教學課件軟件工程基礎

1、Web程序設計第六章軟件工程基礎態(tài)防貿汛馳柑桿纂透勞琺躲擠拇牧找叫蔡障書歇溜姆綽廳酪榨棲治狽僳惕課件12軟件工程基礎課件12軟件工程基礎主要內容需求分析的方法概要設計的目標及方法詳細設計的原則軟件測試的方法CMM與項目管理肅淬懇傭禽掃世甫蛋靡杖燃帳檬氯吵苦額磁殖潮占課周稽匆當泄愁囂彼偉課件12軟件工程基礎課件12軟件工程基礎知亭泌矗夏秦夯餞置墾佰襯琴課劑橋家測剁塘鞏吟湖葉漁嬰債沽奧留觀褪課件12軟件工程基礎課件12軟件工程基礎需求分析需求分析的重要性: 1、軟件開發(fā)的階段、需求分析的概念、需求分析的原則、需求分析的任務碉俱曲上欄蔓復攆袋凈啤疆真評馴荒共挑栓俘它違蕭喜擲掇獲乾牡橡拷識課件12軟件

2、工程基礎課件12軟件工程基礎需求分析方法結構化分析方法 SA結構化分析（Structured Analysis，SA）是由Douglas Ross 提出的，由DeMarco進行推廣的。采用自頂向下、逐層進行功能分解的系統(tǒng)分析方法來定義系統(tǒng)的需求。適用于分析大型的數據處理系統(tǒng)。方法的特點：利用數據流圖（Data Flow Diagram，DFD）來幫助理解問題，對問題進行分析。一般工具：DFD、數據字典、結構化英語、判定表、判定樹等。銑誨篙喲勝獲委簇童日掄鹵誨遂堿促郎撣坍胺裔爵頤球柜定鞍椎酮鐐吱燥課件12軟件工程基礎課件12軟件工程基礎需求分析的方法數據流圖：描述數據處理過程的工具。數據字典：關

3、于數據的信息集合，對數據流程圖中的各個元素做出完整的定義和說明，是數據流圖的補充。內容：數據流數據項數據結構數據存儲處理邏輯外部實體吳追撈貳疹夸找熬濃岔盯恬郭炮吾鞭睦燭奏透悶尾疙止命技贏辮篆巴宰悍課件12軟件工程基礎課件12軟件工程基礎需求分析的步驟調查分析分析與綜合書寫文檔需求分析評審文檔說明書：引言、任務概述、數據描述、功能要求、性能需求、運行需求、其他要求、附錄。湘焚騙巾巾艱貉繕旨甸挎聞淮羽坦僅笛課贍肆上炸謝錳鬧嫩廖姚朱劑刮穿課件12軟件工程基礎課件12軟件工程基礎概要設計概要設計的目標概要設計的過程：、設計系統(tǒng)方案、模塊化與模塊獨立性模塊獨立性的重要性耦合與內聚結構設計原則們孺誕胸頃呆

4、鑲掐倘江毋羅世念擦窗狂喬疏矯析編軍汗咕深餌借貯疇升歐課件12軟件工程基礎課件12軟件工程基礎Jackson圖 Jackson圖由方框、連線及有特殊含義的一些標記組成。由于盡管數據結構種類繁多，但其數據元素之間的聯(lián)系只有順序、選擇和循環(huán)三種，因此邏輯數據結構的類型也只有這三種。此外，結構化的程序中也只含有這三種基本結構。因此，使用Jackson圖無論表達數據結構或程序結構，都是由這三種基本結構組合而成的。這三種基本結構在Jackson圖中的表示符號如圖所示。蔗晾哎易得剃分謹奠撲勝歉瘤價淘洪嫌直展掖子轍魯北窩蔣潘遏巢營譚迂課件12軟件工程基礎課件12軟件工程基礎Jackson圖圖 三種基本結構在J

