软件工程概论(1)

软件工程概论48学时（24理论+24上机）顾春华[e-mail]课程安排理论内容：基本原理、方法和技术形式：讲授、自学、讨论实践内容：构造一个应用系统（包括分析、设计、编码、测试）形式：分组、分阶段文档、编码、集成软件工程的内容软件工程的基本概念软件过程软件开发各阶段的任务、技术、方法传统方法、面向对象方法项目管理软件质量保证第一章软件危机与软件工程软件与软件危机软件工程技术复审和管理复审软件程序、软件与软件产品独唱--小合唱--合唱--万人大合唱|||简单程序较复杂程序软件软件包括程序：按事先设计的功能和性能需求执行的指令序列数据：是程序能正常操纵信息的数据结构文档：与程序开发、维护和使用有关的图文材料软件开发的发展过程计算机应用发展软件数量多规模大软件成本高质量低个体化软件开发方法软件维护困难软件危机软件工程软件危机定义计算机软件的开发和维护过程所遇到的一系列严重问题表现对软件开发成本和进度的估算很不准确用户很不满意质量很不可靠没有适当的文档软件成本比重上升供不应求：软件开发生产率跟不上计算机应用迅速深入的趋势软件危机原因客观：软件本身特点逻辑部件规模庞大主观：不正确的开发方法忽视需求分析软件开发=程序编写轻视软件维护软件危机解决途径组织管理工程项目管理方法技术措施软件开发技术与方法软件工具软件工程定义指导计算机软件开发和维护的工程学科工程方法+管理技术+技术方法B.W.Boehm七条基本原理确保软件质量和开发效率P5-7课后作业你以前开发软件的过程是什么？你认为正确的软件开发过程是怎样的？学习理解RUP（可选）你对软件工程课教学方式和内容的建议软件生命周期软件生命周期软件定义问题定义可行性分析需求分析软件开发系统设计编码测试软件维护技术复审和管理复审复审每阶段结束前技术复审从技术角度确保质量降低软件成本（尽早发现问题）管理复审成本、进度、经费等技术复审审查小组审查过程准备简要介绍情况阅读被审文档开审查会返工复查第二章软件过程模型ProcessModel瀑布模型（waterfallmodel）快速原型模型（rapidprototypemodel）螺旋模型（spiralmodel）转换模型（transformationalmodel）构件集成模型（componentintegrationmodel）瀑布模型问题定义可行性研究需求分析软件设计编码测试维护瀑布模型特点阶段的顺序性和依赖性推迟实现的观点质量保证存在问题不适合需求模糊的系统快速原型模型需求分析原型开发最终系统设计原型评价最终系统实现用户反馈快速原型模型特点快速开发工具循环低成本种类渐进型抛弃型螺旋模型螺旋模型特点瀑布模型+快速原型+风险分析迭代过程一个螺旋式周期确定目标，选择方案，选定完成目标的策略风险角度分析该策略启动一个开发阶段评价前一步的结果，计划下一轮的工作转换模型形式化规格说明与需求比较后修正变换2变换1变换n测试形式化开发记录系统需求目标系统转换模型特点形式化软件开发方法形式化需求规格说明变换技术程序自动生成技术确保正确构件集成模型构件集成模型特点面向对象基于构件库融合螺旋模型特征支持软件开发的迭代方法软件重用RUP用例驱动迭代和增量的过程五个活动：需求、分析、设计、实现和测试四个阶段第三章可行性研究可行性研究的任务可行性研究的步骤可行性研究的工具系统流程图数据流图数据字典成本/效益分析开发软件要回答三个问题Whytodo?—可行性研究Whattodo?—需求分析Howtodo?—系统设计可行性研究的任务回答是否可行最短时间最小代价三个方面的可行性技术可行性经济可行性操作可行性循环可行性研究的步骤1.复查系统规模和目标2.研究现有系统功能3.导出新系统模型4.重新定义问题5.导出和分析各种可选解决方案6.推荐行动方针7.草拟开发计划8.书写文档提交审查1复查系统规模和目标问题定义阶段的成果系统规模和目标报告书复查任务改正含糊的、二义的描述改正不正确的描述核查系统限制和约束2研究现有系统功能分析现有系统高层系统流程图确定系统功能比较新旧系统新系统必须完成旧系统的基本功能新系统必须改正旧系统存在问题新系统必须比旧系统增收入、减支出3导出新系统模型旧系统逻辑模型新系统逻辑模型新系统目标和规模逻辑模型描述工具数据流图数据字典用例图4重新定义问题复查问题定义、规模和目标根据新系统模型分析员误解用户遗漏重新定义问题循环（定义，分析，求解，重定义）5导出和分析可选解决方案从逻辑模型导出物理系统方案不同角度多个方案分析各种可选方案技术可行性操作可行性经济可行性为可行方案制定初步进度计划6推荐行动方针得出可行性研究结果继续开发终止项目推荐解决方案成本/效益7草拟开发计划为