【正文】 《軟件工程導論》課后習題答案 第一章 軟件工程概論 11 1．什么是軟件危機？ 軟件危機是指在計算機軟件的開發(fā)和維護過程中所遇到的一系列嚴重問題。這些問題表現在以下幾個方面： (1)用戶對開發(fā)出的軟件很難滿意。 (2)軟件產品的質量往往靠不住。 (3)一般軟件很難維護。 (4)軟件生產效率很低。 (5)軟件開發(fā)成本越來越大。 (6)軟件成本與開發(fā)進度難以估計。 (7)軟件技術的發(fā)展遠遠滿足不了計算機應用的普及與深入的需要。 ？ (1) 對軟件開發(fā)成本和進度的估計常常很不準確。 (2) 用戶對 “已完成的 ”軟件系統(tǒng)不滿意的現象經常發(fā)生。 (3) 軟件產品的質量往往靠不住。 (4) 軟件常常是不可維護的。 (5) 軟件通常沒有適當的文檔資料。 (6) 軟件成本在計算機系統(tǒng)總成本中所占的比例逐年上升。 (7) 軟件開發(fā)生產率提高的速度，遠遠跟不上計算機應用迅速普及深入的趨勢。 3．為什么會產生軟件危機？ (1) 開發(fā)人員方面，對軟件產品缺乏正確認識，沒有真正理解軟件產品是一個完整的配置組成。造成開發(fā)中制定計劃盲目、編程草率，不考慮維護工 作的必要性。 (2) 軟件本身方面，對于計算機系統(tǒng)來說，軟件是邏輯部件，軟件開發(fā)過程沒有統(tǒng)一的、公認的方法論和規(guī)范指導，造成軟件維護困難。 (3) 尤其是隨著軟件規(guī)模越來越大 ,復雜程度越來越高 ,原有軟件開發(fā)方式效率不高、質量不能保證、成本過高、研制周期不易估計、維護困難等一系列問題更為突出，技術的發(fā)展已經遠遠不能適應社會需求。 4．怎樣克服軟件危機？ (1) 充分吸收和借鑒人類長期以來從事各種工程項目中積累的行之有效的有效原理、概念、技術與方法，特別是吸取幾十年來人類從事計算機硬件研究和開發(fā) 的經驗教訓。在開發(fā)軟件的過程中努力作到良好的組織，嚴格的管理，相互友好的協作。 (2) 推廣在實踐中總結出來的開發(fā)軟件的成功的技術和方法，并研究更好、更有效的技術和方法，盡快克服在計算機系統(tǒng)早期發(fā)展階段形成的一些錯誤概念和作法。 (3) 根據不同的應用領域，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，既要有技術措施 (方法和工具 )，又要有必要的組織管理措施。 1 1根據歷史數據可以做出如下的假設 ： 對計算機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) 存儲器的價格按下面公式描述的趨勢逐年下降： P1= (美分 /位 ) 如果計算機字長為 16 位，則存儲器價格下降的趨勢為： P2= (美元 /字 ) 在上列公式中 Y 代表年份， M 是存儲容量 (字數 )， P1 和 P2 代表價格。 基于上述假設可以比較計算機硬件和軟件成本的變化趨勢。要求計算： (1) 在 1985 年對計算機存儲容量的需求估計是多少 ?如果字長為 16 位，這個存儲器的 價格是多少 ? (2) 假設在 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，計算使存儲器裝滿程序所需用的成本。 (3) 假設在 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 (1)、 (2)題。 16 什么是軟件過程 ?它與軟件工程方法學有何關系 ? 軟件過程是為了開發(fā)出高質量的軟件產品所需完成的一系列任務的框架，它規(guī)定了完成各項任務的工作步驟。 軟件過程定義了運用技術方法的順序、應該交付 的文檔資料、為保證軟件質量和協調軟件變化必須采取的管理措施，以及標志完成了相應開發(fā)活動的里程碑。 軟件過程是軟件工程方法學的 3 個重要組成部分之一。 ： 應用程序、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不僅獨立，而且簡單，便于不同人員分工協作，從而降低整個軟件開發(fā)工作的困難程度。 (2) 可以 降低每個階段任務的復雜程度，簡化不同階段的聯系，有利于工程的組織管理，也便于采用良好的技術方法。 (3) 使軟件開發(fā)的全過程以一種有條不紊的方式進行，保證軟件的質量，特別是提高了軟件的可維護性。 7．應該怎樣來劃分階段？ (1)每一個階段的任務盡可能獨立； (2)同一階段內的任務性質盡可能相同； (3)每一個階段任務的開始和結束有嚴格的標準。 8．軟件開發(fā)模型有幾種？它們的開發(fā)方法有可特點？ 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施， 每一個階段有明確規(guī)定的任務。它的特點： (1)各個階段的順序性和依賴性； (2)劃分邏輯設計與物理設計，盡可能推遲程序的物理實現； (3)每個階段必須完成規(guī)定的文檔，對其中問題通過復審及早發(fā)現，及早解決。 漸增型開發(fā)方法及特點 : (1) 從部分需求出發(fā)，先建立一個不完全的系統(tǒng)，通過測試運行該系統(tǒng)取得經驗和信息反饋，加深對軟件需求的理解，進一步使系統(tǒng)擴充和完善。如此反復，直至軟件人員和用戶對所設計完成的軟件系統(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)，設計系統(tǒng)時對用戶需求的認識開始不是很清楚的，需要在開發(fā)過程中不斷認識、不斷獲得新的知識去豐富和完善系統(tǒng)。多數研究性質的試驗軟件，一般采用此方法。 