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1、軟件工程基礎,公共基礎知識,軟件工程基本概念，軟件生命周期概念，軟件工具與軟件開發(fā)環(huán)境。 結構化分析方法，數(shù)據(jù)流圖，數(shù)據(jù)字典，軟件需求規(guī)格說明書。 結構化設計方法，總體設計與詳細設計。 軟件測試的方法，白盒測試與黑盒測試，測試用例設計，軟件測試的實施，單元測試、集成測試和系統(tǒng)測試。 程序的調試,2,內容提要,3.1 軟件工程基本概念,軟件的定義和組成 計算機軟件（Software）是計算機系統(tǒng)中與硬件相互依賴的另一部分,包括程序、數(shù)據(jù)、文檔。 軟件分成三類： 應用軟件 系統(tǒng)軟件（操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、編譯程序、設備驅動程序等） 支撐軟件（介于應用軟件與系統(tǒng)軟件間，協(xié)助用戶開發(fā)軟件的工具性軟

2、件，比如需求分析工具軟件、編碼工具軟件、測試/維護工具軟件）,4,3.1.1 軟件定義與軟件特點,軟件危機 落后的軟件生產方式無法滿足迅速增長的計算機軟件需求，從而導致軟件開發(fā)與維護過程中出現(xiàn)一系列嚴重問題的現(xiàn)象。 嚴重問題歸結為成本、質量和生產率等問題 為了解決軟件危機，1968年提出了軟件工程這一概念，并逐漸形成了軟件工程學。（軟件工程源自于軟件危機）,5,3.1.2 軟件危機與軟件工程,軟件工程 將工程化應用到軟件開發(fā)過程中（在軟件的開發(fā)工程中應用工程化原則） 軟件工程學工程學的新興領域 軟件工程3個要素： 方法: 完成工程項目的技術手段 工具：支持軟件開發(fā)、管理、文檔生成的工具 過程：

3、對開發(fā)的各個環(huán)節(jié)進行控制和管理,6,3.1.2 軟件危機與軟件工程,軟件工程過程 軟件開發(fā)過程：把用戶的要求轉變?yōu)檐浖a品的過程。,7,3.1.3 軟件工程過程與軟件生命周期,3.1.3 軟件工程過程與軟件生命周期,軟件的生命周期 軟件產品從提出、實現(xiàn)、使用維護、停止使用到退役的過程 3個階段 軟件定義 軟件開發(fā) 軟件運行維護 6個階段工作,8,可行性報告,軟件規(guī)格說明書,測試分析報告,3.1.3 軟件工程過程與軟件生命周期,定義階段 可行性研究與計劃指定：能做嗎？ 需求分析：做什么？ 開發(fā)階段： 軟件設計：如何做？，分為概要設計和詳細設計兩個階段。 軟件實現(xiàn)：實現(xiàn)，編碼。 軟件測試：做的怎么

4、樣？ 運行維護階段 使用，不斷維護,9,可行性報告,軟件規(guī)格說明書,測試分析報告,概要設計說明書,詳細設計說明書,完成編碼及面向用戶的手冊,軟件工程的目標 在給定成本、進度的前提下，開發(fā)出具有有效性、可靠性、可理解性、可維護性、可重用性、可適應性、可移植性、可追蹤性和可互操作性且滿足用戶需求的產品 軟件工程學的范疇,10,3.1.4 軟件工程的目標與原則,軟件工程原則 抽象 抽取事物最基本的特性和行為，忽略非本質細節(jié) 信息隱蔽 采用封裝技術，將程序模塊的實現(xiàn)細節(jié)隱藏起來 模塊化 解決一個復雜問題時自頂向下逐層把軟件系統(tǒng)劃分成若干模塊 局部化 確定性 一致性 完備性 可驗證性,11,3.1.4

5、軟件工程的目標與原則,,,軟件開發(fā)工具 協(xié)助開發(fā)人員進行軟件開發(fā)活動所使用的軟件或環(huán)境 需求分析工具、設計工具、編碼工具、排錯工具、測試工具等。 軟件開發(fā)環(huán)境 全面支持軟件開發(fā)全過程的軟件工具的集合 計算機輔助軟件工程：CASE,12,3.1.5 軟件開發(fā)工具與軟件開發(fā)環(huán)境,3.2 結構化分析方法,1需求分析 定義： 任務：導出目標系統(tǒng)的邏輯模型 全面理解用戶的各項要求，準確地表達各項要求 主要工作： 需求獲取需求分析編寫需求規(guī)格說明書需求審評(驗證需求文檔的一致性、可行性、完整性和有效性) 2.需求分析方法： 結構化分析方法 面向數(shù)據(jù)流的結構化分析方法（SA）、面向數(shù)據(jù)結構的Jackson方

