【正文】 軟件工程 計算機與信息科學學院 黃 敏 軟件工程是以工程化的思想和方法來指導計算機軟件開 發(fā)與維護整個過程的一門學科，既有很強的理論性，又有鮮 明的實踐性。本課程通過介紹軟件工程學產(chǎn)生的歷史背景以 及它的基本原理、概念、技術和方法，使學生掌握軟件項目 開發(fā)和維護的一般過程，掌握軟件開發(fā)的傳統(tǒng)方法和最新方 法， 能用軟件工程的方法參與軟件項目的分析、設計、實現(xiàn) 和維護， 為更深入地學習和今后從事軟件工程的實踐打下良 好的基礎。 第 1章 軟件工程學概述 第 2章 可行性研究 第 3章 需求分析 第 4章 形式化說明技術 第 5章 總體設計 第 6章 詳細設計 第 7章 實現(xiàn) 第 8章 維護 第 9章 面向對象方法學引論 第 10章 面向對象分析 第 11章 面向對象設計 第 12章 面向對象實現(xiàn) 第 13章 軟件項目管理 教學內(nèi)容 軟件與 軟件危機 軟件工程 軟件生命周期 軟件過程 第 1章 軟件工程學概述 教學 目 標 ? 一般了解： ? 軟件開發(fā)技術的發(fā)展歷史及其特點； ? 什么是軟件危機？ ? 軟件危機產(chǎn)生的原因？ ? 解決軟件危機的辦法； ? 軟件的特點、傳統(tǒng)的生命周期模型。 ? 基本掌握： ? 對軟件工程的基本原理和方法有概括性的認識。 ? 重點掌握： ? 軟件工程的概念和基本原理； ? 生命周期方法學的內(nèi)容； ? 生命周期方法學各階段的劃分和基本任務。 1. 軟件的定義 2. 軟件工程的發(fā)展 3. 軟件危機的介紹 4. 產(chǎn)生軟件危機的原因 5. 消除軟件危機的途徑 軟件與軟件危機 1. 軟件的定義 軟件 是計算機系統(tǒng)中與硬件相互依存的另一部分，它 是包括程序、數(shù)據(jù)及其相關文檔組成的完整集合。 可以寫作為：軟件 =程序 +數(shù)據(jù) +文檔。 ? 程序：程序是按事先設計好的功能和性能要求執(zhí)行的 指令序列。 ? 數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)是使程序能適當?shù)靥幚硇畔⒌臄?shù)據(jù)結構。 ? 文檔：文檔是與程序運行和維護有關的圖文資料 (面向開發(fā)者的文檔和面向用戶的文檔 )。 第一階段：個體化生產(chǎn) 20世紀 60年代中期以前 第二階段：作坊式生產(chǎn) 20世紀 60年代中期到 70年代中期 第三階段：產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn) 20世紀 70年代中期至今 2. 從軟件到軟件工程 第一階段：個體化生產(chǎn) 20世紀 60年代中期以前，當時的軟件沒有系統(tǒng)化的開發(fā) 方法，所謂的軟件開發(fā)就是根據(jù)應用的需要寫出能夠運行的 程序，軟件的開發(fā)者、使用者、維護者大多為同一個人或一 組人，軟件開發(fā)處于個體化生產(chǎn)狀態(tài)。 第二階段：作坊式生產(chǎn) ? 20世紀 60年代中期到 70年代中期，產(chǎn)品軟件萌生，軟件開發(fā)進入作坊式生產(chǎn)階段，軟件數(shù)量膨脹。 ? 但是，“軟件作坊 ”基本上仍然沿用早期形成的個體化軟件開發(fā)方法，這使得軟件在開發(fā)和維護過程中遇到了一系列嚴重問題，軟件危機由此產(chǎn)生。 ? 1968年北大西洋公約組織的計算機科學家在聯(lián)邦德國召開會議，討論“ 軟件危機 ”問題，正式提出“ 軟件工程 ”這一術語，從而使軟件的開發(fā)和維護進入了一個新的歷史階段。 第三階段：產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn) 20世紀 70年代中期以后，軟件開發(fā)進入產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)階段，出現(xiàn)了眾多大型的軟件公司，在工程化的思想和方法指導下進行軟件的開發(fā)和維護，軟件的數(shù)量和質量都有很大提高。 軟 件工程的 發(fā) 展 ? 第一代軟件工程 ? 生產(chǎn)作坊式 ? 第二代軟件工程 ? 20世紀 80年代中期， Smalltalk等面向對象程序設計語言推出 ? 20世紀 90年代起，研究重點從程序設計語言逐漸轉移到面向對象的分析和設計，演化為一種完整的軟件開發(fā)方法和系統(tǒng)的技術體系（對象工程） ? 第三代軟件工程 ? 軟件工程管理難度增大，形成新的認識：對軟件過程的控制非常重要（軟件過程工程） ? 第四代軟件工程 ? 構件工程 軟件危機的介紹 ? IBM公司在 1963年至 1966年開發(fā)的 IBM360機的操作系統(tǒng)。 ? 這一項目花了 5000人一年的工作量，最多時有 1000人投入開發(fā)工作，寫出了近 100萬行源代碼。據(jù)統(tǒng)計，這個操作系統(tǒng)每次發(fā)型的新版本都是從前一版本中找出 1000個程序錯誤而修正的結果。 ? 這個項目的負責人 教訓時說：“ ?? 正像一只逃亡的野獸落到泥沼中做垂死的掙扎，越是掙扎，陷得越深。最后無法逃脫滅頂?shù)臑碾y。 ?? 程序設計工作正像這樣一個泥潭， ?? 一批批程序員被迫在泥沼中拼命掙扎， ?? 誰也沒有料到問題竟會陷入這樣的困境 ??” ? IBM360操作系統(tǒng)的歷史教訓成為軟件開發(fā)項目的典型事例為人們所記取。而 Brooks隨后也寫出了軟件工程領域的經(jīng)典著作 《 人月神話 》 ，至今暢銷不衰。 某公園有一游船碼頭 ， 負責人希望開發(fā)一游船管理系統(tǒng) 要求如下：當游客租船時 ， 管理員輸入 S表示租船周期開始；當游客還船時 ， 管理員輸入 E表示租船周期結束 。 一天結束時 ， 要求系統(tǒng)打印出租船次數(shù) 和 平均租船時間 。 Algorithm: Number = Total_time = 0。 Get Message。 While ( ! End_of_stream ) { if (Code == S) { Number ++。 Total_time ?= Start_time。 } else Total_time += End_time。 Get Message。 } Print Number。 If (Number) Print Total_time / Number。 新要求： 輸出一天中的 最長租用時間 。 新要求： 將報告分 上午 和 下午 輸出。 新要求： 當通信線路出問題時，能從計算中 刪除 一切不完整的租船信息。 Myth: Once we write the program