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软件工程笔记整理.doc
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软件工程概论
1、软件危机
1)、软件工程的目的:倡导以工程的原理、原则和方法进行软件开发,以解决当时出现的软
件危机。
2)、软件危机:指在计算机软件开发和维护过程中所遇到的一系列问题。
A、如何开发软件以满足对软件日益增长的需求。
B、如何维护数量不断增长的已有软件。
3)、软件危机的主要表现形式
A、软件开发成本高,研制进度无法准确估计,用户不满意。
B、软件产品的可靠性得不到保证。
C、软件产品难以维护。
D、软件发展跟不上硬件的发展和用户的要求,硬件成本逐年下降,软件成本越来越昂贵。
2、软件工程概念
1)、软件:计算机系统中的程序及其文档。程序是计算任务的处理对象和处理规则的描述;
文档是为了便于理解程序所需的阐明性资料。细言之,软件有三层含义:
A、个体含义:即指计算机系统中的程序及其文档。
B、整体含义:即指在特定计算机系统中所有上述个体含义下的软件的总称。
C、学科含义:即指在研究、开发、维护以及使用前述含义下的软件所涉及的理论、方法、
技术所构成的学科。2)、工程:将理论和所学的知识应用于实践的科学。
3)、软件工程: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。其中,计算机科学、数学用于构造模型与
算法,工程科学用于制定规范、设计范型、评估成本及确定权衡,管理科学用于计划、资源、
质量、成本等管理。
3、软件工程框架(参见附图软件工程框架示意图)
1)、软件工程目标:生产具有正确性、可用性和开销合宜的产品。
A、正确性:是指软件产品达到预期功能的程度。
B、可用性:是指软件基本结构、实现以及文档为用户可用的程度。
C、开销合宜:是指软件开发、运行的整个开销满足用户要求的程度。
2)、软件开发活动:生产一个最终满足需求且达到工程目标的软件产品所需要的活动。软件
开发的基本活动包括:需求、设计、实现、确认、和支持。
A、需求:就是定义问题。
B、设计:在需求的基础上,给出被建系统的软件设计方案。
C、实现:在软件设计的基础上,编码被建系统软件体系结构中的每一模块或构件。
D、确认:需求复审、设计复审及程序测试。
E、支持:为系统的运行提供纠错性维护和完善性维护。
3)、软件工程原则:围绕软件开发,提出了以下基本原则。
A、选取适宜的开发范型:在系统设计中,经常需要权衡软件需求、硬件需求以及其它因素
之间的相互制约和影响,适应需求的易变性。选用适宜的开发范型,以保证软件开发的可持
续性,并使最终的软件产品满足客户的要求。
B、采用好的设计方法:在软件设计中,通常需要考虑软件的模块化、信息隐蔽、局部化、
一致性以及适应性等问题。采用合适的设计方法,支持这些问题的解决和实现。
C、提供高质量的工程支持:如其它工程一样,需要提供高质量的工程支持,例如配置管理、
质量保证等,才能按期交付高质量的软件产品。
D、有效的软件工程管理:软件工程的管理,直接影响可用资源的有效利用,提高软件组织
的生产能力。仅当对软件过程实施有效管理时,才能实现有效的软件工程。
4)、软件工程学科研究的内容:软件开发模型、软件开发方法、软件过程、软件工具、软件
开发环境、计算机辅助软件工程以及软件经济学等。
5)、软件开发方法学:是一种已定义好的技术集和符号表示习惯,来组织软件开发的过程,
一般表示为一系列步骤,包括结构化方法、面向对象方法、Jackson 方法、Warnier 方法、PAM
方法、可视化方法等。
软件开发模型
1、软件开发模型:软件开发全部过程、活动、任务的结构框架。
2、软件生存周期:软件产品从定义开始,经过开发、使用和维护,直到最后被淘汰的整个
过程。
3、软件过程:是为了获得高质量的软件所需要完成的一系列任务的框架,它规定了完成各
项任务的工作步骤。
4、瀑布模型(参见瀑布模型示意图)
1)、概述:将软件生存周期的各项活动规定为依固定顺序连接的若干阶段工作,形如瀑布流
水,最终得到软件产品,是一种线性模型。
2)、各阶段活动:提出系统需求、提出软件需求、需求分析、设计、编码、测试和运行。
3)、每一阶段的特征
A、从上一阶段接受本阶段工作的对象,作为输入。
B、对上述输入实施本阶段的活动。
C、给出本阶段的工作成果,作为输出传入下一阶段。
D、对本阶段工作进行评审,若本阶段工作得到确认,则继续下阶段工作;否则返回前一阶
段,甚至更前阶段。
4)、优缺点
A、优点:在支持结构化软件开发、控制软件开发的复杂性、促进软件开发工程化等方面起
着显著作用。
B、缺点:缺乏灵活性,无法通过开发活动澄清本来不够确切的软件需求。
5、演化模型(参见演化模型示意图)
1)、概述:演化模型主要针对事先不能完整定义需求的软件开发。
