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第一章 软件工程概述,2022/11/25,2,目录,1.1 软件1.1.1软件的概念1.1.2软件的发展1.1.3软件的特点1.1.4软件的生产过程1.1.5软件的分类1.2 软件工程概念1.2.1 软件危机1.2.2 软件工程1.2.3 软件工程的原则1.3 软件生存周期与软件开发模型,2022/11/25,3,1.1 软件,软件的概念通常把各种不同功能的程序，包括用户为自己的特定目的编写的程序、检查和诊断机器系统的程序、支持用户应用程序运行的系统程序、管理和控制机器系统资源的程序等称为软件。具体表现为：在运行中能够提供所希望的功能和性能的指令集使程序能够正确运行的数据结构描述程序研制过程及方法所用的文档,2022/11/25,4,1.1 软件,2.软件的发展 经历4个阶段,2022/11/25,5,Evolution of software,早期 第二阶段 面向批处理 多用户有限的分布 实时自定义软件 数据库 软件产品,1950,1960,1970,1980,2022/11/25,6,Evolution of software,早期 第二阶段 第三阶段 面向批处理 多用户 分布式系统有限的分布 实时 嵌入“智能”自定义软件 数据库 低成本硬件 软件产品 消费者的影响,1950,1960,1970,1980,1990,2022/11/25,7,Evolution of software,早期 第二阶段 第三阶段 第四阶段面向批处理 多用户 分布式系统 强大的桌面系统有限的分布 实时 嵌入“智能” 面向对象技术自定义软件 数据库 低成本硬件 专家系统 软件产品 消费者的影响 人工神经网络 并行计算 网络计算机,1950,1960,1970,1980,1990,2005,2022/11/25,8,1.1 软件,3.软件的特点软件是一个逻辑的而不是物理的产品。 软件具有与硬件不同的特点:软件是由开发或工程化而形成的，而不是传统意义上的制造产生的; 软件不会“磨损”;大多数软件是自定义的，而不是通过已有构件组装的。维护不同.,2022/11/25,9,1.1 软件,4.软件生产过程,应用系统,2022/11/25,10,1.1.4 软件生产过程,应用构件提取车间,应用构件库,领域 1,领域 2,应用系统,2022/11/25,11,1.1.4 软件生产过程,应用构件提取车间,应用构件库,构件生产车间,领域 1,领域 2,应用系统,1,2,3,4,1基础构件，2功能构件 3接口构件，4用户界面构件,2022/11/25,12,1.1.4 软件生产过程,应用构件提取车间,应用构件库,构件生产车间,构件库,组装车间,领域 1,领域 2,应用系统,.,1,2,3,4,1基础构件，2功能构件 3接口构件，4用户界面构件,2022/11/25,13,1.1.5 软件的分类,基于功能划分：基于软件工作方法划分：基于软件规模划分基于软件失效的影响划分基于软件服务对象划分,2022/11/25,14,1.1.5 软件的分类,基于功能划分：系统软件：与计算机硬件紧密配合，使计算机各个不见与相关软件及数据协调高效工作的软件支撑软件：协助用户开发软件的工具性软件，包括帮助程序人员开发软件产品的工具和帮助管理人员控制开发软件的进程的工具应用软件：在特定领域内开发，为特定目的服务的一类软件。,2022/11/25,15,1.1.5 软件的分类,基于软件工作方法划分：实时处理软件：在事件或数据产生时，立即处理，并及时反馈信号，控制需要检测和控制的过程的软件。分时软件：允许多个联机用户同时使用计算机，系统把处理机事件轮流分配给各联机拥护，使各用户都感到只是自己在使用计算机的软件。交互式软件：能实现人机通信的软件批处理软件：把一组输入作业或一批数据以成批处理的方式一次运行，按照顺序逐个处理的软件。,2022/11/25,16,1.1.5 软件的分类,基于软件规模划分微型软件：一个人在几天之内完成的、程序不超过500行语句且仅供个人专用的软件。小型软件：一个人在半年之内完成的2000行以内的程序。中型软件：5个人以内在一年多时间里完成的5000到5万行的程序。大型软件：5至10人在两年多的时间里完成的5万到10万行的程序甚大型软件：100至1000人参加，用4到5年的时间完成的具有100万行程序的软件项目。极大型软件：2000到5000人参加，10年内完成的1000万行以内的程序。