软件工程(全)420页

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1、,*,哈尔滨工业大学,韩静萍,,,2024/11/26,2024/11/26,《软件工程》,,哈尔滨工业大学,韩静萍,Software Engineering,2024/11/26,在一些人眼里，今天的软件开发似乎已,,成为简单的事情，已有了不少很好的开发工,,具和软件库，软件开发人员训练有素，都强,,烈渴望去编写很酷的软件，可以在几天的时,,间里编写出一个相当复杂的软件。但为什么,,有一些软件能够得到用户的喜欢，而另一些,,则不能？为什么有些软件能够在市场上成功,,，而有些则受到冷落？由此可见，开发软件,,并不一定难，难就难在如何开发有用的软件。,微软凌小宁博士,2024/11/26,我最大

2、的心得是，一个产品一定要找到能够,,真正适用的场合，不能只是为了技术而从事技术,,为了研究而进行研究，却不管用户对你所研究的,,技术和产品有没有需求。否则，无论你的技术是,,多么优秀，多么先进，恐怕你的产品在市场上都,,无法获得成功。,微软张益肇博士,2024/11/26,,软件工程是计算机科学与技术专业的一门专,,业核心课程。通过本课程的学习，使学生掌握系,,统的软件开发理论、技术和方法，使用正确的工,,程方法开发出成本低、可靠性好并在机器上能高,,效运行的软件，为今后从事软件开发和维护打下,,坚实的基础。,,,,,课程的性质、目的与任务,2024/11/26,本课程比较全面、系统地介绍软件

3、工程的概念、技术,,与方法。,,主要内容包括：,软件工程概述、软件生存周期及软件,,需求分析、软件设计方法、软件测试技术等。,,,通过本课程的学习，使学生能真正的从中了解软件开,,发的整个过程。为了让学生真正得以实践，结合实际软件,,开发项目，让学生从问题定义开始，经过可行性研究、需,,求分析、概要设计、详细设计、编码直到最后要对自己开,,发的软件还要进行测试，这样一个软件开发过程，从而使,,学生掌握软件开发的基本技能。,,,,,,课程主要内容,2024/11/26,,,,,,学习本课程的基本要求,本课程是继程序设计课程之后，对提高学生软件,,开发能力有重要作用的一门课程。要求学生在学习本,,

4、课程前应掌握,信息管理系统、数据结构、结构化程序,,设计、面向对象程序设计以及程序设计方法论,。,,通过本课程的学习，为学生后期的毕业设计环节,,奠定了良好的基础。,2024/11/26,,章,学时,章,学时,章,学时,章,学时,1,2,3,4,9,4,13,2,补充,2,4,2,10,2,14,4,2,2,8,4,12,2,,,总学时 46=38(讲授)+8(课程设计),,,,,,,,各 章 学 时 安 排,2024/11/26,第一章 软件工程概述,水利工程,建筑工程,机械工程,…,,…,软件工程,本章将对软件的地位和作用、软件的特点、软件,,的发展、软件的危机以及软件工程学科的形成、软件

5、,,生期等方面的问题和基本概念,传统工程,新兴工程,气象工程,生物工程,2024/11/26,1.1 软件的概念与特点,1、软件,software,soft+ware,软制品,,(软体),软件是计算机系统中与硬件相互依存的另一部分。,,它包括,程序,、,数据,及其相关,文档,的完整集合。,2024/11/26,2、软件特点,.,,软件是一种逻辑实体，而不是具体的物理实体,.,,软件的生产与硬件不同,.,在软件的运行和使用期间，没有硬件那样的机械,,磨损，老化问题,磨合调整,磨损用坏,修改点,实际曲线,,,理想曲线,,硬件失效率曲线,时间,失效率,,时间,失效率,软件失效率曲线,2024/11/

6、26,.,,软件的成本相当昂贵,软件技术的发展落后于需求,时间,软件复杂性,,,软件需求,差距,,软件技术,硬、软件成本比例的变化,年份,成本%,,软件,1950,1970,1985,1995,硬件,2024/11/26,3、软件的分类,1、按软件的,功能,进行划分,系,,统,,软,,件,支,,撑,,软,,件,应,,用,,软,,件,2024/11/26,支撑软件,一般类型,：,,文本编辑程序,,文本格式化程序,支持需求分析,：,,PSL/PSA,问题描述语言,,关系数据库管理系统,支持设计,：,,图形软件包,,结构化流程图绘图程序,支持测试,：,,静态分析器,,测试覆盖检验程序,支持实现,：,

7、,编辑程序,,连接编辑程序,支持管理,：,,标准检验程序,,库管理程序,2024/11/26,,2、按软件的,规模,进行划分,,按开发软件所需的,,人力、时间以及完成的,,源代码行数。,类别,参加人数,研制期限,产品规模(源代码行数),微型,,小型,,中型,,大型,,甚大型,,极大型,1,,1,,2-5,,5-20,,100-1000,,2000-5000,1-4周,,1-6周,,1-2年,,2-3年,,4-5年,,5-10年,约500行,,约2000行,,5000-50000,行,,5,万-10万行,,100万行,,1000万行,2024/11/26,,,,3、按软件,开发,划分,软,,件,

8、,项,,目,,开,,发,软,,件,,产,,品,,开,,发,2024/11/26,1.2 软件工程的概念及范畴,1、,“,软件工程,”,----Software Engineering,于1968年,NATO,组织在,,德国召开的一次会议上提出,是把软件当作一种工业产品，要求,“,采用工程化的,,原理与方法对软件进行计划、开发和维护,”,。,2024/11/26,软件工程学,,,软件开发技术,,软件工程管理,,软件开发方法学,软件工具,软件工程环境,,软件工程管理学,软件经济学,---- 软件工程学的范畴,2、 软件工程学,2024/11/26,,Wake up every day with a

