軟件工程概述ppt課件(PPT 28頁(yè))

1、第二篇 軟件工程 軟件工程的基本概念 軟件開(kāi)發(fā)各階段的任務(wù)、技術(shù)、方法 主要的軟件開(kāi)發(fā)方法 結(jié)構(gòu)化分析和設(shè)計(jì) 面向?qū)ο蠓治龊驮O(shè)計(jì) 軟件測(cè)試（步驟、方法） 軟件維護(hù)（內(nèi)容、策略）主要內(nèi)容：1第1頁(yè)，共28頁(yè)。第一章 軟件工程概述 軟件技術(shù) 軟件危機(jī) 軟件工程 軟件工程環(huán)境主要內(nèi)容：2第2頁(yè)，共28頁(yè)。 程序與軟件 程序：一系列指令序列的集合，能被計(jì)算機(jī)理解和執(zhí)行 軟件：是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中與硬件子系統(tǒng)相互依存的另一個(gè) 子系統(tǒng)，是一個(gè)包含程序及其文檔資料的完整集 合，提供了用戶與硬件子系統(tǒng)之間的接口 軟件 文檔：與程序開(kāi)發(fā)、維護(hù)和使用有關(guān)的圖文材料 程序：按事先設(shè)計(jì)的功能和性能需求執(zhí)行的指令序列 數(shù)據(jù)：

2、是程序能正常操縱信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 1.1 軟件技術(shù)概述 3第3頁(yè)，共28頁(yè)。1.1 軟件技術(shù)概述 軟件的發(fā)展歷史1 早期階段（60年代中期以前） 關(guān)鍵詞：面向批處理，有限的分布，自定義軟件。2 第二階段（60年代中期70年代中期） 關(guān)鍵詞：多用戶，實(shí)時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)，軟件產(chǎn)品。3 第三階段（70年代中期80年代末） 關(guān)鍵詞：分布式系統(tǒng)，嵌入“智能”，低成本硬件，消費(fèi)者影響。4 第四階段（80年代中期至今） 關(guān)鍵詞：桌面系統(tǒng)，面向?qū)ο?，人工智能，網(wǎng)絡(luò)，并行計(jì)算個(gè)性化的程序 工程化的產(chǎn)品(軟件)4第4頁(yè)，共28頁(yè)。1.1 軟件技術(shù)概述 大型軟件的特點(diǎn)： 規(guī)模大（數(shù)據(jù)量大、占用內(nèi)存大） 復(fù)雜性高（模塊間關(guān)系

3、、調(diào)用方式、數(shù)據(jù)、文件） 開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)、涉及人員多 開(kāi)發(fā)、維護(hù)和使用人員不同 多學(xué)科綜合（軟件知識(shí)、領(lǐng)域知識(shí)）5第5頁(yè)，共28頁(yè)。 軟件技術(shù)的定義： 是開(kāi)發(fā)計(jì)算機(jī)軟件所需的所有技術(shù)的總稱 計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的領(lǐng)域： 軟件工程技術(shù) 程序設(shè)計(jì)技術(shù) 軟件工具環(huán)境技術(shù) 系統(tǒng)軟件技術(shù) 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù) 實(shí)時(shí)軟件技術(shù)1.1 軟件技術(shù)概述 6第6頁(yè)，共28頁(yè)。 軟件復(fù)用的定義 在構(gòu)造新的軟件系統(tǒng)的過(guò)程中，對(duì)已存在的軟件產(chǎn)品 (設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、源代碼、文檔等)重復(fù)使用的技術(shù) 三個(gè)層次：知識(shí)復(fù)用、方法復(fù)用、軟件成分復(fù)用 軟件成分復(fù)用的三個(gè)級(jí)別： 代碼復(fù)用（剪貼、包含和繼承） 設(shè)計(jì)結(jié)果復(fù)用（設(shè)計(jì)模型） 分析結(jié)果復(fù)用（分析模型） 組

4、件技術(shù)1.1 軟件技術(shù)概述 7第7頁(yè)，共28頁(yè)。 軟件危機(jī)的定義 計(jì)算機(jī)軟件的開(kāi)發(fā)和維護(hù)過(guò)程所遇到的一系列嚴(yán)重問(wèn)題，如：開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)、成本增加、可靠性降低等。 1979年美國(guó)政府項(xiàng)目調(diào)查表1.2 軟件危機(jī) 8第8頁(yè)，共28頁(yè)。 軟件危機(jī)的表現(xiàn) 對(duì)軟件開(kāi)發(fā)成本和進(jìn)度的估算很不準(zhǔn)確 用戶很不滿意 質(zhì)量很不可靠 沒(méi)有適當(dāng)?shù)奈臋n，維護(hù)困難 軟件成本比重上升 供不應(yīng)求1.2 軟件危機(jī) 9第9頁(yè)，共28頁(yè)。硬件的故障率曲線軟件的故障率曲線1.2 軟件危機(jī) 軟件危機(jī)產(chǎn)生的原因 客觀：軟件本身特點(diǎn) 邏輯部件 規(guī)模龐大 主觀：不正確的開(kāi)發(fā)方法 忽視需求分析 認(rèn)為“軟件開(kāi)發(fā) = 程序編寫(xiě)”，忽視設(shè)計(jì)和文檔 輕視軟件

