软件工程概要

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1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,软件工程概要,数据库原理课程,补充知识,背景,软件危机,软件开发周期大大超过规定日期,软件开发成本严重超标,软件质量难于保证,软件的发展大体上经历了三个阶段：,程序设计,阶段、,软件,阶段、,软件工程,阶段。,程序设计时代,名称,程序,生产方式,个人,质量,取决于个人水平,设计对象,以硬件为中心,开发工具,无,维护,无,设计方法,无,以技巧为主,软件时代,软件,项目组,取决于小集团水平,硬件,/,软件为中心,无系统工具，工具为个人,所有,由开发者进行维护，在设,计中不重视维护设计问题,自顶向下,有质量保证问

2、题和持续性,问题,软件工程时代,软件产品,软件组织,软件生产管理,以软件为中心,软件生成器,设计与制作过程中均考虑维,护问题，维护成本占很大比,重,结构化设计、原型设计,从程序设计到软件工程时代,软件工程的定义,IEEE,【IEE93】,定义：“将系统化的、规范的、可度量的方法应用于,软件的开发、运行和维护,的过程，即将工程化应用于软件中。”,软件工程是应用计算机科学、数学及管理科学等原理开发软件的工程。它借鉴传统工程的原则、方法，,以提高质量，降低成本,为目的。,两种软件工程方法,传统软件工程,软件分析 总体设计 详细设计 面向过程的编码 测试,面向对象软件工程,软件分析与对象抽取 对象详细

3、设计 面向对象的编码 测试,结构化分析模型的组成结构,数据流图,(,DFD,),E-R,图,状态,变,迁图,(,STD,图),加,工,说,明,控制说明,数,据,对,象,说,明,数据字典,（,DD,）,面向对象分,析模型的组成结构,对象-关,系模型,类/对象,模型,对象-行为模型,使用实例,(Use Case),操作、,属性、,协作者,对象模型,动态模型,功能模型,传统软件工程中的瀑布模型,可行性研究与计划,需求分析,总体|详细设计,编码,运行维护,测试,定义,阶段,开,发,阶,段,维护阶段,1.问题定义,关键问题：,“要解决的问题是什么？”,主要结果：提出关于问题的性质、工程目标和规模的书面报

4、告。,内容及步骤,(一)系统任务的提出,(二)初步调查,(三)系统目标的确定,2 可行性研究,可行性、可行性研究的含义,可行性的含义包括可能性、必要性。,可行性分析的对象是,系统目标,。评价总体方案（系统目标）的可能性、必要性。,可行性研究目的：,用最小的代价在尽可能短的时间内确定,问题是否能够解决，是否有必要去解决,。,可行性,研,研究的,内,内容,1.技,术,术上的,可,可行性,2.经,济,济上的,可,可行性,3.操,作,作可行,性,性,4.时,间,间可行,性,性,5.组,织,织与管,理,理上可,行,行性,6.社,会,会、政,策,策允许,的,的可行,性,性,3.,需,需求分,析,析的任,务

5、,务,准确地定义未来系,统,统的目,标,标，确,定,定为了,满,满足用,户,户的需,求,求系统,必,必须做,什,什么。,用,规,规范的,形,形式准,确,确地表,达,达用户,的,的需求。,基本任,务,务：准,确,确地回,答,答“系统必,须,须做什,么,么？”,需求分,析,析的具,体,体任务,1.确,定,定对系,统,统的综,合,合需求,：,(1),系,系统功,能,能要求(2),系,系统性,能,能要求(3),运,运行要,求,求(4)将来,可,可能提,出,出的要,求,求,2.分析系,统,统的数据要,求,求,：,采用建立“,概,概念模型”,的,的方法，并,辅,辅助图形工,具,具，如：层,次,次方框图、W

6、arnier图等。,3.导出系,统,统的逻辑模,型,型,：,数据流程图,、,、数据字典,、,、主要算法,4.修正系,统,统开发计划,5.开发原,型,型系统,4.总体,设,设计的过程,设想供选择,的,的方案,选取合理的,方,方案,推荐最佳方,案,案,功能分解,设计软件结,构,构,数据库设计,制定测试计,划,划,书写文档,审查和复审,5.详细,设,设计的基本,任,任务,回答的关键,问,问题：“怎样具体,地,地实现这个,系,系统”,主要任务是,设,设计出程序,的,的“蓝图”,，,，供程序员,日,日后根据这,个,个蓝图编写,出,出实际的程,序,序代码。,注意：设计,程,程序的蓝图,，,，不是具体,地,

