蛏显O(shè)計；對象建模的關(guān)鍵是找出對象三三 編碼編碼l 編碼編碼(Coding)(Coding)是是正式地編寫某種程序語言的源正式地編寫某種程序語言的源程序，還包括以下工作：程序，還

9、包括以下工作： 模塊最后重組 一致性完善 源程序級的程序優(yōu)化：l 盡可能用符號常量l 減少重復(fù)計算l 將循環(huán)次數(shù)多的作內(nèi)循環(huán)l 減少不必要的計算l 除了時間優(yōu)化而外，還有空間優(yōu)化即少占存儲四四 測試與排錯測試與排錯l軟件測試是為了發(fā)現(xiàn)程序中的錯誤而進(jìn)軟件測試是為了發(fā)現(xiàn)程序中的錯誤而進(jìn)行的一系列工作過程。它有以下特征：行的一系列工作過程。它有以下特征： 測試的挑剔性 完全測試的不可能性l程序的可靠性程序的可靠性定義為定義為“在給定的時間和給定的環(huán)在給定的時間和給定的環(huán)境下，系統(tǒng)成功地執(zhí)行所指定功能的概率境下，系統(tǒng)成功地執(zhí)行所指定功能的概率” 測試的經(jīng)濟性測試技術(shù)測試技術(shù)l測試是將可能的輸入值測試

10、是將可能的輸入值( (一組數(shù)據(jù)一組數(shù)據(jù)) )輸入輸入運行后看程序是否滿足預(yù)期結(jié)果運行后看程序是否滿足預(yù)期結(jié)果( (機器動機器動作正確或輸出值正確作正確或輸出值正確) )。這一組測試數(shù)據(jù)。這一組測試數(shù)據(jù)稱為測試用例稱為測試用例(testing case)(testing case) 黑箱測試黑箱測試 白箱測試白箱測試黑箱測試黑箱測試l按規(guī)格說明指明的輸入和預(yù)期的功能、性按規(guī)格說明指明的輸入和預(yù)期的功能、性能進(jìn)行測試。程序的使用性能是測試的主能進(jìn)行測試。程序的使用性能是測試的主要目標(biāo)。一般說的程序測試即指黑箱測試要目標(biāo)。一般說的程序測試即指黑箱測試l等價類劃分等價類劃分l邊值分析邊值分析l測試用例

11、設(shè)計是一個需要創(chuàng)造性的工作，測試用例設(shè)計是一個需要創(chuàng)造性的工作，力求例子少而精，覆蓋面大，且無一遺漏力求例子少而精，覆蓋面大，且無一遺漏白箱測試白箱測試l讓程序的每一條語句都執(zhí)行一次本測試用讓程序的每一條語句都執(zhí)行一次本測試用例，這就是白箱測試?yán)?，這就是白箱測試l白箱測試也叫白箱測試也叫路徑測試路徑測試。所有的語句必須。所有的語句必須執(zhí)行一次以上，這是最起碼的要求。徹底執(zhí)行一次以上，這是最起碼的要求。徹底些，每條路徑都要走到。些，每條路徑都要走到。所有路徑都走一所有路徑都走一遍還不能保證徹底遍還不能保證徹底。因為每個判斷的子條。因為每個判斷的子條件也可能從未用過。只有每個判斷的子判件也可能從未

12、用過。只有每個判斷的子判斷為斷為真真為為假假都走一遍才相對徹底都走一遍才相對徹底排排 錯錯l排錯排錯(Debugging)(Debugging)也叫調(diào)試，排錯是消除也叫調(diào)試，排錯是消除程序中缺陷程序中缺陷(bug)(bug)的過程。一般有以下步的過程。一般有以下步驟：驟： 通過測試發(fā)現(xiàn)程序有錯 找出出錯的位置(定位) 分析出錯原因，并改正之 再測試消除找出的缺陷排排 錯錯（續(xù)）（續(xù)）l 編碼階段的測試盡可能采用白箱技術(shù)。當(dāng)一組數(shù)據(jù)多次運行有相同的錯誤則證明此模塊有錯。語法錯誤最好查，好的編譯會指出出錯地點。不能運行完的一般是連接錯誤，有的系統(tǒng)也會自動指出。能運行但不能得出正確結(jié)果是排錯最常見的

