【學習課件】第03次課軟件工程基本概念

1、2003.11.全國計算機等級考試二級公共基礎知識精選課件第三講 軟件工程基本概念課程名稱計算機等級二級公共基礎 1011 學年 第 一 學期選修 臨0021 班 9 月 29 日 第 4 周 第 2 次課 總第 3次課 精選課件課程目標掌握軟件工程的定義和軟件危機的現(xiàn)象、產(chǎn)生原因 理解軟件過程 了解軟件工程發(fā)展方向精選課件重點、難點軟件工程的定義及產(chǎn)生的原因精選課件軟件與軟件的特點一、軟件程序數(shù)據(jù)文檔 二、軟件的特點 1、計算機軟件是一種抽象的邏輯產(chǎn)品。 2、軟件的生產(chǎn)與硬件不同。 3、軟件產(chǎn)品不會用壞，不存在硬件產(chǎn)品那樣的機械磨損、老化等問題。 圖1-1 軟硬件失效率曲線 精選課件軟件與軟

2、件的特點4、軟件產(chǎn)品的生產(chǎn)主要是腦力勞動。 5、軟件費用不斷增加，軟件成本相當昂貴。 6、軟件工作涉及到各種社會因素。 軟件的種類：1、按軟件的功能進行劃分，軟件可以分為系統(tǒng)軟件、支撐軟件和應用軟件。2、按軟件規(guī)模進行劃分，軟件可分為微型、小型、中型、大型、較大型和巨大型。3、按軟件工作方式劃分，軟件可分為實時處理軟件、分時軟件、交互式軟件和批處理軟件。精選課件 軟件與軟件危機軟件規(guī)模的分類 類別參加人員數(shù)研制期限產(chǎn)品規(guī)模（源程序行數(shù)）微型114周0.5k小型116月1k2k中型2512年5k50k大型52023年50k100k甚大型100100045年1M(=1000k)極大型2000500

3、0510年1M10M精選課件軟件危機軟件危機的產(chǎn)生 20世紀60年代中期以后，一些開發(fā)大型軟件系統(tǒng)的要求提了出來。然而軟件技術的進步一直未能滿足形勢發(fā)展的需要，在大型軟件的開發(fā)過程中出現(xiàn)了復雜程度高、研制周期長、正確性難以保證的三大難題。遇到的問題找不到解決辦法，致使問題堆積起來，形成了人們難以控制的局面，出現(xiàn)了所謂的“軟件危機”。 1963年，美國用于控制火星探測器的計算機軟件中的一個“，”號被誤寫為“。”，而致使飛往火星的探測器發(fā)生爆炸，造成高達數(shù)億美元的損失。精選課件軟件危機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。這些問題絕不僅僅是不能正常運行的軟件才具有的，實

4、際上，幾乎所有軟件都不同程度地存在這些問題。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，以滿足對軟件的日益增長的需求；如何維護數(shù)量不斷膨脹的軟件。具體來說，軟件危機主要有以下一些典型表現(xiàn)： 精選課件軟件危機1、對軟件開發(fā)成本和進度的估計常常很不準確。2、用戶對所交付的軟件系統(tǒng)不滿意的現(xiàn)象時有發(fā)生。 3、軟件產(chǎn)品的質(zhì)量往往靠不住。 4、軟件常常是不可維護的。 5、軟件文檔資料通常不完整、不合格。 6、軟件的價格昂貴，軟件成本在計算機系統(tǒng)總成本中所占的比例逐年上升。 7、軟件開發(fā)生產(chǎn)率提高的速度，既跟不上硬件的發(fā)展速度，也遠遠跟不上日益增長的軟件需求。 精選課件軟件危機軟件危機不僅與軟件

5、自身的特點有關，也和軟件開發(fā)與維護的方法有關，具體表現(xiàn)如下：1、軟件的規(guī)模越來越大，結(jié)構(gòu)越來越復雜2、軟件開發(fā)管理困難?，F(xiàn)代軟件一般規(guī)模大，結(jié)構(gòu)復雜，需要組織眾多開發(fā)人員共同完成。3、軟件開發(fā)技術落后。4、軟件產(chǎn)品生產(chǎn)方式落后。5、軟件開發(fā)工具落后。6、用戶對軟件需求的描述不精確，軟件開發(fā)人員對用戶需求的理解有偏差。 精選課件軟件危機產(chǎn)生的原因軟件是抽象的產(chǎn)品，軟件產(chǎn)品往往規(guī)模龐大，給軟件的開發(fā)和維護帶來客觀的困難。軟件開發(fā)毫無計劃性。軟件在使用過程中很可能出現(xiàn)開發(fā)時沒有預料的問題。軟件開發(fā)過程無規(guī)范，開發(fā)技術落后，生產(chǎn)方式和開發(fā)工具落后。軟件開發(fā)人員忽視需求分析或需求分析不充分，輕視軟件維護