推荐方案确定开发计划进度开发人员硬件设备软件工具各阶段成本估计8书写文档提交审查可行性研究报告各步骤结果推荐方案开发计划等系统流程图SFD物理数据流图，不同与程序流程描述物理系统表示物理部件信息流动符号（P21）例子（P23）分层的SFD从抽象到具体，从简单到复杂数据流图DFD描述系统逻辑模型信息在系统中的流动和处理用途交流信息的工具分析和设计的工具数据流图DFD符号P24例子P25-27分层从高层到低层分解前后的数据流必须一致命名数据流处理领书单进书通知购书单缺书单DFD练习—售书系统学生教材购销系统书库保管员领书单进书通知进书通知购书单缺书单DFD练习—售书系统1销售2采购书库保管员学生F1教材存量表F2缺书登记表数据字典DDDFD中所有元素的定义的集合内容数据流数据流分量数据存储处理（一般不用DD描述）数据字典DD定义数据的方法自顶向下分解数据数据元素的组合方式顺序：A+B选择：[A|B]重复：1{A}5可选：（A）数据字典DDDD的用途分析阶段的交流工具包含控制信息数据库设计的基础例子P32成本/效益分析成本估计代码行技术行数*每行平均成本任务分解技术人月1*月工资+人月2*月工资+。。。自动成本估算软件工具成本/效益分析成本/效益分析方法开发成本、运行费用新系统带来的经济效益必须考虑货币的时间价值（利率）计算投资回收期纯收入投资回收率第四章需求分析需求分析的任务与步骤需求获取的常用方法分析建模软件需求说明结构化分析技术面向对象分析技术需求分析的任务和步骤需求分析的任务建立分析模型编写需求说明需求分析的步骤需求获取需求提炼需求描述需求验证需求获取的常用方法联合分析小组用户代表、领域专家和系统分析员客户访谈充分准备，寻找共同语言循循序渐进、逐步逼近问题分析与确认多个来回分析建模结构化分析模型面向对象分析模型分析模型描述工具DFD、DD和PSPECCFD、CSPEC和STDE-R图用例图，对象-关系图，对象-行为图两种程序设计方法程序设计的两次飞跃结构化程序设计程序=数据结构+算法面向对象程序设计程序=对象+消息两种软件工程方法传统软件工程软件分析→总体设计→详细设计→面向过程的编码→测试面向对象软件工程软件分析与对象抽取→对象详细设计→面向对象的编码→测试面向对象的基本概念对象Object类Class继承Inheritance消息Message面向对象对象+类+继承+消息通信对象Object客观世界中的实体状态（静态属性Attributes）操作（动态行为Mehtods）对象::=ID,MS,DS,MIIdentifierMethodSetDataStructureMessageInterface对象的特点以数据为中心对象是主动的实现数据封装本质上有并行性模块独立性好类Class和实例Instance类相同属性和行为的对象的抽象实例特定类所描述的一个具体对象子类直接继承父类的数据和操作继承的传递性，单继承、多重继承继承（Inheritance）家具桌子椅子衣柜床椅子的实例多态性Polymorphism概念不同类层次共享一个方法名相同的参数特征和返回值类型多种不同实现C++中虚函数实现动态联编重载Overloading函数重载同一作用域多个名字相同的函数参数特征不同静态联编运算符重载消息Message对象间的交互手段形式：Message:[dest,op,para]DestinationObjectOperationParameters结构化分析模型加工说明数据对象说明STD图DFD图E-R图DD控制说明面向对象分析模型属性、操作、协作者对象-行为模型对象-关系模型类/对象模型使用实例软件需求说明（SRS）引言信息描述功能描述需要规格说明书行为描述质量保证接口描述其它需求分析模型描述工具结构化分析工具DFD、DD和PSPECCFD、CSPEC和STDE-R图面向对象分析工具用例图，类对象图对象-关系图对象-行为图CFD和CSPEC与DFD类似适合实时系统的分析表示控制流CFD和CSPEC的符号表示控制信息或事件引用控制说明例子：DFD和CFD---DFD信号半分钟数据光电管采集计数传送工控机处理实时数据显示班数据处理半小时数据班数据例子：DFD和CFD---CFD翻屏人工驱动信息时钟半小时半分钟某型号累加物品经过信号半分钟数据光电管采集计数传送工控机处理实时数据显示班数据处理半小时数据班数据STD描述软件状态变迁符号表示矩形---系统状态箭头---状态转变方向规则表达式---事件/触发行为状态1状态2事件/触发行为STD例子20秒到/翻屏生成最新数据/翻屏半小时到/工控处理半分钟到/传送空闲/采集物品经过/计数采集PLC计数传送工控处理实时翻屏