6、法（JSD）、面向數(shù)據(jù)結構的結構化數(shù)據(jù)系統(tǒng)開發(fā)方法（DSSD） 面向對象分析方法（OOA） 靜態(tài)分析方法、動態(tài)分析方法,14,3.2.1 需求分析與需求分析方法,需求分析：解決“做什么”問題,1關于結構化分析方法 結構化程序設計理論在需求分析階段的運用 面向數(shù)據(jù)流進行需求分析的方法 自頂向下、逐層分解 主要工具：數(shù)據(jù)流圖（DFD）、數(shù)據(jù)字典(DD)、結構化英語、判定樹、判定表,15,3.2.2 結構化分析方法,2結構化分析的常用工具 數(shù)據(jù)流圖（DFD） 數(shù)據(jù)字典（DD） 結構化分析方法的核心 對數(shù)據(jù)流圖（DFD）中出現(xiàn)的被命名的圖形元素的確切解釋 判定樹、判定表 以圖形形式描述數(shù)據(jù)流圖（DFD

7、）的加工邏輯,16,3.2.2 結構化分析方法,數(shù)據(jù)流圖(DFD)：,17,3.2.2 結構化分析方法,,基本圖形元素,軟件需求規(guī)格說明書 是需求分析階段的最后成果 特點： 正確性；無歧義性；完整性；可驗證性；一致性；可理解性；可修改性；可追蹤性。 最重要的是正確性,18,3.2.3 軟件需求規(guī)格說明書,3.3 結構化設計方法,1軟件設計的基礎 開發(fā)階段包括了軟件設計、實現(xiàn)（編碼）和軟件測試三部分，軟件設計是開發(fā)階段最重要的步驟。 從工程管理角度來看，軟件設計分兩步完成：概要設計和詳細設計,20,3.3.1 軟件設計的基本概念,需求分析：解決“做什么”問題 軟件設計：解決“怎么做”問題,2軟件

8、設計的基本原理 抽象 抽出事物本質的共同特點 模塊化 信息隱蔽 每個模塊的實現(xiàn)細節(jié)對于其它模塊來說是隱蔽的 模塊獨立性 每個模塊只涉及軟件要求的具體的子功能和軟件系統(tǒng)中其它的模塊的接口是簡單的 衡量指標： 耦合性：模塊間互相連接的緊密程序的度量 內聚性：模塊內部各個元素之間彼此結合的緊密程度的度量 應做到：高內聚，低耦合,21,3.3.1 軟件設計的基本概念,1概要設計的基本任務 系統(tǒng)結構設計數(shù)據(jù)結構和數(shù)據(jù)庫的設計編寫概要設計文檔概要設計的評審 常用的軟件結構設計工具是結構（SC)圖,22,3.3.2 概要設計,3面向數(shù)據(jù)流的設計方法 數(shù)據(jù)流圖（DFD）：需求分析工具 系統(tǒng)結構圖（SC）：概要

9、設計工作 主要任務：數(shù)據(jù)流圖變換成結構圖 數(shù)據(jù)流的類型:變換流/事務流 實施要點與設計過程 分析、確認數(shù)據(jù)流圖的類型，區(qū)分是事務型還是變換型 說明數(shù)據(jù)流的邊界 數(shù)據(jù)流圖映射為程序結構 根據(jù)設計準則把數(shù)據(jù)流轉換成程序結構圖,23,3.3.2 概要設計(續(xù)),,,,詳細設計的任務： 確定實現(xiàn)算法和局部數(shù)據(jù)結構 不同于編碼或編程 常用過程設計工具： 圖形工具：程序流程圖、N-S、PAD（問題分析圖）和HIPO 表格工具：判定表； 語言工具：PDL（偽碼）,24,3.3.3 詳細設計,3.3.3 詳細設計(續(xù)),程序流程圖 圖形元素： 方框：處理步驟 菱形：邏輯條件 箭頭：控制流 5種控制結構 順序型

