【正文】 著明顯的差異 – 人們可以把它記錄在紙上 、 內(nèi)存和磁盤(pán) 、 光盤(pán)上 ， 但卻無(wú)法看到軟件本身的形態(tài) ， 必須通過(guò)觀察 、 分析 、 思考 、 判斷 ， 才能了解它的功能 、 性能等特性 ? 軟件沒(méi)有明顯的制造過(guò)程 – 一旦研制開(kāi)發(fā)成功 ， 就可以大量拷貝同一內(nèi)容的副本 ， 所以對(duì)軟件的質(zhì)量控制 ， 必須著重在軟件開(kāi)發(fā)方面下工夫 ? 軟件在使用過(guò)程中 ， 沒(méi)有磨損 、 老化的問(wèn)題 – 軟件在生存周期后期不會(huì)因?yàn)槟p而老化 ， 但會(huì)為了適應(yīng)硬件 、環(huán)境以及需求的變化而進(jìn)行修改 ， 而這些修改又不可避免地引入錯(cuò)誤 ， 導(dǎo)致軟件失效率升高 ， 從而使得軟件退化 – 當(dāng)修改的成本變得難以接受時(shí) ， 軟件就被拋棄 ? 軟件對(duì)硬件和環(huán)境有著不同程度的依賴性 – 這導(dǎo)致了軟件移植的問(wèn)題 軟件的特點(diǎn) (cont.) ? 軟件的開(kāi)發(fā)至今尚未完全擺脫手工作坊式的開(kāi)發(fā)方式 ，生產(chǎn)效率低 ? 軟件是復(fù)雜的 ， 而且以后會(huì)更加復(fù)雜 – 軟件是人類(lèi)有史以來(lái)生產(chǎn)的復(fù)雜度最高的工業(yè)產(chǎn)品 – 軟件涉及人類(lèi)社會(huì)的各行各業(yè) 、 方方面面 ， 軟件開(kāi)發(fā)常常涉及其他領(lǐng)域的專(zhuān)門(mén)知識(shí) ， 這對(duì)軟件工程師提出了很高的要求 ? 軟件的成本相當(dāng)昂貴 – 軟件開(kāi)發(fā)需要投入大量 、 高強(qiáng)度的腦力勞動(dòng) ， 成本非常高 ， 風(fēng)險(xiǎn)也大 – 現(xiàn)在軟件的開(kāi)銷(xiāo)已大大超過(guò)了硬件的開(kāi)銷(xiāo) ? 軟件工作牽涉到很多社會(huì)因素 – 許多軟件的開(kāi)發(fā)和運(yùn)行涉及機(jī)構(gòu) 、 體制和管理方式等問(wèn)題 ， 還會(huì)涉及到人們的觀念和心理 – 這些人的因素 ， 常常成為軟件開(kāi)發(fā)的困難所在 ， 直接影響到項(xiàng)目的成敗 軟件危機(jī) (software crisis) ? 軟件危機(jī)是指計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)和維護(hù)過(guò)程中所遇到的一系列嚴(yán)重問(wèn)題 – 軟件的數(shù)量急劇膨脹 ， 軟件需求日趨復(fù)雜 ， 維護(hù)的難度越來(lái)越大 ， 開(kāi)發(fā)成本令人吃驚地高 ， 而失敗的軟件開(kāi)發(fā)項(xiàng)目卻屢見(jiàn)不鮮 ? 它主要包含兩個(gè)方面的問(wèn)題： – 如何開(kāi)發(fā)軟件 ， 以滿足不斷增長(zhǎng) ， 日趨復(fù)雜的需求 ——軟件產(chǎn)品質(zhì)量低劣 ， 甚至開(kāi)發(fā)過(guò)程就夭折 – 如何維護(hù)數(shù)量不斷膨脹的軟件產(chǎn)品 ——軟件生產(chǎn)率低 ， 不能滿足需要 軟件危機(jī)的表現(xiàn) ? 對(duì)軟件開(kāi)發(fā)成本和進(jìn)度的估計(jì)常常不準(zhǔn)確 ，開(kāi)發(fā)成本超出預(yù)算 ， 實(shí)際進(jìn)度比預(yù)定計(jì)劃一再拖延的現(xiàn)象并不罕見(jiàn) ? 用戶對(duì) “ 已完成 ” 系統(tǒng)不滿意的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生 ? 軟件產(chǎn)品的質(zhì)量往往靠不住 ， Bug一大堆 ，Patch一個(gè)接一個(gè) ? 軟件的可維護(hù)程度非常之低 ? 軟件通常沒(méi)有適當(dāng)?shù)奈臋n資料 ? 軟件的成本不斷提高 ? 