高级软件工程课件.pptx

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北京理工大学陈英,现代软件工程,开,第2页,场,白,参考书目实用软件工程.郑人杰等著.清华大学出版社软件工程实践者的研究方法（第6版）Pressman机械工业出版社，2007,第一章软件工程基础,第3页,第一章软件工程基础,软件的定义、特点与分类软件发展、软件问题与软件工程软件生存期与软件工程过程软件开发模型软件工程目标与原则,软件,第一章软件工程基础,1.1软件的定义、特点与分类,soft+ware,软件是计算机系统中与硬件相互依存的另一部分，包括程序、数据及相关文档的完整集合。

三要素程序：

按事先设计的功能、性能要求执行的指令（语句）序列；数据：

使程序能正常操纵信息的数据结构；文档：

与程序开发、维护和使用有关的图文资料。

可执行的,不可执行的,第4页,第一章软件工程基础,第5页,1.1软件的定义、特点与分类,计算机软件定义（GB）与计算机系统的操作有关的计算机程序、规程、规则，以及可能有关的文件、文档及数据。

第一章软件工程基础1.1软件的定义、特点与分类,第6页,软件表示S=（I,O,E,R）其中:

I=（i1,i2,in）,输入集合。

ij表示一个抽象的输入数据类型。

O=（O1,O2,On）,输出集合。

Oj表示一个抽象的输出数据类型。

E=（e1,e2,en）,R=（r1，r2，rn）,构成集合。

ei表示一个子系统或一个构件。

构件关系集合.ri表示一个关系。

软件的特点是逻辑实体，非物理实体，具抽象性；没有明显的制作过程；运行、使用期间不存在磨损、老化；软件的开发、运行受计算机系统的限制；复杂性高，成本昂贵。

涉及社会因素。

第7页,第一章软件工程基础,1.1软件的定义、特点与分类,第一章软件工程基础1.1软件的定义、特点与分类软件分类基于软件大的功能框架：

*系统软件支撑（工具）软件应用软件基于软件工作方式：

实时处理分时处理交互处理批处理,第8页,第一章软件工程基础1.1软件的定义、特点与分类,基于软件服务对象的范围项目软件（定制软件）：

受某个特定用户的委托，由一个或多个软件开机构在合同约束下开发的软件。

产品软件：

由软件开发机构开发并直接提供给市场，或为或为众多用户服务的软件。

基于软件使用频度一次性使用使用频度较高,第9页,第一章软件工程基础1.2软件的发展、软件问题与软件工程软件发展（三阶段或四阶段论）一阶段：

程序设计阶段；20世纪5060年代二阶段：

程序系统阶段；20世纪6070年代三阶段：

软件工程阶段；20世纪70年代以后四阶段：

CASE阶段；20世纪80年代以后*每个阶段的特点：

与需求、规模、开发技术、开发手段、硬件特征等相关。

第10页,第一章软件工程基础1.2软件的发展、软件问题与软件工程软件危机Crisis什么是软件危机？

软件危机是指在计算机软件的开发和维护中所遇到的一系列严重问题。

-几乎所有软件都不同程度地存在这些问题;-软件危机包含两方面问题：

.如何开发软件，怎样满足对软件的日益增长的需求.如何维护数量不断膨胀的已有软件,第11页,第一章软件工程基础1.2软件的发展、软件问题与软件工程软件危机Crisis（软件问题）功能不强；质量欠佳：

生产率低。

*成本、质量、生产率。

软件问题归结软件需求；软件开发经验；项目组织、管理；技术、方法、条件；软件测试。

第12页,第一章软件工程基础1.2软件的发展、软件问题与软件工程,软件工程用工程、科学和数学的原则与方法研制、维护计算机软件的有关技术及管理方法。

软件工程要素（方法、工具、过程）方法：

完成软件工程项目的技术手段；工具：

支持软件的开发、管理、文档生成；过程：

支持软件开发的各个环节的控制、管理。

软件工程宗旨通过采用工程的方法开发软件，以提高软件的生产率，降低软件成本，以小的代价获得高质量的软件。

第13页,第一章软件工程基础1.2软件的发展、软件问题与软件工程,第14页,软件工程是为了经济地获得可靠的和能在实际机器上高效运行的软件而建立和使用的好的工程原则。

