《軟件工程講》課件

軟件工程講軟件工程概述系統(tǒng)化方法軟件工程是一個(gè)系統(tǒng)化、規(guī)范化的方法，用于開(kāi)發(fā)、維護(hù)和管理軟件系統(tǒng)。高效性通過(guò)應(yīng)用軟件工程原則，可以提高軟件開(kāi)發(fā)效率，降低成本，并保證軟件質(zhì)量?？删S護(hù)性軟件工程強(qiáng)調(diào)軟件的可維護(hù)性，以確保軟件能夠適應(yīng)不斷變化的需求。軟件工程的發(fā)展歷程早期階段(1940s-1960s)以手工編碼為主，軟件開(kāi)發(fā)效率低下，缺乏系統(tǒng)性方法。軟件危機(jī)時(shí)期(1960s-1970s)隨著軟件規(guī)模和復(fù)雜度不斷增加，軟件開(kāi)發(fā)成本和時(shí)間難以控制，出現(xiàn)軟件危機(jī)。軟件工程誕生(1970s)為了解決軟件危機(jī)，軟件工程的概念被提出，旨在規(guī)范軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程，提高軟件質(zhì)量。面向?qū)ο蠓椒?1980s-1990s)面向?qū)ο缶幊趟枷氲呐d起，改變了軟件開(kāi)發(fā)模式，促進(jìn)了軟件工程的發(fā)展。敏捷開(kāi)發(fā)(2000s-至今)敏捷開(kāi)發(fā)方法論的出現(xiàn)，強(qiáng)調(diào)快速迭代和用戶(hù)反饋，推動(dòng)了軟件工程的快速發(fā)展。軟件工程的定義和特點(diǎn)系統(tǒng)化軟件工程是一門(mén)學(xué)科，它應(yīng)用系統(tǒng)化的、規(guī)范化的、可量化的途徑去開(kāi)發(fā)和維護(hù)軟件。工程化它強(qiáng)調(diào)軟件開(kāi)發(fā)的工程化方法，將軟件開(kāi)發(fā)視為一項(xiàng)工程項(xiàng)目，需要進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計(jì)、實(shí)施和測(cè)試。可重復(fù)軟件工程的目標(biāo)是創(chuàng)建可重復(fù)使用的、可靠的和高效的軟件系統(tǒng)。軟件生命周期1需求分析定義軟件目標(biāo)，收集用戶(hù)需求，創(chuàng)建需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)。2設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)軟件架構(gòu)、模塊和數(shù)據(jù)庫(kù)，創(chuàng)建設(shè)計(jì)文檔。3實(shí)現(xiàn)編寫(xiě)代碼，進(jìn)行單元測(cè)試，集成測(cè)試。4測(cè)試進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試，驗(yàn)收測(cè)試，確保軟件滿(mǎn)足需求。5部署將軟件安裝到目標(biāo)環(huán)境，進(jìn)行配置和維護(hù)。6維護(hù)修復(fù)軟件缺陷，進(jìn)行功能增強(qiáng)，適應(yīng)環(huán)境變化。軟件需求獲取與分析與用戶(hù)進(jìn)行有效溝通，了解其需求，并記錄下來(lái)。對(duì)收集到的需求進(jìn)行分析、整理和歸類(lèi)，確保需求的完整性和一致性。將需求文檔化，形成軟件需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)，作為軟件開(kāi)發(fā)的依據(jù)。軟件系統(tǒng)建模類(lèi)圖描述系統(tǒng)中的類(lèi)及其關(guān)系，包括屬性和方法。時(shí)序圖展示對(duì)象之間交互的順序和時(shí)間關(guān)系。用例圖描述系統(tǒng)功能和用戶(hù)之間交互的場(chǎng)景。UML建模語(yǔ)言1統(tǒng)一建模語(yǔ)言UML是一種圖形化建模語(yǔ)言，用于可視化、指定、構(gòu)建和文檔化軟件系統(tǒng)。2可視化UML使用圖表來(lái)表示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使開(kāi)發(fā)者和利益相關(guān)者更容易理解。3規(guī)范UML提供了一套標(biāo)準(zhǔn)的符號(hào)和語(yǔ)法，確保模型的清晰度和一致性。4構(gòu)建UML模型可以用于生成代碼，幫助開(kāi)發(fā)者快速構(gòu)建軟件系統(tǒng)。面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)原則封裝將數(shù)據(jù)和操作隱藏在對(duì)象內(nèi)部,僅通過(guò)接口進(jìn)行訪問(wèn).繼承子類(lèi)繼承父類(lèi)的屬性和方法,擴(kuò)展和重用代碼.多態(tài)同一個(gè)方法可以有多種實(shí)現(xiàn)方式,根據(jù)對(duì)象類(lèi)型調(diào)用不同方法.軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)定義系統(tǒng)整體組織和組件之間的關(guān)系2架構(gòu)風(fēng)格采用特定的設(shè)計(jì)模式，例如分層、事件驅(qū)動(dòng)等3架構(gòu)視圖從不同角度展現(xiàn)架構(gòu)，例如邏輯視圖、物理視圖等軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是軟件開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵階段，它決定了系統(tǒng)的整體框架和實(shí)現(xiàn)方式。良好的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以提高軟件的可維護(hù)性、可擴(kuò)展性和可靠性。軟件構(gòu)建與實(shí)現(xiàn)1代碼編寫(xiě)遵循設(shè)計(jì)規(guī)范，將設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為可執(zhí)行代碼2單元測(cè)試驗(yàn)證代碼單元的功能和正確性3集成測(cè)試將代碼單元組合在一起進(jìn)行測(cè)試4系統(tǒng)測(cè)試驗(yàn)證整個(gè)系統(tǒng)的功能和性能5部署與發(fā)布將軟件部署到目標(biāo)環(huán)境并發(fā)布軟件質(zhì)量保證代碼審查審查代碼以識(shí)別潛在的錯(cuò)誤和缺陷，提高代碼質(zhì)量和可讀性。測(cè)試執(zhí)行各種測(cè)試，例如單元測(cè)試、集成測(cè)試和系統(tǒng)測(cè)試，以驗(yàn)證軟件的功能和性能。靜態(tài)分析使用工具分析代碼，檢測(cè)代碼中的潛在問(wèn)題，例如代碼規(guī)范、安全漏洞和性能問(wèn)題。軟件測(cè)試技術(shù)1單元測(cè)試測(cè)試代碼的最小單元，例如函數(shù)或方法。保證每個(gè)單元的功能正確性。2集成測(cè)試測(cè)試多個(gè)單元組合后的行為，確保模塊之間交互正常。3系統(tǒng)測(cè)試測(cè)試整個(gè)系統(tǒng)的功能和性能，驗(yàn)證軟件是否滿(mǎn)足需求。4驗(yàn)收測(cè)試用戶(hù)或客戶(hù)參與的測(cè)試，確認(rèn)軟件是否符合預(yù)期要求。軟件維護(hù)與演化1糾正性維護(hù)修復(fù)軟件缺陷，保證軟件正常運(yùn)行。2適應(yīng)性維護(hù)適應(yīng)環(huán)境變化，例如操作系統(tǒng)升級(jí)或硬件變更。3完善性維護(hù)增加新功能，提高軟件性能或易用性。4預(yù)防性維護(hù)優(yōu)化代碼，預(yù)防潛在錯(cuò)誤，提高軟件可靠性。敏捷軟件開(kāi)發(fā)方法ScrumScrum是敏捷方法中最流行的一種，以迭代開(kāi)發(fā)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作為核心。看板看板是一種可視化工作流程工具，適合持續(xù)交付和快速響應(yīng)變化。精益精益方法關(guān)注價(jià)值流，消除浪費(fèi)，快速迭代，持續(xù)改進(jìn)。極限編程(XP)強(qiáng)調(diào)代碼質(zhì)量、測(cè)試驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)和持續(xù)集成。提倡團(tuán)隊(duì)成員密切合作，并進(jìn)行頻繁的溝通。重視客戶(hù)反饋，并快速迭代以滿(mǎn)足不斷變化的需求。看板(Kanban)可視化工作流看板提供直觀的視覺(jué)表示，清晰展示任務(wù)的當(dāng)前狀態(tài)和進(jìn)展。持續(xù)改進(jìn)看板鼓勵(lì)團(tuán)隊(duì)定期回顧和優(yōu)化工作流程，不斷提升效率和質(zhì)量。軟件項(xiàng)目管理概述計(jì)劃定義項(xiàng)目范圍、目標(biāo)和可交付成果。組織組建項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，分配職責(zé)，建立溝通機(jī)制。執(zhí)行完成項(xiàng)目工作，跟蹤進(jìn)度，控制風(fēng)險(xiǎn)。監(jiān)控評(píng)估項(xiàng)目進(jìn)展，識(shí)別偏差，進(jìn)行調(diào)整。軟件過(guò)程模型定義軟件過(guò)程模型是軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中各個(gè)階段的順序和關(guān)系，用于指導(dǎo)軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程。它描述了軟件開(kāi)發(fā)的各個(gè)階段，以及它們之間的關(guān)系和順序。目的軟件過(guò)程模型的目的是為了規(guī)范軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程，提高軟件開(kāi)發(fā)效率和質(zhì)量。