軟件開發(fā)技術(shù)基礎(chǔ)

1、q程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)q軟件工程基礎(chǔ)軟件工程基礎(chǔ) 是指利用計(jì)算機(jī)解決問題的全過程，是指利用計(jì)算機(jī)解決問題的全過程，它包含多方面的內(nèi)容，而編寫程序只是其它包含多方面的內(nèi)容，而編寫程序只是其中的一部分。中的一部分。 分分析析問問題題確定確定處理處理方案方案確定確定操作操作步驟步驟編編寫寫程程序序上機(jī)上機(jī)運(yùn)行運(yùn)行程序程序整整理理結(jié)結(jié)果果 求圓的面積和周長的程序設(shè)計(jì)一求圓的面積和周長的程序設(shè)計(jì)一般步驟：般步驟： 分析問題分析問題 求圓的面積和周長需要知道圓的半徑求圓的面積和周長需要知道圓的半徑r r，根據(jù)圓的半，根據(jù)圓的半徑求出圓的面積徑求出圓的面積S S和周長和周長L L并輸出結(jié)果。并輸出結(jié)果。

2、 確定處理方案確定處理方案 求圓的面積數(shù)學(xué)公式是：求圓的面積數(shù)學(xué)公式是：S=S=rr2 2 求圓的周長公式是：求圓的周長公式是：L=2L=2r r 確定操作步驟確定操作步驟 求圓的面積和周長的算法描述為：求圓的面積和周長的算法描述為： 確定半徑的初值確定半徑的初值 計(jì)算面積計(jì)算面積S S 計(jì)算周長計(jì)算周長L L 輸出結(jié)果輸出結(jié)果S S，L L 根據(jù)操作步驟編寫源程序根據(jù)操作步驟編寫源程序。 將上面求圓的面積和周長算法編寫源程序如下將上面求圓的面積和周長算法編寫源程序如下 define PI 3.14159 main() float r=3，S，L； S=PI*r*r； L=2*PI*r； pr

3、intf(“S=%f，L=%fn”， S， L)； 運(yùn)行調(diào)試程序運(yùn)行調(diào)試程序。 整理輸出結(jié)果，寫出相關(guān)文檔整理輸出結(jié)果，寫出相關(guān)文檔。程序設(shè)計(jì)方法與風(fēng)格程序設(shè)計(jì)方法與風(fēng)格程序設(shè)計(jì)方法程序設(shè)計(jì)方法 是指以什么觀點(diǎn)來研究問題并進(jìn)行求解，是指以什么觀點(diǎn)來研究問題并進(jìn)行求解，以及如何進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)的以及如何進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)的軟件方法學(xué)軟件方法學(xué)。程序設(shè)計(jì)方法經(jīng)過的程序設(shè)計(jì)方法經(jīng)過的2 2個(gè)階段個(gè)階段q 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)q 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)風(fēng)格程序設(shè)計(jì)風(fēng)格 編寫程序時(shí)所表現(xiàn)出的編寫程序時(shí)所表現(xiàn)出的、和和。 程序設(shè)計(jì)風(fēng)格強(qiáng)調(diào)程序設(shè)計(jì)風(fēng)格強(qiáng)調(diào)、和和。 當(dāng)今主導(dǎo)的程序設(shè)計(jì)風(fēng)格當(dāng)今

4、主導(dǎo)的程序設(shè)計(jì)風(fēng)格: : 清晰第一、效率第二清晰第一、效率第二main() float r , s ; scanf(“%f” , &r); if(r0) /半徑必須為正數(shù)半徑必須為正數(shù) s=2*3.14159*r; printf(“s=%f” , s); else printf(“請輸入正數(shù)請輸入正數(shù)!”); main() float r , s ; scanf(“%f” , &r); if(r0) s=2*3.14159*r; printf(“s=%f” , s); else printf(“請輸入請輸入正數(shù)正數(shù)!”); 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)原則結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)原則基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)模