9、 feeling of passion,,for the different technology will make in people’s,,Life.,微软企业文化宗旨部分内容,,每天醒来的时候，要对技术给生活造成的改变,,始终拥有一份,激情,。,2024/11/26,程序,3、软件的演变（,即从传统软件开发到现代软件开发,）,软件,软件产品,传统软件开发,现代软件开发,1975,1989,2000,0.00016,240,,营业额,,增长曲线,80,2024/11/26,1.3 软件生存周期,把软件从产生、发展到成熟、直至衰亡为止,(SW life cycle),2024/11/26,

10、,特点：,,上一阶段的变换结果,,是下一阶段的变换的,,输入，相邻两个阶段,,具有因果关系，紧密,,相联。,需求分析,问题定义,可性行研究,计划,,时期,概要设计,详细设计,编 码,测 试,开发,,时期,运行与维护,运 行,,时 期,软件生存周期模型（瀑布模型,Waterfall Model,）,2024/11/26,,原型模型（,Prototype Model,）,加工,,原型,,原型,原型：是指模拟某种产品的原始模型,快速分析,,和设计,建造,,原型,客户,,评价原型,,1、原型系统仅包括未来系统的,,主要功能，以及系统的重要,,接口。,2、为了尽快向用户提供原型，,,开发原型

11、系统时应尽量使用,,,能缩短开发周期的语言和工,,具。,2024/11/26,,第二章 问题的定义与可性行研究,,,当我们在着手做任何一件工作以前，必须明确工作的性质、任务，制定完成任务的计划，这是非常必要的。同样对于软件产品的开发 ，显然也应该解决好这样类似的问题，明确该软件产品开发的任务，以及完成任务的价值从而制定出完成任务的计划。那么问题的定义和可性行研究就是制定软件系统的计划的第一步。,,所以在软件工程中把这一步称为,计划时期,2024/11/26,开始,问题定义,可性行研究,可行否？,项目实施计划,终止项目的建议,,,结束,,Y,计划时期的工作流程图,N,,2024/11/26,Wh

12、o,为谁设计，用户是谁？,What,要解决哪些问题？,Why,为什么要解决这些问题,,,3W,,,Win CE1.0,,有用的软件,2024/11/26,2.1 现状调查和问题的定义,目的:弄清楚用户要求计算机解决什么问题,任务:编写系统目标与规范说明书,系统目标与规范说明书,,,1、项目：教材销售系统,,2、问题：人工销售教材手续繁琐，容易出错,,3、项目目标：建立一个高效率、无差错的计算机教材销售系统,,4、项目范围：利用现有的计算机，软件开发费用不得超过2000元,,5、初步想法：建议在系统中增加对缺书的统计与采购功能,,6、可性行研究：建议进行大约10天的可性行研究，且研究费用不超过5

13、00元,2024/11/26,2.2 可行性研究与论证,1、经济可行性:,进行,成本,效益分析，评估项目的开发成本。,基于计算,,机系统的,,成本,由四,,部分组成,1、购置软、硬件及有关设备费用,2、系统开发费用,3、系统安装和维护费用,4、人员培训费用费用,其论证的焦点是,:,围绕着对系统开发的,价值,进行论证,2024/11/26,举例：关于开发,CAD,系统的软件开发成本及效益分析,,1 2 3 4 5,,年,60,,,40,,,20,,,0,成本-效益(万元),该系统节省经费,该系统成本,盈亏平衡点,投资回收期,---------成本及

14、效益分析图,2024/11/26,2、技术可行性:,对系统的性能、可靠性、可维护性以及生产率,,等方面的信息进行评价。,通过技术可行性的分析，将为新系统提交技术可,,行性,评估,。以指明为完成系统的功能和性能需要什么,,技术？需要哪些材料、方法、算法、或者过程等,技术可行性分析方法--- 数学模型和优化技术、,,概率和统计、排队论、控制论等方法。,,,2024/11/26,可行性,,论证报告,1、系统概述,2、可行性分析,3、拟订开发计划,4、结论意见,2024/11/26,2.3 可行性分析所需工具 （,系流程图与系统结构图,）,1、系统流程图:,是用来描述系统,物理模型,的一种传统工具。,

15、流程符号,含 义,流程符号,含 义,,数据加工符号,,换页连接,,输入/输出符号,,磁带符号,,连接点符号,,文档符号,,人工操作,,多文档符号,,,,,,,,,2024/11/26,流程符号,含 义,流程符号,含 义,,显示器或终端机,,控制流符号,,磁盘机或数据库,,流程开始与结束,,,,2024/11/26,举例,库存清单系统流程图,库存清单程序,定货报告,事务,定货信息,结束,报告生成程序,零件库,,,2024/11/26,人工销售教材 流程图,结束,学生,申请购,,书,购书证明,检索教材,,帐本是,,否有该,,教材,购书单,开购书发,,票和购,,书单,购书发票

16、,到书库,,领书,2024/11/26,计算机售书系统流程图,结束,学生,购书发票,到书库,,领书,购书单,终端,审查并,,开发票,1,1---学生各学期用书数据库,购书单,2,2---教材存量数据库,2024/11/26,练,习,设某城市招干考试成绩统计系统。,,考生分三个专业，不同专业考试科目不同：,,法律专业---考政治、语文、法律,,行政专业---考政治、语文、行政,,财经专业---考政治、语文、财经学,,每个考生在报名时登记姓名、地址、年龄和报考专业。报,,名后招干办公室根据专业考生专业及地址在市区或郊区来编排,,准考证号码和考场。考生参加考试后，输入每个考生的各门课,,程的成绩，并