7、地编写程序,。,。,设计程序主,要,要采用结构,化,化的程序设,计,计方法。,详细设计,主要任务：编写详细设,计,计说明书,为此，设计,人,人员应：,(1)确定,每,每个模块的,算,算法，用工,具,具表达算法,的,的过程，写,出,出模块的详,细,细过程性描,述,述。,(2)确定,每,每一模块的,数,数据结构。,(3)确定,模,模块接口细,节,节。,详细设计是,编,编码的先导,。,。,详细设计具,体,体任务,确定模块如,何,何实现,编写详细设,计,计说明书,制定单元测,试,试计划,详细设计评,审,审,6.编码,程序写作风,格,格,程序设计方,法,法论,自顶向下的,程,程序设计方,法,法,自底向上

8、的,程,程序设计方,法,法,程序设计自,动,动化,程序设计工,具,具,7.测试,软件测试是为了发现错,误,误而执行程,序,序的过程。,软件测试是,根,根据软件开,发,发阶段的规,格,格说明和程,序,序的内部结,构,构而精心设,计,计一批测试,用,用例（即输,入,入的数据及,其,其预期的输,出,出结果），,并,并利用这些,用,用例去运行,程,程序，以发,现,现程序错误,的,的过程。,软件测试的,目,目的,测试是程序,的,的执行过程,，,，目的在于,发,发现错误；,一个好的测,试,试用例在于能发现至今,未,未发现的错,误,误；,一个成功的,测,测试是发现了至今,未,未发现的错,误,误的测试。,测试

9、设计中,需,需要考虑的,22,种测试类型,黑盒测试,白盒测试,单元测试,累计综合测,试,试,集成测试,功能测试,系统测试,端到端测试,健全测试,衰竭测试,接受测试,负载测试,强迫测试,性能测试,可用性测试,安装/卸载,测,测试,恢复测试,兼容测试,安全测试,比较测试,Alpha,测,测试,Beta测,试,试,8.运行,维,维护,本质上是修,改,改和压缩了,的,的软件定义,和,和开发过程,分析,设计,编码,测试,验收,配置,复审,可靠性,可移植性,可用性,可理解性,可修改性,可测试性,可理解性,可修改性,可移植性,效率,可靠性,效率,完整性,一致性,可理解性,几种典型的,开,开发方法：,模块化方

10、法,（,（,modular method,）,结构化方法,面向数据结,构,构方法,面向对象方,法,法,软件开发方,法,法,结构程序设,计,计,结构程序设,计,计是一种设,计,计程序的技,术,术，它采用自顶向下逐,步,步求精的设计方法,和,和单入口单出,口,口的控制结构,。,。,逐步求精的,含,含义,总体设计阶,段,段逐步求精,的,的含义,把一个复杂,问,问题的解法,分,分解和细化,成,成一个由许,多,多模块组成,的,的层次结构,的,的软件系统,。,。,详细设计阶,段,段逐步求精,的,的含义,把一个模块,的,的功能逐步,分,分解细化为,一,一系列具体,的,的处理步骤,或,或某种高级,语,语言的语

11、句,。,。,结构程序设,计,计优越性,自顶向下逐,步,步求精的方,法,法符合人类,解,解决复杂问,题,题的普遍规,律,律，因此可,以,以显著提高,软,软件开发工,程,程的成功率,和,和生产率。,用先全局后,局,局部、先整,体,体后细节、,先,先抽象后具,体,体的逐步求,精,精过程开发,出,出的程序有,清,清晰的层次,结,结构，因此,容,容易阅读和,理,理解。,不使用GOTO语句,，,，仅使用单,入,入口单出口,的,的控制结构,，,，使得程序,的,的静态结构,和,和它的动态,执,执行情况比,较,较一致，易,于,于阅读和理,解,解。,传统方法学,的,的缺点,瀑布模型的,缺,缺点：僵化,瀑布模型要,

