軟件工程課后參考答案

第一章課后參考答案什么是軟件危機？它們有哪些典型表現(xiàn)？為什么會出現(xiàn)軟件危機？“軟件危機”是指計算機軟件的“開發(fā)”和“維護”過程中所遇到的一系列“嚴重問題”。這些問題決不僅僅是不能正常運行的軟件才具有的，實際上，幾乎“所有軟件”都不同程度地存在這些問題。它們有以下表現(xiàn)：（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“已完成的”軟件系統(tǒng)不滿意的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生；（3）軟件產(chǎn)品的質(zhì)量往往靠不?。唬?）軟件常常是不可維護的；（5）軟件通常沒有適當?shù)奈臋n資料；（6）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，遠遠跟不上計算機應(yīng)用普及深入的趨勢。出現(xiàn)軟件危機的主要原因（1）與軟件本身的特點有關(guān)（2）與軟件開發(fā)和維護過程中使用的方法不正確有關(guān)假設(shè)自己是一家軟件公司的總工程師，當把圖給手下的軟件工程師們觀看，告訴他們及時發(fā)現(xiàn)并改正錯誤的重要性時，有人不同意這個觀點，認為要求在錯誤進入軟件之前就清楚它們是不現(xiàn)實的，并舉例說：“如果一個故障是編碼錯誤造成的，那么，一個人怎么能在設(shè)計階段清除它呢？”應(yīng)該怎么反駁他？答：在軟件開發(fā)的不同階段進行修改付出的代價是很不相同的，在早期引入變動，涉及的面較少，因而代價也比較低；在開發(fā)的中期，軟件配置的許多成分已經(jīng)完成，引入一個變動要對所有已完成的配置成分都做相應(yīng)的修改，不僅工作量大，而且邏輯上也更復(fù)雜，因此付出的代價劇增；在軟件“已經(jīng)完成”時在引入變動，當然付出的代價更高。一個故障是代碼錯誤造成的，有時這種錯誤是不可避免的，但要修改的成本是很小的，因為這不是整體構(gòu)架的錯誤。什么是軟件工程？它有哪些本質(zhì)特征？怎么用軟件工程消除軟件危機？軟件工程是指導(dǎo)知道計算機軟件開發(fā)和維護的一門工程學科。采用工程的概念、原理、技術(shù)和方法來開發(fā)與維護軟件，把經(jīng)過時間考驗而證明正確的管理技術(shù)和當前能夠得到的最好技術(shù)方法結(jié)合起來，以經(jīng)濟地開發(fā)出高質(zhì)量的軟件并有效地維護它，這就是軟件工程。本質(zhì)特征：（1）軟件工程關(guān)注于大型軟件的構(gòu)造（2）軟件工程的中心課題是控制復(fù)雜性（3）軟件經(jīng)常變化4）開發(fā)軟件的效率非常重要（5）和諧地合作是開發(fā)軟件的關(guān)鍵（6）軟件必須有效支持它的用戶（7）在軟件工程領(lǐng)域通常由一種文化背景的人替代具有另一種文化背景的人創(chuàng)造產(chǎn)品消除軟件危機的原理：（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(shè)計技術(shù)（5）結(jié)果應(yīng)能清楚地審查（6）開發(fā)小組的人員應(yīng)該少而精（7）承認不斷改進軟件工程實踐的必要性5．根據(jù)歷史數(shù)據(jù)可以做出如下的假設(shè)：對計算機存儲容量的需求大致按下面公式描述的趨勢逐年增加：M=-1960）,存儲器的價格按下面公式描述的趨勢逐年下降：P仁X（美分/位）,如果計算機字長為16位，則存儲器價格下降的趨勢為：P2=X（美元/字）,在上列公式中丫代表年份，M是存儲容量（字數(shù)），P1和P2代表價格。