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1、單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,軟件工程概要,數(shù)據庫原理課程,補充知識,背景,軟件危機,軟件開發(fā)周期大大超過規(guī)定日期,軟件開發(fā)成本嚴重超標,軟件質量難于保證,軟件的發(fā)展大體上經歷了三個階段：,程序設計,階段、,軟件,階段、,軟件工程,階段。,程序設計時代,名稱,程序,生產方式,個人,質量,取決于個人水平,設計對象,以硬件為中心,開發(fā)工具,無,維護,無,設計方法,無,以技巧為主,軟件時代,軟件,項目組,取決于小集團水平,硬件,/,軟件為中心,無系統(tǒng)工具，工具為個人,所有,由開發(fā)者進行維護，在設,計中不重視維護設計問題,自頂向下,有質量保證問

2、題和持續(xù)性,問題,軟件工程時代,軟件產品,軟件組織,軟件生產管理,以軟件為中心,軟件生成器,設計與制作過程中均考慮維,護問題，維護成本占很大比,重,結構化設計、原型設計,從程序設計到軟件工程時代,軟件工程的定義,IEEE,【IEE93】,定義：“將系統(tǒng)化的、規(guī)范的、可度量的方法應用于,軟件的開發(fā)、運行和維護,的過程，即將工程化應用于軟件中?！?軟件工程是應用計算機科學、數(shù)學及管理科學等原理開發(fā)軟件的工程。它借鑒傳統(tǒng)工程的原則、方法，,以提高質量，降低成本,為目的。,兩種軟件工程方法,傳統(tǒng)軟件工程,軟件分析 總體設計 詳細設計 面向過程的編碼 測試,面向對象軟件工程,軟件分析與對象抽取 對象詳細

3、設計 面向對象的編碼 測試,結構化分析模型的組成結構,數(shù)據流圖,(,DFD,),E-R,圖,狀態(tài),變,遷圖,(,STD,圖),加,工,說,明,控制說明,數(shù),據,對,象,說,明,數(shù)據字典,（,DD,）,面向對象分,析模型的組成結構,對象-關,系模型,類/對象,模型,對象-行為模型,使用實例,(Use Case),操作、,屬性、,協(xié)作者,對象模型,動態(tài)模型,功能模型,傳統(tǒng)軟件工程中的瀑布模型,可行性研究與計劃,需求分析,總體|詳細設計,編碼,運行維護,測試,定義,階段,開,發(fā),階,段,維護階段,1.問題定義,關鍵問題：,“要解決的問題是什么？”,主要結果：提出關于問題的性質、工程目標和規(guī)模的書面報

4、告。,內容及步驟,(一)系統(tǒng)任務的提出,(二)初步調查,(三)系統(tǒng)目標的確定,2 可行性研究,可行性、可行性研究的含義,可行性的含義包括可能性、必要性。,可行性分析的對象是,系統(tǒng)目標,。評價總體方案（系統(tǒng)目標）的可能性、必要性。,可行性研究目的：,用最小的代價在盡可能短的時間內確定,問題是否能夠解決，是否有必要去解決,。,可行性,研,研究的,內,內容,1.技,術,術上的,可,可行性,2.經,濟,濟上的,可,可行性,3.操,作,作可行,性,性,4.時,間,間可行,性,性,5.組,織,織與管,理,理上可,行,行性,6.社,會,會、政,策,策允許,的,的可行,性,性,3.,需,需求分,析,析的任,務

5、,務,準確地定義未來系,統(tǒng),統(tǒng)的目,標,標，確,定,定為了,滿,滿足用,戶,戶的需,求,求系統(tǒng),必,必須做,什,什么。,用,規(guī),規(guī)范的,形,形式準,確,確地表,達,達用戶,的,的需求。,基本任,務,務：準,確,確地回,答,答“系統(tǒng)必,須,須做什,么,么？”,需求分,析,析的具,體,體任務,1.確,定,定對系,統(tǒng),統(tǒng)的綜,合,合需求,：,(1),系,系統(tǒng)功,能,能要求(2),系,系統(tǒng)性,能,能要求(3),運,運行要,求,求(4)將來,可,可能提,出,出的要,求,求,2.分析系,統(tǒng),統(tǒng)的數(shù)據要,求,求,：,采用建立“,概,概念模型”,的,的方法，并,輔,輔助圖形工,具,具，如：層,次,次方框圖、W

6、arnier圖等。,3.導出系,統(tǒng),統(tǒng)的邏輯模,型,型,：,數(shù)據流程圖,、,、數(shù)據字典,、,、主要算法,4.修正系,統(tǒng),統(tǒng)開發(fā)計劃,5.開發(fā)原,型,型系統(tǒng),4.總體,設,設計的過程,設想供選擇,的,的方案,選取合理的,方,方案,推薦最佳方,案,案,功能分解,設計軟件結,構,構,數(shù)據庫設計,制定測試計,劃,劃,書寫文檔,審查和復審,5.詳細,設,設計的基本,任,任務,回答的關鍵,問,問題：“怎樣具體,地,地實現(xiàn)這個,系,系統(tǒng)”,主要任務是,設,設計出程序,的,的“藍圖”,，,，供程序員,日,日后根據這,個,個藍圖編寫,出,出實際的程,序,序代碼。,注意：設計,程,程序的藍圖,，,，不是具體,地,