17、统计出每个考生三门课程的总成绩。按准考证号,,的顺序打印出考生考试成绩单，分发给每个考生。各专业分别,,将考生按成绩总分从高到低的次序排序，以便决定录取名单。,,,请画出由下列文字描述的系统流程图,2024/11/26,2、系统结构图:,系统工程师用,结构摸板,开发的系统模型,用户界面处理,输,入,处,理,维护和自测试,处理和控制功能,输,出,处,理,----,结构摸板,----,2024/11/26,,,,,,,------- 传输线的分类系统,,,,,3、系统结构环境图(,ACD-Architecture Context Diagram),,:,ACD,,可用于描述实现系统与系统运行环境之

18、间的信息边界。,2024/11/26,传输线,,分类系统,条形码,,阅读器,传输线,分配站,,操作员,分配站,,操作员,分类机构,主 机,条形码,线速,,指示器,分路,,命令,格式化,,报告数据,查,,询,查询及,,报告,诊断,,数据,------- 传输线分类系统的,ACD,图,,处理与控制功能区,外部实体,2024/11/26,,,ACD,的层次结构,,A,,,,B,,,,,,,,C,,,,,,,,,,,,,,,,2024/11/26,作,请画出学生成绩管理系统的,,ACD,图,业,2024/11/26,,第,3,章 软件需求分析,软件需求分析是软件开发早期的一个重要阶段。它,,在问

19、题定义和可行性研究阶段之后进行。需求分析的基,,本任务是软件人员和用户一起完全弄清用户对系统的确,,切要求。这是关系到软件开发成败的关键步骤，也是整,,个系统开发的基础。,,软件需求分析阶段要求用 需求规格说明书,（,SRS）,,,来表达用户对系统的要求。规格说明书可用文字方式表,,示，也可用图形表示。,,本章将介绍需求分析的,任务、步骤、需求分析方法,,(面向数据流图分析方法、面向对象的分析方法）。,2024/11/26,一、确定目标系统的具体要求,1、确定系统的运行环境要求,2、系统的性能要求,3、系统功能,3.1 需求分析的任务,硬件环境和软件环境,确定目标系统具备的所有功能,2024/

20、11/26,举,例,数据库中存放的是职工的,,某学校医疗费管理系统,所属部门、职工号、姓名,职工报销时应填写：,所属部门、职工号、姓名、日期,校内门诊、校外门诊、住院费、子女医疗费,医疗费分类：,该校规定，每年每个职工的医疗费有一个限额（如 80元），限,,额在年初确定，其限额规则如下：,1、每个职工一年内报销的医疗费不超过限额时，全部报销,,2、超额，则超出部分只可报销90%，其余10%由职工个人负担,,3、职工子女的医疗费也有限额（如 40元）,2024/11/26,1、,医疗费管理系统每天,记录,当天报销的若干职工或职工子女的医,,疗费的,类别、金额,。,,,2、,在当天下班前让系统,自

21、动结帐,、,统计当天报销的医疗费总额,，供,,出纳员核对。,,,3、,每笔帐要保存备查，每天所报销的费用要和各个职工已报销的金,,额累计起来，以便检查哪些职工已超额。,,,4、,系统还要配有适当的,查询功能,。,,,5、,年终结算后，下一年度开始时要对数据库文件进行初始化。,,,6、,当职工调离本单位，职工调如本单位或在本单位内部门间调动，,,数据库文件应能及时得到修改。,,请完成对上述系统的,需求分析,用户对系统的要求,2024/11/26,,,,该系统规模不太大，可以和用户单位的其他管理系统,,使用,相同的计算机硬件设备,、,相同的操作系统,和,相同的关,,系数据库管理系统,。,,如果，可

22、以使用汉化了的数据库管理系统，但在建立,,数据库结构时，凡是用英文名称来代表字段名时，则必须,,在数据字典中予以说明。,,,1、确定系统的环境要求,2024/11/26,3、系统的功能,（1）具有表格形式屏幕的输入格式,,（2）具有重复录入数据的功能,,（3）具有查询和统计汇总的功能,,（4）职工的调入和调出以及对数据库的初始化,2024/11/26,2、系统性能要求,（1）数据不能随意更改 2）保证数据的准确性,,,由于医疗费管理系统涉及到会计经费问题，,数据不能,,随意更改,但数据输入又难免会出错。因而在每输入一个职,,工的医疗费后，屏幕提示,“,数据有误吗？,”,。若是在核对时,,有

23、误，可及时更改，避免输入错误。一天报销结束时，在,,数据存档前，再让出纳员核对一下经费总额，若出纳员支,,出的金额总数有误时，应让计算机显示每笔帐目，供一一,,仔细核对，此时在允许修改一次。当正式登帐后，数据就,,绝对不允许在修改了，由此保证财务制度的严格性，保证,,数据的安全性。,,2024/11/26,二、建立目标系统的逻辑模型,,通常软件软件开发项目是要实现目标系统的物理模型，即,,确定待开发软件系统的系统元素，并将功能和数据结构分配到,,这些系统元素中。它是软件实现的基础。,,但是目标系统的物理模型是由它的逻辑模型经实例化，即,,具体到某个业务领域而得到的。与物理模型不同，逻辑模型忽,

24、,视机制和细节，只描述系统要完成的功能和要处理的数据。,,为此，该阶段的主要任务是，,借助于当前系统的逻辑模型,,导出目标系统的逻辑模型,，也就是解决目标系统“做什么”的问,,题。,2024/11/26,用户,,调查,具体模型,建立系统模型的工作流程,逻辑,抽象,当前系统,逻辑模型,当前系统,计算,,机化,评审,修改,正式模型,完善,细节,目标系统,目标系统,,初始模型,经认可的,问题需求,系统模型,用户,1、建立,目标系统,逻辑模型的步骤,2024/11/26,图形工具,数据流图,数据字典,2、建立目标系统逻辑模型的图形工具,2024/11/26,---- 学生购买教材的,具体模型,,举,例