10、 選擇型 先判斷重復型 后判斷重復型 多分支選擇型。,25,,3.4 軟件測試,測試是為了發(fā)現(xiàn)錯誤而執(zhí)行程序的過程，沒有改正錯誤 一個好的測試用例在于能發(fā)現(xiàn)至今未發(fā)現(xiàn)的錯誤 一個成功的測試是發(fā)現(xiàn)了至今未發(fā)現(xiàn)的錯誤的測試 準則： 所有的測試都應該追溯到需求 程序員應避免檢查自己的程序 測試用例（Test Case）：為測試設計的數(shù)據(jù)，包含兩部分：輸入值集和輸出值集。,27,3.4 軟件測試,從是否需要執(zhí)行被檢測的軟件的角度，分為靜態(tài)測試與動態(tài)測試 靜態(tài)測試 人工評審軟件文檔或程序，借以發(fā)現(xiàn)其中的錯誤 主要方法：代碼檢查、靜態(tài)結構分析、代碼質量度量 動態(tài)測試 上機測試 關鍵：設計高效、合理的測試用

11、例 分兩類：白盒測試方法和黑盒測試方法,28,3.4 軟件測試,按照功能劃分，分為白盒測試和黑盒測試 白盒測試 也稱結構測試或邏輯驅動測試 在程序內部進行，主要用于完成軟件內部操作的驗證。 測試用例是根據(jù)程序的內部邏輯來設計 主要用于單元測試 基本原則 保證所測模塊中每一個獨立路徑至少執(zhí)行一次 保證所測模塊所有判斷的每一個分支至少執(zhí)行一次 保證所測模塊每一個循環(huán)都在邊界條件和一般條件至少執(zhí)行一次 驗證所有內部數(shù)據(jù)結構的有效性 主要方法：邏輯覆蓋、基本路徑測試,29,3.4 軟件測試,按照功能劃分，分為白盒測試和黑盒測試 黑盒測試 也稱功能測試或數(shù)據(jù)驅動測試 對軟件已經(jīng)實現(xiàn)的功能是否滿足需求進行

12、測試和驗證 根據(jù)程序的功能說明來設計測試用例 主要用于確認測試 主要方法 等價類劃分法 邊界值分析法 錯誤推測法,30,3.4 軟件測試,31,,軟件測試步驟： 單元測試、集成測試、確認測試、系統(tǒng)測試,3.4 軟件測試,1單元測試 對象：針對程序模塊，進行正確性檢驗的測試 目的：發(fā)現(xiàn)各模塊內部可能存在的各種差錯 依據(jù)：從程序的內部結構出發(fā)設計測試用例，其依據(jù)是詳細的設計說明書和源程序 方法：以白盒測試為主，輔以黑盒測試 在編碼階段進行 驅動模塊（相當于被測模塊的主程序，將測試數(shù)據(jù)傳遞給被測試的模塊）樁模塊（代替被測模塊調用的其他模塊）,32,,3.4 軟件測試,1單元測試 驅動模塊：相當于被測

13、模塊的主程序，將測試數(shù)據(jù)傳遞給被測試的模塊 樁模塊：代替被測模塊調用的其他模塊,33,,3.4 軟件測試,2集成測試 任務：把模塊在按照設計要求組裝起來的同時進行測試 目的：發(fā)現(xiàn)與接口有關的錯誤 依據(jù)：集成測試的依據(jù)是概要設計說明書 內容：軟件單元的接口測試、全局數(shù)據(jù)結構測試、邊界條件和非法輸入的測試 方式：非增量方式組裝與增量方式組裝。,34,,,3.4 軟件測試,3確認測試 又稱有效性測試 目的：驗證軟件的功能和性能及其它特性是否與用戶的要求一致 依據(jù)：軟件需求規(guī)格說明書 方法：黑盒測試法 4系統(tǒng)測試 任務：在實際運行（使用）環(huán)境下，對計算機系統(tǒng)進行一系列的組裝測試和確認測試 目的：在于通過與系統(tǒng)的需求定義作比較，發(fā)現(xiàn)軟件與系統(tǒng)定義不符合或與之矛盾的地方 依據(jù)： 需求分析規(guī)格說明來設計 內容：功能測試、性能測試、操作測試、配置測試、外部接口測試、安全性測試,35,,,,3.4 軟件測試,3.5 程序的調試,程序調試 任務：診斷和改正程序中的錯誤 時機：調試主要在開發(fā)階段進行 基本步驟：錯誤定位、糾正錯誤、回歸測試,37,3.5.1 基本概念,1強行排錯法 通過內存全部打印來排錯（Memory Dump） 在程序特定部位設置打印語句 自動調試工具 2回溯法 3原因排除法 演繹法 歸納法 二分法,38,3.5.2 軟件調試方法,