,2022/11/25,17,1.1.5 软件的分类,基于软件失效的影响划分关键软件的特点：可靠性质量要求高常与完成重要功能的大系统的处理不见相联含有的程序可能对人员、公众、设备或设施的安全造成影响。还可能影响到环境的质量和关系到国家的安全和机密。,2022/11/25,18,1.1.5 软件的分类,基于软件服务对象划分定制软件：受某个特定客户的委托，由一个或多个软件开发机构在合同的约束下开发出来的软件。产品软件：由软件开发机构开发出来直接提供给时常，或是为千百个用户服务的软件。,2022/11/25,19,1.2 软件工程概念,“软件工程”术语首次出现：1968年NATO会议软件工程方法:是采用工程的概念、原理、技术和方法来开发与维护软件，把经过时间考验而证明正确的管理技术和当前能够得到的最好的技术方法结合起来。,2022/11/25,20,1.2.1 软件危机,软件危机：软件开发和维护过程中遇到的一系列严重问题,2022/11/25,21,1.2.1软件危机,软件危机的主要特征软件开发周期大大超过规定日期;软件系统开发成本高，周期长，质量差，满足不了市场需求;软件质量无保证软件系统开发人员数量少，质量低软件系统维护难度大软件开发缺乏合适的工具和方法软件的版权问题得不到保证,2022/11/25,22,改正一个问题需付出的代价,需求分析,结构设计,详细设计,编码,集成测试,系统测试,现场,改正一个问题的估计费用,改正一个问题估计的工作量,20,200,2000,1000,5.0,2.5,0.05,0.5,(美元),(人天),2022/11/25,23,yet, Success Hasnt Come Easily,31%,53%,16%,Successfully（成功）,Challenged（挑战）,Canceled（失败）,2022/11/25,24,软件成功的标准：,用户在使用用户使用软件很容易做完要做的事失败的根本原因： 开发人员写出的软件达不到用户要求： 人的能力问题. 当前技术发展问题 系统平台问题,2022/11/25,25,中国软件产业：挑战,挑战： 外国软件打入 软件侵权行为 软件开发投资力度不足 软件人才结构不合理，缺乏高级系统程序员和项目负责人。软件人员缺乏软件工程化的概念。,2022/11/25,26,1.2.2 软件工程(software engineering),什么是软件工程？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。 软件工程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。,2022/11/25,27,1.2.2 软件工程(software engineering),软件工程 一种层次化结构,工具,方法,过程,质量焦点,Software engineering layers,2022/11/25,28,1.2.2 软件工程(software engineering),软件工程 一种层次化结构质量焦点：支持软件工程的根基就在于对质量的关注。过程：软件工程的过程将技术层结合在一起，使计算机软件合理和及时开发出来。方法：涵盖一系列的任务：需求分析、设计、编程、测试和维护。工具：对过程、方法提供自动或半自动的支持。例CASE集成软件、硬件或一个软件工程数据库。,2022/11/25,29,软件工程是一门交叉学科,软件开发模型软件开发方法软件立项到终止的全过程软件开发工具软件开发环境 计算机辅助软件工程（CASE）软件工程管理软件工程经济学,？,软件工程的主要研究内容,2022/11/25,30,软件工程框架,可,用,性,性,性,确,正,合,算,选取适宜的开发模型,采用合适的设计方法,提供高质量的工程支持,重视软件工程的管理,基本过程,原则,目标,过,程,支持过程,组织过程,2022/11/25,31,“软件工程”课程的教学与实践,(1) 立足于系统的整体。(2) 讲授系统分析、系统需求、系统设计、系统实现、系统测试及维护的理论和方法。(3) 运用所学软件和技术构筑一理想的系统。,与其它软件专业课的区别：,2022/11/25,32,“软件工程”课程的教学与实践,对软件的认识： 上升 程序 系统 思维定式： 上升 程序员 系统工程师 (系统分析员),2022/11/25,33,系统分析员的地位,用户,分析员,程序员,2022/11/25,34,“一个好的工业，应有一套良好的标准来配套”软件的工业化生产过程应具备的特点：明确的工作步骤详细具体的规范化文档明确的质量评价标准,1.2.2 软件工程(software engineering),2022/11/25,35,软件工程技术的两个明显特点： 强调规范化 强调文档化,1.2.2 软件工程(software engineering),2022/11/25,36,1.