基于上述假設(shè)可以比較計算機硬件和軟件成本的變化趨勢。要求計算：1)在1985年對計算機存儲容量的需求估計是多少?如果字長為16位，這個存儲器的價格是多少?假設(shè)在1985年一名程序員每天可開發(fā)出10條指令，程序員的平均工資是每月4000美元。如果一條指令為一個字長，計算使存儲器裝滿程序所需用的成本。假設(shè)在1995年存儲器字長為32位，一名程序員每天可開發(fā)出30條指令，程序員的月平均工資為6000美元，重復(fù)(1)、(2)題。6什么是軟件過程?它與軟件工程方法學有何關(guān)系?軟件過程是為了開發(fā)出高質(zhì)量的軟件產(chǎn)品所需完成的一系列任務(wù)的框架，它規(guī)定了完成各項任務(wù)的工作步驟。軟件工程方法學：通常把在軟件生命周期全過程中使用的一整套技術(shù)方法的集合稱為方法學，也稱范型。軟件過程是軟件工程方法學的3個重要組成部分之一。7.什么是軟件生命周期模型？試比較瀑布模型、快速模型、增量模型和螺旋模型的優(yōu)缺點，說明每種模型的適用范圍。通俗的說，簡潔地描述軟件過程的模型叫做軟件生命周期模型，生命周期模型規(guī)定了把生命周期花費成哪些階段及各個階段執(zhí)行的順序。瀑布模型的優(yōu)點：有利于大型軟件開發(fā)過程中人員的組織、管理，有利于軟件開發(fā)方法和工具的研究，從而提高了大型軟件項目開發(fā)的質(zhì)量和效率。瀑布模型的缺點：（1）開發(fā)過程一般不能逆轉(zhuǎn)，否則代價太大；（2）實際的項目開發(fā)很難嚴格按該模型進行；（3）客戶往往很難清楚地給出所有的需求，而該模型卻要求如此。（4）軟件的實際情況必須到項目開發(fā)的后期客戶才能看到，這要求客戶有足夠的耐心。瀑布模型的使用范圍：（1）用戶的需求非常清楚全面，且在開發(fā)過程中沒有或很少變化；（2）開發(fā)人員對軟件的應(yīng)用領(lǐng)域很熟悉；（3）用戶的使用環(huán)境非常穩(wěn)定；（4）開發(fā)工作對用戶參與的要求很低?？焖僭湍Ｐ偷膬?yōu)點：（1）可以得到比較良好的需求定義，容易適應(yīng)需求的變化；（2）有利于開發(fā)與培訓的同步；（3）開發(fā)費用低、開發(fā)周期短且對用戶更友好。快速原型模型的缺點：（1）客戶與開發(fā)者對原型理解不同；（2）準確的原型設(shè)計比較困難；3）不利于開發(fā)人員的創(chuàng)新?？焖僭湍Ｐ偷氖褂梅秶海?）對所開發(fā)的領(lǐng)域比較熟悉而且有快速的原型開發(fā)工具；（2）項目招投標時，可以以原型模型作為軟件的開發(fā)模型；（3）進行產(chǎn)品移植或升級時，或?qū)σ延挟a(chǎn)品原型進行客戶化工作時，原型模型是非常適合的。增量模型的優(yōu)點：（1）采用增量模型的優(yōu)點是人員分配靈活，剛開始不用投入大量人力資源；（2）如果核心產(chǎn)品很受歡迎，則可增加人力實現(xiàn)下一個增量；（3）可先發(fā)布部分功能給客戶，對客戶起到鎮(zhèn)靜劑的作用。增量模型的缺點：（1）并行開發(fā)構(gòu)件有可能遇到不能集成的風險，軟件必須具備開放式的體系結(jié)構(gòu)；（2）增量模型的靈活性可以使其適應(yīng)這種變化的能力大大優(yōu)于瀑布模型和快速原型模型，但也很容易退化為邊做邊改模型，從而是軟件過程的控制失去整體性。增量模型的使用范圍：（1）進行已有產(chǎn)品升級或新版本開發(fā)，增量模型是非常適合的；（2）對完成期限嚴格要求的產(chǎn)品，可以使用增量模型；（3）對所開發(fā)的領(lǐng)域比較熟悉而且已有原型系統(tǒng)，增量模型也是非常適合的。