【正文】 課名： 軟 件 工 程主 講： 謝 明 志Email： 使用教材：軟件系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)（修訂版） 潘錦平 施小英 姚天昉 西安電子科技大學(xué)出版社2/8/2023 1第一章 軟件工程概述2/8/2023 2167。 軟件工程的背景和歷史n 1968年由 NATO (北大西洋公約組織 )在德國Garmish召開的學(xué)術(shù)會議上， Feitz Bauer首先提出了 “ 軟件工程 ” 概念。2/8/2023 3軟件工程與編程n 前者是一門學(xué)科，一種科學(xué)理論來指導(dǎo)軟件系統(tǒng)開發(fā)，標(biāo)準(zhǔn)化，自動化的過程n 考慮如何分解一個系統(tǒng)，以便各人分工開發(fā)；考慮如何說明每個部分的規(guī)格要求；怎樣才能易于維護(hù)n 單純的代碼編寫n 是軟件工程發(fā)展的前身n 是軟件工程中占據(jù)很少時間和空間的一部分2/8/2023 4計(jì)算機(jī)學(xué)科的發(fā)展計(jì)算機(jī)科學(xué)(CS)計(jì)算機(jī)科學(xué) (CS)計(jì)算機(jī)工程(CE)軟件工程(SE)信息系統(tǒng)(IS)計(jì)算學(xué)科(puting discipline)2/8/2023 560年代以來n 工廠管理n 病人監(jiān)護(hù)n 工資統(tǒng)發(fā)n 圖書館管理n 機(jī)票預(yù)定n 學(xué)籍管理2/8/2023 6 早期 第二階段 第三階段 第四階段?面向批處理 ?多用戶 ?分布式系統(tǒng) ?強(qiáng)大的桌面系統(tǒng)?有限的分布 ?實(shí)時 ?嵌入 “ 智能 ” ?面向?qū)ο蠹夹g(shù)?自定義軟件 ?數(shù)據(jù)庫 ?低成本硬件 ?專家系 統(tǒng) ?軟件產(chǎn)品 ?消費(fèi)者的影響 ?人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) ?并行計(jì)算 ?網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)1950 1960 1970 1980 1990 2023Evolution of software2/8/2023 7為什么發(fā)展如此之快n 不準(zhǔn)確的時間和金錢的估算n 軟件質(zhì)量的低下n 相對硬件產(chǎn)品開發(fā)軟件開發(fā)費(fèi)用的增加n 維護(hù)、增強(qiáng)軟件系統(tǒng)的必要性n 硬件價格大幅度下降2/8/2023 8軟件技術(shù)面臨的問題? 規(guī)模? 復(fù)雜性? 生產(chǎn)率 2/8/2023 9 Windows 95有 1000萬行代碼 Windows 2023有 5000萬行代碼例：Exchange2023和 Windows 2023開發(fā)人員結(jié)構(gòu)Exchange2023 Windows2023項(xiàng)目經(jīng)理 25人 約 250人開發(fā)人員 140人 約 1700人測試人員 350人 約 3200人2/8/2023 10《人月神話》 焦油坑 n 史前史中，沒有別的場景比巨獸在焦油坑中垂死掙扎的場面更令人震撼。上帝見證著恐龍、猛犸象、劍齒虎在焦油中掙扎。它們掙扎得越是猛烈，焦油糾纏得越緊，沒有任何猛獸足夠強(qiáng)壯或具有足夠的技巧，能夠掙脫束縛，它們最后都沉到了坑底。 2/8/2023 11軟件危機(jī)的主要特征n 軟件開發(fā)周期大大超過規(guī)定 日期 。n 軟件開發(fā)成本嚴(yán)重超標(biāo) 。n 軟件質(zhì)量難于保證。2/8/2023 12軟件工程的定義 Fritz Bauer在 NATO會議上給出的定義： “ 軟件工程是為了經(jīng)濟(jì)地獲得可靠的和能在實(shí)際機(jī)器上高效運(yùn)行的軟件而確立和使用的健全的工程原理（方法）。 ”2/8/2023 13軟件工程的定義（ 2） IEEE【 IEE83】 給出的軟件工程定義： “ 軟件工程是開發(fā)、運(yùn)行、維護(hù)和修復(fù)軟件的系統(tǒng)方法。 ”2/8/2023 14軟件工程的定義（ 3） IEEE【 IEE93】 給出了一個更加綜合的定義： “ 將系統(tǒng)化的、規(guī)范的、可度量的方法應(yīng)用于軟件的開發(fā)、運(yùn)行和維護(hù)的過程，即將工程化應(yīng)用于軟件中。 ”2/8/2023 15軟件工程是一門交叉學(xué)科軟件工程的主要研究內(nèi)容u 軟件開發(fā)技術(shù) :軟件開發(fā)方法學(xué) 軟件開發(fā)過程 軟件工具和軟件工程環(huán)境 u 軟件工程管理 :軟件管理學(xué) 軟件經(jīng)濟(jì)學(xué) 軟件心理學(xué) 軟件工程所包含的內(nèi)容不是一成不變的，隨著人們對軟件系統(tǒng)的研制開發(fā)和生產(chǎn)的理解。