軟件開(kāi)發(fā)生產(chǎn)率的提高趕不上硬件的發(fā)展和人們需求的增長(zhǎng) 產(chǎn)生軟件危機(jī)的原因 ? 由于軟件本身的特點(diǎn) ， 管理和控制軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程相當(dāng)困難 ， 而且軟件維護(hù)較難 – 軟件是一種高智力活動(dòng) ， 由復(fù)雜的邏輯 、 復(fù)雜的運(yùn)算和復(fù)雜的關(guān)聯(lián)等構(gòu)成 ? 由于對(duì)軟件開(kāi)發(fā)與軟件維護(hù)的不正確方法 ， 產(chǎn)生了軟件危機(jī) – 軟件規(guī)模越來(lái)越大 ， 功能越來(lái)越強(qiáng) ， 導(dǎo)致軟件結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜 – 忽視軟件開(kāi)發(fā)前期的需求分析 – 開(kāi)發(fā)過(guò)程沒(méi)有統(tǒng)一的 、 規(guī)范的方法論的指導(dǎo) ， 文檔資料不齊全 ， 忽視人與人的交流 – 忽視測(cè)試階段的工作 ， 提交用戶的軟件質(zhì)量差 – 輕視軟件的維護(hù)；等等 對(duì)軟件看法的轉(zhuǎn)變 ? 早期那些被認(rèn)為是優(yōu)秀的程序常常很難被別人看懂 ， 通篇充滿了程序技巧 ? 現(xiàn)在人們普遍認(rèn)為優(yōu)秀的程序除了功能正確 ， 性能優(yōu)良之外 ， 還應(yīng)該容易看懂、 容易使用 、 容易修改和擴(kuò)充 軟件的定義 ? 軟件 (software)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中與硬件(hardware)相互依存的另一部分 ， 它包括： –程序 (program)——是按照事先設(shè)計(jì)的功能和性能要求執(zhí)行的指令序列 –相關(guān)數(shù)據(jù) (data)——是程序能正常操縱信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) –說(shuō)明文檔 (document)——是與程序開(kāi)發(fā)維護(hù)和使用有關(guān)的各種圖文資料 軟件工程 (software engineering) ? 提出 – 1968年秋季 ， NATO（ 北約 ） 的科技委員會(huì)召集了近 50名一流的編程人員 、 計(jì)算機(jī)科學(xué)家和工業(yè)界巨頭 ， 討論和制定擺脫 “ 軟件危機(jī) ” 的對(duì)策 。 具體來(lái)說(shuō)是由： ? 應(yīng)用程序：面向用戶 ， 為解決各種特定問(wèn)題編寫(xiě)的程序 ? 系統(tǒng)程序：面向硬件 ， 為應(yīng)用程序服務(wù)的程序 ? 面向用戶的文檔：如何使用和維護(hù)應(yīng)用程序的資料 ? 面向開(kāi)發(fā)者的文檔：記載了應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)過(guò)程 ，以便進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和修改 軟件與軟件生命周期 ? 軟件生命周期 （ SLC） –軟件生命周期是指從軟件開(kāi)發(fā)到報(bào)廢的全過(guò)程 ， 也稱軟件生存期 –軟件生命周期的描述模型 ?瀑布模型 （ 經(jīng)典 ） ?快速原型模型 –軟件生命周期的三個(gè)時(shí)期 ?定義時(shí)期 ?開(kāi)發(fā)時(shí)期 ?