软件工程笔记

第一章软件工程概述1.软件危机(softwarecrisis)：是指在计算机软件的开发和维护过程中所遇到的一系列严重问题。即“两低一高”问题：质量低、效率低、成本高。软件危机也成为“软件萧条(depression)”或“软件困扰(afflication)”2.软件危机主要表现1）开发成本和进度估计不准2）用户对“已完成的”软件系统不满意3）软件质量往往靠不住4）软件常常是不可维护的5）软件通常没有适当的文档资料6）软件成本逐年上升7）软件开发生产率滞后于硬件和计算机应用普及的趋势3.产生软件危机的原因1）与软件本身的特点有关a.软件不同于硬件，是逻辑部件而不是物理部件缺乏可见性难于测试管理和控制开发过程困难不会因使用时间过长而被“用坏”难以维护b.软件不同于一般程序，规模庞大，而且程序复杂性随着程序规模的增加而呈指数上升2）和软件开发与维护的方法不正确有关a.对软件开发和维护有关的错误认识和作法忽视软件需求分析的重要性认为软件开发就是写程序轻视软件维护b.对软件开发过程与方法的认识与应用软件开发要经历一个漫长的时期（编程占10-20%）程序仅是完成软件配置的一个组成部分软件开发方法要有利于软件维护4.软件的特点(1)软件是无形的（intangible）(2)软件副本的大批量生产轻而易举(3)软件业是劳动密集型的(4)一个没有经过充分训练的软件开发人员很容易编写出难以理解和修改的软件(5)软件本身很容易修改。但由于它的复杂性，又很难正确地修改。(6)软件不像其他的工业产品那样会因使用而磨损，随着反复修改，它的设计会逐渐退化5.消除软件危机的途径1）对计算机软件的正确认识2）认识到软件开发不是个体劳动的神秘技巧，而是一种组织良好、管理严密、各类人员协同配合、共同完成的工程项目3）推广使用成功的软件开发技术和方法4）开发和使用更好的软件开发工具总之,为了消除软件危机，既要有技术措施(方法和工具)，又要有必要的组织管理措施。6.对“工程”的理解：大事情，施工的过程，工程学科。施工的过程：分析设计实现维护7.软件的概念经典定义：软件=程序+文档+数据软件是计算机程序及其有关的数据和文档的完整集合。计算机程序是能够完成功能的可执行的指令序列数据是程序能适当处理的信息，具有适当的数据结构软件文档是开发、使用和维护程序所需要的图文资料8.软件工程的概念概括地说，软件工程是指导计算机软件开发和维护的工程学科。采用工程的概念、原理、技术和方法来开发与维护软件，把经过时间考验而证明正确的管理技术和当前能够得到的最好的技术方法结合起来，以经济地开发出高质量的软件并有效地维护它，这就是软件工程。目标：项目成功（BFC,Better、Faster、Cheaper）9.软件工程的本质特征（1）软件工程关注于大型程序的构造（2）软件工程的中心课题是控制复杂性（3）软件经常变化（4）开发软件的效率非常重要（5）和谐地合作是开发软件的关键（6）软件必须有效地支持它的用户（7）在软件工程领域中通常由具有一种文化背景的人替具有另一种文化背景的人创造产品10.软件工程的基本原理（1）用分阶段的生命周期计划进行严格管理（2）坚持进行阶段评审（3）实行严格的产品控制（4）采用现代程序设计技术（5）结果应能清楚地审查（6）开发小组的人员应该少而精（7）承认不断改进软件工程实践的必要性11.软件工程方法学通常把在软件生命周期全过程中使用的一整套技术的集合称为方法学(methodology)，也称为范型(paradigm)。1)传统方法学（结构化方法学）：SA,SD,SP,ST2)面向对象方法学：OOA,OOD,OOP,OOTS：结构化，structuredOO：面向对象，ObjectOrientedA：分析，AnalysisD：设计，DesignP：编程，ProgrammingT：测试，Test12.软件工程方法学三要素，这就是方法、工具和过程。