應(yīng)用發(fā)展的眼光看待它。2/8/2023 16軟件工程 —一種層次化技術(shù)工具方法過程質(zhì)量焦點(diǎn)Software engineering layers軟件工程三個要素： 方法、工具、過程2/8/2023 17軟件工程與一般工程的差異u軟件是邏輯產(chǎn)品而不是實(shí)物產(chǎn)品u軟件的功能依賴于硬件和軟件的運(yùn)行環(huán)境以及人們對它的操作u軟件設(shè)計(jì)的復(fù)雜性u軟件特征 ： 功能的多樣性 實(shí)現(xiàn)的多樣性 能見度低 軟件結(jié)構(gòu)合理性差u智力密集及知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)2/8/2023 18軟件工程知識結(jié)構(gòu) 2023年 5月 ISO/IEC JTC 1（ ISO和 IEC的第一聯(lián)合技術(shù)委員會）發(fā)布了《 SWEBOK 指南 (試用版 )》SWEBOK 把軟件工程學(xué)科的主體知識分為 10個知識領(lǐng)域。2/8/2023 19軟件工程知識結(jié)構(gòu)n 軟件需求n 軟件設(shè)計(jì)n 軟件構(gòu)造n 軟件測試n 軟件維護(hù)n 軟件配置管理n 軟件工程管理n 軟件工程過程n 軟件工程工具和方法n 軟件質(zhì)量2/8/2023 20“ 軟件工程 ” 課程 與其它軟件專業(yè)課的區(qū)別(1) 立足于系統(tǒng)的整體。(2) 講授系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、 測試及維護(hù)的理論和方法。(3) 構(gòu)筑一個軟件系統(tǒng)，實(shí)踐 軟件開發(fā)全過程。2/8/2023 21“ 軟件工程 ” 課程教學(xué)的目標(biāo)u 轉(zhuǎn)變對軟件的認(rèn)識： 上升 程序 系統(tǒng)u 轉(zhuǎn)變思維定式： 上升 程序員 系統(tǒng)工程師 (系統(tǒng)分析員 )2/8/2023 22軟件產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化軟件開發(fā)過程的標(biāo)準(zhǔn)化2/8/2023 23軟件的工業(yè)化生產(chǎn)過程應(yīng)具備的特點(diǎn)：F明確的工作步驟F詳細(xì)具體的規(guī)范化文檔F明確的質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)“ 一個好的工業(yè)，應(yīng)有一套良好的標(biāo)準(zhǔn)來配套 ”2/8/2023 24軟件工程技術(shù)的兩個特點(diǎn)u 強(qiáng)調(diào)規(guī)范化u 強(qiáng)調(diào)文檔化2/8/2023 25167。 軟件和軟件生命期模型(Software Life Cycle) 軟件產(chǎn)品或軟件系統(tǒng)從設(shè)計(jì)、投入使用到被淘汰的全過程。2/8/2023 26軟件生存期的階段劃分(1)可行性研究與計(jì)劃(2)需求分析(3)總體設(shè)計(jì) (4)詳細(xì)設(shè)計(jì)(5)實(shí)現(xiàn)(6)集成測試(7)確認(rèn)測試 (8)使用和維護(hù)成長期（開發(fā)期）懷孕期（計(jì)劃期） 成年期（運(yùn)行期）2/8/2023 27新的國際標(biāo)準(zhǔn)定義的軟件生存過程（ 1995 ISO/IEC 12207）軟件生存期過程支持過程 組織過程主要過程獲取過程供應(yīng)過程開發(fā)過程運(yùn)行過程維護(hù)過程文檔編制過程配置管理過程質(zhì)量保證過程驗(yàn)證過程確認(rèn)過程聯(lián)合評審過程審核過程問題解決過程管理過程基礎(chǔ)設(shè)施過程改進(jìn)過程培訓(xùn)過程2/8/2023 28軟件工作的范圍只考慮編寫程序 涉及整個軟件生存周期擴(kuò)展到2/8/2023 29 軟件開發(fā)模型是軟件開發(fā)全部過程、活動和任務(wù)的 結(jié)構(gòu)框架 。它能直觀表達(dá)軟件開發(fā)全過程，明確規(guī)定要完成的主要活動、任務(wù)和開發(fā)策略。 軟件開發(fā)模型也常稱為： 軟件過程模型 軟件生存周期模型 軟件工程范型軟件開發(fā)模型2/8/2023 30可行性研究與計(jì)劃需求分析設(shè)計(jì)編碼運(yùn)行維護(hù)測試定義階段開發(fā)階段維護(hù)階段瀑布模型 (Waterfall Model)2/8/2023 31開發(fā)軟件不僅僅是編程2/8/2023 32按照傳統(tǒng)瀑布模型開發(fā)軟件的特點(diǎn)。 