25、,请建立计算机,,售书系统的逻辑模型,张,,秘书,,学,生,,购书,购书,王,,会计,发票,李,,出纳,领书,赵,保管,单,申请,证明,书,----学生购买教材的,逻辑模型,,审查,,有效性,,学,生,,有效,购书单,开发票,发票,开领,书单,领书单,发书,购书单,书,2024/11/26,----学生购买教材的,逻辑模型,,审查并,,开发票,,学,生,,发票,购书单,各班学生用书表,教材存量表,无效书单,开领,书单,领书单,,学,生,,完善目标系统并补充细节，的出目标系统的正式逻辑模型,2024/11/26,三、需求规格说明书与评审,软件需求说明书,----,SRS(Software Req

26、uirement Specification),主要包括以下的内容:,SRS,引言,数据描述,数据流图,数据字典,功能描述,性能描述,特殊需求,2024/11/26,一、数据流图,,3.2 面向数据流的方法,----,DFD（Data Flow Diagram）,是用来描述系统逻辑模型的一种图形工具。,,数据流图从数据传递和加工的角度，以图形的方式,,刻画数据流从输入到输出的移动变换过程。,DFD,2024/11/26,储,户,检验,付款,登录,,,,存折,帐卡,,,,取款,信息,办理取款手续的,DFD,图,,检验不合格,现款,付款信息,取款单,存折,2024/11/26,,,1、数据流图中的

27、主要图形元素,------ 转换数据流的处理过程,,,,----,,可以是数据库文件或任何形式的数,,据组织。箭头向内则表示写入文件,,或查询文件，箭头向外则表示从文,,件中读取数据或得到查询结果,数据转换,外部实体,------ 位于软件系统边界之外的信息生产者 或,,消费者,数据流,------ 在转换之间有向流动的数据项或数据,,集合,数据存储文件,2024/11/26,----,,系统,逻辑,模型,数据的,加工或,变换,输入,输出,软件,,系统,外部实体,外部实体,… …,外部实体,外部实体,… …,输入,,数据流,输入,,数据流,输出,,数据流,输出,,数据流,2024/11/26,

28、----学生购买教材的,逻辑模型,,审查并,,开发票,,学,生,,发票,购书单,各班学生用书表,教材存量表,无效书单,开领,书单,领书单,,学,生,,外部,,实体,数据的,,加工,2024/11/26,2、数据流图中的其它图形元素,,A,B,C,------ 有,A,则,B,或者,C，,或者两者都有,*,,A,B,C,+,,A,B,C,------ 有,A,则,B,与,C，,或者两者同时有,------ 有,A,则,B,或,C，,但不会同时有,B,与,C,2024/11/26,----- 标识多个数据流与加工之间关系的符号,------ 当,A,或,B,有一个存在就有,C,,A,B,C,*,,

29、A,B,C,------ 只有当,A,与,B,都存在，则有,C,2024/11/26,3、分层的数据流图,F0,A0,B0,F11,A0,B0,F12,F13,F14,F15,p1,C1,D1,M1,N1,F21,M1,F22,N1,F23,K2,F24,W2,F25,p1,Y2,X2,第,n,,层,第,n+1,,层,第,n+2,,层,2024/11/26,人工销售教材 系统流程图,学生,开购书,,证明,购书,,证明,开购书,,发票,发 票,收书费,领书单,发书,学生,举,例,2024/11/26,,学,生,教材,,购,销,,系统,购书单,领书单,缺书单,进书通知,进书通知,,,,,保,,管员

30、,1,,销售,购书单,领书单,学,生,缺书单,进书通知,2,,采购,保,,管员,第,1,,层,第,2,,层,教材存量表,F1,缺书登记表,F2,外部实体,外部实体,2024/11/26,,教材销售子系统,无效书单,购书单,1.3,,登记并开,,领书单,1.2,,开发票,1.1,,审查,,有效性,1.4,,登记,,缺书,1.5,,补售,,教材,,采,购,学,生,学,生,进书通知,有效书单,发票,领书单,,暂缺书单,,,,1,,销售,购书单,领书单,缺书单,进书通知,2,,采购,进书通知,缺书登记表,,,教材存量表,,,学,生,保,,管员,第,2,,层,,补售,,书单,第,3,层,教材存量表,F1

31、,缺书登记表,F2,,F1,,书号,,单价,,数量,各班用书表,F3,售书登记表,F4,外部,,项,2024/11/26,,1,,销售,购书单,领书单,缺书单,进书通知,2,,采购,进书通知,缺书登记表,,,教材存量表,,,学,生,保,,管员,采购,子系统,,第,2,层,第,3,,层,缺书单,2.3,,修改教材库,,存和待,,购量,销,售,进书通知,进书通知,2.1,,按书号汇,,总缺书,2.2,,按出版社统,,计缺书,保,,管员,教材存量表,F1,,,,,,,,,待购教材表,F5,教材一览表,F6,缺书登记表,F2,2024/11/26,. 便于实现,. 便于使用,---,采用,逐步细化,的

32、扩展方法，可避免一,,次引入过多的细节，有利于控制问题,,的复杂度；,,---,用一组图代替一张总图，方便用户及,,,软件开发人员阅读。,4、分层,DFD,图的优点,2024/11/26,. 注意父图和子图的平衡,5、画分层,DFD,的指导原则,发票,1.3,开领书单,领书单,(,a),父图,1.3.1,学生,领书单,1.3.2,1.3.3,教材,(,a),子图,2024/11/26,. 区分局部文件和局部外部项,,. 掌握分解的速度,一般来说，每一个加工每次可分为,2-4,个子加工，最,,多不得超过,7,个。,. 遵守加工编号规则,顶层加工不编号。第二层的加工编号为1,2,3,,…,,,n,