（FritzBauer1969）软件工程是应用于计算机软件的定义、开发和维护的一整套方法、工具、文档、实践标准和工序。

（GB）软件工程

（1）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。

（2）

（1）中所述方法的研究。

（IEEE93）软件工程是模仿在硬件研制中行之有效的一套计划、管理、技术、方法，基于软件的生存期概念而建立起来的。

第一章软件工程基础1.2软件的发展、软件问题与软件工程软件工程内容研究软件开发技术和开发管理两个方面。

开发技术主要研究软件开发方法，开发过程，开发工具和环境。

开发管理主要研究软件管理学，软件经济学，软件心理学。

第15页,第一章软件工程基础1.3软件生存期与软件工程过程,第16页,软件工程过程为获取软件产品,在软件工具支持下由软件工程师完成的一系列软件工程基本活动：

软件规格说明;软件开发;软件确认;软件演进;,P（Plan）D（Do）C（Check）A（Action）,第一章软件工程基础1.3软件生存期与软件工程过程软件生存周期（SoftwareLifeCycle）软件的提出、实现、使用到停止使用的过程。

制定计划需求分析软件设计,*程序编写,软件测试运行维护,基本阶段,第17页,软件生存周期（SoftwareLifeCycle）,概要设计,详细设计,实现,组装测试,确认测试,使用,维护,退役,需求分析,可行性研究,第一章软件工程基础1.3,第18页,软件生存期与软件工程过程,软件生命周期软件生命周期,工程周期,计划,分析,设计,运行维护,退役,编码,测试,运行维护周期,第一章软件工程基础,第19页,1.3软件生存期与软件工程过程,软件生存期阶段顺序划分,中心库,第20页,第一章软件工程基础1.3软件生存期与软件工程过程,原则,目标,活动,求,需计,实,确设现认,支持,可,性用确正,性,合,算,性,第一章软件工程基础1.3软件工程框架（三要素）,软件生存期与软件工程过程,第21页,第一章软件工程基础,第22页,1.4软件开发模型,软件开发模型描述软件开发过程中各种活动如何执行的模型。

对软件开发提供强有力的支持，为开发过程中的活动提供统一的政策保证，为参与开发的人员提供帮助和指导，是软件生存周期模型化技术的基础，也是建立软件开发环境的核心。

第一章软件工程基础1.4软件开发模型,第23页,V型模型（VshapedModel）瀑布模型（Waterfallmodel）演化模型（Evolutionmodel）递增模型（Incrementalmodel）螺旋模型（Spiralmodel）喷泉模型（Fountainmodel）原型/仿真模型（Prototyping/Simulationmodel）转换模型（Transformatonalmodel）组合模型（Combingmodel）可重用部件组装模型（Assembiyreusablecomponentsmodel）,编码,详细设计,概要设计,需求分析,项目需求计划,单元测试,集成与测试,系统测试,确认测试,V型模型,第24页,第一章软件工程基础,1.4软件开发模型,第一章软件工程基础,1.4软件开发模型,系统需求,软件需求,概要设计,详细设计,单元测试,组装测试,编码,确认测试,系统联试,型号任务,第25页,编译后的单元,测试后的单元,组装后的软件,测试后的软件,交付软件,系统需求验证,详细设计验证,概要设计验证,验证,验证,软件需求验证,验证与确认,验证与确认,初始瀑布模型,计划,需求分析,设计,编码,测试,定义阶段,开发阶段,维护阶段,运行维护,第26页,第一章软件工程基础1.4软件开发模型,1970年由W.Royce提出,具有反馈回路的改进瀑布模型,计划,需求分析,设计,编码,测试,定义阶段,开发阶段,第一章软件工程基础1.4软件开发模型,维护阶段,运行维护,第27页,第一章软件工程基础1.4软件开发模型瀑布模型特点阶段间具有顺序性和依赖性推迟实现的观点质量保证的观点瀑布模型则是传统软件工程的基础。

