計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)基礎(chǔ)

1、需求分析1軟件工程七條基本原理用分階段的生命周期計(jì)劃嚴(yán)格管理堅(jiān)持進(jìn)行階段評(píng)審實(shí)行嚴(yán)格的產(chǎn)品控制采用現(xiàn)代程序設(shè)計(jì)技術(shù)結(jié)果應(yīng)能清楚地審查開發(fā)小組人員少而精承認(rèn)不斷改進(jìn)軟件工程實(shí)踐的必要性2一、軟件生命周期各個(gè)階段任務(wù)需求分析、定義系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)系統(tǒng)編程系統(tǒng)測(cè)試系統(tǒng)維護(hù)3瀑布模型 需求分析7%系統(tǒng)設(shè)計(jì)6%軟件編程7%軟件測(cè)試13%軟件維護(hù)67%用戶要求分析報(bào)告系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告源程序測(cè)試報(bào)告更改要求UAMATMMPUTPUAMPA 系統(tǒng)分析員M 項(xiàng)目管理員P 程序員T 高級(jí)程序員U 用戶4瀑布模型的特點(diǎn)瀑布模型具有順序性和依賴性,即后一階段的工作必須在前一階段的工作完成后才能開始。把邏輯設(shè)計(jì)與物理設(shè)計(jì)清楚地

2、劃分開，是瀑布模型的重要指導(dǎo)思想。瀑布模型強(qiáng)調(diào)的是優(yōu)質(zhì)，即每一步都循序漸進(jìn)，及早消除隱患，從而保證軟件質(zhì)量。它的致命缺點(diǎn)在于只有做出精確的需求分析，才能取得預(yù)期的結(jié)果。由于各種客觀、主觀的原因，需求分析往往不很精確，常常給日后的開發(fā)帶來隱患。5原型模型樣品模型原型模型的主要思想： 先借用已有系統(tǒng)作為原型模型，通過“樣品”不斷改進(jìn)，使得最后的產(chǎn)品就是用戶所需要的。原形模型的特點(diǎn)： (1）開發(fā)人員和用戶在“原型”上達(dá)成一致。這樣一來，可以減少設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤和開發(fā)中的風(fēng)險(xiǎn)，也減少了對(duì)用戶培訓(xùn)的時(shí)間，而提高了系統(tǒng)的實(shí)用、正確性以及用戶的滿意程度。（2）縮短了開發(fā)周期，加快了工程進(jìn)度。（3）降低成本。原型

3、模型的缺點(diǎn)： 當(dāng)告訴用戶，還必須重新生產(chǎn)該產(chǎn)品時(shí)，用戶是很難接受的。這往往給工程繼續(xù)開展帶來不利因素。 6快速原型模型 分析原型樣品模型設(shè)計(jì)編程測(cè)試使用修改與改進(jìn)在系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)中，采用交互式，反復(fù)修改與不斷改進(jìn)的方式進(jìn)行。還有的把原型模式嵌套在瀑布模型中運(yùn)用。7螺旋模型螺旋模型將工程劃分為4個(gè)主要活動(dòng)：制定計(jì)劃、風(fēng)險(xiǎn)分析、實(shí)現(xiàn)工程和用戶評(píng)價(jià)。4個(gè)活動(dòng)螺旋式地重復(fù)執(zhí)行，直到最終得到用戶認(rèn)可的產(chǎn)品。制定計(jì)劃：確定軟件目標(biāo),選定實(shí)施方案,弄清項(xiàng)目開發(fā)限制條件。風(fēng)險(xiǎn)分析:分析可選方案,分析識(shí)別風(fēng)險(xiǎn),研究解決化解風(fēng)險(xiǎn)的辦法。實(shí)現(xiàn)工程:實(shí)施軟件產(chǎn)品的開發(fā)。用戶評(píng)價(jià):對(duì)當(dāng)前工作結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，提出改進(jìn)產(chǎn)品的

4、建議。螺旋模型的缺點(diǎn):很難讓用戶確信這種演化方法的結(jié)果是可以控制的.8 其他模型智能模型 也稱基于知識(shí)的軟件開發(fā)模型，它與專家系統(tǒng)結(jié)合在一起。該模型應(yīng)用基于規(guī)則的系統(tǒng)，采用歸納和推理機(jī)制，幫助軟件人員完成開發(fā)工作，并使維護(hù)在系統(tǒng)規(guī)格說明一級(jí)進(jìn)行。該模型在實(shí)施過程中要建立知識(shí)庫，將模型本身、軟件工程知識(shí)與特定領(lǐng)域的知識(shí)分別存人數(shù)據(jù)庫。以軟件工程知識(shí)為基礎(chǔ)的生成規(guī)則構(gòu)成的專家系統(tǒng)與含應(yīng)用領(lǐng)域知識(shí)規(guī)則的其他專家系統(tǒng)相結(jié)合，構(gòu)成這一應(yīng)用領(lǐng)域軟件的開發(fā)系統(tǒng)。面向?qū)ο笊嬷芷谀Ｐ?其主導(dǎo)思想是：在整個(gè)軟件開發(fā)過程中將面向?qū)ο蠹夹g(shù)貫穿于整個(gè)生存周期。當(dāng)然，還要結(jié)合傳統(tǒng)開發(fā)模式中好的、已被無數(shù)成功開發(fā)活動(dòng)證明