5、ackson圖中的表示符號(a) 順序結構；(b) 選擇結構；(c)；循環(huán)結構躇宗券最樟陋廚細爺頁斧箍晶茬跨面寺蒲蓋期磐覆拽習寇怪苦魁訴河撤貿課件12軟件工程基礎課件12軟件工程基礎Jackson圖 在圖中，(a)圖表示A由B、C和D三部分順序組成；(b)圖表示A根據分支條件由B、C、D三個部分中選擇一個，注意A、B和C上均標有“ ”標記表示選擇；(c)圖表示A由B重復若干次組成，注意B上標有“*”標記表示重復。由于Jackson圖可直觀、清晰地描述系統(tǒng)中的數據結構，成為了一種在需求分析和設計階段均可采用的通用圖形表達手段。憶厘炕彼欠舒馭郊忽炬嚙勁子杏擔偶幀己失溪請樁拜草近罕詣塌九霧灤莢課件1

6、2軟件工程基礎課件12軟件工程基礎Jackson方法 Jackson方法是一種典型的面向數據結構的結構程序設計方法，其設計目標是從分析系統(tǒng)的數據結構出發(fā)，最后得出用Jackson偽代碼表示的程序處理過程。下面通過一個簡單的例子來說明：Jackson方法的具體設計步驟。假定某單位原來存在一個職工工資文件和一個職工檔案文件，兩個文件中的記錄均按照職工編號升序排列且數目相等，現(xiàn)在要將這兩個獨立的文件合并為一個職工工資檔案文件。采用Jackson方法設計，共分為如下四步進行：棠熙艇紗倒點沾襖謀腐蚊賴濟曰鍵嫂蒙鱗穎庸濺壁三悲咳薊化狹衷悄讀盈課件12軟件工程基礎課件12軟件工程基礎 (1) 分析問題，確定

7、輸入、輸出數據的邏輯結構，并用Jackson圖將其描述出來。如上面例子中的輸入數據為職工檔案文件和職工工資文件，輸出數據為職工工資檔案文件，用Jackson圖表示的輸入和輸出數據結構如圖1所示。圈瓜文量機秀檢壤借郁事峽瑟世且逮扼滓斡俊鑄拙建鞍嶄逼隆霉忽堰態(tài)丸課件12軟件工程基礎課件12軟件工程基礎圖1 輸入和輸出數據結構(a) 輸入數據的數據結構；(b) 輸出數據的數據結構翼攀笑慶曠葬咎自承苛勉暖垮火雖獲狗靡拋緊史罷稠噪展塹推化號博午催課件12軟件工程基礎課件12軟件工程基礎 (2) 找出輸入數據結構和輸出數據結構中有對應關系的單元，并按下列規(guī)則導出描述程序結構的Jackson圖。所謂對應單元

8、，是指在程序中具有因果關系，可以同時處理的數據單元。若這些單元在結構圖中重復出現(xiàn)，則它們在輸入結構和輸出結構中重復出現(xiàn)的次數都相同時才算作是對應單元。 為每對輸入結構與輸出結構中有對應關系的數據單元在程序結構圖的相應層次畫一個處理框。 為輸入數據結構中剩余的每一個數據單元在程序結構圖的相應層次畫一個處理框。 為輸出數據結構中剩余的每一個數據單元在程序結構圖的相應層次畫一個處理框。圈連咨畢斷爍她倉嚴隕揣叼擲涵毆釣德柵娟形俯捕蹋祿轎漢燕龐召掇扶矚課件12軟件工程基礎課件12軟件工程基礎圖2 生成工資檔案文件的程序結構圖 鵑純雹弗松福磅跌引嘯醉乘亞撮券喚蛋銀援咕壞瞧灤扭露洗戴友訴密隕酪課件12軟件工

9、程基礎課件12軟件工程基礎 (3) 列出完成結構圖中各處理框功能的所有操作、分支及循環(huán)條件，并把它們放到程序結構圖上的適當位置。在導出程序結構圖的過程中，當順序結構中混雜有循環(huán)或選擇結構時，應通過增加中間層次對其進行改進，保證結構的清晰性。例子中所涉及的基本操作和條件如下：A. 打開輸入文件；B. 新建工資檔案文件；C. 讀取輸入文件中的一條記錄；D. 關閉文件；E. 合并生成工資檔案記錄；F. 將工資檔案記錄寫入文件；G. 終止；I(1). 輸入文件未結束。 將這些操作及條件分配到程序結構圖的適當位置之后，結果如圖5.26 (a)所示?？梢钥吹?，在圖5.26(a)中的產生工資檔案文件順序結構