其中：1)方法是完成软件开发任务的技术方法，回答“如何做”的问题；2)工具是为方法的运用提供自动的或半自动的软件支撑环境；3)过程规定了完成各项任务的工作阶段、工作内容、产品、验收的步骤和完成准则。第二章软件过程1.过程（process）：ISO9000把过程定义为，把输入转化为输出的一组彼此相关的资源和活动。2.软件过程(SoftwareProcess):是为了获得高质量软件所需要完成的一系列任务的框架（Framework），它规定了完成各项任务的工作步骤。3.软件生命周期软件生命周期由软件定义、软件开发、和运行维护三个时期组成，每个时期又可进一步划分成若干个阶段。(三个时期八个阶段)三个时期八个阶段：三个时期：软件定义、软件开发、运行维护八个阶段：（1）问题定义(2).可行性研究(3).需求分析(4).概要设计(5).详细设计(6).编码和单元测试(7).综合测试(8).软件维护4.软件开发模型(在课本的14—33页，了解一下)1）瀑布模型(Waterfall)2）快速原型模型Prototype3）增量模型（IncrementalModels）4）喷泉模型5）螺旋模型6）统一过程(rationalunifiedprocess,RUP)7）敏捷过程8）极限编程(extremeprogramming,XP)9）能力成熟模型（capabilitymaturitymodel,CMM）第三章结构化的分析（SA）1.需求分析：发现、求精、建模、规格说明、复审的过程。发现：获取需求，完备、正确、有效求精：细节建模：形式化描述规格说明：详述复审：批准2.需求分析的准则1）必须理解和表示问题的信息域，根据这条准则应该建立数据模型。2）必须定义软件应完成的功能，这条准则要求建立功能模型。3）必须表示作为外部事件结果的软件行为，这条准则要求建立行为模型。4）必须对描述信息、功能和行为的模型进行分解，用层次的方式展示细节。3.需求获取的方法1）访谈正式的：事先准备好的非正式的访谈：开放的，头脑风暴，情景分析2）面向数据流自顶向下求精3）简易的应用规格说明技术4）快速建立软件原型4.分析建模结构化分析实质上是一种创建模型的活动。通过需求分析而建立的模型必须达到下述的三个基本目标：描述用户的需求。为软件设计工作奠定基础。定义一组需求，一旦开发出软件产品之后，就可以用这组需求为标准来验收该产品。5.模型(Model)：是为了理解事物而对事物作出的一种抽象，是对事物的书面上的无歧义文字或图形的描述.5.1.模型是对问题的简化。5.2.要从多个角度认识事物。6.分析模型：数据模型（实体联系图）、功能模型（数据流图）、行为模型（状态转换图）。7.需求分析成果：软件需求规格说明8.实体-联系图（ER图，entity-relationshipdiagram）(P41,要求会画)（1）数据模型的主要成分：数据对象，数据对象的属性，数据对象彼此间相互连接的关系数据对象：对软件必须理解的复合信息的抽象。属性：定义了数据对象的性质。联系：数据对象彼此之间相互连接的方式称为联系，也称为关系。类型：一对一联系、一对多联系、多对多联系。联系也可以有属性。（2）实体-联系图的符号表示：实体属性联系9.数据流图（DFD，DataFlowDiagram）：描绘信息流和数据从输入移动到输出的过程中所经受的变换（书本P43—47，要会画）10.数据字典（DD:，DataDictionary）：是关于数据的信息的集合，是对数据流图中包含的所有元素的定义的集合（书本P49—51，要会画）11.状态转换图（SD，StateDiagram）：通过描绘系统的状态及引起系统状态转换的事件，来表示系统的行为。用于建立行为模型。状态：是任何可以被观察到的系统行为模式。状态规定了系统对事件的响应方式事件：是在某个特定时刻发生的事情，是引起系统做动作或（和）转换状态的控制信息。