維護(hù)時(shí)期 瀑布模型 問(wèn)題定義 可行性研究 需求分析 設(shè) 計(jì) 編 程 測(cè) 試 運(yùn)行與維護(hù) 目標(biāo)與范圍說(shuō)明書(shū) 可行性論證報(bào)告 需求說(shuō)明書(shū) 設(shè)計(jì)文檔 程序 測(cè)試報(bào)告 維護(hù)報(bào)告 計(jì)劃時(shí)期 開(kāi)發(fā)時(shí)期 運(yùn)行時(shí)期 快速原型模型 需求分析 原型開(kāi)發(fā) 原型評(píng)定 目標(biāo)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 目標(biāo)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 用戶意見(jiàn) 軟件開(kāi)發(fā)流程 用 戶 初始需求 交付的軟件 運(yùn)行 維護(hù) 分析定義 需求規(guī)格說(shuō)明 設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)文檔 實(shí)現(xiàn) 測(cè)試 源程序 軟件生命周期 ——定義期 ? 定義期 –要為被開(kāi)發(fā)的軟件規(guī)定 “ 做什么 ” –開(kāi)發(fā)人員要確定 ?軟件將處理什么信息 ?軟件的功能 ?軟件的性能 ?建立什么樣的接口 ?要考慮什么設(shè)計(jì)限制 ?軟件開(kāi)發(fā)成功的確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn) 軟件生命周期 ——定義期 ? 定義期包括三個(gè)階段的工作 – 系統(tǒng)分析 ? 把軟件要完成的工作與整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的其他部分 ， 如硬件 ， 操作人員及數(shù)據(jù)庫(kù)等應(yīng)完成的工作區(qū)分開(kāi)來(lái) – 軟件項(xiàng)目計(jì)劃 ? 確定軟件開(kāi)發(fā)總目標(biāo) ， 進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析 ， 資源分配 ， 成本估計(jì) ， 規(guī)定工作任務(wù)和進(jìn)度安排 – 需求分析 ? 更明確地確定軟件做什么 ? 給出所開(kāi)發(fā)軟件的功能 ， 性能 ， 用戶接口 ? 對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行分析 ? 給出功能說(shuō)明 ? 寫(xiě)出用戶手冊(cè)初稿 軟件生命周期 ——開(kāi)發(fā)期 ? 開(kāi)發(fā)期 –著重解決所開(kāi)發(fā)軟件 “ 怎么做 ” 的問(wèn)題 –開(kāi)發(fā)期要進(jìn)行 ?設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ?設(shè)計(jì)軟件總體結(jié)構(gòu) ?實(shí)現(xiàn)軟件的過(guò)程細(xì)節(jié) ?將設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換成程序語(yǔ)言 ?進(jìn)行測(cè)試 軟件生命周期 ——開(kāi)發(fā)期 ? 開(kāi)發(fā)期含有以下三個(gè)階段 –軟件設(shè)計(jì) ?把已經(jīng)確定的軟件需求轉(zhuǎn)換成特定形式的設(shè)計(jì)表示 ， 使其得以實(shí)現(xiàn) –程序編制 ?用某個(gè)編程語(yǔ)言表達(dá)軟件設(shè)計(jì)時(shí)確定的處理過(guò)程算法 –軟件測(cè)試 ?對(duì)已編制的程序進(jìn)行測(cè)試 ， 以找出其中功能上 、邏輯上和實(shí)現(xiàn)中的錯(cuò)誤 軟件生命周期 ——維護(hù)期 ? 運(yùn)行維護(hù)期 –著重解決因多種原因軟件要做的變更 –軟件投入使用后 ， 要對(duì)軟件作變更的理由 ?開(kāi)發(fā)期中存在的問(wèn)題 ， 當(dāng)時(shí)未能發(fā)現(xiàn)和及時(shí)解決 ?適應(yīng)變更了的軟件運(yùn)行環(huán)境 ?軟件需進(jìn)一步完善 ?用戶需求較小的變化 軟件生存周期 ? 軟件生存期的三個(gè)時(shí)期有時(shí)也籠統(tǒng)地稱為軟件開(kāi)發(fā) ? 