【正文】 試）沒有貫穿到軟件開發(fā)的全過程中，這些都導(dǎo)致軟件產(chǎn)品發(fā)生質(zhì)量問題。軟件的生產(chǎn)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于硬件生產(chǎn)率和計(jì)算機(jī)應(yīng)用的增長，使人們不能充分利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)硬件提供的巨大潛力。因?yàn)檐浖_發(fā)人員對用戶需求沒有深入準(zhǔn)確地了解，甚至對所要解決的問題還沒有正確認(rèn)識，就著手編寫程序，而且軟件開發(fā)人員和用戶之間的信息交流往往很不充分，導(dǎo)致用戶對軟件產(chǎn)品不滿意的現(xiàn)象發(fā)生。具體地說，軟件危機(jī)主要有下面的一些表現(xiàn)。 軟件危機(jī)與軟件工程定義1．軟件危機(jī)軟件危機(jī)指的是軟件開發(fā)和維護(hù)過程中遇到的一系列嚴(yán)重問題。然而，計(jì)算機(jī)軟件成本卻不斷上升，質(zhì)量的保證也不盡人意，軟件開發(fā)的生產(chǎn)率也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足計(jì)算機(jī)應(yīng)用的要求。 軟件工程概念計(jì)算機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)歷了四個不同的發(fā)展時期，計(jì)算機(jī)應(yīng)用日益普及和深化，計(jì)算機(jī)軟件的數(shù)量以驚人的速度急劇增加，而且軟件規(guī)模也十分龐大。5. 基于軟件服務(wù)對象的范圍劃分完成軟件工程項(xiàng)目后可以有兩種情況提供給用戶：（1）定制軟件：受某個特定客戶（或少數(shù)客戶）的委托，由一個或多個軟件開發(fā)機(jī)構(gòu)在合同的約束下開發(fā)出來的軟件。人們一般稱這類軟件為關(guān)鍵軟件，其特點(diǎn)在于：（1）可靠性質(zhì)量要求高；（2）長于完成重要功能的大系統(tǒng)的處理部件相聯(lián)；（3）含有的程序可能對人員、公眾、設(shè)備或設(shè)施的安全造成影響。如控制載人飛行物的軟件，如果不能正常工作，可能宜人的生命為代價。如有的軟件在工作中出現(xiàn)了故障，造成軟件失效，但可能給軟件整個系統(tǒng)帶來的影響不大，雖然可能帶來一些不便，卻能勉強(qiáng)工作。而規(guī)模小、時間短、參加人員少的軟件項(xiàng)目也應(yīng)有軟件工程概念，遵循一定的開發(fā)規(guī)范，其基本原則是一樣的。這類軟件很少見，往往是軍事指揮、彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)等。很顯然，如果這類問題沒有軟件工程方法的支持，它的開發(fā)工作是難以想象的。這種甚大型項(xiàng)目可能會劃分為若干個子項(xiàng)目，每一個子項(xiàng)目都是一個大型軟件，各6 / 87子項(xiàng)目之間具有復(fù)雜的接口。由于軟件的規(guī)模龐大以及問題復(fù)雜性，往往在開發(fā)的過程中出現(xiàn)一些實(shí)現(xiàn)難于做出估計(jì)的不測試事件。參加工作的軟件人員需要按二級管理。這對提高軟件產(chǎn)品質(zhì)量和程序人員的工作效率起著重要的作用。因而計(jì)劃、資料書寫以及技術(shù)審查需要比較嚴(yán)格地進(jìn)行。（3）中型軟件：5 個人以內(nèi)在一年多時間里完成的 5000 到 5 萬行的程序。這種程序通常沒有與其他程序的接口。通常這類軟件沒有必要作嚴(yán)格的分析，也不必要有完整的設(shè)計(jì)和測試資料。3. 基于軟件規(guī)模的劃分根據(jù)開發(fā)軟件所需的人力、時間以及完成的源程序行數(shù)，可劃分為下述六種不同規(guī)模的軟件。這類軟件接受用戶給出的信息，但在實(shí)踐上沒有嚴(yán)格的限定，這種工作方式給與用戶更大的靈活性。（2）分時軟件：允許多個聯(lián)機(jī)用戶同時使用計(jì)算機(jī)，系統(tǒng)把處理機(jī)時間輪流分配給各聯(lián)機(jī)用戶，使各用戶都感到只是自己在使用計(jì)算機(jī)的軟件。2. 基于軟件的工作方式劃分（1）實(shí)時處理軟件：在事件或數(shù)據(jù)產(chǎn)生時，立即處理，并及時反饋信號，控制需要監(jiān)測和控制的過程的軟件。應(yīng)用軟件還包括計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/ 制造（CAD/CAM ） 、系統(tǒng)仿真、智能產(chǎn)品嵌入軟件（如汽車油耗控制、儀表盤數(shù)字顯示、剎車系統(tǒng)） ，以及人工智能軟件：（如專家系統(tǒng)、模式識別）等?，F(xiàn)在幾乎所有的國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域都使用了計(jì)算機(jī)，為這些計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域服務(wù)的應(yīng)用軟件種類繁多。⑥ 支持管理：包括進(jìn)度計(jì)劃評審方法、繪圖程序、標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)程序和庫管理程序等。④ 支持實(shí)現(xiàn)：包括編譯程序、交叉編譯程序、預(yù)編譯程序、連接編譯程序等。② 支持需求分析：包括 PSL/PSA 問題描述語言、問題描述分析器、關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、5 / 87一致性檢查程序等。（2） 支撐軟件：協(xié)調(diào)用戶開發(fā)軟件的工具性軟件，包括幫助程序人員開發(fā)軟件產(chǎn)品的工具和幫助管理人員控制開發(fā)的進(jìn)度的工具。系統(tǒng)軟件在工作時頻繁地與硬件交往，以便為用戶服務(wù)，共享系統(tǒng)資源，在這中間伴隨著復(fù)雜的進(jìn)程管理和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的處理。