【正文】 適應(yīng)當(dāng)今龐大 、復(fù)雜且易變的系統(tǒng)的模型 面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì) (OOD) ? 在 OOA建立的五個(gè)水平層次 （ 主體 、 類和對(duì)象 、 結(jié)構(gòu) 、 屬性 、 方法 ） 基礎(chǔ)上 ，將系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在縱向上劃分為： –問(wèn)題部件 –人機(jī)交互部件 –任務(wù)管理部件 –數(shù)據(jù)管理部件 面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì) (OOD) ? OOD法分為 – 概要設(shè)計(jì) ? 細(xì)化對(duì)象行為 ? 添加新對(duì)象 ? 認(rèn)定類 ? 組類庫(kù) ? 確定外部接口 ? 主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) – 詳細(xì)設(shè)計(jì) ? 加細(xì)對(duì)象描述 面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì) (OOP) ? 使用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì) –如： C++ ， Delphi ， Ada ， SmallTalk ，Java ? 面向?qū)ο蟮亩x： –面向?qū)ο? = 對(duì)象 + 類 + 繼承 + 消息 –如果一個(gè)軟件系統(tǒng)是按照這樣四個(gè)概念設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的 ， 則可以認(rèn)為這個(gè)軟件系統(tǒng)是面向?qū)ο蟮? 面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì) (OOP) ? OOP具有三個(gè)重要特征： –封裝 ?封裝是將數(shù)據(jù)和對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理所需的各種操作連接在一個(gè)根下的技術(shù) –繼承 ?繼承是引用已經(jīng)定義的各種類 ， 并將它們擴(kuò)充以滿足新的功能的一種技術(shù) –多態(tài)性 ?多態(tài)性實(shí)質(zhì)上就是同一個(gè)名字可以用于多種目的 面向過(guò)程與面向?qū)ο? ? 傳統(tǒng)的面向過(guò)程（ 函數(shù) ） 的編程方法 – 代碼和數(shù)據(jù)是分開(kāi)的 – 函數(shù)是最重要的 ，一個(gè)程序中的所有代碼都應(yīng)圍繞這些函數(shù)來(lái)設(shè)計(jì) ? 面向?qū)ο缶幊谭椒? – 必須將代碼與數(shù)據(jù)構(gòu)造在一個(gè)程序塊中 ，并且統(tǒng)一來(lái)管理 – 對(duì)象是最重要的 ， 程序是圍繞這些對(duì)象來(lái)設(shè)計(jì)的 ， 函數(shù)是第二位的 – 用對(duì)象調(diào)用函數(shù) ， 而不是簡(jiǎn)單地將對(duì)象（ 數(shù)據(jù) ） 傳遞給函數(shù) 面向?qū)ο蟮幕靖拍? ? 對(duì)象 （ Object） ? 類 （ Class） ? 繼承 （ Inheritance） ? 消息 （ Message） ? 軟件 IC（ Integrate Circuit） 面向?qū)ο蟮幕靖拍? ? 對(duì)象 （ Object） – 是對(duì)客觀存在的事物的描述 ， 可以是事 、 物 ， 或概念 – 對(duì)象是將一組數(shù)據(jù)和使用該數(shù)據(jù)的一組基本操作或過(guò)程封裝在一起的實(shí)體 – 用戶不必知道對(duì)象行為的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié) ， 只需根據(jù)對(duì)象提供的外部特征接口訪問(wèn)對(duì)象 – 對(duì)象的動(dòng)作取決于發(fā)送給該對(duì)象的消息 ， 消息通知對(duì)象要求完成某個(gè)功能 。 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 可行性論證報(bào)告 需求說(shuō)明書 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 。 ? 軟件工程的定義 – 軟件工程是一門研究如何用系統(tǒng)化 、 規(guī)范化 、 數(shù)量化等工程原則和方法去進(jìn)行軟件的開(kāi)發(fā)和維護(hù)的學(xué)科 。軟件技術(shù)基礎(chǔ) 軟件工程 計(jì)算機(jī)軟件基礎(chǔ)之一 第三部分 軟件工程 ? 目的與要求 ? 講課內(nèi)容與學(xué)時(shí) ? 參考資料 目的與要求 ? 