（书本P47—49）架构第四章结构化设计性能DFD环境功能将来分析设计过程ERDDD数据STD接口（五大需求）数据（四大设计）内存DS数据DB外存file架构C/S,B/S四大设计构件之间的接口接口人—机接口Process过程Procedure（步骤）三型两化行为模型三型功能模型数据模型系统化两化层次化如何设计：必须依据原理、原则、规则、准则模块：是由边界元素限定的相邻的程序元素的序列，而且有一个整体标识符来代表它。模块化：就是把程序划分成可独立命名且独立访问的模块，每个模块完成一个子功能，把这些模块集成起来构成一个整体，可以完成指定的功能满足用户的需求。（1）一组相邻元素（2）一个边界（3）一个名字（标识符ID）Why模块化1）降低复杂度2）有利于团队分工协作Howto模块化Meyer模块化5标准1）模块可分解性（降低复杂性）2）模块可组装性（可重用，reuse）3）模块可理解性(易于维护)4）模块连续性（副作用小）5）模块保护性（屏蔽异常）抽象（abstract）：抽出事物的本质特征，而暂时不考虑它们的细节找共性，略特性抓主要，略次要有效降低模块数量逐步求精：为了集中精力解决主要问题而尽量推迟对问题细节的考虑。大小粗细Miller法则：一个人在任何时候都只能把精力集中在7±2个知识块上。7±2全局变量信息隐藏局部变量块内：高内聚，一个模块只做一件事模块独立参数少块间：低耦合，KIS（keepitsimple）类型简单结构化设计原理：1）模块化2）抽象3）信息隐藏4）逐步求精启发原则：1）改进软件结构提高模块独立性2）模块规模应该适中（LOC30）LOC:linesofcodenotecode3）深度、宽度、扇出和扇入都应当适中（7±2原则）4）模块的作用域应该在控制域之内5）力争降低模块接口的复杂度（接口KIS）6）设计单出口单入口的模块7）模块的功能应该可以预测设计结果描述工具：建模工具软件工具工具建模工具开发工具IPO图（InputProcessOutput）：描述模块（总体）架构表示：C/S,B/S,层次层次图+IPO图=HIPO图结构图：（P76）Yourdon提出的结构图是进行软件结构设计的另一个有力工具面向设计流的设计方法三种设计方法面向数据结构的设计方法面向对象的设计方法设计优化：无有好优精人—机界面设计问题MICUIGUIAUIMMI1.系统响应时间（长度、易变性）集成式（内含，开始就设计在软件中）2.用户帮助措施嵌入式/附加式（联机文档）1）完备性2）选择性（menu,F1,help）3）如何显示帮助信息4）返回/退出(ESCescape,按钮)平面5）怎样组织帮助信息层次结构（导航）Web页（超链接）3.出错信息处理1）可理解性2）建设性3）警示性4）视听性5）友好性4.命令交互UI设计的重要性：1）用户评价产品的依据2）占总设计量的50%以上3）涉及到美学、人—机工程学、心理学4）UI工程师成为一种岗位UI设计原则：以人为本、人性化、美、方便和谐美一致对称人—机界面设计过程：用户界面设计是一个迭代的过程建模（UML的状态图）建立原型（powerpoint,dreamvever）试用评估界面设计指南（看看微软的界面设计）1）一般交互2）信息显示3）数据输入结构化方法学SASDSPST1965GOTO语句1968（书本P89）1972如果一个程序的代码块仅仅通过顺序、选择和循环这三种控制结构进行连接，并且每一个代码块只有一个入口和一个出口，则称这个程序是结构化的。1）顺序2）选择（单路、双路、多路、多重）3）循环（for、当型循环、直到型循环、枚举）过程设计工具程序流程图N-S盒图图PAD图UML活动图判定树判定表表伪码语言语言（要会画这些图，会根据伪码语言转化为上述各种图，还要掌握几种图之间的转换）数据的三类逻辑结构1）顺序2）选择3）重复第五章结构化实现测试定义：为了发现错误而执行程序的过程错误编写时产生的故障运行时发生的测试具有破坏性，而其它的环节都是建设性的。但是其破坏时为了更好的建设，保证质量的有效途径测试的目标（）1)定义：测试是为了发现程序中的错误而执行程序的过程2)好的测试：好的测