中科院研究生院軟件工程課件

第一章軟件工程概念軟件由計(jì)算機(jī)程序、數(shù)據(jù)及文檔組成。軟件的特點(diǎn)抽象性軟件生產(chǎn)無明顯制造過程無磨損性對計(jì)算機(jī)硬件依賴性軟件的手工開發(fā)方式軟件本身復(fù)雜性軟件的高成本1軟件與硬件、數(shù)據(jù)庫、人、過程等共同構(gòu)成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。軟件種類可以從六個方面進(jìn)行劃分:按功能分類應(yīng)用軟件系統(tǒng)軟件支撐軟件軟件的概念2按規(guī)模分類微型小型中型大型甚大型極大型按工作方式分類分時軟件實(shí)時軟件交互式軟件批處理式軟件3按服務(wù)對象分類項(xiàng)目軟件產(chǎn)品軟件按使用頻度分類一次性使用軟件頻繁使用軟件按失效影響分類高可靠性軟件一般可靠性軟件每一類軟件在管理方面要求程度不同。4軟件的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段程序設(shè)計(jì)階段—50至60年代程序系統(tǒng)階段—60至70年代 軟件工程階段—70年代以后軟件工程概念的出現(xiàn)源自軟件危機(jī)。軟件的發(fā)展5軟件工程定義為“運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)知識來設(shè)計(jì)并構(gòu)造計(jì)算機(jī)程序及為開發(fā)、運(yùn)行和維護(hù)這些程序所必須的相關(guān)文檔資料?！避浖こ虒W(xué)定義為“建立并使用完善的工程化原則,以較經(jīng)濟(jì)的手段獲得能在實(shí)際機(jī)器上有效運(yùn)行的可靠軟件的一系列方法?！避浖こ贪ㄈ齻€要素：方法、工具和過程。軟件工程定義6軟件工程需要解決的問題主要有：軟件成本、軟件可靠性、軟件維護(hù)、軟件生產(chǎn)率和軟件復(fù)用。軟件工程需要達(dá)到的基本目標(biāo)：付出較低的開發(fā)成本達(dá)到要求的軟件功能取得較好的軟件性能開發(fā)的軟件易于移植需要較低的維護(hù)費(fèi)用能按時完成開發(fā)，及時交付使用軟件工程的目標(biāo)7ISO9000定義：軟件過程是把輸入轉(zhuǎn)化為輸出的一組彼此相關(guān)的資源和活動。從軟件開發(fā)的觀點(diǎn)看，它就是使用適當(dāng)?shù)馁Y源（包括人員、硬軟件工具、時間等），為開發(fā)軟件進(jìn)行的一組開發(fā)活動，在過程結(jié)束時將輸入（用戶要求）轉(zhuǎn)化為輸出（軟件產(chǎn)品）。軟件工程過程8軟件工程過程定義了:方法使用的順序、要求交付的文檔資料、為保證質(zhì)量和適應(yīng)變化所需要的管理、軟件開發(fā)各個階段完成的里程碑軟件工程過程包含四種基本的過程活動：Plan

軟件規(guī)格說明Do

軟件開發(fā)Check軟件確認(rèn)Action

軟件演進(jìn)9軟件有一個孕育、誕生、成長、成熟、衰亡的生存過程。這個過程即為軟件的生存期軟件生存期包含三個階段：軟件定義、軟件開發(fā)及軟件運(yùn)行維護(hù)。軟件生存期模型是軟件工程思想的具體化，是跨越軟件生存期的系統(tǒng)開發(fā)、運(yùn)行、維護(hù)所實(shí)施的全部活動和任務(wù)的過程框架。軟件生存期10常用的軟件生存期模型有瀑布模型演化模型螺旋模型增量模型噴泉模型智能模型

軟件生存期模型11瀑布模型需求定義系統(tǒng)與軟件設(shè)計(jì)集成與系統(tǒng)測試實(shí)現(xiàn)與單元測試運(yùn)行與維護(hù)各項(xiàng)活動按自上而下，相互銜接的固定次序，如同瀑布逐級下落。每項(xiàng)活動均處于一個質(zhì)量環(huán)（輸入-處理-輸出-評審）中。12演化模型需求的采集與細(xì)化客戶評價原型快速設(shè)計(jì)建造原型加工原型產(chǎn)生樣品停止開始先開發(fā)一個“原型”軟件，完成部分主要功能，展示給用戶并征求意見，然后逐步完善，最終獲得滿意的軟件產(chǎn)品。13螺旋模型決定目標(biāo)、方案和限制評價方案、識別風(fēng)險(xiǎn)、弱化風(fēng)險(xiǎn)