2)、开发过程:首先开发核心系统,当核心系统投入运行后,开发人员根据用户的反馈,实
施开发的迭代过程。每一迭代过程均由需求、设计、编码、测试、集成等阶段组成,直到软
件开发结束。
3)、优点:一定程度上减少了软件开发活动的盲目性。
6、螺旋模型(参见螺旋模型示意图)
1)、概述:在瀑布模型和演化模型的基础上,加入两者所忽略的风险分析所建立的一种软件
开发模型。
2)、特点:沿螺旋模型顺时针方向,依次表达了四个方面的活动,制定计划、风险分析、实
施工程、客户评估。
7、喷泉模型:它体现了软件创建所固有的迭代和无间隙特征。主要用于面向对象开发过程。
(参见喷泉模型示意图)
8、增量模型:在设计了软件系统整体体系结构之后,首先完整的开发系统的一个初始子集,
继之,根据这一子集,建造一个更加精细的版本,如些不断地进行系统的增量开发。(参见
增量模型示意图)
9、各种模型之间的区别与联系
1)、瀑布模型、演化模型、螺旋模型之间的异同。
A、相同点:都分为多个阶段。
B、不同点:瀑布模型一次完成软件;演化模型分为多次完成,每次迭代完成软件的一个部
分;螺旋模型也分为多次完成,每次完成软件的一个新原型,并考虑风险分析。
2)、演化模型和增量模型的区别
A、演化模型:首先开发核心系统,每次迭代为系统增加一个子集,整个系统是增量开发和
增量提交。
B、增量模型:首先完整的开发系统的一个初始子集,然后不断的建造更精细的版本。
3)、需要完整定义需求的模型:瀑布模型、增量模型。
4)、属于迭代风范的模型:演化模型、增量模型、喷泉模型、螺旋模型。
第三章 结构化需求分析
1、需求分析
1)、基本任务:准确定义未来系统的目标,确定为了满足用户的需要系统必须
做什么。
2)、承担者:系统分析员。
3)、两个阶段:需求获取和需求规约。
2、需求获取
1)、目的:清楚地理解所要解决的问题,完整地获取用户需求。2)、主要活动:
通过学习、请教领域专家、向用户提问等。
3)、三大挑战:问题空间理解;人与人之间的通信;需求的不断变化。
4)、分类及内容
A、功能性需求:定义系统做什么。
B、非功能性需求:定义系统工作时的特性。
5)、原则
A、划分:捕获问题空间的“整体/部分”关系。
B、抽象:捕获问题空间的“一般/特殊”或“特例”关系。
C、投影:捕获问题空间的多维“视图”。
6)、技术
A、一种好的需求获取技术应具备的基本特征。
①提供方便的通信;
②提供定义系统边界的方法;
③提供支持抽象的基本机制;
④鼓励分析员使用问题空间的术语思考问题,编写文档;
⑤为分析员提供多种可供选择的设计方案;
⑥适应需求的变化。
B、Jacobson 提出的用况法基本符合以上特征,详见“第五章 面向对象方法”的
“用况图”。
3、需求规约:对需求陈述进行分析,解决其中存在的二义性和不一致性,并以
一种系统化的形式准确地表达用户的需求,形成所谓的需求规格说明书。
4、结构化方法:是一种系统化开发软件的方法,该方法基于模块化的思想,采
用“自顶向下,逐步求精”的技术对系统进行划分,分解和抽象是它的两个基本
手段,结构化方法是结构化分析、结构化设计和结构化编程的总称。
6、结构化分析
1)、基本步骤
A、通过对现实系统的了解和分析,或基于需求陈述,建立该系统的数据流图;
B、基于得到的数据流图,建立该系统的数据字典;
C、基于得到的数据流图,对最低层的加工给出其控制结构描述;
D、依据需求,建立人机接口和其他性能描述;
E、通过分析和验证,建立系统完整的需求规约。
2)、结构化分析模型:数据流图(DFD)是一种描述数据变换的图形工具,是
结构化分析方法最普遍采用的表示手段,数据字典和小说明为数据流图提供了补
充,并用以验证图形表示的正确性、一致性和完整性,以上三者构成了结构化分
析的模型。
A、数据流图:是一种描述数据变换的图形工具,系统接受输入的数据,经过一
系列的变换(或称加工),最后输出结果数据。包括加工、数据流、数据存储、
数据源和数据潭。
①加工:是对数据进行处理的单元;用圆圈表示;顶层的加工名就是软件系统的
名字,加工的名字最好使用动宾词组(e.g.计算费用),也可用主谓词组(e.g.费
用计算),不要使用意义空洞的动词作为加工名(e.g.计算)。
②数据流:表示数据(由一组数据项组成)和数据流向(三种流向:从加工流向
加工;从数据源流向加工或从加工流向数据潭;从加工流向数据存储或从数据存
储流向加工。两个加工之间可以有多个数据流,这些数据流之间没有任何联系,
数据流图不表明它们的先后次序);用箭头表示;用名词或名词词组命名,尽量
选用现实系统中已有的名字。
③数据存储:表示信息的静态存储;用两条平行线表示;其命名方法同数据流。
④数据源:数据的来源;用矩形表示;
⑤数据潭:数据的最终目的地;用矩形表示。
B、数据字典:以一种准确的和无二义的方式定义所有被加工引用的数据流和数
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