5、是可行的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)。9 二、軟件工程管理軟件工程項(xiàng)目管理的任務(wù) 軟件人員組織與管理 軟件配置管理 軟件知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù) 10軟件工程項(xiàng)目管理的任務(wù)軟件工程項(xiàng)目管理所涉及的范圍覆蓋了整個(gè)軟件工程過程。它管理的任務(wù)是：根據(jù)項(xiàng)目合同書的要求，制定項(xiàng)目計(jì)劃和工程進(jìn)度安排、監(jiān)督和檢查項(xiàng)目實(shí)施過程、保證工程滿足要求的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、分析確定并排除風(fēng)險(xiǎn)、在規(guī)定的期限和預(yù)算成本內(nèi)完成項(xiàng)目。包括： 項(xiàng)目計(jì)劃和進(jìn)度安排 項(xiàng)目追蹤和質(zhì)量保證 成本估算 風(fēng)險(xiǎn)分析 11軟件人員組織與管理人員是軟件工程項(xiàng)目最重要、也是最為活躍的資源因素。如何組織得更加合理，如何管理得更加有效，從而最大限度地發(fā)揮這一重要的資源潛力，對(duì)于成功地完成軟

6、件工程項(xiàng)目至關(guān)重要。項(xiàng)目組的組織結(jié)構(gòu) 程序設(shè)計(jì)小組的組織形式 軟件項(xiàng)目的管理 12軟件配置管理 軟件配置管理是人們?cè)谲浖こ虒?shí)踐過程中總結(jié)出的一套管理辦法和原則。軟件配置管理將伴隨整個(gè)軟件生存周期。軟件配置管理和基線配置管理的任務(wù)13三、軟件需求分析需求分析從系統(tǒng)需求入手，從用戶觀點(diǎn)出發(fā)建立系統(tǒng)用戶模型。用戶模型從概念上全方位表達(dá)系統(tǒng)需求及系統(tǒng)與用戶的相互關(guān)系。系統(tǒng)分析在用戶模型的基礎(chǔ)上，建立適應(yīng)性強(qiáng)的獨(dú)立于系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)環(huán)境的邏輯結(jié)構(gòu)。分析階段獨(dú)立于系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)環(huán)境，可以保證建立起來的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有相對(duì)的穩(wěn)定性，便于系統(tǒng)維護(hù)、移植或擴(kuò)充。在分析階段，系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)應(yīng)從以下三方面全面反映系統(tǒng)的功能與性能：

7、 （1）信息。完整描述系統(tǒng)中所處理的全部信息； （2）行為。完全描述系統(tǒng)狀態(tài)變化所需處理或功能； （3）表示。詳細(xì)描述系統(tǒng)的對(duì)外接口與界面。 14需求分析、定義任務(wù)是：收集、分析、理解、確定用戶的要求；然后把用戶的要求精確、完整地描述表達(dá)出來。目的：要回答“要解決什么問題？”， 既系統(tǒng)”做什么？“。 它要規(guī)定項(xiàng)目必須滿足的總目標(biāo)；確定項(xiàng)目的可行性；擬定完成項(xiàng)目各個(gè)目標(biāo)的策略，制定項(xiàng)目資源成本和進(jìn)度。分兩步驟：可行性研究： 制定軟件開發(fā)計(jì)劃進(jìn)行需求分析階段結(jié)果， 產(chǎn)生出：可行性報(bào)告、軟件計(jì)劃、需求說明書151、軟件需求定義的任務(wù)理解和表達(dá)用戶要求，制定軟件開發(fā)計(jì)劃，編寫要求說明書。收集、理解、明