為更清楚地表達(dá)生存期內(nèi)各個(gè)階段的工作和各階段間的關(guān)系 ， 可為生存期設(shè)計(jì)不同的范型 ， 或稱模型 。 每條數(shù)據(jù)流表示在這條流水線上有一組由一定成分組成的數(shù)據(jù)流動(dòng) 。 文件以標(biāo)有名字的粗線表示 。 接收部分 事務(wù)中心 發(fā)送部分 轉(zhuǎn)換處理型 ——轉(zhuǎn)換分析 ? 轉(zhuǎn)換分析是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一種策略 ? 使用轉(zhuǎn)換分析技術(shù)可把轉(zhuǎn)換型處理數(shù)據(jù)流圖轉(zhuǎn)換為初始的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu) ? 根據(jù)軟件結(jié)構(gòu)的度量準(zhǔn)則 、 模塊化準(zhǔn)則 、 模塊獨(dú)立性準(zhǔn)則 ， 修改完善軟件結(jié)構(gòu)圖 ， 從而得到結(jié)構(gòu)良好的最終結(jié)構(gòu)圖 ? 轉(zhuǎn)換分析步驟為 – 確定數(shù)據(jù)流圖的類(lèi)型 – 確定輸入流 、 轉(zhuǎn)換流 、 輸出流的流界 （ 邊界 ） – 進(jìn)行一級(jí)分解 ， 設(shè)計(jì)上層模塊 – 進(jìn)行二級(jí)分解 ， 設(shè)計(jì)中下層模塊 – 進(jìn)一步細(xì)化 轉(zhuǎn)換處理與事務(wù)處理 ? 通常一個(gè)大型軟件系統(tǒng)是轉(zhuǎn)換處理型結(jié)構(gòu)和事務(wù)型結(jié)構(gòu)的混合結(jié)構(gòu) ? 所以 ， 設(shè)計(jì)者常利用以轉(zhuǎn)換分析為主 ，事務(wù)分析為輔的方式進(jìn)行軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ? 當(dāng)數(shù)據(jù)流圖明顯呈現(xiàn)出事務(wù)型特征時(shí) ，就要用事務(wù)型分析技術(shù) ， 從相應(yīng)的數(shù)據(jù)流程圖導(dǎo)出標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)圖 ， 其步驟與轉(zhuǎn)換分析相同 總體設(shè)計(jì)步驟 2——完善系統(tǒng)模塊圖 ? 具體應(yīng)從以下方面改進(jìn)： – 盡可能建立功能模塊 – 消除重復(fù)功能 – 模塊的作用范圍應(yīng)是控制范圍的子集 ? 作用范圍 ——包括模塊本身及其所有下屬模塊 ? 控制范圍 ——是指判斷所涉及到的模塊 – 模塊的大小恰當(dāng) ， 總行數(shù)在 10～ 100， 最好在 30～ 60 – 模塊的扇入扇出數(shù)不宜太多 （ 除服務(wù)性模塊外 ） ? 一個(gè)模塊直接控制下屬模塊的個(gè)數(shù)稱為該模塊的扇出數(shù) ? 一個(gè)模塊的上級(jí)模塊個(gè)數(shù)稱為扇入數(shù) ? 扇入高可增加模塊的利用率 ， 扇出低可減少模塊調(diào)用和控制的復(fù)雜度 (2) 詳細(xì)設(shè)計(jì) ? 對(duì)系統(tǒng)中的每個(gè)模塊的內(nèi)部過(guò)程進(jìn)行設(shè)計(jì)和描述 ? 常用的描述方法有： –流程圖 （ 程序框圖 ） – NS圖 （ 方框圖 ） –PAD圖 – PDL語(yǔ)言 – UML 流程圖 (程序框圖 ) ? 表達(dá)算法簡(jiǎn)明直觀 ， 易于學(xué)習(xí)掌握 ， 是一種常用的詳細(xì)設(shè)計(jì)工具 符號(hào)名 使用圖形 意 義 端點(diǎn)符 表示流程圖的開(kāi)始或結(jié)束 輸入 /輸出符 表示數(shù)據(jù)的輸入 /輸出 處理符 表示對(duì)數(shù)據(jù)的處理 特定處理符 表示調(diào)用子程序等 流程圖 (程序框圖 ) 準(zhǔn)備符號(hào) 表示初始狀態(tài) 判斷符號(hào) 表示條件判斷，有判斷結(jié) 果決定如何執(zhí)行 循環(huán)開(kāi)始符 表示循環(huán)開(kāi)始 循環(huán)結(jié)束符 表示循環(huán)結(jié)束 連接符 表示流程圖中的轉(zhuǎn)移處 流線符號(hào) 表示連接流程圖中各符號(hào) NS圖 (方框圖 ) ? 