學(xué)習(xí) 、 掌握和了解軟件工程的概念 ? 掌握軟件工程的方法和軟件開(kāi)發(fā)的過(guò)程 ? 初步了解對(duì)軟件開(kāi)發(fā)質(zhì)量的監(jiān)控和管理 講課內(nèi)容與學(xué)時(shí) 1. 軟件工程的基本概念 （ 2） 2. 軟件開(kāi)發(fā)方法與工作模型 （ 2） 3. 結(jié)構(gòu)化開(kāi)發(fā)方法概述 （ 2） 4. 小結(jié)與習(xí)題 （ 2） 教科書、參考書 ? 孫淑霞 、 肖陽(yáng)春等編 ， 2022 《 軟件技術(shù)基礎(chǔ) 》 ， 成都理工大學(xué) ? 黃迪明編 ， 1998， 《 軟件技術(shù)基礎(chǔ) 》 ，電子科技大學(xué)出版社 ? 鄭人杰 ， 軟件工程與軟件工程管理 ， 講座 ?國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) ISO 8631信息處理 程序構(gòu)造及其表示法的約定 ?國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB856688軟件開(kāi)發(fā)規(guī)范 ? CMM軟件成熟度模型 第三部分 軟件工程 1. 軟件工程的基本概念 2. 軟件開(kāi)發(fā)方法與工作模型 3. 結(jié)構(gòu)化開(kāi)發(fā)方法概述 4. 習(xí)題 1 軟件工程的基本概念 ? 軟件工程學(xué)的形成和發(fā)展 ? 軟件工程學(xué)研究的內(nèi)容 ? 軟件與軟件生命周期 ? 軟件工程基本原則 軟件工程學(xué)的形成和發(fā)展 ? 軟件工程學(xué)是在克服 60年代末所出現(xiàn)的 “ 軟件危機(jī) ” （ software crisis） 的過(guò)程中逐漸形成與發(fā)展起來(lái)的 ? 而所謂 “ 軟件危機(jī) ” 是在軟件的規(guī)模越來(lái)越大 ， 復(fù)雜度不斷增加 ， 軟件需求量不斷增大的情況下出現(xiàn)的 ? 由于軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程是一種高密度的腦力勞動(dòng) ，軟件開(kāi)發(fā)的模式及技術(shù)不能適應(yīng)軟件發(fā)展的需要 ， 所以 “ 軟件危機(jī) ” 便產(chǎn)生了 軟件工程的發(fā)展 ? 計(jì)算機(jī)軟件發(fā)展至今經(jīng)歷了三個(gè)不同的發(fā)展時(shí)期： –程序設(shè)計(jì)時(shí)期 （ 20世紀(jì) 50年代 ——60年代 ） –軟件時(shí)期 （ 20世紀(jì) 60年代中期 ——70年代 ） –軟件工程時(shí)期 （ 20世紀(jì) 70年代 ——現(xiàn)在 ） 發(fā)展 ? 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言 (Programming) – 機(jī)器語(yǔ)言 – 匯編語(yǔ)言 – ALGOL60 – FORTRAN – COBOL – BASIC ? 軟件 (Software) 1960 – 程序 – 文檔 – 數(shù)據(jù) ? 軟件危機(jī)引出軟件工程 (Software Engineering) – 軟件開(kāi)發(fā)工程化 1968 NATO – 軟件開(kāi)發(fā)階段與瀑布模型 – 軟件工程標(biāo)準(zhǔn) 焦點(diǎn) ? 目標(biāo) –少資源 、 高效益 –在人力投入 、 開(kāi)發(fā)期 、 成本 、 質(zhì)量諸方面求得最佳 ? 風(fēng)險(xiǎn) –需求：不明與變更 –人員流動(dòng) –軟件知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù) –不存在絕對(duì)無(wú)缺陷的軟件產(chǎn)品 成功的標(biāo)志 ? 如期完成 ? 預(yù)算內(nèi)完成 ? 達(dá)到質(zhì)量要求 （ 需求和希望 ） 軟件業(yè)與制造業(yè)的差異 |?設(shè)計(jì) ?||? 生產(chǎn) ?|| 運(yùn) 輸 ||倉(cāng) 儲(chǔ) | |功能度 ….. 制造業(yè) 大量 |? 設(shè)計(jì)（開(kāi)發(fā)） ?||? 生產(chǎn) ? || 運(yùn)輸 ||倉(cāng)儲(chǔ) ||功能度 ….. 軟件業(yè) 大量 軟件的特點(diǎn) ? 軟件是一種邏輯實(shí)體 ， 具有抽象性 – 這個(gè)特點(diǎn)使它與其他工程對(duì)象有著明顯的差異 – 人們可以把它記錄在紙上 、 內(nèi)存和磁盤 、 光盤上 ， 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)域的專門知識(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)銷已大大超過(guò)了硬件的開(kāi)銷 ? 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