5、塊化模塊化逐步求精逐步求精模塊化模塊化 限制使用限制使用goto語句語句 學(xué)生成績管理學(xué)生成績管理增加增加刪除刪除修改修改查詢查詢統(tǒng)計(jì)統(tǒng)計(jì)按學(xué)號按學(xué)號按姓名按姓名按班級按班級 main() float r , s ; scanf(“%f” , &r); s=2*3.14159*r; printf(“s=%f” , s); ABmain() float r , s ; scanf(“%f” , &r); if(r0) s=2*3.14159*r; printf(“s=%f” , s); else printf(“請輸入正數(shù)請輸入正數(shù)!”); AB條件條件真真假假main() in

6、t i , s ; s=0; for(i=0 ; i=100 ; i+) s=s+i; printf(“s=%d”,s); A條件條件真真假假q 程序結(jié)構(gòu)良好程序結(jié)構(gòu)良好q 程序清晰易讀程序清晰易讀、使用和維護(hù)、使用和維護(hù)q 提高編程的效率，降低開發(fā)成本提高編程的效率，降低開發(fā)成本q 數(shù)據(jù)與對數(shù)據(jù)的操作數(shù)據(jù)與對數(shù)據(jù)的操作(函數(shù)函數(shù))相分離，造成相分離，造成數(shù)據(jù)和算法的一致性差數(shù)據(jù)和算法的一致性差q 程序的可重用性差程序的可重用性差基本概念基本概念面向?qū)ο蠓椒ǖ奶卣骱陀猛久嫦驅(qū)ο蠓椒ǖ奶卣骱陀猛?對象對象 = = 屬性屬性 + + 操作操作 屬性：屬性：就是對象的特征，是對象外觀及行為就是對象的

7、特征，是對象外觀及行為的特征。的特征。 是具有是具有共同屬性共同屬性和和共同操作方法共同操作方法的對象的集的對象的集合，是對象的抽象。合，是對象的抽象。 描述了屬于該對象類型的所有對象的性質(zhì)。描述了屬于該對象類型的所有對象的性質(zhì)。 類是對象的類是對象的抽象（模板）抽象（模板），對象則是其對應(yīng)類的，對象則是其對應(yīng)類的一個(gè)一個(gè)。 p接收消息的對象名稱接收消息的對象名稱p消息名稱消息名稱p零個(gè)或多個(gè)參數(shù)零個(gè)或多個(gè)參數(shù) 發(fā)送發(fā)送對象對象接接口口接收對象消息操作名、參數(shù) 指從外面看只能看到對象的外部特征，而指從外面看只能看到對象的外部特征，而不知道也無須知道數(shù)據(jù)的具體結(jié)構(gòu)及實(shí)現(xiàn)操不知道也無須知道數(shù)據(jù)的具

8、體結(jié)構(gòu)及實(shí)現(xiàn)操作的算法。作的算法。信息的隱蔽是通過對象的封裝性來實(shí)現(xiàn)的信息的隱蔽是通過對象的封裝性來實(shí)現(xiàn)的屬性屬性操作操作1 1、2 2、3 3的實(shí)現(xiàn)的實(shí)現(xiàn)操作操作1 1操作操作2 2操作操作3 3界面界面 使用已有的類（使用已有的類（父類父類）定義作為基礎(chǔ)建立）定義作為基礎(chǔ)建立新類（新類（子類子類）的定義技術(shù)。）的定義技術(shù)。單繼承單繼承多重繼承多重繼承 人人 職工職工 學(xué)生學(xué)生 教師教師 在職學(xué)生在職學(xué)生 提高了軟件的可重用性，繼承具有提高了軟件的可重用性，繼承具有 同一消息被不同的對象接受時(shí)可以產(chǎn)同一消息被不同的對象接受時(shí)可以產(chǎn)生完全不同的行為。生完全不同的行為。 實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)“同一接口，不同