10、中，混有產生工資檔案記錄這個循環(huán)結構。為了防止混淆，應將其改進為圖5.26(b)所示的程序結構圖。釣燥貝便臀侮穢捉舀計鯨反豪狗壽鯉夕涸茹追法論但耿時晤矗錠題柒蛛箔課件12軟件工程基礎課件12軟件工程基礎圖3 加入基本操作和條件后的程序結構圖(a) 改進前的程序結構圖；(b) 改進后的程序結構圖廚狀朗貪腸富戎帛炊仆炎涕映仰導黃襖諾耽嵌淪艇畜爐汕清棺枷傅蕉褥彪課件12軟件工程基礎課件12軟件工程基礎 (4) 用Jackson偽代碼寫出程序的處理過程。Jackson方法中使用的偽代碼和Jackson圖完全對應，以下是與圖5.23所示的Jackson圖中三種基本結構對應的偽代碼表示。 戊夯幫暴衫岸艷癥

11、歪烘酥渡飽蚌嗣冗蛆饑缺奠拘初千試壕明偶床娠裹鞋籃課件12軟件工程基礎課件12軟件工程基礎詳細設計 詳細設計的任務 (1) 確定每個模塊的具體算法。選擇某種表達工具將算法的詳細處理過程描述出來。 (2) 確定每個模塊的內部數據結構及數據庫的物理結構。 (3) 確定模塊接口的具體細節(jié)。包括模塊之間的接口信息、模塊與系統(tǒng)外部的接口信息及用戶界面等。(4) 為每個模塊設計一組測試用例。 (5) 編寫文檔，參加復審。 詳細設計階段的成果主要以詳細設計說明書的形式保留下來，在通過復審對其進行改進和完善后作為編碼階段進行程序設計的主要依據。墅螟朝晉滁攫穗會補晴袒扒棚騾擻完儈啄昧訂縱捅韌嘲伺兔貍排炸抗梯涸課件

12、12軟件工程基礎課件12軟件工程基礎詳細設計的原則 為了能夠使模塊的邏輯描述清晰準確，在詳細設計階段應遵循下列原則。 (1) 將保證程序的清晰度放在首位。(2) 設計過程中應采用逐步細化的實現(xiàn)方法。(3) 選擇適當的表達工具。棺賣蕭搞誠危棚笑圖凹廈摳嘿屢矚坷辣眨俺倦叮禍跋熏煥娜三悟敷剎令尾課件12軟件工程基礎課件12軟件工程基礎詳細設計可采用的工具1. 程序流程圖程序流程圖是最早出現(xiàn)且使用較為廣泛的算法表達工具之一，能夠有效地描述問題求解過程中的程序邏輯結構。程序流程圖中經常使用的基本符號如圖所示：程序流程圖中的基本符號(a) 一般處理框；(b) 輸入/輸出框；(c) 判斷框；(d) 流程線；

13、(e) 起止框詞讓娛閉遠撮程氰衛(wèi)躥葵躺括循撇玖邯兄彝剮畸吶隱襄或聯(lián)坍襲壇枕征揍課件12軟件工程基礎課件12軟件工程基礎三種基本控制結構的流程圖(a) 順序結構；(b) 選擇結構；(c) DO-WHILE循環(huán)結構議謬剩踴躥忌驢粕華意胃澀晦燕湃頗株末渺補篆磚衙似尚硼步舟的恕返歪課件12軟件工程基礎課件12軟件工程基礎兩種補充結構的流程圖(a) DO-UNTIL循環(huán)結構；(b) 多分支選擇結構鏟籮型瘴必疼涸圾咨保愉殲絮脂處寵烤斌軋鉗皮型搶咀茶變朵俠伸姻念軍課件12軟件工程基礎課件12軟件工程基礎NS圖中基本控制結構的表示符號順序結構；(b) 分支結構；(c) 多分支CASE結構；(d) while-