8、確用戶的要求，明確系統(tǒng)做什么？建立系統(tǒng)的邏輯模型，寫出開發(fā)計(jì)劃和需求分析報(bào)告。16確定對(duì)系統(tǒng)的綜合要求系統(tǒng)功能要求 找出系統(tǒng)必須完成的所有功能。系統(tǒng)性能要求 例如，聯(lián)機(jī)系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間，系統(tǒng)需要的存儲(chǔ)容量以及后援存儲(chǔ)，重新啟動(dòng)和安全性等問題。運(yùn)行要求 對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境的要求。例如，什么樣的硬件環(huán)境？采用哪種DBMS？OS平臺(tái)是什么？需要什么樣的外存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)通信接口等。將來可能提出的要求 為系統(tǒng)將來可能的擴(kuò)充和修改預(yù)做準(zhǔn)備。17軟件需求定義的工作流程 系統(tǒng)定義用戶要求軟件功能 范圍功能說明書軟件計(jì)劃軟件定義軟件功能費(fèi)用、資源進(jìn)度182、需求分析過程基本過程示意圖沿?cái)?shù)據(jù)流回溯用戶復(fù)查細(xì)化數(shù)據(jù)流圖修改

9、開發(fā)計(jì)劃書寫文檔資料審查和復(fù)審19需求分析的基本過程 用戶分析員程序員軟件開發(fā)計(jì)劃軟件需求說明書分析追蹤數(shù)據(jù)流圖用戶復(fù)查細(xì)化數(shù)據(jù)流圖無補(bǔ)充修改需要分解不要分解有補(bǔ)充修改交換意見作出貢獻(xiàn)20書寫文檔資料在軟件生命周期的各個(gè)階段，作為階段成果的組成部分文檔資料，其作用如何強(qiáng)調(diào)都不過份。本階段應(yīng)完成4份文檔資料：系統(tǒng)規(guī)格說明 描述目標(biāo)系統(tǒng)的概貌、功能要求、性能、運(yùn)行及將來可能提出的要求。用戶系統(tǒng)描述 從用戶角度描述系統(tǒng)，類似一份用戶手冊(cè)初稿。數(shù)據(jù)要求 包括DD、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的層次框圖等。修改的開發(fā)計(jì)劃 包括成本估計(jì)、進(jìn)度計(jì)劃表、資源使用計(jì)劃等。21文檔資料文檔資料是軟件必不可少的重要組成部分。實(shí)際上，軟

10、件的文檔資料是開發(fā)組織和用戶的之間權(quán)利和義務(wù)的合同書，是系統(tǒng)管理者、總體設(shè)計(jì)者向開發(fā)人員下達(dá)的任務(wù)書，是系統(tǒng)維護(hù)人員的技術(shù)指導(dǎo)手冊(cè)，是用戶的操作說明書。缺乏必要的文檔資料或者文檔資料不合格，將給軟件開發(fā)和維護(hù)帶來許多嚴(yán)重的困難和問題。22說明需求說明書主要內(nèi)容：概述 開發(fā)系統(tǒng)的意義、目的、背景及技術(shù)術(shù)語；現(xiàn)性系統(tǒng)的概況 業(yè)務(wù)流程、范圍、存在的問題等；需求說明 功能描述信息描述：DFD、DD、DS、IPO、接口等性能描述運(yùn)行環(huán)境系統(tǒng)限制用戶系統(tǒng)描述系統(tǒng)功能和性能的描述使用系統(tǒng)的主要步驟和方法系統(tǒng)用戶的責(zé)任等23審查和復(fù)審分析階段最后一步是按結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)對(duì)該階段的工作成果進(jìn)行正式的技術(shù)審查和管理審查。

11、243、需求分析的圖形工具圖形工具在描述復(fù)雜關(guān)系時(shí)比文字?jǐn)⑹鲆獌?yōu)越。在系統(tǒng)需求分析過程中為了準(zhǔn)確描述需求，常采用一些簡(jiǎn)單的描述工具，例如數(shù)據(jù)流程圖（DFD）、數(shù)據(jù)字典（DD）、結(jié)構(gòu)化語言、判定表和判定樹等。25數(shù)據(jù)流圖DFD數(shù)據(jù)流圖（DFDData Flow Diagram ）以圖形的方式表達(dá)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中信息的變換和傳遞過程。它有四種基本符號(hào)：SPX數(shù)據(jù)源及數(shù)據(jù)終點(diǎn)加工 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行的加工或變換，指向加工的數(shù)據(jù)流是輸入數(shù)據(jù)；離開的是輸出數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)流 具有名字且有流向的數(shù)據(jù)文件 存放數(shù)據(jù)的場(chǎng)所26舉例賓館管理系統(tǒng) 客人預(yù)訂登錄房管客人信息庫可售房庫售出房庫客帳庫公安預(yù)付款財(cái)務(wù)IDD27數(shù)據(jù)流圖的