12、求,求：生命周,期,期各阶段间,遵,遵守严格的,顺,顺序。,实际情况是,：,：软件开发,往,往往在反复,实,实践中完成,。,。,瀑布模型要,求,求：预先定,义,义并“冻结,”,”软件需求,。,。,实际情况是,：,：某些系统,的,的需求的一,个,个逐渐明确,的,的过程，且,预,预先定义的,需,需求到软件,完,完成时可能,已,已经过时。,结构化技术,的,的缺点（SA-SD-SP）,本质上是功,能,能分解，以,实,实现功能的,过,过程为中心,。,。,而用户的需,求,求变化主要,是,是针对功能,的,的。这就使,基,基于过程的,设,设计不易被,理,理解；且功,能,能变化往往,引,引起结构变,化,化较大，

13、稳,定,定性不好。,系统有明确,的,的边界定义,，且系统结,构,构依赖于系,统,统边界的定,义,义，这样的,系,系统不易扩,充,充和修改。,数据与操作,分,分开处理,，可能造成,软,软构件对具,体,体应用环境,的,的依赖，可,重,重用性(reusability)较差.,软件工程的,新,新途径之一,：,：快速原型,法,法,适用于用户,驱,驱动的系统,（,（即需求模,糊,糊或随时间,变,变化的系统,）,）,建造/修改,原型,用户测试,运行原型,听取用,户意见,传统方法和,面,面向对象方,法,法的比较,传统方法,系统是过程的集合,过程与数据实体交互,过程接受输入并产生输出,面向对象方法,系统是交互对

14、象的集合,对象与人或其它对象交互,对象发送与响应消息,传统方法数,据,据与过程是,分,分离的,过程1,输入,输出,过程2,过程3,数据实体,属于该对象,的数据,对象,处理数据的,方,方法,消息,消息,对象把数据,和,和处理数据,的,的方法封状,成,成一个单元,为什么对面,向,向对象方法,感,感兴趣?,面向对象方,法,法的主要优,点,点：,自然性：追求软件系,统,统对现实系,统,统的直接模,拟,拟，尽量实,现,现将现实世,界,界中的事物,直,直接映射到,软,软件系统的,解,解空间中。,软件复用,：,可复用性（,可,可重用性）,可扩展性,可管理,性,面向对象分,析,析,面向对象分,析,析的关键：,

15、识别出问题,域,域内的对象,，,，并分析它,们,们相互间的,关,关系，最终,建,建立起问题,域,域的简洁、,精,精确、可理,解,解的正确模,型,型。,面向对象方,法,法最基本的,原,原则：,按照人们习,惯,惯的思维方,式,式，用,面向,对象观点建,立,立问题域的,模,模型，开发,出,出尽可能自,然,然地表现求,解,解方法的软,件,件。,面向对象建,模,模,用面向对象,方,方法开发软,件,件，通常需,要,要建立三种,形,形式的模型,：,：,对象模型：描述系统,数,数据结构,动态模型：描述系统,控,控制结构,功能模型：描述系统,功,功能,一些具体工,具,具介绍,A Room hierarchy b

16、ased on aninterior designersperspective,Room,Room with lights,Room with windows,Garage,Basement,Kitchen,Bathroom,Room with,Furniture,Living,Room,Family,Room,Bed,Room,Dining,Room,层次方框图,数据流程图DFD,是结构化系,统,统分析的主,要,要工具，它,表,表示了系统,内,内部信息的,流,流向，并表,示,示了系统的,逻,逻辑处理的,功,功能,数据流程图,的,的特性,(1)抽象性：具体的组,织,织机构、工,作,作场所、物,质,质流等等都,去,去掉，仅剩,下,下信息和数,据,据存储、流,动,动、使用以,及,及加工的情,况,况。,(2)概括性：它把系统,对,对各种业务,的,的处理过程,联,联系起来考,虑,虑，形成一,个,个总体，具,有,有概括性。,(3)数据,流,流程图描述,的,的主体是抽象出来,的,的数据。,(4)数据,流,流程图具有层次性，一个系统,将,将有许多层,次,次的流程图,。,。,数据流程图,的,的用途,系