變換型開發(fā)方法及特點 : (1)從軟件需求的形式化規(guī)格說明出發(fā)，經過一系列的程序變換，得到最終的程序系統(tǒng)。 (2)該方法必須有嚴格的數學理論和形式化技術的支持。 ? 軟件工程是指導計算機軟件開發(fā)和維護的工程學科。 (1) 它采用工程的概念、原理、技術和方法來開發(fā) 和維護軟件； (2) 它將管理技術與當前經過時間考驗的而證明是正確的技術方法結合起來； (3) 它強調使用生存周期方法學和結構分析和結構技術； (4) 經過人們長期的努力和探索，圍繞著實現軟件優(yōu)質高產這個目標 ,從技術到管理兩個方面做了大量的努力 ,逐漸形成了 軟件工程學 這一新的學科。 10．什么是軟件工程環(huán)境 : 方法與工具的結合，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任務。 第二章 可行性研究 習題答案 1. 問題定義的任務 和主要工作 ? 問題定義的任務：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)費用及開發(fā)進度等的需求； (3) 問題定義階段的產品 系統(tǒng)目標與范圍說明書。 ? 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？ (1) 進一步分析和澄清問題的定義，在澄清問題的 基礎上，導出系統(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，應該推薦一個較好的解決方案，并為工程制定一個初步的計劃。 4．可行性研究包括哪幾方面的內容？ (1)技術可行性：現有技術能否實現本系統(tǒng)，現有技術人員能否勝任，開發(fā)系統(tǒng)的資源能否滿足； (2)經濟可行性：經濟效益是否超出開發(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)復查系統(tǒng)的規(guī)模和目標； (2)研究目前正在使用的系統(tǒng)，總結現有系統(tǒng)的優(yōu)劣，提出新系統(tǒng)的雛形； (3)導出新系統(tǒng)的高層邏輯模型； (4)推薦建議方案； (5)推薦行動方針； (6)書寫計劃任務書 (可行性報告 )； (7)提交審查。 6. 可行性研究報告的主要內容？ 可行性分析的結果是可行性研究報告 ,內容包括： (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；要求；約束和限制；可行性研究的基本準則等。 (3) 對現有系統(tǒng)的分析 :處理流程，圖示說明現有系統(tǒng)的處理流程和數據流程；現有系統(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；處理流程；系統(tǒng)結構 ,功能 ,性能；系統(tǒng)技術可行性；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) 制定下一階段的預算。 (8) 結論性意見：由用戶方、設計方和投資方共同簽署意見。 24 目前住院病人主要由護士護理，這樣做不僅需要大量護士，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。某醫(yī)院打算開發(fā)一個以計算機為中心的患者監(jiān)護系統(tǒng)，請分層次地畫出描述本系統(tǒng)功能的數據流圖。 醫(yī)院對患者 8 監(jiān)護系統(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士發(fā)出警告信息，此外，護士在需要時還可以要求系統(tǒng)印出某個指 定病人的病情報告。 從問題陳述可知，本系統(tǒng)數據源點是“病人”和“護士”，他們分別提供生理信號和要求病情報告的信息。進一步分析問題陳述，從系統(tǒng)應該“定時記錄病人情況以形成患者日志”這項要求可以想到，還應該有一個提供日期和時間信息的“時鐘”作為數據源點。 從問題陳述容易看出，本系統(tǒng)的數據終點是接收警告信息和病情報告的護士。 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“產生警告信息”。 此外，系統(tǒng)還應該具有“定時取樣生理信號”、“更新日志”和“產生病情報告”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”，顯然也是一個數據存儲。 E 1護 士E 3時 鐘E 2病 人P 0患 者 監(jiān) 護 系 統(tǒng)F 1 要 求 報 告F 2 生 理 信 號F 3 日 前 、 時 間E 1護 士F 4 警 告 信 息 、 病 情 報 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 士E 3時 鐘E 2病 人F 1 要 求 報 告F 2 生 理 信 號F 3 日 前 、 時 間E 1護 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 生 警 告 信 息P 2分 析 信 號P 6產 生 病 情 報 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 士E 3時 鐘E 2病 人F 1 要 求 報 告F 2 生 理 信 號F 3 日 前 、 時 間E 1護 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 生 警 告 信 息P 2分 析 信 號P 6產