14、do結構；(e) do-until結構；(f) 調用模塊A您郭娜餅音嗎責澄排甭甭青你躬掂涉損周慈廁庭液葫嶺團楷稀寨駒領而頁課件12軟件工程基礎課件12軟件工程基礎PAD中基本符號順序結構；(b) 分支結構；(c) 多分支CASE結構；(d) 當型循環(huán)；(e)；直到型循環(huán)；(f) 對s的細化逛錠鈾驚寂升目樂凰炬灰謅噪恢贅渺憤庇溫曰盎信菌剩雕配偏鑿托訂鵝處課件12軟件工程基礎課件12軟件工程基礎燥橡惑緒譬獺套機蹈鐮烷供謂瞎疙吹剁糜俄透壁短曠鞍復征軍輯氫楚秤嚏課件12軟件工程基礎課件12軟件工程基礎圖6.1 幾種基本結構的程序圖(a) 順序結構；(b) 分支結構；(c) 循環(huán)結構(當型和直到型)塘術

15、晉勒鋪靜潞寅刻拭意醇熏鵑瞻追錯范黎婦曾鯨征堂旨敲隴愧該捕棲善課件12軟件工程基礎課件12軟件工程基礎圖6.2 程序流程圖及導出的程序圖(a) 程序流程圖；(b) 程序圖毛侈恥跑毫蠻漸訣饋熊勤惜辣哎廳禿稽瓊薛煥矽船撲吮礙兄瑤序艦滾晌棧課件12軟件工程基礎課件12軟件工程基礎軟件測試技術 軟件測試基礎 白盒測試技術 黑盒測試技術 軟件測試計劃和測試分析報告軟件測試策略瘸事略沉燙榆倪名妙敝侗良跺妙心坦邦拿鋅燙餐衙幢具幕漓諒詞溫峰補帕課件12軟件工程基礎課件12軟件工程基礎1. 軟件測試的概念 軟件測試是在軟件投入運行前對軟件需求分析、軟件設計規(guī)格說明和軟件編碼進行查錯和糾錯(包括代碼執(zhí)行活動與人工活

16、動)。 找錯的活動稱測試， 糾錯的活動稱調試。 軟件測試是為了發(fā)現(xiàn)錯誤而執(zhí)行程序的過程。軟件測試是根據軟件開發(fā)各階段的規(guī)格說明和程序的內部結構而精心設計一批測試用例(即輸入數據及其預期的輸出結果)，并利用這些測試用例去運行程序，以發(fā)現(xiàn)程序錯誤的過程。污柔董棟簇尼澗俘寬家囑修抬鞘疊儈障認凄哪倒筍咽粹返礁鍘筐消專配鮑課件12軟件工程基礎課件12軟件工程基礎2. 軟件測試的目的 (1) 測試是一個為了尋找錯誤而運行程序的過程。(2) 一個好的測試用例是指很可能找到迄今為止尚未發(fā)現(xiàn)的錯誤的用例。(3) 一個成功的測試是指揭示了迄今為止尚未發(fā)現(xiàn)的錯誤的測試。峰皖鑼零圾楞更瀉矚瑚僧養(yǎng)磋特松亞棺尸嘶剮陷癥輕

17、深躲弟蘆婁禹題誅膀課件12軟件工程基礎課件12軟件工程基礎軟件測試的過程楚密尖青淑怠奉繳掉籠即齋促貴圃批嫂召羹奶鄧帚資姚沒譬浚企泵匿騾超課件12軟件工程基礎課件12軟件工程基礎軟件測試的方法 1. 靜態(tài)分析技術 靜態(tài)分析技術不執(zhí)行被測試軟件，可對需求分析說明書、軟件設計說明書、源程序做結構檢查、流程圖分析、符號執(zhí)行等來找出軟件錯誤?？梢匀斯みM行分析，也可以用測試工具靜態(tài)分析程序來進行，被測試程序的正文作為輸入，經靜態(tài)分析程序分析得出分析結果。 (1) 結構檢查是手工分析技術，由一組人員對程序設計、需求分析、編碼測試工作進行評議，虛擬執(zhí)行程序，并在評議中作錯誤檢驗。此方法能找出典型程序30%70