5、測(cè)試和維護(hù)成本昂貴、本質(zhì)復(fù)雜、沒(méi)有明顯的制造過(guò)程，運(yùn)行期間存在退化問(wèn)題。10第10頁(yè)，共28頁(yè)。 解決途徑 組織管理 工程項(xiàng)目管理方法 技術(shù)措施 軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)與方法 軟件工具1.2 軟件危機(jī) 11第11頁(yè)，共28頁(yè)。 軟件工程的定義 是指用工程的概念、原理、技術(shù)和方法來(lái)開(kāi)發(fā)和維護(hù) 軟件，把經(jīng)過(guò)時(shí)間考驗(yàn)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(lái)，指導(dǎo)計(jì)算機(jī)軟件 的開(kāi)發(fā)和維護(hù)的工程學(xué)科 指導(dǎo)計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)和維護(hù)的工程學(xué)科 工程方法 + 管理技術(shù) + 技術(shù)方法1.3 軟件工程 12第12頁(yè)，共28頁(yè)。1.3 軟件工程 確保軟件質(zhì)量和提高開(kāi)發(fā)效率 內(nèi)容： 嚴(yán)格按照計(jì)劃進(jìn)行管理 堅(jiān)持進(jìn)行

6、階段評(píng)審 實(shí)行嚴(yán)格的產(chǎn)品控制 采用現(xiàn)代化的程序設(shè)計(jì)技術(shù) 結(jié)果應(yīng)能清楚地審計(jì) 開(kāi)發(fā)小組的人員應(yīng)該少而精 承認(rèn)不斷進(jìn)行軟件工程實(shí)踐的必要性 B.W.Boehm的七條軟件工程原理 軟件生命周期的定義 是一個(gè)軟件從用戶需求開(kāi)始，經(jīng)過(guò)分析、開(kāi)發(fā)、測(cè)試、運(yùn)行維護(hù)的一系列相關(guān)活動(dòng)的全周期。13第13頁(yè)，共28頁(yè)。 軟件的生命周期過(guò)程1.3 軟件工程 14第14頁(yè)，共28頁(yè)。1.3 軟件工程 軟件工程方法學(xué) 軟件工程是技術(shù)與管理的緊密結(jié)合，技術(shù)是指方法學(xué)問(wèn)題，管理是指通過(guò)計(jì)劃、組織和控制等活動(dòng)，合理配置和使用各種資源，得到滿足質(zhì)量要求的工作產(chǎn)物（運(yùn)行系統(tǒng)和支持文檔）。 方法學(xué)的三個(gè)要素：方法、工具和過(guò)程方法：

7、是完成軟件開(kāi)發(fā)各項(xiàng)任務(wù)的技術(shù)方法，是回答“如何做”的問(wèn)題；工具：為方法的運(yùn)用提供自動(dòng)的或半自動(dòng)的軟件支撐環(huán)境；過(guò)程：一系列工作步驟。 15第15頁(yè)，共28頁(yè)。 方法學(xué)的分類快速原型方法1.3 軟件工程 結(jié)構(gòu)化方法起源于結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)思想，注重系統(tǒng)組成要素之間的相互作用關(guān)系，強(qiáng)調(diào)軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的合理性；提出一組提高軟件結(jié)構(gòu)合理性的準(zhǔn)則：結(jié)構(gòu)化分析、結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)化測(cè)試采用的過(guò)程模型 ： 瀑布模型、原型模型螺旋模型、增量模型面向?qū)ο蠓椒ú捎玫倪^(guò)程模型 ：OO 對(duì)象 類 繼承 消息通訊 噴泉模型 ：以算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為核心16第16頁(yè)，共28頁(yè)。1 瀑布模型 特點(diǎn) 階段的順序性和依賴性

8、推遲實(shí)現(xiàn)的觀點(diǎn) 文檔驅(qū)動(dòng)的質(zhì)量保證 存在問(wèn)題 不適合需求模糊的系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)化的軟件過(guò)程模型1.3 軟件工程 17第17頁(yè)，共28頁(yè)。2 快速原型模型 快速原型方法 原型： 是系統(tǒng)的早期版本，是系統(tǒng)的物理模型，只實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的一些最基本的功能，反映系統(tǒng)的行為特性，但不一定滿足全部需求。 建立原型的步驟： 確定用戶的基本需求 建立工作原型 試用原型 修改補(bǔ)充原型 特點(diǎn)： 容易理解和溝通 及早發(fā)現(xiàn)需求中的問(wèn)題 檢查設(shè)計(jì)的可行性 快速原型法： 在軟件生命周期的編碼階段之前插入一個(gè)建立系統(tǒng)原型的階段。1.3 軟件工程 18第18頁(yè)，共28頁(yè)。3 螺旋模型 螺旋模型將瀑布模型和快速原型模型結(jié)合起來(lái)，強(qiáng)調(diào)了其他

