軟件工程理論與實(shí)踐 課件 1 軟件工程概述

XXXXXX大學(xué)軟件工程SOFTWARE

ENGINEERING教師：XXXXX2024教學(xué)目標(biāo)：（1）理解軟件和軟件工程的相關(guān)概念；（2）了解軟件工程的發(fā)展歷程；（3）理解軟件的生命周期及階段任務(wù)；（4）掌握常用的軟件過程模型，能夠根據(jù)實(shí)際軟件項(xiàng)目選擇較合適的開發(fā)模型。第1章軟件工程概述1.1軟件

1.1.1軟件的概念程序軟件產(chǎn)品程序文檔數(shù)據(jù)是能夠完成預(yù)定功能的可執(zhí)行的指令序列。是程序能夠適當(dāng)操作的信息。是開發(fā)、使用和維護(hù)程序所需要的闡明性資料。程序數(shù)據(jù)文檔軟件可以形式化地表示如下：軟件=程序+數(shù)據(jù)+文檔1.1.1軟件的概念軟件是一種抽象的邏輯實(shí)體。1.1.2軟件的特點(diǎn)軟件是一種智力產(chǎn)品。軟件開發(fā)至今尚未擺脫手工開發(fā)方式。軟件需要維護(hù)。軟件產(chǎn)品010203按照軟件功能分類系統(tǒng)軟件支撐軟件應(yīng)用軟件按照軟件規(guī)模分類微型軟件小型軟件中型軟件大型軟件超大型軟件按照服務(wù)對(duì)象分類通用軟件定制軟件1.1.3軟件的分類1.2軟件工程的產(chǎn)生1.2.1軟件生產(chǎn)的發(fā)展個(gè)人程序時(shí)代軟件是為某種特定型號(hào)的計(jì)算機(jī)設(shè)備而專門配置的程序。20世紀(jì)50年代201620世紀(jì)60年代軟件工程時(shí)代1968年首次提出了“軟件工程”這一概念。軟件作坊時(shí)代出現(xiàn)了若干高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言，“軟件危機(jī)”現(xiàn)象爆發(fā)。20世紀(jì)70年代至今軟件產(chǎn)品不能滿足用戶的需求。軟件產(chǎn)品成本高，開發(fā)進(jìn)度難以準(zhǔn)確估計(jì)。軟件產(chǎn)品可維護(hù)性差。軟件產(chǎn)品質(zhì)量差，可靠性得不到保證。軟件產(chǎn)品文檔不完備。軟件危機(jī)定義：軟件危機(jī)是指在軟件開發(fā)和軟件維護(hù)過程中所遇到的一系列問題。1.2.2軟件危機(jī)“軟件工程軟件工程是將系統(tǒng)化的、規(guī)范化的、可度量的途徑應(yīng)用于軟件的開發(fā)、運(yùn)行和維護(hù)的過程，即將工程化應(yīng)用于軟件的方法的研究。1.3軟件工程1.3.1軟件工程概念工具方法過程

軟件工程方法學(xué)有三個(gè)要素：方法、工具和過程。方法是指完成軟件開發(fā)任務(wù)的技術(shù)方法；工具是指為方法的運(yùn)用提供自動(dòng)或半自動(dòng)的軟件支撐環(huán)境；過程是指規(guī)定了完成任務(wù)的工作階段、工作內(nèi)容、產(chǎn)品、驗(yàn)收的步驟和完成準(zhǔn)則。1.3.2軟件工程方法學(xué)結(jié)構(gòu)化方法結(jié)構(gòu)化方法采用自上向下、逐步求精的指導(dǎo)思想，把軟件開發(fā)工作劃分成若干個(gè)階段，每個(gè)階段相對(duì)獨(dú)立。面向?qū)ο蠓椒嫦驅(qū)ο蠓椒ú捎米缘紫蛏虾妥皂斚蛳孪嘟Y(jié)合的方法，以對(duì)象建模為基礎(chǔ)，運(yùn)用對(duì)象、類、消息傳遞、繼承、封裝等概念來構(gòu)造軟件產(chǎn)品。1.3.2軟件工程方法學(xué)1.4軟件過程