6、精選課件軟件危機的表現(xiàn)形式軟件發(fā)展速度跟不上硬件的發(fā)展和用戶的需求軟件成本高，開發(fā)進度不能預先估計，用戶不滿意軟件產(chǎn)品質(zhì)量差，可靠性不能保證軟件產(chǎn)品可維護性差軟件沒有合適的文檔資料精選課件解決軟件危機的途徑對計算機軟件有一個正確的認識(軟件程序）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。推廣使用在實踐中總結(jié)出來的開發(fā)軟件的成功技術和方法。開發(fā)和使用更好的軟件工具。精選課件軟件工程的概念1 軟件工程的定義2 軟件工程的基本目標3 軟件工程的基本原理4 軟件工程的原則精選課件軟件工程的定義在首次NATO會議上Fritz

7、Bauer給出的軟件工程的定義是：軟件工程是為了經(jīng)濟地獲得可靠的和能在實際機器上高效運行的軟件而確立和使用的一系列完善的工程原理（方法）。Boehm 對軟件工程的定義為：軟件工程是現(xiàn)代科學技術知識在設計和構(gòu)造計算機程序中的實際應用，其中包括管理在開發(fā)、運行和維護這些程序的過程中所必需的相關文檔資料。精選課件軟件工程的定義1983年IEEE（國際電氣與電子工程師協(xié)會）在其IEEE軟件工程標準術語中對軟件工程下的定義為：軟件工程是開發(fā)、運行、維護和修復軟件的系統(tǒng)方法。其中的“軟件”是指計算機程序、方法、規(guī)則、相關的文檔資料和程序運行所必需的數(shù)據(jù)。1993年，IEEE給出了一個更加綜合的定義：將系統(tǒng)

8、的、規(guī)范的、可度量的工程化方法應用于軟件的開發(fā)、運行和維護的全過程。研究中所提到的方法。精選課件軟件工程的定義軟件工程的定義雖多，但其主要思想都是在強調(diào)軟件開發(fā)中應用工程化原則的重要性。這種工程化的思想一直貫穿需求分析、設計、實現(xiàn)和維護整個軟件生命過程。軟件工程是指導計算機軟件開發(fā)和維護的一門工程學科。它應用計算機科學、數(shù)學及管理科學等原理，借鑒傳統(tǒng)工程的原則、方法和經(jīng)驗來解決軟件問題。軟件工程以提高質(zhì)量，降低成本為目的，采用了若干科學的、現(xiàn)代化的方法技術來開發(fā)軟件，極大提高了軟件開發(fā)生產(chǎn)的效率。軟件工程所包含的內(nèi)容也不是一成不變的，它必將隨著軟件系統(tǒng)開發(fā)和生產(chǎn)技術的發(fā)展而有所改變。精選課件軟

9、件工程的定義軟件工程研究的主要內(nèi)容包括軟件開發(fā)技術和軟件工程管理兩個方面。軟件工程管理主要是研究軟件管理學、軟件經(jīng)濟學和軟件心理學等。軟件開發(fā)技術主要研究：軟件開發(fā)方法學、軟件開發(fā)過程軟件開發(fā)工具和環(huán)境。這三個部分稱為軟件工程的三要素。 精選課件 軟件工程學 軟件開發(fā)技術 軟件工程管理軟件開發(fā)方法學軟件工具軟件工程環(huán)境軟件工程管理學 軟件經(jīng)濟學精選課件軟件工程的基本目標軟件項目的成功主要是要達到以下幾個目標：1、付出較低的軟件開發(fā)成本；2、達到用戶所要求的軟件功能；3、取得較好的軟件性能；4、所開發(fā)的軟件易于移植、可重用性好；5、需要較低的軟件維護費用；6、能按時完成開發(fā)任務，及時交付使用。精

10、選課件軟件工程的基本目標圖1-2 軟件工程目標之間的關系精選課件軟件工程的基本原理軟件工程的7條原理：1、用分階段的生命周期計劃嚴格管理2、堅持進行階段評審3、實行嚴格的產(chǎn)品控制4、采用現(xiàn)代程序設計技術5、結(jié)果應該能清楚地審查 6、開發(fā)小組的人員應該少而精 7、承認不斷改進軟件工程實踐的必要性 精選課件1. 用分階段的生命周期計劃嚴格管理 統(tǒng)計數(shù)字表明，在不成功的軟件項目中有一半左右是由于計劃不周造成的，可見Boehm把建立完善的計劃作為第1條基本原理是吸取了前人的教訓而提出來的。 在軟件開發(fā)與維護的漫長生命周期中，需要完成許多性質(zhì)各異的工作。這條基本原理意味著，應該把軟件生命周期劃分成若干個