13、工作l 錯誤定位的思維方法是“步步為營”、“縮小包圍圈”。利用工具或人為設(shè)置檢查點，每個檢查點顯示當(dāng)前執(zhí)行情況(數(shù)據(jù)值)l 一般需要接口處設(shè)檢查點，以便了解進(jìn)入本塊的最初情況排排 錯錯（續(xù)）（續(xù)）l 找到出錯原因改正錯誤要十分小心。不要找到一個就改，盡可能找出所有的錯再改，以減少它們彼此因修改而產(chǎn)生的相互影響。經(jīng)驗表明，改一個錯誤派生出3-4個錯是常有的事。對每次測試條件、結(jié)果的詳細(xì)記錄是十分重要的!l 一般把編碼階段的測試稱為模塊測試，對于不大的程序系統(tǒng)，以上方法和技術(shù)就足以應(yīng)付了。對于較大的程序系統(tǒng)，下一步是整個程序系統(tǒng)的測試，將在軟件工程中講述4.24.2 軟件工程概述軟件工程概述l 軟

14、件的發(fā)展：軟件的發(fā)展：程序設(shè)計階段（1946年1955年底）軟件設(shè)計階段（1956年1970年）軟件工程階段（1970年至今）: l由于軟件危機的產(chǎn)生，迫使人們不得不研究、改變軟件開發(fā)的技術(shù)手段和管理方法。從此軟件生產(chǎn)進(jìn)入軟件工程時 軟件工程概述軟件工程概述（續(xù)）（續(xù)）l1968年軟件業(yè)界和科學(xué)工作者提出了軟件工程的概念：任何軟件都應(yīng)當(dāng)和其它產(chǎn)業(yè)任何軟件都應(yīng)當(dāng)和其它產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品一樣，由專業(yè)人員制作的產(chǎn)品一樣，由專業(yè)人員制作( (軟件中是系軟件中是系統(tǒng)分析員、高級程序員、程序員統(tǒng)分析員、高級程序員、程序員) )，以，以系統(tǒng)系統(tǒng)的、工程的的、工程的方法開發(fā)制作，并提供全方位方法開發(fā)制作，并提供全方位

15、的售后服務(wù)管理的售后服務(wù)管理( (不能因開發(fā)者離開調(diào)走而不能因開發(fā)者離開調(diào)走而無人管無人管) )軟件工程概述軟件工程概述（續(xù)）（續(xù)）l所謂系統(tǒng)的方法是任何產(chǎn)品都有其創(chuàng)意、開發(fā)、生產(chǎn)、調(diào)試、使用、維護(hù)、退役的全過程，而不是只考慮其中的一部分(例如，軟件開發(fā))l所謂工程方法要有工程規(guī)范和工程管理。工程產(chǎn)品不要求絕對完善，只要求在給定時間、給定的經(jīng)費和當(dāng)前技術(shù)條件下符合規(guī)范的要求的最佳。工程管理要考慮到可行性、計劃性、投入/產(chǎn)出、費用/效益軟件工程概述軟件工程概述（續(xù)）（續(xù)）l 軟件開發(fā)不再是完成為解決某一問題而必需滿足的功能、性能要求，而是作為一個軟件產(chǎn)品的全面功能、性能要求。例如，可維護(hù)性、可擴

16、充性、可識性、可移植性等。軟件工程以系統(tǒng)工程的方法制作軟件產(chǎn)品，它包括:軟件的系統(tǒng)軟件的系統(tǒng)( (生存期生存期) )模型模型與此模型相對應(yīng)的各種規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)與此模型相對應(yīng)的各種規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)為達(dá)到這些規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的方法和工具為達(dá)到這些規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的方法和工具軟件開發(fā)的全面管理軟件開發(fā)的全面管理軟件工程概述軟件工程概述（續(xù)）（續(xù)）l 軟件不僅僅是可運行的程序系統(tǒng)，為了維護(hù)和適應(yīng)市場技術(shù)的發(fā)展，它必須有全套完整的文檔，所以軟件=程序+文檔l 軟件開發(fā)方法學(xué)的研究是軟件技術(shù)發(fā)展最活躍的因素。所謂方法學(xué)(Methodology)是一組規(guī)范了的方法，按這組方法執(zhí)行，可以得到較為理想的結(jié)果。把這組方法施行過程標(biāo)準(zhǔn)化

17、就是軟件開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)軟件工程概述軟件工程概述（續(xù)）（續(xù)）l 有了軟件規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，軟件工具才有市場。軟件工具從最初的編譯器、連接器、加載運行的必備工具(現(xiàn)在已納入操作系統(tǒng)范疇)到測試排錯工具、格式美化器，到當(dāng)今可執(zhí)行的規(guī)范說明語言、模型描述代碼自動生成工具。以“軟件開發(fā)軟件”的大量自動工具的出現(xiàn)，構(gòu)成了良好的軟件開發(fā)環(huán)境(Environment，開發(fā)環(huán)境即開發(fā)工具集的總稱)。這些工具的互連和集成(在單一的界面上可以方便、靈活地使用這些工具)就構(gòu)成了軟件開發(fā)平臺(flat)4.3 4.3 傳統(tǒng)的軟件工程傳統(tǒng)的軟件工程l軟件工程是以系統(tǒng)的、規(guī)范的、定量的方軟件工程是以系統(tǒng)的、規(guī)范的、定量的方法應(yīng)用于軟件