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO將軟件過程定義為：“把輸入轉(zhuǎn)化為輸出的一組彼此相關(guān)的資源和活動(dòng)”。1.4.1軟件生命周期軟件生命周期是指一個(gè)軟件從提出開發(fā)要求開始直到該軟件報(bào)廢為止的整個(gè)時(shí)期。1.可行性研究：可行性研究是對(duì)準(zhǔn)備開發(fā)的軟件項(xiàng)目的可行性進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。一般從技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)可行性和操作可行性等方面進(jìn)行分析，并形成可行性研究報(bào)告，由此決定軟件項(xiàng)目是否繼續(xù)進(jìn)行下去。2.需求分析：需求分析是一個(gè)復(fù)雜的過程，其成功與否直接關(guān)系到軟件開發(fā)的成敗。需求分析以用戶需求為基本依據(jù)，從功能、性能、操作等多個(gè)方面，給出軟件完整的和準(zhǔn)確的描述，從而形成軟件需求規(guī)格說明書。3.軟件設(shè)計(jì)：軟件設(shè)計(jì)就是把需求規(guī)格說明書中描述的功能可操作化，它可以分為概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)兩個(gè)階段。概要設(shè)計(jì)旨在建立系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，主要體現(xiàn)在模塊的構(gòu)成與模塊接口兩個(gè)方面，形成概要設(shè)計(jì)說明書。詳細(xì)設(shè)計(jì)以概要設(shè)計(jì)為依據(jù)，確定每個(gè)模塊的內(nèi)部細(xì)節(jié)，并形成詳細(xì)設(shè)計(jì)說明書，為編碼實(shí)現(xiàn)階段提供最直接的依據(jù)。4.編碼實(shí)現(xiàn)：編碼實(shí)現(xiàn)就是把詳細(xì)設(shè)計(jì)文檔中對(duì)每個(gè)模塊的算法描述轉(zhuǎn)換為使用某種程序設(shè)計(jì)語言實(shí)現(xiàn)的程序。在編碼實(shí)現(xiàn)過程中，必須遵守一定的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，這樣可以提高代碼的質(zhì)量，并且便于后期維護(hù)。5.軟件測(cè)試：

軟件測(cè)試一般可以分為單元測(cè)試、集成測(cè)試、確認(rèn)測(cè)試、系統(tǒng)測(cè)試和驗(yàn)收測(cè)試等。通過軟件測(cè)試可以發(fā)現(xiàn)軟件中存在的缺陷，保證軟件產(chǎn)品的質(zhì)量。6.軟件維護(hù)：

軟件產(chǎn)品交付后，還需要進(jìn)行長(zhǎng)期的軟件維護(hù)。軟件的維護(hù)過程，也是軟件的功能更新、版本升級(jí)的過程。通常情況下，軟件產(chǎn)品的質(zhì)量越高，進(jìn)行維護(hù)的工作量越小。1.4.1軟件生命周期1.4.2軟件過程模型定義：過程模型是一個(gè)包括軟件產(chǎn)品開發(fā)、運(yùn)行和維護(hù)中有關(guān)過程、活動(dòng)和任務(wù)的框架，這些過程、活動(dòng)和任務(wù)覆蓋了從該軟件的需求定義到軟件使用終止的全過程。瀑布模型增量模型螺旋模型噴泉模型演化模型原型模型

瀑布模型是20世紀(jì)80年代之前最受推崇的軟件開發(fā)模型。瀑布模型的適用范圍：（1）適用于項(xiàng)目開始時(shí)需求已確定的情況；（2）開發(fā)人員對(duì)軟件的應(yīng)用領(lǐng)域很熟悉。1.4.2軟件過程模型增量模型也稱為漸增模型。增量模型的適用范圍：（1）進(jìn)行已有產(chǎn)品升級(jí)或新版本開發(fā)；（2）對(duì)所開發(fā)的領(lǐng)域比較熟悉而且已有原型系統(tǒng)。增量模型示意圖1.4.2軟件過程模型演化模型是一種有彈性的過程模式。演化模型示意圖1.4.2軟件過程模型

螺旋模型將瀑布模型與演化模型結(jié)合起來，加入了兩種模型均忽略了的風(fēng)險(xiǎn)分析。螺旋模型示意圖1.4.2軟件過程模型噴泉模型