9、實(shí)現(xiàn)同一接口，不同實(shí)現(xiàn)” ” 增加了系統(tǒng)的靈活性，進(jìn)一步減少數(shù)據(jù)冗余，增加了系統(tǒng)的靈活性，進(jìn)一步減少數(shù)據(jù)冗余，顯著提高軟件的可重用性和可擴(kuò)充性。顯著提高軟件的可重用性和可擴(kuò)充性?；靖拍罨靖拍?是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中與硬件相互依賴的一是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中與硬件相互依賴的一部分，包括部分，包括、和相關(guān)的和相關(guān)的。程序程序 計(jì)算機(jī)執(zhí)行的指令序列。計(jì)算機(jī)執(zhí)行的指令序列。數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 是使程序能正常操作信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。是使程序能正常操作信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。文檔文檔 是與程序的開發(fā)、維護(hù)和使用有關(guān)的圖文資料是與程序的開發(fā)、維護(hù)和使用有關(guān)的圖文資料軟件是軟件是程序程序、數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)和和文檔文檔的集合的集合軟件工程源自軟件工程源自

10、軟件危機(jī)軟件危機(jī) 泛指在計(jì)算機(jī)軟件的開發(fā)和維護(hù)過程泛指在計(jì)算機(jī)軟件的開發(fā)和維護(hù)過程中所遇到的一系列嚴(yán)重問題，包括中所遇到的一系列嚴(yán)重問題，包括、等問題。等問題。q軟件需求的增長得不到滿足軟件需求的增長得不到滿足q軟件開發(fā)成本和進(jìn)度無法控制軟件開發(fā)成本和進(jìn)度無法控制q軟件質(zhì)量難以保證軟件質(zhì)量難以保證q軟件不可維護(hù)或維護(hù)程度非常低軟件不可維護(hù)或維護(hù)程度非常低q軟件成本不斷提高軟件成本不斷提高q軟件開發(fā)生產(chǎn)效率的提高趕不上硬件的發(fā)展和軟件開發(fā)生產(chǎn)效率的提高趕不上硬件的發(fā)展和應(yīng)用需求的增長應(yīng)用需求的增長 指導(dǎo)計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)和維護(hù)的工程指導(dǎo)計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)和維護(hù)的工程學(xué)科。包括一下三要素：學(xué)科。包括一下三

11、要素： 為軟件開發(fā)提供為軟件開發(fā)提供“”技術(shù)。技術(shù)。 指支持軟件開發(fā)、管理、文檔生成的自動(dòng)半自指支持軟件開發(fā)、管理、文檔生成的自動(dòng)半自 動(dòng)軟件支撐環(huán)境。動(dòng)軟件支撐環(huán)境。 指軟件開發(fā)各個(gè)環(huán)節(jié)的控制和管理。指軟件開發(fā)各個(gè)環(huán)節(jié)的控制和管理。 軟件工程的軟件工程的核心思想核心思想是將工程化原則運(yùn)用到軟件開是將工程化原則運(yùn)用到軟件開發(fā)過程中，即將軟件產(chǎn)品作為一個(gè)工程產(chǎn)品處理。它包括發(fā)過程中，即將軟件產(chǎn)品作為一個(gè)工程產(chǎn)品處理。它包括、和和三要素。三要素。 是為獲得軟件產(chǎn)品，在軟件工具支持下由軟件工程師完成的一系列工程活動(dòng)。通常包括4種基本過程活動(dòng) 軟件規(guī)格說明軟件規(guī)格說明。規(guī)定軟件的功能以及運(yùn)行時(shí)的限制。