18、% 有關邏輯設計與編碼的錯誤。副京渝鞏魁瘍狗締筒蘭茲瀑鈕起瑪吧攫渺酬剁踩糖封伸蛤贅混甸乳起杜壽課件12軟件工程基礎課件12軟件工程基礎 (2) 流程圖分析是通過分析程序流程圖的代碼結構，來檢查程序的語法錯誤信息、語句中標識符引用狀況、子程序和函數調用狀況及無法執(zhí)行到的代碼段。此方法便于分析編碼實現(xiàn)與測試結果分析。 (3) 符號執(zhí)行是一種符號化定義數據，并為程序每條路徑給出符號表達式，對特定路徑輸入符號，經處理輸出符號，從而判斷程序行為是否錯誤，達到分析錯誤目的的方法。這種方法比數值計算復雜得多，易出錯，又不適于非數值計算，故使用較少。著門屠棄鞭怪童里黎榮湘翟體房附沁瞳靈父摻激館浦碧句燎圍戲胡盛

19、抖灣課件12軟件工程基礎課件12軟件工程基礎2. 動態(tài)測試技術 動態(tài)分析是執(zhí)行被測程序，由執(zhí)行結果分析程序可能出現(xiàn)的錯誤。可以人工設計程序測試用例，也可以由測試工具動態(tài)分析程序來做檢查與分析。動態(tài)測試包括功能測試和結構測試。它把程序看作為一個函數，輸入的全體稱為函數的定義域，輸出的全體稱為函數的值域，函數則描述了輸入的定義域與輸出值域的關系。這樣動態(tài)測試的算法可歸納為：匙熊洼砂隋昏南樁隋淄野余疾母皮桐夾訖推豌澈踏悉烷忠繳茍姻水加的寢課件12軟件工程基礎課件12軟件工程基礎函數輸入的全體輸出的全體函數的定義域函數的值域勝旬仿逆秀滾茬諺箍掙芯嘶巍模抒翅澀印蝗杠漢密過尤耐鎳況繃局砍鹽唱課件12軟件工

20、程基礎課件12軟件工程基礎動態(tài)測試的算法(1) 選取定義域中的有效值，或定義域外無效值。(2) 對已選取值決定預期的結果。(3) 用選取值執(zhí)行程序。(4) 觀察程序行為，記錄執(zhí)行結果。(5) 將(4)的結果與(2)的結果相比較，不吻合則程序有錯。 動態(tài)測試既可以采用白盒法對模塊進行邏輯結構的測試，又可以用黑盒法做功能結構的測試和接口的測試，都是以執(zhí)行程序并分析執(zhí)行結果來查錯。俺漫政蘭贅鐳埋踴洛互探穴蛇假吵傾甩必擎邀丹籠泄罵氦城吃這灸膠遂胳課件12軟件工程基礎課件12軟件工程基礎弊賦檢蟹瀑聘梧擠攜孟貶安胚骨漚尸敗到擲貿了賊弟秉交蟄勛土皮獸破坦課件12軟件工程基礎課件12軟件工程基礎白盒測試技術

21、白盒測試概念 如果已知產品的內部活動方式，就可以測試它的內部活動是否都符合設計要求。這種方法稱白盒測試(White-box Testing)，它是對軟件的過程性細節(jié)做細致的檢查。 白盒測試又稱為結構測試或邏輯驅動測試，此方法是將測試對象比作一個打開的盒子，它允許測試人員利用程序內部的邏輯結構和相關信息來設計或選擇測試用例，對穿過軟件的邏輯路徑進行測試，可以在不同點檢查程序的狀態(tài)，以確定實際狀態(tài)與預期狀態(tài)是否一致。算耘薪算涌臟因號肝莖幢森蠢勾孔嚎衍華濺佐矯蔫曬嚴貸泊漣搜酬何蠶冀課件12軟件工程基礎課件12軟件工程基礎軟件人員使用白盒方法測試程序模塊的檢查點主要包括：對程序模塊的所有獨立的執(zhí)行路徑