12、結(jié)構(gòu)一個(gè)實(shí)際問題的數(shù)據(jù)加工流程是非常復(fù)雜的。如果繪制在一個(gè)平面圖上就顯的太亂了。因此，通常采用分層次結(jié)構(gòu)。把一個(gè)復(fù)雜的問題，分解為一些相互獨(dú)立的子問題，再繪出分層DFD。28結(jié)構(gòu)圖分層舉例 賓館管理DFD/L0頂層圖第2層圖DFD/L1ADCE第3層圖DFD/L2.2DFD/L2.1A1A2A3E1E2B29結(jié)構(gòu)圖分層舉例采用用戶容易理解的圖形工具從全局認(rèn)識(shí)系統(tǒng),采用自頂向下,逐級(jí)分析的方式銷售MIS銷售MIS經(jīng)營(yíng)庫存財(cái)務(wù)1）2）3）銷售MIS經(jīng)營(yíng)庫存財(cái)務(wù)市場(chǎng)分析統(tǒng)計(jì)分析客戶檔案盤點(diǎn)結(jié)存訂貨管理工資核算采購計(jì)劃工資核算成本核算面向用戶,強(qiáng)調(diào)邏輯而非實(shí)現(xiàn)(在該階段,不考慮系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)問題)以獲取分

13、離數(shù)據(jù)和加工為動(dòng)機(jī)(這點(diǎn)很重要)。結(jié)構(gòu)圖分層舉例30數(shù)據(jù)字典DD（Data Directory）DD對(duì)數(shù)據(jù)流程圖中出現(xiàn)的所有元素給出邏輯定義;即給出DFD中的數(shù)據(jù)流、加工和文件、及及數(shù)據(jù)項(xiàng)等的詳細(xì)解釋。數(shù)據(jù)字典的條目解釋通常采用規(guī)范的定義形式： 客帳=帳號(hào)+房租+IDD費(fèi)+餐飲費(fèi)+洗衣費(fèi)+娛樂費(fèi)+日期+經(jīng)辦人內(nèi)容 數(shù)據(jù)流：編號(hào)、名稱、簡(jiǎn)述、別名、構(gòu)成、來源、去向、流量 數(shù)據(jù)項(xiàng)目：編號(hào)、名稱、簡(jiǎn)述、別名、類型、長(zhǎng)度、位數(shù) 數(shù)據(jù)文件：編號(hào)、名稱、簡(jiǎn)述、別名、構(gòu)成、關(guān)鍵字、存取要求處理 編號(hào)、名稱、簡(jiǎn)述、別名、處理?xiàng)l件、I/O內(nèi)容、處理邏輯31編寫DD的要求一致性、無冗余與DFD相互引用DD的建立和

14、維護(hù)是件細(xì)致而又復(fù)雜的工作。大的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)在DD上投入的工作量是相當(dāng)大的。一般采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行DD的自動(dòng)管理，包括：建立新的條目定義、修改、查詢操作等。DD中收集的信息不容許有多重定義的現(xiàn)象（即最小冗余度）。32判定表采用判定樹能把加工邏輯表示的更加清楚。判定樹中縱向各列給出的是不同的條件，橫向各行則表示在任何條件下相應(yīng)的處理。例如：條件 結(jié) 帳 時(shí) 間 12點(diǎn)前 1218點(diǎn) 18點(diǎn)后處理不收費(fèi)收半費(fèi)收全費(fèi)33判定樹判定樹比判定表更家直觀，它用來描述具有多個(gè)條件的數(shù)據(jù)加工更容易被用戶接受。樹狀的分枝表示多種不同的條件。例如，結(jié)帳時(shí)間=？12點(diǎn)前 1218點(diǎn)間 18點(diǎn)后不收費(fèi) 收半費(fèi) 收全費(fèi)下一

15、頁34教學(xué)課時(shí)分配表 章 次教 學(xué) 內(nèi) 容總課時(shí)第1階段確定設(shè)計(jì)方向8第2階段可行性分析16第3階段概要設(shè)計(jì)16第4階段詳細(xì)設(shè)計(jì)24第5階段編寫代碼32第6階段軟件測(cè)試12第7階段編寫項(xiàng)目文檔16第8階段項(xiàng)目展示8合 計(jì)13235第1階段 確定設(shè)計(jì)方向（1周）【教學(xué)目的和要求】 復(fù)習(xí)前期學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，熟悉C#、Java、ASP.NET、網(wǎng)頁設(shè)計(jì)等編程環(huán)境。根據(jù)所學(xué)重點(diǎn)和所掌握內(nèi)容的側(cè)重點(diǎn)，選擇合適的設(shè)計(jì)方向和題目。【教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)】 重點(diǎn)：選擇合適的設(shè)計(jì)方向和題目 難點(diǎn)：選擇合適的設(shè)計(jì)方向和題目【主要內(nèi)容】 1.1 選題意義 1.2 主要內(nèi)容 1.3 擬實(shí)施步驟36第2階段 可行性分析 （2周）【教學(xué)目的和要求】 通過對(duì)項(xiàng)目的主要內(nèi)容和配套條件，從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、工程等方面進(jìn)行調(diào)查研究和分析比較，并對(duì)項(xiàng)目建成以后可能取