軟件工程學(xué) 第1章 軟件工程概述1

1、第1章 軟件工程概述1.0 引言1.1 軟件工程與軟件危機(jī)1.2 軟件工程1.3 軟件生命周期1.4 軟件過程1.5 軟件質(zhì)量評價11.0 引言什么是軟件？硬件？固件？你學(xué)過某種計算機(jī)程序設(shè)計語言嗎？考過程序員嗎？具體寫程序代碼有什么要求？軟件國家標(biāo)準(zhǔn)是什么？什么叫軟件產(chǎn)品？軟件等同于程序嗎？軟件產(chǎn)品是如何開發(fā)的？21.0 引言如何與他人合作完成軟件產(chǎn)品開發(fā)？如何組織和分配軟件產(chǎn)品開發(fā)任務(wù)？什么是軟件文檔管理？軟件如何維護(hù)？分析員與程序員是一回事嗎？如何區(qū)別面向過程的軟件開發(fā)與面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)？有面向可靠性維護(hù)性的軟件開發(fā)嗎？ 。31.0 引言“軟件工程”課程與其它軟件專業(yè)課區(qū)別立足于系統(tǒng)的

2、整體講授系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)測試及系統(tǒng)維護(hù)的理論和方法構(gòu)筑一個軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)軟件開發(fā)全過程41.0 引言本課程要解決的問題（教學(xué)目標(biāo)）：軟件開發(fā)的一般步驟、方法和過程如何編寫出合格的程序代碼和合格的軟件技術(shù)文檔（例：發(fā)生火災(zāi)時要搶救出的東西是軟件設(shè)計文檔！而不是計算機(jī)！） 理解、學(xué)會軟件項(xiàng)目的劃分和實(shí)現(xiàn)方法，以及自己在軟件開發(fā)過程中的位置軟件工程的思想絕不僅僅局限于軟件開發(fā)過程！硬件開發(fā)、固件開發(fā)、系統(tǒng)開發(fā)等 51.0 引言本課程要解決對問題（培養(yǎng)目標(biāo)）：轉(zhuǎn)變對軟件的認(rèn)識：程序 上升 系統(tǒng)轉(zhuǎn)變思維定式：程序員 上升 系統(tǒng)工程師 （系統(tǒng)分析員）61.0 引言學(xué)好本課程的關(guān)鍵： 動腦：動腦分析

3、實(shí)際問題！ 動手：動手撰寫文檔、編寫程序！71.0 引言本課程的主要內(nèi)容：軟件工程概述軟件危機(jī)、軟件工程、軟件生命周期、軟件過程等可行性研究可行性研究任務(wù)、可行性研究過程、數(shù)據(jù)流圖、數(shù)據(jù)字典等需求分析需求分析的任務(wù)、溝通方法、分析建模、實(shí)體聯(lián)系圖、數(shù)據(jù)規(guī)范化、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖等總體設(shè)計設(shè)計過程、設(shè)計原理、啟發(fā)規(guī)則、圖形工具、設(shè)計方法等81.0 引言詳細(xì)設(shè)計編碼與測試編碼方法、軟件測試基礎(chǔ)、單元測試、集成測試、確認(rèn)測試、白盒測試、黑盒測試等UML基礎(chǔ)（面向?qū)ο蟮能浖こ碳夹g(shù)）UML簡介、用例建模、結(jié)構(gòu)建模、行為建模等總計：32學(xué)時91.0 引言其他教學(xué)環(huán)節(jié)：按照軟件工程要求，完成軟件產(chǎn)品各個開發(fā)階段報

4、告，作業(yè)！主要參考書：軟件工程技術(shù)導(dǎo)論，張海藩，清華大學(xué)出版社（第5版）UML及建模，郭寧，清華大學(xué)出版社考試：閉卷筆試101.1 軟件工程與軟件危機(jī)軟件的概念、特點(diǎn)和分類軟件的概念：軟件是計算機(jī)系統(tǒng)中與硬件相互依存的另一部分，它是包括程序、數(shù)據(jù)及其相關(guān)文檔的完整集合程序是按事先設(shè)計的功能和性能要求編寫的指令序列；程序是完成指定功能的一段特定語言代碼c, c+, delphi, matlab, Java數(shù)據(jù)是使程序能正常操縱信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)文檔是與程序開發(fā)、維護(hù)和使用有關(guān)的圖文材料111.1 軟件工程與軟件危機(jī)軟件的定義為：計算機(jī)程序、方法、規(guī)則相關(guān)的文檔資料以及在計算機(jī)上運(yùn)行時所必須的數(shù)據(jù)軟件

5、的特點(diǎn)軟件是一種邏輯實(shí)體軟件的開發(fā)，是人的智力的高度發(fā)揮，而不是傳統(tǒng)意義上的硬件制造軟件維護(hù)與硬件維修有著本質(zhì)的區(qū)別121.1 軟件工程與軟件危機(jī)軟件的特點(diǎn)軟件的開發(fā)至今尚未完全擺脫手工藝的開發(fā)方式，使軟件的開發(fā)效率受到很大限制軟件的開發(fā)是一個復(fù)雜的過程軟件的成分非常昂貴131.1 軟件工程與軟件危機(jī)軟件的分類基于軟件功能的劃分系統(tǒng)軟件：windows、linux、mac應(yīng)用軟件：qq、word、office支撐軟件：visual c+、matlab、delphi141.1 軟件工程與軟件危機(jī)軟件的分類基于軟件工作方式的劃分實(shí)時處理軟件：各種實(shí)時在線監(jiān)控系統(tǒng)分時軟件：各種定時軟件操作系統(tǒng)交互式