11、階段，并相應地制定出切實可行的計劃，然后嚴格地按照計劃對軟件的開發(fā)與維護工作進行管理。精選課件2. 堅持進行階段評審 當時已經(jīng)認識到，軟件的質(zhì)量保證工作不能等到編碼階段結(jié)束之后再進行。這樣說至少有下述的兩個理由：第一，大部分錯誤是在編碼之前造成的，例如，根據(jù)Boehm等人的統(tǒng)計，設計錯誤占軟件錯誤的63%，而編碼錯誤僅占37%；第二，錯誤發(fā)現(xiàn)與改正得越晚，改正錯誤所需付出的代價也越高。因此，在每個階段都進行嚴格的評審，以便盡早發(fā)現(xiàn)在軟件開發(fā)過程中所犯的錯誤，并及時加以改正，是一條必須遵循的重要原則。精選課件3. 實行嚴格的產(chǎn)品控制 在開發(fā)軟件的過程中不應該隨意改變需求，因為改變一項需求往往需要

12、付出較高的代價。但是，在軟件開發(fā)過程中改變需求又是難免的。由于外部環(huán)境變化或主觀認識的提高，相應地改變用戶對軟件的需求是一種客觀需要，顯然不能硬性禁止客戶提出改變軟件需求的要求，而只能依靠科學的產(chǎn)品控制技術來順應這種要求。也就是說，當改變需求時，為了保持軟件各個配置成分的一致性，必須實行嚴格的產(chǎn)品控制。精選課件4. 采用現(xiàn)代程序設計技術 在這條原理中使用的術語“程序設計技術”并不僅僅局限于編程技術，而是泛指軟件開發(fā)技術。從提出軟件工程的概念以來，人們一直把主要精力用于研究各種新的程序設計技術。20世紀60年代末提出的結(jié)構(gòu)程序設計技術，已經(jīng)成為絕大多數(shù)人公認的先進的程序設計技術。以后又進一步發(fā)展

13、出各種結(jié)構(gòu)化分析（SA）與結(jié)構(gòu)化設計（SD）技術。近年來，面向?qū)ο蠹夹g已經(jīng)在許多領域中迅速地取代了傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化技術。實踐表明，采用先進的技術不僅可以提高軟件開發(fā)和維護的效率，而且可以提高軟件產(chǎn)品的質(zhì)量。精選課件5. 結(jié)果應該能夠清楚地審查 軟件產(chǎn)品不同于一般的物理產(chǎn)品，它是看不見摸不著的邏輯產(chǎn)品。軟件開發(fā)人員的工作進展情況可見性差，難以準確度量，從而使得軟件產(chǎn)品的開發(fā)過程比一般產(chǎn)品的開發(fā)過程更難于評價和管理。為了提高軟件開發(fā)過程的可見性，更好地進行管理，應該依據(jù)軟件開發(fā)項目的總目標和完成期限，規(guī)定開發(fā)小組的責任、產(chǎn)品標準及完成日期，從而使得所得到的結(jié)果能夠清楚地審查。精選課件6. 開發(fā)小組的人

14、員應該少而精 這條基本原理的含義是，軟件開發(fā)小組的組成人員的素質(zhì)應該好，而小組人數(shù)則不宜過多。開發(fā)小組人員的素質(zhì)和數(shù)量是影響軟件產(chǎn)品質(zhì)量和開發(fā)效率的重要因素。素質(zhì)高的人員的開發(fā)效率比素質(zhì)低的人員的開發(fā)效率可能高幾倍至幾十倍，而且素質(zhì)高的人員所開發(fā)的軟件中的錯誤明顯少于素質(zhì)低的人員所開發(fā)的軟件中的錯誤。此外，隨著開發(fā)小組人員數(shù)目的增加，為了交流信息、討論問題而造成的通信開銷也急劇增加。當開發(fā)小組人數(shù)為N時，可能的通信路徑有N（N1）/2條，可見隨著人數(shù)N的增大，通信開銷將急劇增加。因此，組成少而精的開發(fā)小組是軟件工程的一條基本原理。精選課件7. 承認不斷改進軟件工程實踐的必要性 遵循上述6條基本原理，就能夠按照當代軟件工程的基本原理實現(xiàn)軟件的工程化生產(chǎn)。但是，僅有上述6條基本原理還不能保證軟件開發(fā)與維護的過程能趕上時代前進的步伐，能跟上技術的不斷進步。因此，Boehm提出把承認不斷改進軟件工程實踐的必要性作為軟件工程的第七條基本原理。按照這條原理，不僅要積極主動地采用新的軟件技術，而且要注意不斷總結(jié)經(jīng)驗。例如，及時收集進度和資源消耗數(shù)據(jù)，收集出錯類型