螺旋模型的優(yōu)點：（1）設(shè)計上的靈活性,可以在項目的各個階段進行變更；（2）以小的分段來構(gòu)建大型系統(tǒng),使成本計算變得簡單容易；（3）客戶始終參與每個階段的開發(fā),保證了項目不偏離正確方向以及項目的可控性；（4）隨著項目推進,客戶始終掌握項目的最新信息,從而他或她能夠和管理層有效地交互。螺旋模型的缺點：（1）采用螺旋模型需要具有相當豐富的風險評估經(jīng)驗和專門知識，在風險較大的項目開發(fā)中，如果未能夠及時標識風險，勢必造成重大損失；（2）過多的迭代次數(shù)會增加開發(fā)成本，延遲提交時間。螺旋模型的使用范圍：螺旋模型只適合于大規(guī)模的軟件項目。8.為什么說噴泉模型較好地體現(xiàn)了面向?qū)ο筌浖_發(fā)過程無縫和迭代的特性？由于在整個開發(fā)過程中都使用統(tǒng)一的軟件概念“對象”，所有其他概念（例如功能、關(guān)系、事件等）都是圍繞對象組成的，目的是保證分析工作中得到的信息不會丟失或改變，因此，對生命周期各個階段的區(qū)分自然也就不重要了，不明顯了。分析階段的得到的對象模型也適用于設(shè)計階段和實現(xiàn)階段。由于各階段都使用統(tǒng)一的概念和表示符號，因此，整個開發(fā)過程都是吻合一致的，或者說是“無縫”連接的，這自然也就很容易實現(xiàn)各個開發(fā)步驟的多次反復(fù)迭代，達到認識的逐步深化。所以說噴泉模型較好的體現(xiàn)了面向?qū)ο筌浖_發(fā)過程無縫和迭代的特性。第二章課后習題參考答案1、在軟件開發(fā)的早期階段為什么要進行可行性研究？應(yīng)從哪些方面研究目標系統(tǒng)的可行性？（1）開發(fā)一個軟件時，需要判斷原定的系統(tǒng)模型和目標是否現(xiàn)實，系統(tǒng)完成后所能帶來的效益是否大到值得投資開發(fā)這個系統(tǒng)的程度，如果做不到這些，那么花費在這些工程上的任何時間、人力、軟硬件資源和經(jīng)費，都是無謂的浪費?？尚行匝芯康哪康木褪怯米钚〉拇鷥r在盡可能短的時間內(nèi)確定問題是否能夠解決。（2）一般說來，至少應(yīng)該從以下三個方面研究每種解法的可行性：a.技術(shù)可行性b.經(jīng)濟可行性c.操作可行性。2、為方便儲戶，某銀行擬開發(fā)計算機儲蓄系統(tǒng)。儲戶填寫的存

款單或取款單由業(yè)務(wù)員鍵入系統(tǒng)，如果是存款，系統(tǒng)記錄存款人姓名、

住址、存款類型、存款日期、利率等信息，并印出存款單給儲戶；如果是取款，系統(tǒng)計算利息并打印出利息清單給儲戶寫出問題定義病畫出此系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖。問題定義如下：如果是存款，儲戶填寫存款單，然后交給業(yè)務(wù)員鍵入系統(tǒng)，同時系統(tǒng)還要記錄存款人姓名、住址（或電話號碼）、身份證號碼、存款類型、存款日期、利率等信息，完成后由系統(tǒng)打印存款單給儲戶。如果是取款，儲戶填寫取款單，然后交給業(yè)務(wù)員，業(yè)務(wù)員把取款金額輸入系統(tǒng)并要求儲戶輸入密碼以確認身份，核對密碼正確無誤后系統(tǒng)計算利息并印出利息清單給儲戶。為了滿足儲戶的需求，該系統(tǒng)需要迅速的對用戶的要求做出反饋，要對用戶輸入的信息作出最快的處理，所以就需要很大的主存容量，以及強大的數(shù)據(jù)庫支持。由于是所面向的用戶是廣泛的儲蓄用戶群，所以需要系統(tǒng)強大的安全性能支持。系統(tǒng)的分層數(shù)據(jù)流圖如下：1頂層數(shù)據(jù)流圖系統(tǒng)的分層數(shù)據(jù)流圖如下：1頂層數(shù)據(jù)流圖儲戶業(yè)務(wù)員2、中層數(shù)據(jù)流圖