。 每個階段結(jié)束前完成文檔審查 , 及早改正錯誤。2/8/2023 33原型模型 （快速原型模型 ）原型范型用戶測試運(yùn)行原型建造 /修改 原型 聽取用 戶意見2/8/2023 34采用原型模型的軟件生存周期分析定義系統(tǒng)需求生成原型系統(tǒng)設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)編碼測試運(yùn) 行和維護(hù)原型化含原型化的軟件生存期2/8/2023 35167。 軟件質(zhì)量的評價n 成功的標(biāo)準(zhǔn) ： 用戶在 用用 用戶可很容易做完要做的事n 失敗的根本原因： 開發(fā)人員寫出的東西達(dá)不到 用戶要求 (人的問題 .技術(shù)問題 )2/8/2023 36質(zhì)量與生產(chǎn)率n 質(zhì)量是軟件需求方最關(guān)心的問題，用戶即使不圖物美價廉，也要求個貨真價實(shí) n 質(zhì)量與生產(chǎn)率之間有著內(nèi)在的聯(lián)系，高生產(chǎn)率必須以質(zhì)量合格為前提 n 質(zhì)量與生產(chǎn)率的提高就指望程序員與程序經(jīng)理 n 非得在質(zhì)量與生產(chǎn)率之間分個主次不可，那么應(yīng)該是質(zhì)量第一，生產(chǎn)率第二 2/8/2023 37質(zhì)量與生產(chǎn)率（ 2）n 質(zhì)量直接體現(xiàn)在軟件的每段程序中，高質(zhì)量自然是開發(fā)人員的技術(shù)追求，也是職業(yè)道德的要求 n 高質(zhì)量對所有的用戶都有價值，而高生產(chǎn)率只對開發(fā)方有意義 n 如果一開始就追求高生產(chǎn)率，容易使人急功近利，留下隱患 2/8/2023 38不貪污的官就是好官嗎n “ 運(yùn)行正確 ” 的程序就是高質(zhì)量的程序嗎？n 也許運(yùn)行速度很低并且浪費(fèi)內(nèi)存；也許代碼寫得一塌糊涂 2/8/2023 39軟件的質(zhì)量因素 n 軟件的質(zhì)量因素很多，如正確性、精確性、可靠性、容錯性、性能、效率、易用性、可理解性、簡潔性、可復(fù)用性、可擴(kuò)充性、兼容性等等（還可以列出十幾個） n 一般說來傾向于可維護(hù)性、可靠性、可理解性和效率2/8/2023 40軟件質(zhì)量因素分類和武學(xué)分類 正確性與精確性易用性可理解性與簡潔性性能與效率可復(fù)用性與可擴(kuò)充性少林派、武當(dāng)派華山派昆侖派峨嵋派崆峒派2/8/2023 41正確性與精確性 n 機(jī)器不會主動欺騙人，軟件運(yùn)行不正確或者不精確一般都是人造成的 n 需求分析錯了，那么對客戶而言這個軟件也存在錯誤 n 如果軟件沒有 100% 地按需求規(guī)格執(zhí)行，那么這個軟件也存在錯誤n 程序員要為 “ 正確 ” 、 “ 精確 ” 四個字竭盡全力 2/8/2023 42性能與效率 n 用戶都希望軟件的運(yùn)行速度高些（高性能），并且占用資源少些（高效率） n 舊社會地主就是這么對待長工的：干活要快點(diǎn)，吃得要少點(diǎn) n 通過優(yōu)化算法、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和代碼組織來提高軟件系統(tǒng)的性能與效率優(yōu)化的關(guān)鍵n 工作是找出限制性能與效率的 “ 瓶頸 ” 2/8/2023 43易用性 n 導(dǎo)致軟件易用性差的根本原因是開發(fā)人員犯了“ 錯位 ” 的毛?。核詾橹灰约河闷饋矸奖?，用戶也一定會滿意 n 當(dāng)用戶真的感到軟件很好用時，一股溫暖的感覺油然而生，于是就用 “ 友好 ” 來評價易用性 2/8/2023 44可理解性與簡潔性 （ Note 1） n 開發(fā)人員只有在自己思路清晰時才可能寫出讓別人能理解的程序 n 編程時還要注意不可濫用技巧，應(yīng)該用自然的方式編程 n 簡潔是一種美 n 如果把學(xué)術(shù)文章寫得很簡潔，讓人很容易理解，它往往中不了 2/8/2023 45可復(fù)用性與可擴(kuò)充性 n 一種方式是原封不動地使用現(xiàn)成的軟件構(gòu)件 n 一種方式是對現(xiàn)成的軟構(gòu)件進(jìn)行必要的擴(kuò)充后再使用 n 可復(fù)用性好的程序一般也具有良好的可擴(kuò)充性 2/8/2023 46可行性研究與計(jì)劃需求分析設(shè)計(jì)編碼運(yùn)行維護(hù)測試測試已經(jīng)開始返回上級，再 …..瀑布模型的質(zhì)量保障體系2/8/2023 47小結(jié) （ Note 2）n 軟件的高質(zhì)量主要是設(shè)計(jì)出來的n 不是 “ 管 ” 出來的n 更不能依賴質(zhì)量檢查。