7、地編寫程序,。,。,設計程序主,要,要采用結構,化,化的程序設,計,計方法。,詳細設計,主要任務：編寫詳細設,計,計說明書,為此，設計,人,人員應：,(1)確定,每,每個模塊的,算,算法，用工,具,具表達算法,的,的過程，寫,出,出模塊的詳,細,細過程性描,述,述。,(2)確定,每,每一模塊的,數(shù),數(shù)據結構。,(3)確定,模,模塊接口細,節(jié),節(jié)。,詳細設計是,編,編碼的先導,。,。,詳細設計具,體,體任務,確定模塊如,何,何實現(xiàn),編寫詳細設,計,計說明書,制定單元測,試,試計劃,詳細設計評,審,審,6.編碼,程序寫作風,格,格,程序設計方,法,法論,自頂向下的,程,程序設計方,法,法,自底向上

8、的,程,程序設計方,法,法,程序設計自,動,動化,程序設計工,具,具,7.測試,軟件測試是為了發(fā)現(xiàn)錯,誤,誤而執(zhí)行程,序,序的過程。,軟件測試是,根,根據軟件開,發(fā),發(fā)階段的規(guī),格,格說明和程,序,序的內部結,構,構而精心設,計,計一批測試,用,用例（即輸,入,入的數(shù)據及,其,其預期的輸,出,出結果），,并,并利用這些,用,用例去運行,程,程序，以發(fā),現(xiàn),現(xiàn)程序錯誤,的,的過程。,軟件測試的,目,目的,測試是程序,的,的執(zhí)行過程,，,，目的在于,發(fā),發(fā)現(xiàn)錯誤；,一個好的測,試,試用例在于能發(fā)現(xiàn)至今,未,未發(fā)現(xiàn)的錯,誤,誤；,一個成功的,測,測試是發(fā)現(xiàn)了至今,未,未發(fā)現(xiàn)的錯,誤,誤的測試。,測試

9、設計中,需,需要考慮的,22,種測試類型,黑盒測試,白盒測試,單元測試,累計綜合測,試,試,集成測試,功能測試,系統(tǒng)測試,端到端測試,健全測試,衰竭測試,接受測試,負載測試,強迫測試,性能測試,可用性測試,安裝/卸載,測,測試,恢復測試,兼容測試,安全測試,比較測試,Alpha,測,測試,Beta測,試,試,8.運行,維,維護,本質上是修,改,改和壓縮了,的,的軟件定義,和,和開發(fā)過程,分析,設計,編碼,測試,驗收,配置,復審,可靠性,可移植性,可用性,可理解性,可修改性,可測試性,可理解性,可修改性,可移植性,效率,可靠性,效率,完整性,一致性,可理解性,幾種典型的,開,開發(fā)方法：,模塊化方

10、法,（,（,modular method,）,結構化方法,面向數(shù)據結,構,構方法,面向對象方,法,法,軟件開發(fā)方,法,法,結構程序設,計,計,結構程序設,計,計是一種設,計,計程序的技,術,術，它采用自頂向下逐,步,步求精的設計方法,和,和單入口單出,口,口的控制結構,。,。,逐步求精的,含,含義,總體設計階,段,段逐步求精,的,的含義,把一個復雜,問,問題的解法,分,分解和細化,成,成一個由許,多,多模塊組成,的,的層次結構,的,的軟件系統(tǒng),。,。,詳細設計階,段,段逐步求精,的,的含義,把一個模塊,的,的功能逐步,分,分解細化為,一,一系列具體,的,的處理步驟,或,或某種高級,語,語言的語

11、句,。,。,結構程序設,計,計優(yōu)越性,自頂向下逐,步,步求精的方,法,法符合人類,解,解決復雜問,題,題的普遍規(guī),律,律，因此可,以,以顯著提高,軟,軟件開發(fā)工,程,程的成功率,和,和生產率。,用先全局后,局,局部、先整,體,體后細節(jié)、,先,先抽象后具,體,體的逐步求,精,精過程開發(fā),出,出的程序有,清,清晰的層次,結,結構，因此,容,容易閱讀和,理,理解。,不使用GOTO語句,，,，僅使用單,入,入口單出口,的,的控制結構,，,，使得程序,的,的靜態(tài)結構,和,和它的動態(tài),執(zhí),執(zhí)行情況比,較,較一致，易,于,于閱讀和理,解,解。,傳統(tǒng)方法學,的,的缺點,瀑布模型的,缺,缺點：僵化,瀑布模型要,