3、某航空公司擬開發(fā)一個機票預(yù)定系統(tǒng)。旅行社把預(yù)訂機票的旅客信息（姓名、性別…等）輸入進該系統(tǒng)，系統(tǒng)為旅客安排航班，印出取票通知和賬單，旅客在飛機起飛的前一天憑取票通知和賬單交款取票，系統(tǒng)核對無誤即印出機票給旅客。寫出問題定義病畫出此系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖

問題定義：某航空公司，售票工作人員每天手工處理旅客預(yù)訂票、安排航班、取票和收款業(yè)務(wù)，工作量較大，需要工作人員多等，總之人工不易管理，手續(xù)繁瑣。數(shù)據(jù)流圖如下：1頂層數(shù)據(jù)流圖2、中間層數(shù)據(jù)流圖3、底層數(shù)據(jù)流圖

4、住院病人主要由護士護理，這樣做不僅需要大量護士，而且由于不能隨時觀察危重病人的病情變化，還會延誤搶救時機。某醫(yī)院打算開發(fā)一個以計算機為中心的患者監(jiān)護系統(tǒng)，請分層次地畫出描述本系統(tǒng)功能的數(shù)據(jù)流圖。

問題定義：本題要開發(fā)一個病人監(jiān)護系統(tǒng)，實現(xiàn)對病人癥狀的自動監(jiān)護，形成病人日志記錄，減少人力的浪費。在監(jiān)控過程中，隨時接受病人的生理信息（脈搏、體溫、血壓、心電圖），對病人的不正常生理信息（超出醫(yī)生規(guī)定的安全范圍的信息）發(fā)出警告，并向護士發(fā)出警告信息。護士還可以根據(jù)需要打印病人的病情報告。D1-患者日志D2-E1-D1-患者日志D2-E1-護士E2-生理信號F3-日期、時間安全范圍F6-日志分析信號P3-產(chǎn)生警告P5-更新日志P6-產(chǎn)生病情報F1-要求報告F2-F4-警告信息F5-P1-接收信號P2-P4-定時取樣生理信號患者安全范圍病人E3-D3-時鐘生理信息方法方法二5、北京某高?？捎玫碾娫捥柎a有以下幾類：校內(nèi)電話號碼由4位數(shù)字組成，第1位數(shù)字不是0；校外電話又分為本市電話和外地電話兩類，撥校外電話需先撥0，若是本市電話則再接著撥8位數(shù)字（第1位不是0），若是外地電話則撥3位區(qū)碼再撥8位電話號碼（第1位不是0）。請用定義數(shù)據(jù)字典的方法，定義上述的電話號碼。電話號碼=[校內(nèi)電話號碼|校外電話號碼]校內(nèi)電話號碼=非零數(shù)字+3位數(shù)字//后面繼續(xù)定義校外電話號碼=[本市號碼|外地號碼]本市號碼=數(shù)字零+8位數(shù)字外地號碼=數(shù)字零+3位數(shù)字+8位數(shù)字非零數(shù)字=[1|2|3|4|5|6|7|8|9]數(shù)字零=03位數(shù)字=3｛數(shù)字｝3//3至3個數(shù)字8位數(shù)字=非零數(shù)字+7位數(shù)字7位數(shù)字=7｛數(shù)字｝7數(shù)字=[0|1|2|3|4|5|6|7|8|9]第三章課后參考答案1、為什么要進行需求分析？通常對軟件系統(tǒng)有哪些需求？答：為了開發(fā)出真正滿足用戶需求的軟件產(chǎn)品，首先必須知道用戶的需求，不論軟件工程師把設(shè)計和編碼工作做得如何出色，不能真正滿足用戶需求的程序只會令用戶失望。需求分析的任務(wù)不是確定系統(tǒng)怎樣完成它的工作，而是確定系統(tǒng)必須完成哪些工作，對目標系統(tǒng)提出完整、清晰、準確、具體的要求。只有這樣深入理解了用戶的需求，我們的工作才會有意義。對軟件通常有以下需求：功能需求、性能需求、可靠性和可用性需求、出錯處理需求、接口需求、逆向需求、將來可能提出的要求。2、怎樣與用戶有效地溝通以獲取用戶的真實需求？