開發(fā)、驗(yàn)證、下一級產(chǎn)品

計(jì)劃下一階段集成測試14螺旋模型螺旋模型將瀑布模型與演化模型結(jié)合起來，并且加入兩種模型均忽略了的風(fēng)險(xiǎn)分析。螺旋模型沿著螺線旋轉(zhuǎn)，自內(nèi)向外每旋轉(zhuǎn)一圈便開發(fā)出更完善的一個新版本。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)的限制條件；風(fēng)險(xiǎn)分析分析所選方案，考慮如何識別和消除風(fēng)險(xiǎn)；實(shí)施工程實(shí)施軟件開發(fā)客戶評估評價開發(fā)，提出修正建議。15增量模型把軟件產(chǎn)品分解成一系列的增量構(gòu)件，在增量開發(fā)迭代中逐步加入。每個構(gòu)件由多個相互作用的模塊構(gòu)成，并且能夠完成特定的功能。增量開發(fā)方法的新演進(jìn)版本叫做“極限程序設(shè)計(jì)（eXtremeProgramming）”。

定義基本需求將需求賦予增量構(gòu)件設(shè)計(jì)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)開發(fā)增量構(gòu)件確認(rèn)增量構(gòu)件集成增量構(gòu)件確認(rèn)系統(tǒng)16噴泉模型體現(xiàn)了迭代和無間隙的特性。系統(tǒng)某個部分常常重復(fù)工作多次，相關(guān)對象在每次迭代中隨之加入演進(jìn)的軟件成分。無間隙是指在各項(xiàng)開發(fā)活動，即分析、設(shè)計(jì)和編碼之間不存在明顯的邊界。噴泉模型是對象驅(qū)動的過程。17需求階段分析階段設(shè)計(jì)階段編程階段集成與測試階段維護(hù)與演進(jìn)階段18智能模型智能模型是基于知識的軟件開發(fā)模型，它把瀑布模型和專家系統(tǒng)綜合在一起。該模型在各個開發(fā)階段都利用了相應(yīng)的專家系統(tǒng)來幫助軟件人員完成開發(fā)工作。為此，建立了各個階段的知識庫，將模型、相應(yīng)領(lǐng)域知識和軟件工程知識分別存入數(shù)據(jù)庫。以軟件工程知識為基礎(chǔ)的生成規(guī)則構(gòu)成的專家系統(tǒng)與包含應(yīng)用領(lǐng)域知識規(guī)則的其他專家系統(tǒng)相結(jié)合，構(gòu)成該應(yīng)用領(lǐng)域的開發(fā)系統(tǒng)。

19用戶要求需求分析概要設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)程序編碼測試維護(hù)支持需求分析的專家系統(tǒng)支持軟件設(shè)計(jì)的專家系統(tǒng)

支持測試的專家系統(tǒng)

支持維護(hù)的專家系統(tǒng)20在軟件開發(fā)過程中必須遵循的軟件工程原則有：抽象與自頂向下、逐層細(xì)化信息隱蔽和數(shù)據(jù)封裝模塊化局部化確定性一致性和標(biāo)準(zhǔn)化完備性和可驗(yàn)證性軟件工程原則21軟件工程的基本原理有：按軟件生存期分階段制定計(jì)劃并認(rèn)真實(shí)施；堅(jiān)持進(jìn)行階段評審；堅(jiān)持嚴(yán)格的產(chǎn)品控制；使用現(xiàn)代程序設(shè)計(jì)技術(shù)；明確責(zé)任，使得工作結(jié)果能夠得到清楚的審查；用人少而精；不斷改進(jìn)開發(fā)過程。軟件工程的基本原理229、春去春又回，新桃換舊符。在那桃花盛開的地方，在這醉人芬芳的季節(jié)，愿你生活像春天一樣陽光，心情像桃花一樣美麗，日子像桃子一樣甜蜜。2月-252月-25Tuesday,February11,202510、人的志向通常和他們的能力成正比例。12:44:3212:44:3212:442/11/202512:44:32PM11、夫?qū)W須志也，才須學(xué)也，非學(xué)無以廣才，非志無以成學(xué)。2月-2512:44:3212:44Feb-2511-Feb-2512、越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯兒。12:44:3212:44:3212:44Tuesday,February11,202513、志不立，天下無可成之事。2月-252月-2512:44:3212:44:32February11,202514、ThankyouverymuchfortakingmewithyouonthatsplendidoutingtoLondon.ItwasthefirsttimethatIhadseentheToweroranyoftheotherfamoussights.IfI'dgonealone,Icouldn'thaveseennearlyasmuch,becauseIwouldn'thaveknownmywayabout.。11二月202512:44:32下午12:44:322月-2515、會當(dāng)凌絕頂，一覽眾山小。二月2512:44下午2月-2512:44February11,20251