但對軟件的類型進(jìn)行必要的劃分隊(duì)與根據(jù)不同類型的工程對象采用不同的開發(fā)和維護(hù)方法是很有價值的，因此有必要從不同角度討論對計(jì)算機(jī)軟件分類。這些數(shù)量眾多的軟件究竟分為哪些類型，這就要考慮對計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行分類的依據(jù)。（7） 軟件的開發(fā)是一個復(fù)雜的過程，例如，銀行管理系統(tǒng)涉及到安全等問題，因而管理是軟件開發(fā)過程中必不可少的內(nèi)容。（6） 軟件的開發(fā)費(fèi)用越來越高，成本相當(dāng)昂貴。因此，應(yīng)促進(jìn)軟件技術(shù)開展，提出和采用新的開發(fā)方法。為了解除這種依賴，在軟件開發(fā)中提出了軟件移植的問題，并且把軟件的可移植性作為衡量軟件質(zhì)量的因素之一。 時 間故障率 生 命初 期 磨 損 后圖 11 硬件的故障率隊(duì)時間變化的曲線時 間故障率 持 續(xù) 在 同 一 比率 上 直 到 退 化圖 12 理想情況下的軟件故障率隨時間變化的曲線4 / 87時 間故障率 理 想 曲 線 實(shí) 際 曲 線由 于 副 作 用 造 成的 故 障 率 的 提 高修改圖 13 軟件的實(shí)際故障率（4） 軟件的開發(fā)和運(yùn)行經(jīng)常受到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的限制，對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有著不同程度的依賴關(guān)系。（3） 在軟件的運(yùn)行和使用期間，沒有硬件那樣的機(jī)械磨損和老化問題。軟件故障往往是在開發(fā)時產(chǎn)生而在測試時沒有被發(fā)現(xiàn)的問題。一旦某一軟件項(xiàng)目研制成功，以后就可以大量地復(fù)制同一內(nèi)容的副本。人們可以把它記錄在介質(zhì)上，但卻無法看到軟件的形態(tài)，而必須通過測試、分析、思考、判斷去了解它的功能、性能及其它特性。軟件的特點(diǎn)可歸納如下：（1） 軟件是一種邏輯實(shí)體，而不是具體的物理實(shí)體，因?yàn)樗哂谐橄笮?。因此，軟件相對硬件而言有許多特點(diǎn)。特別是在軟件日益成為產(chǎn)品的今天，文檔的作用就更加重要。隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的日益普及，軟件變得越來越復(fù)雜，規(guī)模也越來越大，這就使得人與人、人與機(jī)器間互相溝通，保證軟件開發(fā)與維護(hù)工作的順利進(jìn)行顯得特別重要。它是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中與硬件互相依存的另一部分，與硬件合為一體完成系統(tǒng)功能。表 11 四個階段典型技術(shù)階段 第一階段 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)算典型技術(shù)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī) 軟件定義計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過運(yùn)行程序來實(shí)現(xiàn)各種不同的應(yīng)用。面向?qū)ο蠹夹g(shù)將在許多領(lǐng)域中迅速取代傳統(tǒng)軟件開發(fā)方法。計(jì)算機(jī)發(fā)展正朝著社會信息化和軟件產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展，從技術(shù)的軟件工程階段過渡到社會信息化的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。世界范圍的信息網(wǎng)提供了一個基本結(jié)構(gòu)，信息高速公路和網(wǎng)際空間連通已成為令人關(guān)注的熱點(diǎn)問題。由復(fù)雜的操作系統(tǒng)控制的強(qiáng)大的桌面機(jī)、廣域網(wǎng)絡(luò)和局域網(wǎng)絡(luò)，配以先進(jìn)的軟件應(yīng)用已成為標(biāo)準(zhǔn)。廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)、高帶寬數(shù)字通信以及對“即時”數(shù)據(jù)訪問需求的增加都對軟件開發(fā)者提出了更高的要求。在這一階段，以軟件的產(chǎn)品化、系列化、工程化、標(biāo)準(zhǔn)化為特征的軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展2 / 87起來了，打破了軟件生產(chǎn)的個體化特征，有了可以遵循的軟件工程化的設(shè)計(jì)原則、方法和標(biāo)準(zhǔn)。1968 年北大西洋公約組織的計(jì)算機(jī)科學(xué)家在聯(lián)邦德國召開關(guān)機(jī)會議，討論軟件危機(jī)問題，并正式提出了“軟件危機(jī)”這個名詞。 “軟件危機(jī)”——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)重問題出現(xiàn)了。在軟件維護(hù)上所花費(fèi)的精力和消耗的資源的速度是驚人的。主機(jī)和微機(jī)上的程序能夠有數(shù)百甚至上千用戶。這個階段還有一個特點(diǎn)就是軟件產(chǎn)品的使用“軟件作坊”的出現(xiàn)。多道程序設(shè)計(jì)和多用戶系統(tǒng)引入了人機(jī)交互的新概念。設(shè)計(jì)往往是人們頭腦中的一種模糊想法，而文檔就根本存在。在通用的硬件已經(jīng)非常普遍的時候，軟件卻相反，對每一類應(yīng)用均需要自行再設(shè)計(jì)，應(yīng)用范圍很有限。這時，由于程序規(guī)模小，幾乎沒有什么系統(tǒng)化的方法可遵循。 