答：1）訪談，訪談有兩種基本形式，分別是正式的和非正式的訪談。（2）面向數(shù)據(jù)流自頂向下求精（3）簡易的應(yīng)用規(guī)格說明技術(shù)（4）快速建立軟件原型3、銀行計算機儲蓄系統(tǒng)的工作過程大致如下：儲戶填寫的存款單或取款單由業(yè)務(wù)員鍵入系統(tǒng)，如果是存款則系統(tǒng)記錄存款人姓名、住址（或電話號碼）、身份證號碼、存款類型、存款日期、到期日期、利率及密碼（可選）等信息，并印出存單給儲戶；如果是取款而且存款時留有密碼，則系統(tǒng)首先核對儲戶密碼，若密碼正確或存款時未留密碼，則系統(tǒng)計算利息并印出利息清單給儲戶。用實體-聯(lián)系圖描繪系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)對象。實體-聯(lián)系圖如下：本問題中共有三類實體，分別是“儲戶”和“儲蓄所”及業(yè)務(wù)員，在它們之間存在“存取款”關(guān)系。因為一位儲戶可以在多家儲蓄所存取款，一家儲蓄所擁有多位儲戶，所以“存取款”是多對多（M:N）關(guān)系。儲戶的屬性主要有姓名、住址、電話號碼和身份證號碼，儲蓄所的屬性主要是名稱、地址和電話號碼，存取款是聯(lián)系，但它也有屬性主要有數(shù)額、類型、到期日期、利率和密碼。業(yè)務(wù)員的屬性主要有編號，姓名，性別和電話號碼。4、分析習題2第3題所述的機票預(yù)訂系統(tǒng)，試用實體-聯(lián)系圖描述本系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)對象。實體-聯(lián)系圖如下：本問題中主要有三類實體，分別是“顧客”、“旅行社”、“飛機航班”在它們之間存在的關(guān)系有：“顧客”和、“旅行社”有“代理”關(guān)系；因為一位顧客可以讓多家旅行社代理，一家旅行社擁有多位顧客，所以“代理”是多對多（M：N關(guān)系。“顧客”和“飛機航班”有“預(yù)定機票”關(guān)系，是一對一（1:1）關(guān)系。顧客的屬性主要有身份證號碼、姓名、性別、工作單位、旅行時間、旅行目的地、聯(lián)系電話。旅行社的屬性主要有編號，名稱，地址，負責人，聯(lián)系電話。飛機航班的屬性主要是航班號、起飛時間、目的地、到達時間?！邦A(yù)定機票”關(guān)系的屬性有票額（即票價）

5、分析習題2第4題所述的患者監(jiān)護系統(tǒng)，試用實體-聯(lián)系圖描述本系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)對象，畫出本系統(tǒng)的頂層IPO圖。實體-聯(lián)系圖如下：本系統(tǒng)的頂層IPO圖如下：6、復(fù)印機的工作過程大致如下：未接到復(fù)印命令時處于閑置狀態(tài)，一旦接到復(fù)印命令則進入復(fù)印狀態(tài)，完成一個復(fù)印命令規(guī)定的工作后又回到閑置狀態(tài)，等待下一個復(fù)印命令；如果執(zhí)行復(fù)印命令時發(fā)現(xiàn)沒紙，則進入缺紙狀態(tài)，發(fā)出警告，等待裝紙，裝滿紙后進入閑置狀態(tài)，準備接收復(fù)印命令；如果復(fù)印時發(fā)生卡紙故障，則進入卡紙狀態(tài)，發(fā)出警告等待維修人員來排除故障，故障排除后回到閑置狀態(tài)。請用狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖描繪復(fù)印機的行為。從問題陳述可知，復(fù)印機的狀態(tài)主要有“閑置”、“復(fù)印”、“缺紙”和“卡紙”。