它可以幫助軟件開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)更好地理解和管理軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程，避免重復(fù)工作，提高工作效率。瀑布模型按階段順序執(zhí)行，每個(gè)階段完成后才能進(jìn)行下一個(gè)階段。每個(gè)階段都需要詳細(xì)文檔記錄，確保流程清晰。前一階段錯(cuò)誤難以發(fā)現(xiàn)和修復(fù)，需要嚴(yán)格的質(zhì)量控制。螺旋模型風(fēng)險(xiǎn)驅(qū)動(dòng)螺旋模型側(cè)重于風(fēng)險(xiǎn)管理，在開(kāi)發(fā)過(guò)程中不斷評(píng)估和控制風(fēng)險(xiǎn)。迭代開(kāi)發(fā)螺旋模型采用迭代的方式進(jìn)行開(kāi)發(fā)，每個(gè)循環(huán)包含計(jì)劃、風(fēng)險(xiǎn)分析、設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、測(cè)試和評(píng)估等步驟。靈活適應(yīng)螺旋模型可以根據(jù)項(xiàng)目需求和風(fēng)險(xiǎn)情況靈活調(diào)整開(kāi)發(fā)過(guò)程。迭代開(kāi)發(fā)模型迭代開(kāi)發(fā)模型是一種增量式開(kāi)發(fā)模型，它將軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程劃分為多個(gè)迭代周期。每個(gè)迭代周期都包括需求分析、設(shè)計(jì)、編碼、測(cè)試等環(huán)節(jié)，最終交付一個(gè)可運(yùn)行的軟件版本。迭代開(kāi)發(fā)模型強(qiáng)調(diào)用戶(hù)反饋，每個(gè)迭代周期都收集用戶(hù)反饋，并將其應(yīng)用到下一個(gè)迭代周期。軟件開(kāi)發(fā)工具代碼編輯器VisualStudioCode,SublimeText,Atom,Notepad++版本控制工具Git,GitHub,Bitbucket構(gòu)建工具M(jìn)aven,Gradle,Ant測(cè)試工具JUnit,Mockito,Selenium代碼管理工具版本控制跟蹤代碼更改，允許回滾到以前的版本。協(xié)作開(kāi)發(fā)多個(gè)開(kāi)發(fā)者可以同時(shí)工作在一個(gè)項(xiàng)目上。代碼審查提高代碼質(zhì)量，減少錯(cuò)誤。持續(xù)集成與持續(xù)部署自動(dòng)化測(cè)試自動(dòng)化測(cè)試是持續(xù)集成與持續(xù)部署的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，確保代碼質(zhì)量并及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。部署流水線(xiàn)通過(guò)自動(dòng)化部署流水線(xiàn)，將代碼從開(kāi)發(fā)環(huán)境自動(dòng)部署到測(cè)試環(huán)境和生產(chǎn)環(huán)境。持續(xù)交付持續(xù)交付的目標(biāo)是快速、頻繁地向用戶(hù)交付新功能和修復(fù)。軟件工程倫理誠(chéng)信在軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中，要保持誠(chéng)信，確保軟件的質(zhì)量和可靠性。責(zé)任對(duì)自己的工作負(fù)責(zé)，對(duì)用戶(hù)和社會(huì)負(fù)責(zé)，確保軟件的安全性、可靠性和可維護(hù)性。尊重尊重用戶(hù)的隱私，保護(hù)用戶(hù)的利益，確保軟件的公平公正。行業(yè)案例分享從實(shí)際項(xiàng)目中學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，并從成功的案例中獲得啟發(fā)，對(duì)提升軟件工程實(shí)踐能力具有重要意義。了解不同行業(yè)的軟件工程應(yīng)用，可以幫助我們更好地理解軟件工程的通用性，并探索不同領(lǐng)域中的最佳實(shí)踐。通過(guò)案例分享，我們可以學(xué)習(xí)到優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)的成功經(jīng)驗(yàn)，并從失敗案例中吸取教訓(xùn)，避免重蹈覆轍。這些案例可以幫助我們更好地理解軟件工程的實(shí)踐應(yīng)用，并提升我們對(duì)軟件工程的認(rèn)識(shí)和理解。軟件工程最新趨勢(shì)人工智能AI正改變軟件開(kāi)發(fā)的方方面面，從代碼生成到測(cè)試自動(dòng)化，以及更智能的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。云計(jì)算云計(jì)算為軟件開(kāi)發(fā)提供了可擴(kuò)展性、靈活性以及按需資源，推動(dòng)了基于云的軟件開(kāi)發(fā)。微服務(wù)微服務(wù)架構(gòu)將大型系統(tǒng)拆分為獨(dú)立的模塊，提高了開(kāi)發(fā)效率和系統(tǒng)可維護(hù)性。De