12、規(guī)定軟件的功能以及運(yùn)行時(shí)的限制。 軟件開發(fā)軟件開發(fā)。 產(chǎn)生滿足軟件規(guī)格說明的軟件。產(chǎn)生滿足軟件規(guī)格說明的軟件。軟件確認(rèn)軟件確認(rèn)。 確認(rèn)軟件能夠滿足用戶提出的要求。確認(rèn)軟件能夠滿足用戶提出的要求。 軟件演進(jìn)軟件演進(jìn)。 為滿足用戶的變更要求，軟件必須為滿足用戶的變更要求，軟件必須 在使用的過程中演進(jìn)。在使用的過程中演進(jìn)。 將軟件產(chǎn)品從提出、實(shí)將軟件產(chǎn)品從提出、實(shí)現(xiàn)、使用、維護(hù)、停止使現(xiàn)、使用、維護(hù)、停止使用到退役的過程，稱為軟用到退役的過程，稱為軟件生命周期。件生命周期。 問題定義問題定義 可行性分析可行性分析 需求分析需求分析 軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì) 軟件測試軟件測試 軟件實(shí)現(xiàn)軟件實(shí)現(xiàn) 運(yùn)行和維護(hù)運(yùn)行

13、和維護(hù)軟件軟件定義定義軟件開發(fā)軟件開發(fā)軟件運(yùn)行維護(hù)軟件運(yùn)行維護(hù)協(xié)助開發(fā)人員進(jìn)行軟件開協(xié)助開發(fā)人員進(jìn)行軟件開發(fā)活動(dòng)所使用的軟件或環(huán)境。它包括發(fā)活動(dòng)所使用的軟件或環(huán)境。它包括、和和等。等。是全面支持軟件開發(fā)全過是全面支持軟件開發(fā)全過程的軟件工具的集合。程的軟件工具的集合。 軟件工程過程軟件工程過程該階段是弄清楚用戶需要計(jì)算機(jī)解決什么問題，該階段是弄清楚用戶需要計(jì)算機(jī)解決什么問題，以及項(xiàng)目所需的資源和經(jīng)費(fèi)。以及項(xiàng)目所需的資源和經(jīng)費(fèi)。主要任務(wù)就是主要任務(wù)就是調(diào)研調(diào)研和分析，寫出和分析，寫出“系統(tǒng)目標(biāo)與范系統(tǒng)目標(biāo)與范圍說明書圍說明書”。 該階段的目的是弄清楚：用戶要該階段的目的是弄清楚：用戶要解決的問題

14、是否能夠解決和值得解決。解決的問題是否能夠解決和值得解決。需求分析的任務(wù)需求分析的任務(wù) 導(dǎo)出目標(biāo)系統(tǒng)的邏輯模型，解決導(dǎo)出目標(biāo)系統(tǒng)的邏輯模型，解決“”的問的問題。題。需求分析方法需求分析方法 結(jié)構(gòu)化分析方法（采用的常用工具）結(jié)構(gòu)化分析方法（采用的常用工具） 面向?qū)ο蟮姆治龇椒嫦驅(qū)ο蟮姆治龇椒?根據(jù)用戶的需求進(jìn)行分析并給出詳細(xì)定義，根據(jù)用戶的需求進(jìn)行分析并給出詳細(xì)定義，即確定軟件系統(tǒng)的功能。即確定軟件系統(tǒng)的功能。是在軟件需求分析階段的運(yùn)用，是是在軟件需求分析階段的運(yùn)用，是面面向數(shù)據(jù)流向數(shù)據(jù)流進(jìn)行需求分析的方法，采用自頂向進(jìn)行需求分析的方法，采用自頂向下、逐層分解，建立系統(tǒng)的處理流程，以下、逐層分

15、解，建立系統(tǒng)的處理流程，以和和為主要工具，建立系統(tǒng)的為主要工具，建立系統(tǒng)的模型。模型。q 數(shù)據(jù)流圖數(shù)據(jù)流圖（DFD） 是以圖形的方式描繪數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中流動(dòng)和處理的過程，是以圖形的方式描繪數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中流動(dòng)和處理的過程，它反映了系統(tǒng)必須完成的邏輯功能，是結(jié)構(gòu)化分析方法中用它反映了系統(tǒng)必須完成的邏輯功能，是結(jié)構(gòu)化分析方法中用于表示系統(tǒng)邏輯模型的一種工具。于表示系統(tǒng)邏輯模型的一種工具。q 數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)字典（DD） 是結(jié)構(gòu)化分析方法的核心，其作用是對數(shù)據(jù)流圖中被命是結(jié)構(gòu)化分析方法的核心，其作用是對數(shù)據(jù)流圖中被命名的圖形元素進(jìn)行確切的解釋。名的圖形元素進(jìn)行確切的解釋。q 判定樹判定樹q 判定表判定表是以是以