6、軟件：大部分軟件都是交互式軟件批處理軟件：特定軟件151.1 軟件工程與軟件危機(jī)軟件工程的背景和歷史1968年由NATO（北大西洋公約組織）在德國Garmish召開的學(xué)術(shù)會議上，F(xiàn)eitz Bauer首先提出了“軟件工程”概念軟件工程與編寫程序（編程）前者是一門學(xué)科，一種科學(xué)理論來指導(dǎo)軟件系統(tǒng)開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)化、自動化的過程后者是單純的代碼編寫161.1 軟件工程與軟件危機(jī)前者考慮如何分解一個系統(tǒng)，以便個人分工開發(fā)；考慮如何說明每個部分的規(guī)格要求；怎樣才能易于維護(hù)后者是軟件工程發(fā)展的前身后者是軟件工程中占據(jù)很少時間和空間的一部分 特別提示：南轅北轍！ 容易關(guān)注編程，忽略軟件工程的作用！ 更容易關(guān)注技

7、能，忽略理論指導(dǎo)！171.1 軟件工程與軟件危機(jī)計算機(jī)學(xué)科的發(fā)展 計算機(jī)科學(xué) 計算科學(xué)18計算機(jī)科學(xué)（CS）計算機(jī)工程（CE）軟件工程（SE）信息系統(tǒng)（IS）（CS）Computing Discipline1.1 軟件工程與軟件危機(jī)計算機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展歷程第一代（20世紀(jì)60年代中期以前）：程序設(shè)計階段第二代（20世紀(jì)60年代中期到70年代中期）：程序系統(tǒng)階段“軟件工程”學(xué)科誕生第三代（20世紀(jì)70年代中期到80年代中期）：軟件工程階段第四代（20世紀(jì)80年代中期至今）：軟件產(chǎn)業(yè)在世界經(jīng)濟(jì)中已經(jīng)占有舉足輕重的地位191.1 軟件工程與軟件危機(jī)從第一代至今工廠管理病人監(jiān)護(hù)工資統(tǒng)發(fā)圖書館管理機(jī)票預(yù)定。

8、201.1 軟件工程與軟件危機(jī)軟件發(fā)展早期（1960）面向批處理有限的分布自定義軟件簡單的設(shè)計和實(shí)時的控制21第二階段（1960-1975）多用戶實(shí)時數(shù)據(jù)庫軟件產(chǎn)品較復(fù)雜的設(shè)計、實(shí)時控制和集中管理1.1 軟件工程與軟件危機(jī)第三階段（19751988）分布式系統(tǒng)嵌入“智能”低成本硬件消費(fèi)者的影響簡單的設(shè)計和實(shí)時的控制22第四階段（1988-今）強(qiáng)大的桌面系統(tǒng)面向?qū)ο蠹夹g(shù)專家系統(tǒng)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)并行計算網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)超大規(guī)模的設(shè)計、超高速實(shí)時控制和海量存儲與運(yùn)算等1.1 軟件工程與軟件危機(jī)軟件工程為什么發(fā)展如此之快不準(zhǔn)確的時間和金錢的估算軟件質(zhì)量低下相對硬件產(chǎn)品開發(fā)，軟件開發(fā)費(fèi)用增加維護(hù)、增強(qiáng)軟件系統(tǒng)的必

9、要性硬件價格大幅度下降根本原因在于需求！軟件危機(jī)的存在！231.1 軟件工程與軟件危機(jī)軟件危機(jī)概念軟件開發(fā)和維護(hù)中存在的一系列嚴(yán)重問題，稱為“軟件危機(jī)”1968年，北大西洋公約組織的計算機(jī)科學(xué)家在德國召開的國際會議上，為解決“軟件危機(jī)”問題，提出了“軟件工程”的概念241.1 軟件工程與軟件危機(jī)軟件危機(jī)表現(xiàn)成本和進(jìn)度難掌握對用戶需求了解模糊，用戶對軟件不滿意，“閉門造車”質(zhì)量不可靠：可靠性和質(zhì)量保證審查、復(fù)審和測試不可維護(hù)：“可重用軟件”251.1 軟件工程和軟件危機(jī)沒有文檔：對管理者、開發(fā)者、維護(hù)者都是至關(guān)重要的軟件成本逐年上升跟不上硬件發(fā)展實(shí)例講評：軟件沒有適當(dāng)?shù)奈臋n資料導(dǎo)致軟件廢棄：石英

10、擺片測試軟件261.1 軟件工程與軟件危機(jī)實(shí)例講評軟件維護(hù)性實(shí)例：Microsoft word發(fā)展歷程：Microsoft word 5.0 Microsoft word 6.0Microsoft word 7.0 Microsoft word 95Microsoft word 97 Microsoft word 98Microsoft word 2003, XP, Vista, 2007實(shí)例講評硬盤刻錄機(jī)軟件：軟件bug無法出來271.1 軟件工程與軟件危機(jī)軟件危機(jī)原因與軟件特點(diǎn)有關(guān)：管理和控制軟件開發(fā)過程相當(dāng)困難！開發(fā)和維護(hù)方法不正確:個體化特點(diǎn)忽視需求分析忽視評審忽視測試忽視維護(hù)等281.1 軟件工程與軟件危機(jī)軟件危機(jī)面臨的問題：進(jìn)展難衡量、質(zhì)量難評估、管理難控制如何開發(fā)軟件，以滿足對軟件日益增長的需求如何維護(hù)數(shù)量不斷膨脹的已有軟件規(guī)模、復(fù)雜性、生產(chǎn)率291.1 軟件工程與軟件危機(jī)實(shí)例講評：Windows95有1000萬行代碼Windows2000有5000萬行代碼Exchange2000和W