33、号。,,第三层编号为1.1,1.2,1.3,…,n.1,n.2,…,等号，依此类推。,,,2024/11/26,,1,,销售,购书单,领书单,缺书单,进书通知,2,,采购,进书通知,缺书登记表,,,教材存量表,,,学,生,保,,管员,采购,子系统,,第,2,层,第,3,,层,缺书单,2.3,,修改教材库,,存和待,,购量,销,售,进书通知,进书通知,2.1,,按书号汇,,总缺书,2.2,,按出版社统,,计缺书,保,,管员,教材存量表,F1,,,,,,,,,待购教材表,F5,教材一览表,F6,缺书登记表,F2,局部,,外部项,局部,,文件,,2024/11/26,练,请画出学生成绩管理系统的,,

34、DFD,,图,习,2024/11/26,二、数据字典,,----,DD（Data Dictionary）,数据字典的任务是: 对于数据流图中出现的所有被,,命名的图形元素在字典中作为一个词条加以定义，使得,,每一个图形元素的名字都有一个确切的解释。,DD,2024/11/26,1、数据字典的定义,数据流名：,,说明：简要介绍作用即它产生的原因和结果。,,数据流来源：即该数据流来自何方。,,数据流去向：去向何处。,,数据流组成：数据结构。,,每个数据量流通量：数据量、流通量。,(1) 数据流词条的描述,,数据流名：,发票,,说明：用作学生已付书款的依据,,数据流来源：来自加工,“,审查并开发票,

35、”,,数据流去向：流向加工,“,开领书单,”,。,,数据流组成：学号+姓名+书号+单价总价+书费合计,审查并,,开发票,发票,购书单,,2024/11/26,数据元素名:,,类型:数字（离散值、连续值），文字（编码类型）,,长度:,,取值范围:,,相关的数据元素及数据结构,(2),,数据元素词条的描述,,年 = “1900”..“3000” 月 = “01”..“12” 日 = “01”..“31”,,摘要 = 1{字母}4,,金额 = “00000000.01”..“999999999.99” … …,,,2024/11/26,(3) 数据文件词条的描述,,数据文件名：

36、,,简述：存放的是什么数据。,,输入数据:,,输出数据:,,数据文件组成:数据结构。,,存储方式:顺序，直接，关键码。,,存取频率:,,,…,,…,审查并,,开发票,,学,生,,发票,购书单,各班学生用书表,教材存量表,2024/11/26,加工名:,,加工编号:反映该加工的层次,,简要描述:加工逻辑及功能简述,,输入数据流:,,取值范围:,,相关的数据元素及数据结构,,,…,,…,(4),,加工逻辑词条的描述,,1.3,,审查并,,开发票,,学,生,,发票,购书单,各班学生用书表,教材存量表,2024/11/26,名称：外部实体名,,简要描述:什么外部实体,,有关数据流:,,数目:,(5)

37、外部实体词条描述,,1,,销售,购书单,领书单,缺书单,进书通知,2,,采购,进书通知,缺书登记表,,,教材存量表,,,学,生,保,,管员,2024/11/26,2、数据字典定义符号,符号,含 义,例 子,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,=,被定义为,+,与,[ ],x=a+b,，,则表示,x,,由,a,和,,b,,组成,x=[a,b],，,则表示,x,,由,a,或由,,b,,组成,{ },或,重复,x={a},，,则表示,x,,由,0,个,或多个,a,组成,( ),可选,,表示在两个,*,,之间的内容为词条的注释,m,{ },n,重复,x=3{a}8,

38、，,则表示,x,中至少出现3次,a ,,最多出现8次,*…*,注释符,x=(a),，,则表示,a,在,x,中出现,,也可不出现,2024/11/26,储,户,检验,付款,登录,,,,存折,帐卡,,,,取款,信息,-------- 办理取款手续的,DFD,图,,检验不合格,现款,付款信息,取款单,存折,练,习,请为下列给出的,DFD,,图编写,DD,2024/11/26,日期,,年月日,摘要,支出,存入,余额,操作,复核,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,户名:,储蓄网点名称:,帐号:,开户日:,性质:,印密:,------- 存折格式,2024/11/26,,日期 (年

39、月日),摘要,支出,存入,余额,操作,复核,,,,,,,,,户名:,储蓄网点名称:,帐号:,开户日:,性质:,印密:,存折 = 户名+所号+帐号+开户日+性质+(印密)+1{存取行}20,,户名 = 2{字母}24,,所号 = “001”..“999”,,帐号 = “00000001”..“99999999”,,开户日 = 年+月+日,,性质 = “1”..“6”,,印密 = “0”,,存取行 = 日期+（摘要）+支出+存入+余额+操作+复核,,日期 =年+月+日,,年 = “1900”..“3000” 月 = “01”..“12” 日 = “01”..“31”,,摘要 = 1{字母}

40、4,,支出 = 金额,,金额 = “00000000.01”..“999999999.99” … …,,,2024/11/26,3、数据字典的实现,数据字典的实现,人工方法,自动方法,将每一字典中的词条,,写在一张卡片上，由,,专人管理和维护,利用,“,字典管理程序,”,,在计算机中对字典进,,行管理和维护。,2024/11/26,三、加工说明,,----,（Process Specification）,加工说明是:对,DFD,中每个加工给予说明。它是从,,系统功能的角度对,DFD,作出了注解，与,DD,一样是,DFD,必不可缺少的辅助资料。,PS,2024/11/26,,加工说

41、明组成,输入,,数据,,加工,逻辑,,输出,,数据,,加工说明,,描述工具,结构化,,语言,,判定,表,,判定,树,,描述把输入数据流变,,换为输出数据流的加工过,,程，是加工说明的主体。,2024/11/26,----学生购买教材的,逻辑模型,,审查并,,开发票,,学,生,,发票,购书单,各班学生用书表,教材存量表,无效书单,开领,书单,领书单,,学,生,,2024/11/26,自然语言+结构化形式,结构化语言,选,,择,,结,,构,如果,,,,,,If,,,,,,如果,,,,则,,,,,否则,,,情况,1 ,,,,… …,,情况,n <,条件>,,<策略,n>,If,,,,then,,,O