引起狀態(tài)轉(zhuǎn)換的事件主要是“復(fù)印命令”、“完成復(fù)印命令”、“發(fā)現(xiàn)缺紙”、“裝滿紙”、“發(fā)生卡紙故障”和“排除了卡紙故障”。第五章課后參考答案3、設(shè)計下列系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)（1）儲蓄系統(tǒng)2-2（2）機票預(yù)定系統(tǒng)2-3（3）患者監(jiān)護系統(tǒng)2-4參考答案：使用結(jié)構(gòu)圖表示1、1、儲蓄系統(tǒng)2、機票預(yù)定系統(tǒng)3、患者監(jiān)護系統(tǒng)4、美國某大學有200名教師，校方與教師工會剛剛簽訂一項協(xié)議。按照協(xié)議，所有年工資超過$26000（含$26000）的教師工資將保持不變，年工資少于$26000的教師將增加工資，所增加工資數(shù)額按下述方法計算：給每位教師所贍養(yǎng)的人（包括教師本人）每年補助$100，此外，教師有一年工齡每年再多補助￥50,但是，增加后的年工資總額不能多于$26000。教師工資檔案存儲在行政辦公室的磁帶上，檔案中有目前的年工資、贍養(yǎng)的人數(shù)、雇傭日期等信息。需要寫一個程序計算并印出每名教師的原工資和調(diào)整后的新工資。要求：（1）畫出此系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖；（2）寫出需求說明；（3）設(shè)計上述的工資調(diào)整程序（要求用HIPO圖描繪設(shè)計結(jié)果），設(shè)計時分別采用兩種算法，并比較兩種算法的優(yōu)缺點：（a）搜索工資檔案數(shù)據(jù)，找出年工資少于$26000的人,計算新工資，校核是否超過$26000，存儲新工資，印出新舊工資對照表；（b）把工資檔案數(shù)據(jù)按工資從最低到最高的次序排序，當工資數(shù)額超過$26000時即停止排序，計算新工資，校核是否超過限額，存儲新工資，印出結(jié)果。（4）你所畫出的數(shù)據(jù)流圖適應(yīng)用那種算法？1）系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖（2）需求說明；經(jīng)分析可知：本系統(tǒng)必須包括如下7個功能：導(dǎo)入原工資檔案、輸入調(diào)資標準、檢索需調(diào)資工資數(shù)據(jù)、計算新工資、校核新工資、更新新工資數(shù)據(jù)、輸出工資對照表包含數(shù)據(jù)：教師工資檔案、工資標準（3）工資調(diào)資系統(tǒng)導(dǎo)入調(diào)資檔案調(diào)資打印工資對照表導(dǎo)入工資檔案導(dǎo)入調(diào)資檔案調(diào)資打印工資對照表導(dǎo)入工資檔案輸入調(diào)資標準檢索需調(diào)資工資數(shù)據(jù)計算新工資校核新工資更據(jù)新丄資IPO表系統(tǒng)：工資調(diào)資系統(tǒng)作者：王毅模塊：導(dǎo)入調(diào)資檔案日期：2014-2-1編號：被調(diào)用：工資調(diào)資系統(tǒng)調(diào)用：和輸入：原工資檔案輸出：工資檔案處理：把原工資檔案導(dǎo)入工資調(diào)資系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中局部數(shù)據(jù)兀素：注釋：工資調(diào)資系統(tǒng)導(dǎo)入調(diào)資檔案調(diào)資打印工資對照表計算新工資校核新工資計算新工資校核新工資數(shù)據(jù)4）你所畫出的數(shù)據(jù)流圖適應(yīng)用那種算法（a）第六章參考答案6-3