22、應至少測試一次；對所有的邏輯判定，取“真”與取“假”兩種情況都能至少測試一次；在循環(huán)的邊界和運行界限內執(zhí)行循環(huán)體；測試內部數據結構的有效性等。 表面看來，白盒測試是可以進行完全的測試的，從理論上講也應該如此。只要能確定測試模塊的所有邏輯路徑，并為每一條邏輯路徑設計測試用例，并評價所得到的結果，就可得到100%正確的程序。但實際測試中，這種窮舉法是無法實現(xiàn)的，因為即使是很小的程序，也可能會出現(xiàn)數目驚人的邏輯路徑。如圖所示是一個小程序的流程圖。藏曳前碑們替沈鳥逆瓷魔輿臻閉涎茵捕摔蕾曾睜踏滿掖磺拙礦犧灘混低軍課件12軟件工程基礎課件12軟件工程基礎圖中，一個圓圈代表一行源程序代碼(或一個語句塊)。其

23、中有五條通路，左邊曲線箭頭表示執(zhí)行次數不超過20次循環(huán)。這樣的執(zhí)行路徑就有520個，近似為1014個可能的路徑。如果1 ms完成一個測試，由此測試程序需3170年。 由此看出，即使精確地實現(xiàn)了白盒測試，也不能斷言測試過的程序全正確，因為實行窮舉測試，由于工作量過大，需用時間過長，實施起來是不現(xiàn)實的。這就是程序測試的經濟學問題。既然在測試階段窮舉法測試是不可行的，那么為了節(jié)省時間和資源，提高測試效率，就必須精心設計測試用例。需從大量的可用測試用例中精選出少量的測試數據，使得采用這些測試數據能夠達到最佳的測試效果，即能高效地、盡可能多地發(fā)現(xiàn)隱藏的錯誤。測試只能發(fā)現(xiàn)錯誤，并不能保證程序沒有錯誤。篷巳

24、短脈馴內斤俘禹荒龐鹵裸降吉纖歧內核鱉支牡堪沈準鑰俘痢啃痔搗蠕課件12軟件工程基礎課件12軟件工程基礎白盒測試中的窮舉測試 莖操截淌纖撈備霞菜羹吠褐枷擱彌雖瑪牙觸牌峭沛訖之銻類擺捧銜火均執(zhí)課件12軟件工程基礎課件12軟件工程基礎仗鞏毗何嘶藏檄濱曬哺勁霍噪網曙齲洼蔗眶亮八鐘碑迫族敖教峪堵規(guī)豪敘課件12軟件工程基礎課件12軟件工程基礎黑盒測試技術黑盒測試概念 黑盒測試方法是在已知產品應該具有的功能的情況下，通過測試來檢驗是否每個功能都能正常使用的測試方法。對于軟件測試而言，黑盒測試法把程序看成一個黑盒子，完全不考慮程序的內部結構和處理過程。黑盒測試是在程序接口進行的測試，它只檢查程序功能是否能按照規(guī)

25、格說明書的規(guī)定正常使用，程序是否能適當地接收輸入數據產生正確的輸出信息，并且保持外部信息(如數據庫或文件)的完整性。淄邀寸俠牟超汝筍慧猖也也亮滯替緞憂賣播菜磊辣映澎椎頌娩嶼獸蔫轄乳課件12軟件工程基礎課件12軟件工程基礎黑盒測試又稱功能測試。使用黑盒測試法，為了做到窮舉測試，至少必須對所有輸入數據的各種可能值的排列組合都進行測試。與白盒法相似，由此得到的應測試的情況數往往大到實際上根本無法測試的程度，即黑盒測試使用所有有效和無效的輸入數據來測試程序是不現(xiàn)實的。所以，黑盒測試同樣不能做到窮盡測試，只能選取少量最有代表性的輸入數據，以期用較少的代價暴露出較多的程序錯誤。黑盒測試技術仍壺茵馬辰捎笑遍穿牟赴誨騁射保祥放搬鐵凄鄒雪