12、求,求：生命周,期,期各階段間,遵,遵守嚴格的,順,順序。,實際情況是,：,：軟件開發(fā),往,往往在反復,實,實踐中完成,。,。,瀑布模型要,求,求：預先定,義,義并“凍結,”,”軟件需求,。,。,實際情況是,：,：某些系統(tǒng),的,的需求的一,個,個逐漸明確,的,的過程，且,預,預先定義的,需,需求到軟件,完,完成時可能,已,已經過時。,結構化技術,的,的缺點（SA-SD-SP）,本質上是功,能,能分解，以,實,實現(xiàn)功能的,過,過程為中心,。,。,而用戶的需,求,求變化主要,是,是針對功能,的,的。這就使,基,基于過程的,設,設計不易被,理,理解；且功,能,能變化往往,引,引起結構變,化,化較大，

13、穩(wěn),定,定性不好。,系統(tǒng)有明確,的,的邊界定義,，且系統(tǒng)結,構,構依賴于系,統(tǒng),統(tǒng)邊界的定,義,義，這樣的,系,系統(tǒng)不易擴,充,充和修改。,數(shù)據與操作,分,分開處理,，可能造成,軟,軟構件對具,體,體應用環(huán)境,的,的依賴，可,重,重用性(reusability)較差.,軟件工程的,新,新途徑之一,：,：快速原型,法,法,適用于用戶,驅,驅動的系統(tǒng),（,（即需求模,糊,糊或隨時間,變,變化的系統(tǒng),）,）,建造/修改,原型,用戶測試,運行原型,聽取用,戶意見,傳統(tǒng)方法和,面,面向對象方,法,法的比較,傳統(tǒng)方法,系統(tǒng)是過程的集合,過程與數(shù)據實體交互,過程接受輸入并產生輸出,面向對象方法,系統(tǒng)是交互對

14、象的集合,對象與人或其它對象交互,對象發(fā)送與響應消息,傳統(tǒng)方法數(shù),據,據與過程是,分,分離的,過程1,輸入,輸出,過程2,過程3,數(shù)據實體,屬于該對象,的數(shù)據,對象,處理數(shù)據的,方,方法,消息,消息,對象把數(shù)據,和,和處理數(shù)據,的,的方法封狀,成,成一個單元,為什么對面,向,向對象方法,感,感興趣?,面向對象方,法,法的主要優(yōu),點,點：,自然性：追求軟件系,統(tǒng),統(tǒng)對現(xiàn)實系,統(tǒng),統(tǒng)的直接模,擬,擬，盡量實,現(xiàn),現(xiàn)將現(xiàn)實世,界,界中的事物,直,直接映射到,軟,軟件系統(tǒng)的,解,解空間中。,軟件復用,：,可復用性（,可,可重用性）,可擴展性,可管理,性,面向對象分,析,析,面向對象分,析,析的關鍵：,

15、識別出問題,域,域內的對象,，,，并分析它,們,們相互間的,關,關系，最終,建,建立起問題,域,域的簡潔、,精,精確、可理,解,解的正確模,型,型。,面向對象方,法,法最基本的,原,原則：,按照人們習,慣,慣的思維方,式,式，用,面向,對象觀點建,立,立問題域的,模,模型，開發(fā),出,出盡可能自,然,然地表現(xiàn)求,解,解方法的軟,件,件。,面向對象建,模,模,用面向對象,方,方法開發(fā)軟,件,件，通常需,要,要建立三種,形,形式的模型,：,：,對象模型：描述系統(tǒng),數(shù),數(shù)據結構,動態(tài)模型：描述系統(tǒng),控,控制結構,功能模型：描述系統(tǒng),功,功能,一些具體工,具,具介紹,A Room hierarchy b

16、ased on aninterior designersperspective,Room,Room with lights,Room with windows,Garage,Basement,Kitchen,Bathroom,Room with,Furniture,Living,Room,Family,Room,Bed,Room,Dining,Room,層次方框圖,數(shù)據流程圖DFD,是結構化系,統(tǒng),統(tǒng)分析的主,要,要工具，它,表,表示了系統(tǒng),內,內部信息的,流,流向，并表,示,示了系統(tǒng)的,邏,邏輯處理的,功,功能,數(shù)據流程圖,的,的特性,(1)抽象性：具體的組,織,織機構、工,作,作場所、物,質,質流等等都,去,去掉，僅剩,下,下信息和數(shù),據,據存儲、流,動,動、使用以,及,及加工的情,況,況。,(2)概括性：它把系統(tǒng),對,對各種業(yè)務,的,的處理過程,聯(lián),聯(lián)系起來考,慮,慮，形成一,個,個總體，具,有,有概括性。,(3)數(shù)據,流,流程圖描述,的,的主體是抽象出來,的,的數(shù)據。,(4)數(shù)據,流,流程圖具有層次性，一個系統(tǒng),將,將有許多層,次,次的流程圖,。,。,數(shù)據流程圖,的,的用途,系