42、therwise,,,,case,1 ,,,,… …,,case,n ,,,循,,环,,结,,构,对,,… ,,,,重复以下,,,,直至,<条件,>,,For,each,… ,,,,Repeat,the following:,,,,Until,,2024/11/26,例1: 请写出下列在,DFD,图中给出的,“,统计晚婚职工,”,,的加工说明,Count Late,,-Marriage,,Employees,Late-Marriage,,-Count Request,职工名册文件,,Late-Marriage-List,,=List-Count+Name-List,Name-List={Nam

43、e},2024/11/26,Count Late-Marriage Employees Policy,,For each Late-Marriage-Count request:,,,Repeat,the following;,,Access the staffs-Record.,,,If,status is single,,,,If,sex is maie and Age is over 30 or,,sex is female and Age is over 26,,Write Name to Name-List.,,Increment List-Count.,,,Until,there

44、are no more Staff-Records.,,Combine List-Count and Name-List.,,Write Up Late-Marriage-List.,2024/11/26,----学生购买教材的,系统逻辑模型,,审查并,,开发票,,学,生,,发票,购书单,各班学生用书表,教材存量表,无效书单,开领,书单,领书单,,学,生,,例2: 请为下列,DFD,中的,“,审查并开发票,”,加工点写,,加工说明,2024/11/26,,把学生学号和姓名写到发票上,,按购书单上学生的年级和系、专业与班号,,,检索,“,各班学生用书表,”,文件，获得该生当年的书单,,,对,,购

45、书单上的每一书号,,,如果,,书单上无此书号,,,则,,把书号写到出错通知单上,,,否则,,,,按书号检索,“,教材存量表,”,文件，,,从而获得该书的单价与库存量,,,如果,,库存量〈 购书单的数量,,,则,,将书号写到出错通知单上,,,否则,,,将,书号、单价、数量、总价等项写入到发票上；,,更新存书量，并写回,“,教材存量表,”,文件；,,累计书费合计,,,把,书费合计写到发票上,对,每张购书单,2024/11/26,分房,,加工,婚龄,中级职称,晚婚,正常分房,优先分房,不分房,,,分房加工逻辑,判断表,采用表格的形式来表达,,具复杂判断的加工逻辑,1、一般职工婚后5年可参加分房,,2

46、、中级以上职称的职工婚后3年,,可参加分房,,3、符合正常分房条件的职工，,,若再符合晚婚条件可优先分房,2024/11/26,,分房,,加工,婚龄,中级职称,晚婚,正常分房,优先分房,不分房,,,,,1,2,3,4,5,6,说 明,条,,,件,婚 龄,>5,年,,3-5,年,,,<3,年,(-),表示任意,,,(,Y),条件满足,,,(,N),条件不满足,,(*),选中的决策,,,中级职称,-----------,,Y,,N,-----,,,晚 婚,Y,N,Y,N,----,-----,,决,,,策,优先分房,*,,*,,,,,,正常分房,,*,,*,,,,,不分房,,,,,*

47、,*,,2024/11/26,判断树,判断树是判断表的图形形式,,其适用场合与判断表相同,中 级,,职 称,不 分 房,初婚,,分房决策,> 5年,3-5 年,< 3年,优先分房,非中,,级职称,正常分房,正常分房,晚 婚,非晚婚,晚 婚,非晚婚,优先分房,不 分 房,2024/11/26,“检查发货单” 的判断表,,,1,2,3,4,条,,件,发货单金额,>$500,>$500,<=$500,<=$500,,赊欠情况,>60天,<=60天,>60天,<=60天,决,,,,策,不发出批准书,V,,,,,发出批准书,,V,V,V,,发出发货单,,V,V,V,,发出赊欠报告,,,V,,2024/1

48、1/26,作,业,工资管理系统,系统流程图,系统软件模型,部分数据字典,一、对工资管理系统进行需求分析,二、阅读教课书的,P27,,页,2024/11/26,三,、,把下列用文字叙述的内容请采判断表和判断树描述出来,设某旅游票预定系统中，在旅游旺季 7- 9、12月,,份，如果订票超过 50张，则优惠票价的 15%,;,50张以,,下，优惠5%。在旅游淡季1-6，10、11月份，若订票超,,过 50张，则优惠30%；50张以下，优惠 20%。,2024/11/26,面向对象,继承,类,3.3 面向对象的需求分析,一、面向对象的概念,,对象,消息,2024/11/26,,对,,象,对象就是一

49、个包含数据以及与这些数据有关,,的操作的集合。每个实体都是对象。,对象,数 据,操作代码,2024/11/26,类,是一组具有,相同数据结构,和,相同操作,的对象,,集合。类的定义包括一组数据属性和在数据上的,,一组合法操作。类定义可视为一个具有类似特性,,与共同行为的对象摸板，可用来产生对象。,,可以说，类是对象的抽象，而对象是类的具,,体实例。,2024/11/26,继承,是在一个已存有的类的基础上建立一个新,,的类。并将已存在的类称为--基类或父类；,,新建立的类称为,—,派生类或子类。,,继,,承,基 类,派 生 类,2024/11/26,对象继承了类所有属性,------

50、 从,类,到,对象,的继承,,cost,,dimension,,weight,,location,,color,类:,furniture,,cost,,dimension,,weight,,location,,color,对象,:,chair,对象、类、继承,,2024/11/26,,,对象,继承类的所有属性和操作,,cost,,dimension,,weight,,location,,color,类:,furniture,Buy,,Sell,,Weight,,move,,cost,,dimension,,weight,,location,,color,对象,:,chable,Buy,,Sel