分解基本思想:从时间上或规模上将一个复杂抽象问题分成若干较小的、相对独立的、容易求解的子问题，然后分别求解。例：软件瀑布模型、结构化分析方法、模块化设计等都运用了分解原则,1.2.3 软件工程的原则,2022/11/25,37,2.抽象和信息隐蔽尽量将可变因素隐藏在一个模块内，将处理细节隐藏在下层，而将具体做什么抽象到上一层做简化，从而保证模块的独立性。,1.2.3 软件工程的原则,2022/11/25,38,3.一致性 软件文件格式一致 工作流程一致 开发过程标准化、统一化,1.2.3 软件工程的原则,2022/11/25,39,4.确定性 软件开发过程要用确定的形式表达需求，表达的软件功能应该可预测。,1.2.3 软件工程的原则,2022/11/25,40,1.3.1 软件生存周期,Software Life Cycle软件产品或软件系统从提出、设计、投入使用到被淘汰的全过程。软件生存周期的阶段：问题定义可行性分析需求分析概要设计详细设计编码测试运行与维护,2022/11/25,41,1.3.2 软件开发模型,软件开发模型是跨越整个软件生存周期的系统开发、运做、维护所实施的全部工作和任务的结构框架。,2022/11/25,42,1.3.2.1 瀑布模型,可行性研究与计划,需求分析,设计,编码,运行维护,测试,定义阶段,开发阶段,维护阶段,2022/11/25,43,1.3.2.1 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。每个阶段必须完成规定的文档每个阶段结束前完成文档审查,及早改正错误。,2022/11/25,44,1.3.2.2 原型模型,又称快速成型模型一般用于最终系统的早期用户评价,开发工期短，质量有保证,2022/11/25,45,1.3.2.2 原型模型,听取用户意见,建造/修改 原型,用户测试运行原型,模型范型,原型化软件生存期模型,系统需求分析定义,生成原型,系统设计,程序设计,编码,测试,运 行和维护,原型化,含原型化的软件生存期,2022/11/25,47,1.3.2.2 原型模型,优点可以处理模糊需求原型模型系统可以作为培训环境，有利于用户培训给用户更改系统的机会可以降低系统开发风险易维护、友好开发费用降低、时间缩短,2022/11/25,48,1.3.2.2 原型模型,缺点易把次要部分当作主要框架，作出原型不切题原型迭代可能不收敛。原型过快收敛，忽略了一些基本点资源规划和管理比较困难容易遗忘用户环境和原型环境的差异。,2022/11/25,49,1.3.2.3 演化模型,针对事先不能完整定义需求的软件开发开发过程(1) 根据用户给出的待开发系统的核心需求，先开发出核心系统。(2)用户试用后，提出精化系统、增强系统能力的需求，开发人员实施开发的迭代过程。,需求,设计,需求,编码,测试,集成,运行、试用,核心系统开发,设计,需求,编码,测试,集成,运行、试用,第二次迭代,反馈,反馈,演化模型,风险分析,工程实施,制定计划,客户评估,Product Maintenance Projects 产生维护计划,Product Enhancement Projects产生增加计划,New Product Development Projects 新产生发展计划,Concept Development Projects 发展的观点,1.3.2.4 螺旋模型,2022/11/25,52,1.3.2.4 螺旋模型,制定计划：确定软件目标，选定实施方案，弄清项目开发的限制条件风险分析：分析所选的方案，考虑如何识别和消除发风险实施工程：实施软件开发客户评估：评价开发工作，提出修正建议,2022/11/25,53,1.3.2.5 构件组装模型,使用重用技术的软件工程模型部件(构件): 可重用的软件成份,系统A的软件构成,系统C的软件构成,系统B的软件构成,可重用部 件,可重用 部 件,1.3.2.5 构件组装模型,2022/11/25,55,1.2.2.6 第四代技术模型,第四代技术（4GT）采用一种工具，使软件设计者在较高级别上说明软件的特征，然后软件工具根据说明自动生成源代码。,