9、模型所忽視的風(fēng)險(xiǎn)分析，特別適合于大型復(fù)雜的系統(tǒng)。 四個(gè)象限分別代表了以下活動(dòng)： （1）制定計(jì)劃：確定軟件目標(biāo)，選定實(shí)施方案，弄清項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的限制條件；（2）風(fēng)險(xiǎn)分析：分析評(píng)估所選方案，考慮如何識(shí)別和消除風(fēng)險(xiǎn)；（3）實(shí)施工程：實(shí)施軟件開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證；（4）客戶評(píng)估：評(píng)價(jià)開(kāi)發(fā)工作，提出修正建議，制定下一步計(jì)劃。1.3 軟件工程 19第19頁(yè)，共28頁(yè)。4 增量模型 也稱構(gòu)件集成模型，整個(gè)軟件產(chǎn)品被分解成若干個(gè)構(gòu)件，每一個(gè)構(gòu)件都有設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、集成和測(cè)試等過(guò)程。開(kāi)發(fā)人員逐個(gè)構(gòu)件地交付產(chǎn)品。缺陷：需要軟件具備開(kāi)放式的體系結(jié)構(gòu)：新構(gòu)件加入系統(tǒng)，必須不破壞已構(gòu)造好的系統(tǒng)部分。增量模型的靈活性能較好地適應(yīng)需求的變化

10、，但容易使軟件過(guò)程的控制失去整體性。 1.3 軟件工程 20第20頁(yè)，共28頁(yè)。5 過(guò)程模型之間的比較 1.3 軟件工程 21第21頁(yè)，共28頁(yè)。基本思想： 模擬人類習(xí)慣的思維方式，通過(guò)建立問(wèn)題域的對(duì)象模型（不強(qiáng)調(diào)算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)），使得問(wèn)題空間與解空間在結(jié)構(gòu)上盡可能一致；開(kāi)發(fā)過(guò)程滲透了演繹（一般到特殊：對(duì)象分類）和歸納（特殊到一般：“派生類”對(duì)“基類”的繼承）的漸進(jìn)深化的思維過(guò)程。最主要特征： 以對(duì)象模型為核心，整個(gè)生命周期使用相同的概念、表示法和策略，為動(dòng)態(tài)模型和功能模型提供實(shí)質(zhì)性得框架。組成：面向?qū)ο蠓治觯∣bject-Oriented Analysis, OOA）面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)（Objec

11、t-Oriented Design, OOD）面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)（Object-Oriented Programming, OOP） 面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)1.3 軟件工程 22第22頁(yè)，共28頁(yè)。 OOA： 任務(wù)：分析問(wèn)題域，用相應(yīng)的符號(hào)系統(tǒng)建立系統(tǒng)的概念模型； 通常從三個(gè)方面建立系統(tǒng)模型： 對(duì)象模型：描述系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)夠 動(dòng)態(tài)模型：描述系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu) 功能模型：描述系統(tǒng)功能 OOD： 任務(wù)：決定如何將系統(tǒng)劃分成子系統(tǒng)， 每個(gè)子系統(tǒng)分成更小的子系統(tǒng) OOP： 任務(wù)：將OOD的結(jié)果用一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)1.3 軟件工程 23第23頁(yè)，共28頁(yè)。采用的軟件過(guò)程模型：噴泉模型 以“無(wú)縫”連接和“迭代”的方式，保證

12、了各個(gè)階段工作的連續(xù)性。 “圓圈”代表生命周期的階段，圓圈的重疊表示了階段間的迭代和無(wú)縫過(guò)渡，“向下箭頭”代表了階段內(nèi)的迭代或求精。1.3 軟件工程 24第24頁(yè)，共28頁(yè)。 軟件工具： 定義：可以用來(lái)幫助開(kāi)發(fā)、測(cè)試、分析、維護(hù) 其它計(jì)算機(jī)程序的程序以及文檔資料的 集合，它可以實(shí)現(xiàn)軟件生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化， 提高軟件的生產(chǎn)率、可靠性，降低軟件 生產(chǎn)成本。 軟件工具是一種自動(dòng)化系統(tǒng) 用于軟件生存周期的某一個(gè)階段或某一個(gè)環(huán)節(jié)1.4 軟件工程環(huán)境 25第25頁(yè)，共28頁(yè)。 軟件工程環(huán)境的定義： 是用以支持需求定義、程序生成，以及軟件維護(hù)等整個(gè)軟件生命周期全部活動(dòng)的，并把方法、規(guī)模和計(jì)算機(jī)程序集成在一起的整個(gè)體系。又稱為軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境，軟件支撐環(huán)境，自動(dòng)開(kāi)發(fā)環(huán)境 需求： 集成化的系統(tǒng) 通用的系統(tǒng) 可剪裁又可擴(kuò)充的系統(tǒng) 實(shí)用的、經(jīng)濟(jì)合算的系統(tǒng)1.4 軟件工程環(huán)境 26第26頁(yè)，共28頁(yè)。 計(jì)算機(jī)輔助軟件工程 CASE(Computer Aided Software Engineering) 將軟件工程方法、工具與環(huán)境方面的新技術(shù)同 形式化語(yǔ)義理論有機(jī)地結(jié)合起來(lái) 標(biāo)志著軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入一