51、l,,Weight,,move,,cost,,dimension,,weight,,location,,color,对象,:,chair,Buy,,Sell,,Weight,,move,2024/11/26,------ 面向,对象类,的表示模式,,,类名,:,,,,,,,,,,,,,,,操作,:,属性,:,2024/11/26,识别对象,1、标识潜在对象,找出通过分析过程中的所有名词或名词短语并合并,,同义词。除去有动作含义的名词，使它们将被描述为对,,象的操作。,,标识规则如下:,(1)、外部实体,(2)、事物,(3)、位置,(7)、聚焦对象,(5)、事件,(6)、角色,(4)、组织机构

52、,2024/11/26,二、面向对象的分析方法(,OOA,),,,O,bject,O,riented,A,nalysis,,OOA,的核心思想是利用,OO,的概念,,和方法对软件需求建造模型，以使用户,,需求逐步精确化、一致化、完全化。,,为此，,OOA,的方法步骤为:,,识别对象,属性及外部服务,识别类及其结构,定义对象之,,间的消息传递,2024/11/26,潜在对象,理由,用户,,传感器,,控制面板,,系统(,SafeHome System),,传感器编号,,密码,,电话号码,,传感器事件,,警报器,角色或外部实体,,外部实体,,外部实体,,聚焦对象,,概念实体,,概念实体,,概念实体,

53、,事件,,外部实体,例如:,2024/11/26,2、筛选对象,筛选对象规则如下:,(1)、具有记忆自身状态的能力,(2)、有意义的操作,(3)、多个属性,(5)、公共操作,(6)、必须的需求,(4)、公共属性,潜在对象,理由,用户,,传感器,,控制面板,,系统,),,传感器编号,,密码,,电话号码,,传感器事件,,警报器,角色或外部实体,,外部实体,,外部实体,,聚焦对象,,概念实体,,概念实体,,概念实体,,事件,,外部实体,2024/11/26,,第四章 软件设计基础,,,Who,为谁设计，用户是谁？,What,要解决哪些问题？,Why,为什么要解决这些问题,,,3W,2024/11/2

54、6,4.1 软件设计过程,编码,测试,设计,信息描述,功能描述,行为描述,其他需求,总体结构设计,数据设计,过程设计,程序模块,集成并确,,认的软件,------ 软件开发阶段的信息流,2024/11/26,软件设计任务,制定规范,4.2,软件设计的任务和步骤,软件系统,,结构的总体设计,处理方式设计,数据结构设计,可靠性设计,2024/11/26,软件设计方法,结构化设计方法,4.3,软件设计的方法,面向对象的设计方法,2024/11/26,一、模块化设计与信息隐藏,-----,“,模块,“,又称,”,构件,”,一般指用一个名字调用的一段程序,4.4,软件设计基础,模块(,module),模

55、块化设计,,(,modular design),,按适当的原则把软件划分为一个个较小的、相关而又相对独立的模块。,,逻辑,功能,状态,2024/11/26,1、分解（,decomposition）,E(P1+P2)>E(P1)+E(P2),设：,C(x),,为,复杂程度函数,,E(x),,为决定解决问题,x,所需的,工作量(时间)函数,,C(P1)>C(P2),E(P1)>E(P2),C(P1+P2)>C(P1)+C(P2),Magical Number Seven,Plus or Minus Two,Some Limits on,,Our Capacity for Processing I

56、nformation,,,The Psychological Review,1956,,G.A. Miller,奇妙的数字,7,+,2,，人类信息处理能力的限度,2024/11/26,C(P1+P2)>C(P1)+C(P2),,E(P1+P2)>E(P1)+E(P2),软件工程基本定理,最小成本区,,M,,,,模块成本,接口成本,总成本,软件,,开发,,工作,,量,,,模块数,,,2024/11/26,,每个模块的实现细节对于其他模块来说是隐藏的。,,也就是说，模块中所包含的信息是不允许其他不需要,,这些信息的模块使用的。,2、信息隐藏,(,information hiding,),栈,sta

57、ck,置空栈,,,makenull,进栈,,,push,退栈,,,pop,2024/11/26,3、模块的独立性,(,module independence,),模块的独立性是指软件系统中每个模块只,,涉及软件要求的具体的子功能，而和软件系统,,中其他模块的接口是简单的。,耦合,,,模块之间的,,相对独立性,,的度量。,内聚,,模块功能强,,度的度量。,2024/11/26,(1)、内聚(,Cohesion,),低,功能,,内聚,信息,,内聚,通信,,内聚,过程,,内聚,时间,,内聚,逻辑,,内聚,巧合性内聚,高,强,弱,,内聚,性,模块独立性,2024/11/26,偶然性内聚,M STO

58、RE RECN() TO N,,READ MASTRE FILE,,ADD 1 TO X,,。。。 。。。,A,B,C,当模块内各部之间没有联系，或者即使有联,,系，这种联系也很松散。则称这种模块为巧合内,,聚模块。,2024/11/26,逻辑性内聚,这种模块是把几种功能组合在一起，每次,,调用时，则由传递给模块的判定参数来确定该,,模块应执行哪一种功能。,调用模块,判定,,读,,一,,个,,记,,录,,,写,,一,,个,,记,,录,,被调用模块,,2024/11/26,,S,X,Y,Z,W,A,B,C,D,S,X,Y,Z,W,ABCD,2024/11/26,信息性内聚,这种模块能完成多个功

59、能，各个功能都在同,,一数据结构上操作，每一项功能有一个唯一的入,,口点。,,,,,符 号 表,,,,,查找,登录,删除,修改,2024/11/26,功能性内聚,如果一个模块内所有成分都完成一个功能,,则称这样的模块为功能模块。,主控模块,录入,查询,打印,低,功能,,内聚,信息,,内聚,通信,,内聚,过程,,内聚,时间,,内聚,逻辑,,内聚,巧合性内聚,高,强,弱,,内聚,性,模块独立性,2024/11/26,(2)、耦合,耦合性是程序结构中各个模块之间相互关联的度量,,它取决于各个模块之间接口的复杂程度、调用模块的方,,式以及那些信息通过接口。,低,非直接,,耦合,数据,,耦合,标记,,耦