18、的開發(fā)、運營和維護(hù)，以及法應(yīng)用于軟件的開發(fā)、運營和維護(hù)，以及對這些方法的研究對這些方法的研究l軟件工程一開始就以高質(zhì)量、高效率、低軟件工程一開始就以高質(zhì)量、高效率、低成本開發(fā)大型軟件系統(tǒng)為己任。強調(diào)采用成本開發(fā)大型軟件系統(tǒng)為己任。強調(diào)采用強類型語言，嚴(yán)格規(guī)范、步步為營，實現(xiàn)強類型語言，嚴(yán)格規(guī)范、步步為營，實現(xiàn)軟件的工程化開發(fā)軟件的工程化開發(fā)一一 生存周期模型生存周期模型瀑布式生存周期模型瀑布式生存周期模型 / 線性順序線性順序l原型模型（原型模型（Prototyping）l螺旋模型（螺旋模型（Spiral）l構(gòu)件組裝模型（構(gòu)件組裝模型（Component）l快速應(yīng)用開發(fā)（快速應(yīng)用開發(fā)（RAD）

19、業(yè)務(wù)模型業(yè)務(wù)模型數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型處理模型處理模型應(yīng)用生成應(yīng)用生成測試與交付測試與交付6090天天二二 需求分析需求分析l將用戶需要抽象為模型，并指出什么樣將用戶需要抽象為模型，并指出什么樣的軟件能滿足抽象出的模型的軟件能滿足抽象出的模型l分析任務(wù)分析任務(wù):識別問題分析與綜合建模寫規(guī)格說明國家標(biāo)準(zhǔn)GB856D-88規(guī)格說明的內(nèi)容 1. 1. 引言引言 1.1 1.1 編寫說明編寫說明 1.2 1.2 背景背景 立項根據(jù)或合同立項根據(jù)或合同 1.3 1.3 定義定義 指文中用到的術(shù)語、概念指文中用到的術(shù)語、概念 1.4 1.4 參考資料參考資料 2. 2. 任務(wù)概述任務(wù)概述 2.1 2.1 目標(biāo)目

20、標(biāo) 2.2 2.2 用戶特點用戶特點 2.3 2.3 假定和約束假定和約束 本軟件前題條件本軟件前題條件 3. 3. 需求規(guī)定需求規(guī)定 3.1 3.1 對功能的規(guī)定對功能的規(guī)定 可按信息結(jié)構(gòu)分述可按信息結(jié)構(gòu)分述國家標(biāo)準(zhǔn)GB856D-88規(guī)格說明的內(nèi)容（續(xù)） 3.2 3.2 對性能的規(guī)定對性能的規(guī)定 3.2.1 3.2.1 精度精度 3.2.2 3.2.2 時間特性時間特性 3.2.3 3.2.3 靈活性靈活性 3.3 3.3 對輸入輸出的要求對輸入輸出的要求 3.4 3.4 對數(shù)據(jù)管理能力要求對數(shù)據(jù)管理能力要求 3.5 3.5 故障處理要求故障處理要求 3.6 3.6 其它專門要求其它專門要求

21、 4. 4. 運行環(huán)境規(guī)定運行環(huán)境規(guī)定 4.1 4.1 設(shè)備設(shè)備 4.2 4.2 支持軟件支持軟件 4.3 4.3 接口接口 4.4 4.4 控制控制 需求分析需求分析（續(xù)）（續(xù)）l需求階段的其他工作需求階段的其他工作 除了建模和寫規(guī)格說明書之外，在需求階段還要做以除了建模和寫規(guī)格說明書之外，在需求階段還要做以下工作下工作 可行性分析報告 項目計劃 初步用戶手冊 評審分析模型分析模型l 分析模型諸元素分析模型諸元素數(shù)據(jù)模型：描述數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，常用E-R圖功能模型：描述軟件如何處理數(shù)據(jù)，常用DFD圖行為模型：以軟件的數(shù)據(jù)狀態(tài)改變來刻劃軟件的行為，事件是促使?fàn)顟B(tài)改變的動因，使?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)移，常用狀態(tài)轉(zhuǎn)