軟件的發(fā)展1. 程序設(shè)計(jì)階段在計(jì)算機(jī)發(fā)展早期階段（20 世紀(jì) 50 年代初至 60 年代中期）為程序設(shè)計(jì)階段。軟件處理數(shù)據(jù)，使得這些數(shù)據(jù)更為有用。作為開發(fā)運(yùn)行產(chǎn)品的載體，軟件是計(jì)算機(jī)工作和信息通信的基礎(chǔ)，也是創(chuàng)建和控制其它程序的基礎(chǔ)。不管他是駐留在設(shè)備中，還是在主機(jī)中，軟件是一個信息轉(zhuǎn)換器，能夠產(chǎn)生、管理、獲取、修改、顯示或轉(zhuǎn)換信息。I / 87軟件工程技術(shù)講座軟件教研室 艾孜海爾 編新疆大學(xué) 數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)學(xué)院I / 87目 錄第 1 章 軟件工程概述 ................................................................................................................1 軟件 ....................................................................................................................................1 軟件的發(fā)展 ................................................................................................................1 軟件定義 ....................................................................................................................2 軟件的特點(diǎn) ................................................................................................................2 軟件的分類 ................................................................................................................4 軟件工程概念 ....................................................................................................................6 軟件危機(jī)與軟件工程定義 ........................................................................................6 軟件工程的基本內(nèi)容與目標(biāo) ..................................................................................10 軟件工程的原則 ......................................................................................................10 軟件生存周期與軟件開發(fā)模型 ......................................................................................11 軟件生存周期 ..........................................................................................................11 軟件開發(fā)模型 ..........................................................................................................12第 2 章 可行性研究 ..................................................................................................................19 問題定義 ..........................................................................................................................19 可行性研究 ......................................................................................................................19 方法、步驟 ..............................................................................................................19 文檔編寫 ..................................................................................................................25第 3 章 需求分析 ......................................................................................................................28 需求分析的方法步驟 ....................................................