60、合,控制,,耦合,外部,,耦合,公共,,耦合,内容,,耦合,高,弱,强,耦合性,模块独立性,2024/11/26,公共耦合,允许一组模块访问同一全局性的数据结构。,全局,,数据区,,,A,B,C,D,E,F,,B、C、E,,为公共耦合,2024/11/26,控制耦合,如果一个模块通过传送开关、标志、名字,,等控制信息，明显地控制选择另一模块的功能,,就是控制耦合。,A,模块,flag,f1,B,f2,fn,… …,2024/11/26,以上给出了 7种耦合类型，这只是从耦合,,的机制上所做的分类，按耦合的强弱程度的排,,列只是相对的关系。但它给设计人员在设计程,,序结构时提供了一决策准则。实际

61、上，开始时,,两个模块之间的耦合不只是一种类型，而是多,,种类型的混合。这就要求设计人员按照实际情,,况进行分析、比较和分析，逐步加以改进，以,,提高模块的独立性。,2024/11/26,4.5,结构化设计方法(,SD--,Structured Design,),,结构化设计方法是基于,模块化、自顶向,,下细化、结构化程序设计,等程序设计技术基,,础发展起来的。,,它所提供的方法和原则，主要是用来指,,导软件的,概要设计,。它还提供了一种,“,结构,,图,”,的描述工具，是专门用来描述软件的总,,体结构的。,,,2024/11/26,结构化设计属于,面向数据流,的设计方法。,,在软件的需求分析

62、阶段，数据流是软件开发人员考虑问题的出,,发点和基础。数据流从系统的输入端向输出端，则要经历一系列的,,变换或处理。用来表现这个过程的数据流（,DFD,),,实际上就是软件,,系统的逻辑模型。,,面向数据流的设计要解决的任务，就是在上述需求分析的基础,,上，将,DFD,图,映射（,Mapping）---,软件系统的结构,。,,换句话说，这类设计方法，允许把用,DFD,图表示的系统逻辑模,,型，很方便地转换成对于软件结构的初始设计描述。,,结构化设计方法中，软件的结构一律用,SC,图来描述。,2024/11/26,结构化设,,计的,目的,使,程序的结构,尽可能反,,映,要解决的问题的结构,结构化

63、设,,计的,任务,完成目标系统的—,,系统结构图(,SC,),2024/11/26,目标系统的,DFD,SC,图,---,Structured Chart,该图常用来表示系统的,软件结构,。利用它可以清楚地表达软件结构中,模块间的层次调用关系和模块之间的联系,。,SD,目标系统的,SC,2024/11/26,A,SC,,图中的主要内容,1、模块,--在,SC,图中用,矩形框,表示，并用名字来标记它,-- 模块调用关系,2、模块,的调用关系和接口,B,调用模块,调用模块,A,（,查询学生,）,B,（,查找学生记录,）,数据信号,控制信号,学,,号,查找成功信号,-- 模块间接口的表示,202

64、4/11/26,产生最佳解,得到好的输入,计算最佳解,输出结果,读输入,编辑输入,好输入,好,,输,,入,解,解,原始,,输入,原始,,输入,编辑,,结果,结果格式化,显示结果,解,格式化,,的解,SC,,图的一般格式,2024/11/26,1、在系统结构图中的模块,一、典型的系统,结构形式,原子模块: 在系统结构图中通常是指不能再分割的,,底层模块,完全因子分解系统,如果一个软件系统，它的全部实际加工,,(即数据计算或处理)都是由底层的原子模块来,,完成，而其它所有非原子模块仅仅执行控制或,,协调功能。,2024/11/26,传入模块,A,A,传入模块,,从下属模块取得数据，进行某些处理，再

65、将其结果,,传给上级模块。在此，将它传送的数据流称为逻辑输入,,数据流。,在系统结构图中有四种类型的模块：,逻辑输,,入数据流,成绩,,处理,成绩录入,2024/11/26,传出模块,,从上级模块获得数据，进行某些处理，再将其结果,,传给下属模块。在此，将它传送的数据流称为逻辑输出,,数据流。,传出模块,D,D,逻辑输,,出数据流,成绩,,处理,成绩输出,2024/11/26,变换模块,,也叫加工模块。它是从上级模块获得数据，进行,,特定的处理，将其转换为其他形式，再传回上级模块,,它所加工的数据流叫做变换数据流。,变换模块,C,B,变换,,数据流,审查并,,开发票,发票,购书单,2024/1

66、1/26,协调模块,,对所有下属模块进行协调和管理的模块。在一个,,好的系统结构图中，协调模块应在较高层出现。,协调模块,Y,X,Y,X,2024/11/26,2、典型的系统结构形式之一(,变换型,系统结构图,),取得,,数据,,i,a,e,o,变换,,数据,,给出,,数据,传入部分,变换中心,传出部分,-------- 具有变换型,数据流图,2024/11/26,,主模块,C,变换成,D,取得,C,给出,D,取得,B,B,变换成,C,D,变换成,E,给出,E,取得,A,A,变换成,B,A,A,B,B,B,C,C,D,C,D,E,D,取得,,数据,,C,D,变换,,数据,,给出,,数据,,协调模块,,变换模块,,传出模块,-------- 具有变换型,系统结构,图,DFD--SC,2024/11/26,3、典型的系统结构形式之二(事务型系统结构图,),“,事务,”,引起、触发或启动某一,,动作或一串动作的任何数据,,、控制信号、事件或状态的,,变化。,由它接受一项事务，根据事务处理的特点和性质,,,选择分配一个适当的处理单元，然后给出结果。,2024/11/26,输入,------,事