22、移圖STDl 數(shù)據(jù)流圖數(shù)據(jù)流圖DFDDFDl 控制流圖控制流圖CFDCFD數(shù)據(jù)流圖數(shù)據(jù)流圖 DFDDFDl 信息在機內(nèi)以數(shù)據(jù)形式出現(xiàn)。數(shù)據(jù)流圖信息在機內(nèi)以數(shù)據(jù)形式出現(xiàn)。數(shù)據(jù)流圖(DataFlow Diagram)(DataFlow Diagram)的表示法很簡單。的表示法很簡單。只有四種圖符只有四種圖符外部實體數(shù)據(jù)流處理數(shù)據(jù)存儲實體名數(shù)據(jù)名處理名名數(shù)據(jù)庫查詢應(yīng)用的細(xì)化數(shù)據(jù)庫查詢應(yīng)用的細(xì)化DFDDFD圖圖得到命令分析命令命令重組輸出信息檢查完整性得歷史記錄休整命令換成SQLDBMS分析應(yīng)答輸出數(shù)據(jù)用戶命令歷史命令命令合法命令出錯1出錯2終端數(shù)據(jù)被檢數(shù)據(jù)出錯了信息標(biāo)志數(shù)據(jù)DB應(yīng)答查詢請求完整命令完

23、整命令不完整記錄請求*數(shù)據(jù)庫文件右圖是細(xì)化的DFD圖。*表示“與”，+表示“或”，也可用文字注明。一個圈就是一個過程/函數(shù)，可退化為一語句，也可再分解為一子DFD圖，出入的數(shù)據(jù)流不變實體關(guān)系圖實體關(guān)系圖 ERDERDl實體實體關(guān)系圖關(guān)系圖(Entity-Relationship (Entity-Relationship DiagramDiagram簡稱簡稱ERDERD) )的圖元是矩形框表示的圖元是矩形框表示實體，中間寫數(shù)據(jù)對象名；實體間的連實體，中間寫數(shù)據(jù)對象名；實體間的連線即表示它們之間有關(guān)系，線上寫關(guān)系線即表示它們之間有關(guān)系，線上寫關(guān)系名。也可以把關(guān)系名寫在凌形框內(nèi)。聯(lián)名。也可以把關(guān)系名

24、寫在凌形框內(nèi)。聯(lián)線兩端的符號表示在此關(guān)系下實體可以線兩端的符號表示在此關(guān)系下實體可以1 1對對1 1出現(xiàn)，出現(xiàn)，1 1 對多，多對多出現(xiàn)。也可對多，多對多出現(xiàn)。也可以指示此關(guān)系是可選的以指示此關(guān)系是可選的實體關(guān)系圖實例實體關(guān)系圖實例l E-R圖可以表示實體聚集和層次關(guān)系，如下圖：選手分成不合格一般選手優(yōu)秀干事國家隊國奧隊轉(zhuǎn)業(yè)轉(zhuǎn)隊用用E-RE-R圖表示層次關(guān)系圖表示層次關(guān)系乒乓隊田徑隊籃球隊足球隊組成國 家 隊用用E-R圖表示聚集關(guān)系圖表示聚集關(guān)系三三 設(shè)計設(shè)計l 設(shè)計是構(gòu)造軟件的重要階段，它根據(jù)分析得出的設(shè)計是構(gòu)造軟件的重要階段，它根據(jù)分析得出的模型，以當(dāng)今可用的技術(shù)和設(shè)施，作出決策。所模型，

25、以當(dāng)今可用的技術(shù)和設(shè)施，作出決策。所以要設(shè)計出能運行的軟件要作到以要設(shè)計出能運行的軟件要作到: :數(shù)據(jù)設(shè)計數(shù)據(jù)設(shè)計 整個軟件用到的數(shù)據(jù)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計體系結(jié)構(gòu)設(shè)計 整個軟件的程序組成過程設(shè)計過程設(shè)計 每個組成如何實現(xiàn)界面設(shè)計界面設(shè)計 用戶怎樣使用本軟件？本 軟件和環(huán)境如何相接設(shè)計設(shè)計（續(xù)）（續(xù)）l早期的設(shè)計分為概要設(shè)計早期的設(shè)計分為概要設(shè)計(preliminary (preliminary design)design)和詳細(xì)設(shè)計和詳細(xì)設(shè)計(detail design)(detail design)兩個兩個階段階段l設(shè)計不等于編碼，設(shè)計不等于編碼，“邊設(shè)計、邊編碼、邊邊設(shè)計、邊編碼、邊測試測試”是約

