【正文】 《軟件工程導(dǎo)論》課后習(xí)題答案 第一章 軟件工程概論 11 1．什么是軟件危機(jī)？ 軟件危機(jī)是指在計(jì)算機(jī)軟件的開發(fā)和維護(hù)過程中所遇到的一系列嚴(yán)重問題。這些問題表現(xiàn)在以下幾個方面： (1)用戶對開發(fā)出的軟件很難滿意。 (2)軟件產(chǎn)品的質(zhì)量往往靠不住。 (3)一般軟件很難維護(hù)。 (4)軟件生產(chǎn)效率很低。 (5)軟件開發(fā)成本越來越大。 (6)軟件成本與開發(fā)進(jìn)度難以估計(jì)。 (7)軟件技術(shù)的發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了計(jì)算機(jī)應(yīng)用的普及與深入的需要。 ？ (1) 對軟件開發(fā)成本和進(jìn)度的估計(jì)常常很不準(zhǔn)確。 (2) 用戶對 “已完成的 ”軟件系統(tǒng)不滿意的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。 (3) 軟件產(chǎn)品的質(zhì)量往往靠不住。 (4) 軟件常常是不可維護(hù)的。 (5) 軟件通常沒有適當(dāng)?shù)奈臋n資料。 (6) 軟件成本在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)總成本中所占的比例逐年上升。 (7) 軟件開發(fā)生產(chǎn)率提高的速度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上計(jì)算機(jī)應(yīng)用迅速普及深入的趨勢。 3．為什么會產(chǎn)生軟件危機(jī)？ (1) 開發(fā)人員方面，對軟件產(chǎn)品缺乏正確認(rèn)識，沒有真正理解軟件產(chǎn)品是一個完整的配置組成。造成開發(fā)中制定計(jì)劃盲目、編程草率，不考慮維護(hù)工 作的必要性。 (2) 軟件本身方面，對于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來說，軟件是邏輯部件，軟件開發(fā)過程沒有統(tǒng)一的、公認(rèn)的方法論和規(guī)范指導(dǎo)，造成軟件維護(hù)困難。 (3) 尤其是隨著軟件規(guī)模越來越大 ,復(fù)雜程度越來越高 ,原有軟件開發(fā)方式效率不高、質(zhì)量不能保證、成本過高、研制周期不易估計(jì)、維護(hù)困難等一系列問題更為突出，技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)社會需求。 4．怎樣克服軟件危機(jī)？ (1) 充分吸收和借鑒人類長期以來從事各種工程項(xiàng)目中積累的行之有效的有效原理、概念、技術(shù)與方法，特別是吸取幾十年來人類從事計(jì)算機(jī)硬件研究和開發(fā) 的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。在開發(fā)軟件的過程中努力作到良好的組織，嚴(yán)格的管理，相互友好的協(xié)作。 (2) 推廣在實(shí)踐中總結(jié)出來的開發(fā)軟件的成功的技術(shù)和方法，并研究更好、更有效的技術(shù)和方法，盡快克服在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)早期發(fā)展階段形成的一些錯誤概念和作法。 (3) 根據(jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域，開發(fā)更好的軟件工具并使用這些工具。將軟件開發(fā) 各個階段使用的軟件工具集合成一個整體，形成一個很好的軟件開發(fā)支環(huán)環(huán)境。 總之為了解決軟件危機(jī)，既要有技術(shù)措施 (方法和工具 )，又要有必要的組織管理措施。 1 1根據(jù)歷史數(shù)據(jù)可以做出如下的假設(shè) ： 對計(jì)算機(jī)存儲容量的需求大致按下面公式描述的趨勢逐年增加：M=(Y1960) 存儲器的價(jià)格按下面公式描述的趨勢逐年下降： P1= (美分 /位 ) 如果計(jì)算機(jī)字長為 16 位，則存儲器價(jià)格下降的趨勢為： P2= (美元 /字 ) 在上列公式中 Y 代表年份， M 是存儲容量 (字?jǐn)?shù) )， P1 和 P2 代表價(jià)格。 