瀑布模型的基本思想是将软件生命周期划分为若干明确定义的阶段。

第28页,演化模型,需求,开,发,反馈,反,馈,核心系统开发,第二次迭代,第一章软件工程基础1.4,软件开发模型,设计,编码,测试,集成,需求,开,发,设计,编码,测试,集成,第29页,第一章软件工程基础1.4软件开发模型,演化模型描述和特点通过造型开发系统需求不能被完全理解，且不能在初始时就确定需求一部分被预先定义，然后在每个相继的造型中逐步完善每个造型被开发时，开发过程中的活动和任务顺序地或部分重叠并行地被采用对所有造型，开发过程中的活动和任务通常按同一顺序被重复使用,第30页,第一章软件工程基础1.4软件开发模型,第31页,采用演化模型的一些原因需要某些用户经验来改进和完善需求；某些部分的实现可能取决于未来技术的可用性；某些新的用户需求被预料到，但目前还不清楚；某些需求可能比遇到的那些还难以满足，并且确定不允许因这些需求推迟可用的交付。

递增模型,统一管理,分析定义,设计,增量1,分析修正,第一章软件工程基础1.4,软件开发模型,增量2,增量3,增量分析定义,增量设计,分析修正增量实现,统一管理,第32页,第一章软件工程基础1.4软件开发模型递增模型描述预先计划的产品改进从一套给定的需求开始，通过一系列的造型实施开发，第一个造型纳入一部分需求，下一个造型纳入更多的需求，以此类推，直到系统完成在每个造型中实行必要的过程、活动和任务,第33页,第一章软件工程基础,第34页,1.4软件开发模型,递增模型特点在开发每个造型时，开发过程中的活动和任务顺序地或部分平行重叠地使用当相继的造型在部分并发地被开发时，开发过程中的活动和任务可以在造型间平行地被采用,第一章软件工程基础,1.4软件开发模型,螺旋模型,（B.Boehm于1988年提出）,第35页,螺旋模型另一种表示,系统可行性系统规约原型1原型N可运行系统改进1改进N系统需求,系统生存期,第一章软件工程基础1.4软件开发模型,第36页,第一章软件工程基础,第37页,1.4软件开发模型,螺旋模型描述瀑布模型和演化模型相结合，增加风险分析用来指导大型软件项目的开发将开发划分为制定计划、风险分析、实施工程、客户评估四类活动沿螺旋线每转一圈，表示开发出一个更完善的新的软件版本,喷泉模型,演化维护测试确认编码设计分析,.,第38页,第一章软件工程基础,1.4软件开发模型,第一章软件工程基础,第39页,1.4软件开发模型,喷泉模型1990年B.H.Sollers和J.M.Edwards提出主要用于采用面向对象技术的项目喷泉体现迭代和无间隙的特征软件的某些部分常常被重复工作多次，相关对象在每次迭代中随之加入渐进的软件成分在分析、设计、实现等各项活动之间无明显边界,开始,第40页,停止,产生样品,对原型加工,需求的采集和细化,快速设计,建造原型客户评价原型,第一章软件工程基础,1.4软件开发模型,原型模型,第41页,基本需求,需求分析,原型,螺旋,设计,编码,测试,建造原型,第n次迭代,螺旋模型,第n次迭代,运行系统,维护,1,3,2,5,7,8,6,10,11,9,4,第一章软件工程基础,1.4软件开发模型,组合模型,第一章软件工程基础1.4软件开发模型软件过程模型的选择模型应符合软件本身的性质（规模、复杂性）模型应满足软件应用系统整体开发进度要求模型应有可能控制并消除软件开发风险模型应有可用的计算机辅助工具（如快速原型工具）的支持模型应与用户和软件开发人员的知识和技能相匹配模型应有利于软件开发的管理与控制,第42页,第一章软件工程基础1.5软件工程目标与原则软件工程目标在给定成本、进度的前提下，开发出有可修改性、有效性、可靠性、可理解性、可维护性、可重用性、可适应性、可移植性、可追踪性和可互操作性且满足用户需求的产品。

*注意：

理解具体目标的含义、关系和区别。

第43页,1.5软件工程目标与原则,第44页,第一章软件工程基础软件工程原则抽象；信息隐蔽；模块化；局部化；,确定性；一致性；完整性；可验证性。

第一章软件工程基础,第45页,第一章提示、思考与练习,软件的定义；（三要素）软件的特点与分类；软件发展的四个阶段及特点；软件工程的定义及三要素是什么；软件工程过程的基本活动是什么？

何为软件生存期？

第一章软件工程基础,第一章提示、思考与练习,何为软件开发模型？

瀑布、螺旋、演化、原型、喷泉模型及特点，各自的适应性。

哪些模型具有以“原型”为基准实施渐进式开发的特点？

软件工程目标及原则是什么？

end,第46页,