每個(gè)處理步驟都用方框表示 ， 這些處理步驟可以是語(yǔ)句或語(yǔ)句序列 ， 比傳統(tǒng)的流程圖具有明顯的優(yōu)點(diǎn)： – 它強(qiáng)制設(shè)計(jì)人員按結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法進(jìn)行思考并描述設(shè)計(jì)方案 ， 因?yàn)槌吮硎編追N標(biāo)準(zhǔn)控制結(jié)構(gòu)的符號(hào)之外 ， 它不再提供其他描述手段 ， 這就保證了程序設(shè)計(jì)和質(zhì)量 – 方框圖形象直觀 ， 易于表達(dá)嵌套結(jié)構(gòu) ， 容易確定局部數(shù)據(jù)和全程數(shù)據(jù)的作用域 ， 具有良好的可見(jiàn)度 ， 容易理解設(shè)計(jì)意圖 ， 為編程 、 復(fù)審 、 選擇測(cè)試用例 、 維護(hù)等都帶來(lái)了方便 NS圖 (方框圖 ) 任務(wù) 1 任務(wù) 2 任務(wù) 3 順序結(jié)構(gòu) 選擇結(jié)構(gòu) 循環(huán)結(jié)構(gòu) 情況結(jié)構(gòu) F 條 件 T ELSE 部分 THEN部分 循環(huán)條件 while型 循環(huán)體 循環(huán)體 until型 循環(huán)條件 循環(huán)結(jié)構(gòu) case條件 值 1 值 2 PDL語(yǔ)言 (偽程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言 ) ? 偽碼 （ PDL, Program Design Language） 是一種非形式的比較靈活的語(yǔ)言 ， 它用語(yǔ)言的方式描述模塊內(nèi)部的具體算法和內(nèi)語(yǔ)法 ? 外語(yǔ)法應(yīng)當(dāng)符合一般程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言常用的程序語(yǔ)句的語(yǔ)法規(guī)則 ? 內(nèi)語(yǔ)法是沒(méi)有定義的 ， 它可以用自然語(yǔ)言的一些簡(jiǎn)潔的句子 ， 短語(yǔ)和通用的數(shù)學(xué)符號(hào) ，來(lái)描述程序應(yīng)執(zhí)行的功能 UML標(biāo)準(zhǔn)建模語(yǔ)言 ? UML是由 Booch， Rumbaugh 和 Jacobson 發(fā)起 ，在 Booch方法 、 OMT方法和 OOSE方法的基礎(chǔ)上 ，集眾家之長(zhǎng) ， 幾經(jīng)修改而成 ? Techniques to improve quality and reduce cost and timetomarket, include – ponent technology – visual programming – patterns – frameworks – also, techniques to manage the plexity of systems as they increase in scope and scale. UML的九種模型 ? 類(lèi)圖 ：展示對(duì)象類(lèi) 、 接口 、 及其相互合作與關(guān)聯(lián) ? 對(duì)象圖 ：展示對(duì)象及其相互之間的關(guān)系 ? 實(shí)現(xiàn)圖： ?構(gòu)件圖 ：描述部件的物理結(jié)構(gòu)以及各部件之間的依賴關(guān)系； ?配置圖 ：定義系統(tǒng)中軟硬件的物理構(gòu)架 。 根據(jù)這種關(guān)系可選擇高效的測(cè)試用例 。 – A. 50年代末 B. 60年代初 – C. 60年代末