基于上述假設(shè)可以比較計(jì)算機(jī)硬件和軟件成本的變化趨勢。要求計(jì)算： (1) 在 1985 年對計(jì)算機(jī)存儲容量的需求估計(jì)是多少 ?如果字長為 16 位，這個存儲器的 價(jià)格是多少 ? (2) 假設(shè)在 1985 年一名程序員每天可開發(fā)出 10 條指令，程序員的平均工資是每月4000 美元。如果一條指令為一個字長，計(jì)算使存儲器裝滿程序所需用的成本。 (3) 假設(shè)在 1995 年存儲器字長為 32 位，一名程序員每天可開發(fā)出 30 條指令，程序員的月平均工資為 6000 美元，重復(fù) (1)、 (2)題。 16 什么是軟件過程 ?它與軟件工程方法學(xué)有何關(guān)系 ? 軟件過程是為了開發(fā)出高質(zhì)量的軟件產(chǎn)品所需完成的一系列任務(wù)的框架，它規(guī)定了完成各項(xiàng)任務(wù)的工作步驟。 軟件過程定義了運(yùn)用技術(shù)方法的順序、應(yīng)該交付 的文檔資料、為保證軟件質(zhì)量和協(xié)調(diào)軟件變化必須采取的管理措施，以及標(biāo)志完成了相應(yīng)開發(fā)活動的里程碑。 軟件過程是軟件工程方法學(xué)的 3 個重要組成部分之一。 ： 應(yīng)用程序、系統(tǒng)程序、面向用戶的文檔資料和面向開發(fā)者的文檔資料。 5．什么是軟件生存周期？ 軟件生存周期是指從軟件定義、開發(fā)、使用、維護(hù)到淘汰的全過程。 6．軟件生存周期為什么劃分成階段？ (1) 任何一個階段的具體任務(wù)不僅獨(dú)立，而且簡單，便于不同人員分工協(xié)作，從而降低整個軟件開發(fā)工作的困難程度。 (2) 可以 降低每個階段任務(wù)的復(fù)雜程度，簡化不同階段的聯(lián)系，有利于工程的組織管理，也便于采用良好的技術(shù)方法。 (3) 使軟件開發(fā)的全過程以一種有條不紊的方式進(jìn)行，保證軟件的質(zhì)量，特別是提高了軟件的可維護(hù)性。 7．應(yīng)該怎樣來劃分階段？ (1)每一個階段的任務(wù)盡可能獨(dú)立； (2)同一階段內(nèi)的任務(wù)性質(zhì)盡可能相同； (3)每一個階段任務(wù)的開始和結(jié)束有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。 8．軟件開發(fā)模型有幾種？它們的開發(fā)方法有可特點(diǎn)？ 軟件開發(fā)模型有瀑布型、漸增型和變換型。 瀑布型開發(fā)方法是按照軟件生存周期的劃分依次實(shí)施， 每一個階段有明確規(guī)定的任務(wù)。它的特點(diǎn)： (1)各個階段的順序性和依賴性； (2)劃分邏輯設(shè)計(jì)與物理設(shè)計(jì)，盡可能推遲程序的物理實(shí)現(xiàn)； (3)每個階段必須完成規(guī)定的文檔，對其中問題通過復(fù)審及早發(fā)現(xiàn)，及早解決。 漸增型開發(fā)方法及特點(diǎn) : (1) 從部分需求出發(fā)，先建立一個不完全的系統(tǒng)，通過測試運(yùn)行該系統(tǒng)取得經(jīng)驗(yàn)和信息反饋，加深對軟件需求的理解，進(jìn)一步使系統(tǒng)擴(kuò)充和完善。如此反復(fù)，直至軟件人員和用戶對所設(shè)計(jì)完成的軟件系統(tǒng)滿意為止。 (2) 在漸增型開發(fā)下的軟件是隨軟件開發(fā)的過程而逐漸形 成的。 (3) 漸增型開發(fā)方法適合于知識型軟件的開發(fā)，設(shè)計(jì)系統(tǒng)時對用戶需求的認(rèn)識開始不是很清楚的，需要在開發(fā)過程中不斷認(rèn)識、不斷獲得新的知識去豐富和完善系統(tǒng)。多數(shù)研究性質(zhì)的試驗(yàn)軟件，一般采用此方法。 變換型開發(fā)方法及特點(diǎn) : (1)從軟件需求的形式化規(guī)格說明出發(fā)，經(jīng)過一系列的程序變換，得到最終的程序系統(tǒng)。 (2)該方法必須有嚴(yán)格的數(shù)學(xué)理論和形式化技術(shù)的支持。 ? 軟件工程是指導(dǎo)計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)和維護(hù)的工程學(xué)科。 (1) 它采用工程的概念、原理、技術(shù)和方法來開發(fā) 和維護(hù)軟件； (2) 它將管理技術(shù)與當(dāng)前經(jīng)過時間考驗(yàn)的而證明是正確的技術(shù)方法結(jié)合起來； (3) 它強(qiáng)調(diào)使用生存周期方法學(xué)和結(jié)構(gòu)分析和結(jié)構(gòu)技術(shù)； (4) 經(jīng)過人們長期的努力和探索，圍繞著實(shí)現(xiàn)軟件優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)這個目標(biāo) ,從技術(shù)到管理兩個方面做了大量的努力 ,逐漸形成了 軟件工程學(xué) 這一新的學(xué)科。 10．什么是軟件工程環(huán)境 : 方法與工具的結(jié)合，加上配套的軟、硬件支持稱為軟件工程環(huán)境。它能支持開發(fā)者按照軟件工程的方法 ,全面完成生存周期中的各項(xiàng)任務(wù)。 第二章 可行性研究 習(xí)題答案 1. 問題定義的任務(wù) 和主要工作 ? 問題定義的任務(wù)：將用戶提出的要求具體化、定量化；確定研制系統(tǒng)的范圍，明確研制的邊界。 問題定義階段的工作： (1) 通過調(diào)查研究，了解系統(tǒng)需求； (2) 確定系統(tǒng)的功能需求、性能需求、可靠性需求、安全及保密性、資源、開發(fā)費(fèi)用及開發(fā)進(jìn)度等的需求； (3) 問題定義階段的產(chǎn)品 系統(tǒng)目標(biāo)與范圍說明書。 ? 確定在問題定義中所提出的問題是否值得去解，在限制條件下，問題能否解決。 3．可行性研究的任務(wù)？ (1) 進(jìn)一步分析和澄清問題的定義，在澄清問題的 基礎(chǔ)上，導(dǎo)出系統(tǒng)的邏輯模型； (2) 從系統(tǒng)邏輯模型中，選擇問題的若干種主要解法，研究每一種解法的可行性，為以后的行動提出建議； (3) 如果問題沒有可行的解，建議停止系統(tǒng)開發(fā)；如果問題有可行的解，應(yīng)該推薦一個較好的解決方案，并為工程制定一個初步的計(jì)劃。 4．可行性研究包括哪幾方面的內(nèi)容？ (1)技術(shù)可行性：現(xiàn)有技術(shù)能否實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)，現(xiàn)有技術(shù)人員能否勝任，開發(fā)系統(tǒng)的資源能否滿足； (2)經(jīng)濟(jì)可行性：經(jīng)濟(jì)效益是否超出開發(fā)成本； (3)操作可行性：系統(tǒng)操作在用戶內(nèi)部行得通嗎？ (4)法律 可行性：新系統(tǒng)開發(fā)是否會侵犯他人、集體或國家利益，是否違反國家法律。 5．可行性研究的步驟 ? (1)復(fù)查系統(tǒng)的規(guī)模和目標(biāo)； (2)研究目前正在使用的系統(tǒng)，總結(jié)現(xiàn)有系統(tǒng)的優(yōu)劣，提出新系統(tǒng)的雛形； (3)導(dǎo)出新系統(tǒng)的高層邏輯模型； (4)推薦建議方案； (5)推薦行動方針； (6)書寫計(jì)劃任務(wù)書 (可行性報(bào)告 )； (7)提交審查。 6. 可行性研究報(bào)告的主要內(nèi)容？ 可行性分析的結(jié)果是可行性研究報(bào)告 ,內(nèi)容包括： (1) 系統(tǒng)概述：說明開發(fā)的系統(tǒng)名稱 ,提出單位和開發(fā)單位。 (2) 可行性研究的前提 :系統(tǒng)目標(biāo)；要求；約束和限制；可行性研究的基本準(zhǔn)則等。 (3) 對現(xiàn)有系統(tǒng)的分析 :處理流程，圖示說明現(xiàn)有系統(tǒng)的處理流程和數(shù)據(jù)流程；現(xiàn)有系統(tǒng)存在的問題。 (4) 系統(tǒng)需求 :主要功能；主要性能及其要求；操作要求；信息要求；限制性要求。 (5) 建議系統(tǒng) :系統(tǒng)目標(biāo)；處理流程；系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ,功能 ,性能；系統(tǒng)技術(shù)可行性；投資和效益分析；操作可行性；法律可行性。 (6) 其它可選方案 :與國內(nèi)外同類型方案的比較；提出一兩個可行性方案供論證和探討。 (7) 制定下一階段的預(yù)算。 (8) 結(jié)論性意見：由用戶方、設(shè)計(jì)方和投資方共同簽署意見。 24 目前住院病人主要由護(hù)士護(hù)理，這樣做不僅需要大量護(hù)士，而且由于不能隨時觀察危重病人的病情變化，還會延誤搶救時機(jī)。某醫(yī)院打算開發(fā)一個以計(jì)算機(jī)為中心的患者監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，請分層次地畫出描述本系統(tǒng)功能的數(shù)據(jù)流圖。 醫(yī)院對患者 8 監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的基本要求是隨時接收每個病人的生理信號 (脈搏、體溫、血壓、心電圖等 )，定時記錄病人情況以形成患者日志，當(dāng)某個病人的生理信號超出醫(yī)生規(guī)定的安全范圍時向值班護(hù)士發(fā)出警告信息，此外，護(hù)士在需要時還可以要求系統(tǒng)印出某個指 定病人的病情報(bào)告。 從問題陳述可知，本系統(tǒng)數(shù)據(jù)源點(diǎn)是“病人”和“護(hù)士”，他們分別提供生理信號和要求病情報(bào)告的信息。進(jìn)一步分析問題陳述，從系統(tǒng)應(yīng)該“定時記錄病人情況以形成患者日志”這項(xiàng)要求可以想到，還應(yīng)該有一個提供日期和時間信息的“時鐘”作為數(shù)據(jù)源點(diǎn)。 從問題陳述容易看出，本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)終點(diǎn)是接收警告信息和病情報(bào)告的護(hù)士。 系統(tǒng)對病人生理信號的處理功能主要是“接收信號”、“分析信號”和“產(chǎn)生警告信息”。 此外，系統(tǒng)還應(yīng)該具有“定時取樣生理信號”、“更新日志”和“產(chǎn)生病情報(bào)告”的功 能。 為了分析病人生理信號是否超出了醫(yī)生規(guī)定的安全范圍，應(yīng)該存儲“患者安全范圍”信息。此外，定時記錄病人生理信號所形成的“患者日志”，顯然也是一個數(shù)據(jù)存儲。 E 1護(hù) 士E 3時 鐘E 2病 人P 0患 者 監(jiān) 護(hù) 系 統(tǒng)F 1 要 求 報(bào) 告F 2 生 理 信 號F 3 日 前 、 時 間E 1護(hù) 士F 4 警 告 信 息 、 病 情 報(bào) 告D 2 患 者 安 全 范 圍D 1 患 者 日 志F 5 安 全 范 圍F 6 日 志 E 1護(hù) 士E 3時 鐘E 2病 人F 1 要 求 報(bào) 告F 2 生 理 信 號F 3 日 前 、 時 間E 1護(hù) 士F 4 警 告 信 息D 2 患 者 安 全 范 圍D 1 患 者 日 志F 5 安 全 范 圍F 6 日 志P 1接 收 信 號P 4定 時 取 樣生 理 信 號P 5更 新 日 志P 3產(chǎn) 生 警 告 信 息P 2分 析 信 號P 6產(chǎn) 生 病 情 報(bào) 告F 2 生 理 信 號危 及 病 人 信 息定 時 的 生 理 信 號F 2 生 理 信 號F 6 日 志E 1護(hù) 士E 3時 鐘E 2病 人F 1 要 求 報(bào) 告F 2 生 理 信 號F 3 日 前 、 時 間E 1護(hù) 士F 4 警 告 信 息D 2 患 者 安 全 范 圍D 1 患 者 日 志F 5 安 全 范 圍F 6 日 志P 1接 收 信 號P 4定 時 取 樣生 理 信 號P 5更 新 日 志P 3產(chǎn) 生 警 告 信 息P 2分 析 信 號P 6產(chǎn)