26、定俗成的，設(shè)計是約定俗成的，設(shè)計分析也無嚴(yán)分析也無嚴(yán)格界線格界線數(shù)據(jù)設(shè)計數(shù)據(jù)設(shè)計l數(shù)據(jù)設(shè)計(Data Design)是將需求分析中定義的數(shù)據(jù)模型進(jìn)一步細(xì)化為軟件實現(xiàn)需要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它對應(yīng)為分析模型中的E-R模型和數(shù)據(jù)字典l數(shù)據(jù)設(shè)計還要決定選用文件還是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)l基于數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用有時還需選定數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)并創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫。這些在需求分析時就應(yīng)定下來，這個階段是具體創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu)設(shè)計體系結(jié)構(gòu)設(shè)計l體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(Architectural design)的主要目標(biāo)是建立整個軟件的總體結(jié)構(gòu)，在分析階段中高層的模型圖大體可以劃分子系統(tǒng)，以及子系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)聯(lián)系l由于DFD圖一般能反映數(shù)據(jù)和處理軟件功能的兩個方

27、面，所以從細(xì)化DFD圖開始，完成后轉(zhuǎn)成結(jié)構(gòu)圖(Structured Chart簡稱SC)建立體系結(jié)構(gòu)的大體思路建立體系結(jié)構(gòu)的大體思路l 細(xì)化細(xì)化DFDDFD圖圖l 分析細(xì)化的分析細(xì)化的DFDDFD圖，調(diào)整圖，調(diào)整SCSCl 結(jié)構(gòu)調(diào)整結(jié)構(gòu)調(diào)整l 調(diào)整時應(yīng)考慮易于測試調(diào)整時應(yīng)考慮易于測試界面設(shè)計界面設(shè)計管理輸入設(shè)備(鼠標(biāo)、鍵盤);確認(rèn)用戶輸入;處理錯誤和顯示錯誤消息;提供輸入反饋(如輸入自動回聲);提供提示和幫助開發(fā)(開發(fā)者只要規(guī)定符號和提供幫助內(nèi)容);窗口、域的顯示，重疊和內(nèi)容滾展;提供和應(yīng)用程序的接口;界面管理功能和應(yīng)用程序隔離;允許用戶定制界面。 對應(yīng)用開發(fā)者此刻要先做：界面的規(guī)格說明；界面

28、設(shè)計原則；定義到外部數(shù)據(jù)和外部設(shè)備或系統(tǒng)的接口過程設(shè)計過程設(shè)計l完成數(shù)據(jù)、體系結(jié)構(gòu)、界面設(shè)計之后，就按處理規(guī)格說明，或控制規(guī)格說明，或狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，一一寫出過程程序。選定或設(shè)計相應(yīng)的算法作出設(shè)計。此時并非用某種程序設(shè)計語言，而是類_xxx語言、PDL、細(xì)化圖形（設(shè)計詳細(xì)的結(jié)構(gòu)化流程圖）四四 軟件測試軟件測試l 軟件測試軟件測試是保證軟件質(zhì)量中的一種活動，軟件質(zhì)量要經(jīng)過驗證(Verification)和確認(rèn)(Validation)過程，簡稱V&V驗證驗證是證實軟件正確地實現(xiàn)了某些功能(所作的軟件正確)確認(rèn)確認(rèn)是證實所作軟件能夠滿足用戶的要求(作出了正確的軟件)測試是為發(fā)現(xiàn)軟件錯誤而執(zhí)行程序

29、的過程本節(jié)從軟件工程角度系統(tǒng)地介紹測試測試的種類測試的種類l 單元(Unit，一個或多個模塊)測試，它驗證編碼是否正確l 集成(Intergrated)測試，即按項目要求做完一完整軟件，驗證其功能、性能是否達(dá)到設(shè)計要求l 確認(rèn)(Validation)測試，即全面驗證本軟件是否達(dá)到需求定義的規(guī)格說明的要求l 系統(tǒng)(System)測試，即全面測試作為軟件產(chǎn)品的功能與性能，如錯誤恢復(fù)能力、安全性、抗干撓能力、極限能力等測試文檔測試文檔l在軟件分析和設(shè)計時就要準(zhǔn)備寫出測試在軟件分析和設(shè)計時就要準(zhǔn)備寫出測試計劃。到設(shè)計完成后即時寫出測試規(guī)模計劃。到設(shè)計完成后即時寫出測試規(guī)模說明說明( (包含測試計劃包含測試計劃) )。測試規(guī)格說明的。測試規(guī)格說明的大體內(nèi)容如下頁表大體內(nèi)容如下頁表: :測試規(guī)格說明測試規(guī)格說明. . 測試范圍測試