16、描繪數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中流動(dòng)描繪數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中流動(dòng)和處理的過程，它反映了系統(tǒng)必須完成的邏和處理的過程，它反映了系統(tǒng)必須完成的邏輯功能，是結(jié)構(gòu)化分析方法中用于表示系統(tǒng)輯功能，是結(jié)構(gòu)化分析方法中用于表示系統(tǒng)邏輯模型的一種工具。邏輯模型的一種工具。 加工加工數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)流存儲文件存儲文件源、潭源、潭加加 工工：描述輸入流到輸出流之間的變換：描述輸入流到輸出流之間的變換數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 流流：表示數(shù)據(jù)的流向：表示數(shù)據(jù)的流向存儲文件存儲文件：表示暫時(shí)存儲的數(shù)據(jù)：表示暫時(shí)存儲的數(shù)據(jù)源源 、 潭潭：也稱外部實(shí)體，指出系統(tǒng)所需數(shù)據(jù)的發(fā)：也稱外部實(shí)體，指出系統(tǒng)所需數(shù)據(jù)的發(fā)源地和系統(tǒng)所產(chǎn)生數(shù)據(jù)的歸宿地。源地和系統(tǒng)所產(chǎn)生數(shù)據(jù)的歸宿地

17、。把已確定的各項(xiàng)需求轉(zhuǎn)換成一個(gè)相應(yīng)的把已確定的各項(xiàng)需求轉(zhuǎn)換成一個(gè)相應(yīng)的體系結(jié)構(gòu)。進(jìn)而對每個(gè)模塊要完成的工作進(jìn)體系結(jié)構(gòu)。進(jìn)而對每個(gè)模塊要完成的工作進(jìn)行具體的描述。編寫設(shè)計(jì)說明書并提交評審。行具體的描述。編寫設(shè)計(jì)說明書并提交評審。主要解決主要解決的問題。的問題。q總體設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)( (概要設(shè)計(jì)概要設(shè)計(jì)) ) 將軟件需求轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和軟件的系將軟件需求轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和軟件的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 q詳細(xì)設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì) 軟件的軟件的過程過程設(shè)計(jì)，通過對結(jié)構(gòu)表示進(jìn)行細(xì)設(shè)計(jì)，通過對結(jié)構(gòu)表示進(jìn)行細(xì)化，得到軟件的詳細(xì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法。化，得到軟件的詳細(xì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法。q抽象抽象 抽出事物本質(zhì)的共同特點(diǎn)而不考慮它的細(xì)

18、節(jié)抽出事物本質(zhì)的共同特點(diǎn)而不考慮它的細(xì)節(jié)q模塊化模塊化 模塊是一個(gè)具有明確定義的輸入、輸出和特性模塊是一個(gè)具有明確定義的輸入、輸出和特性的程序?qū)嶓w。的程序?qū)嶓w。 每個(gè)模塊完成一個(gè)特定的子功能，所有的模塊每個(gè)模塊完成一個(gè)特定的子功能，所有的模塊按某種方式組合起來成為一個(gè)整體，完成整個(gè)系統(tǒng)按某種方式組合起來成為一個(gè)整體，完成整個(gè)系統(tǒng)所要求的功能。所要求的功能。q信息隱蔽信息隱蔽 每個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)對于其它模塊來說是隱蔽每個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)對于其它模塊來說是隱蔽的，即模塊中所包含的信息（數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和過程）不的，即模塊中所包含的信息（數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和過程）不允許其他不需要這些信息的模塊使用。允許其他不需要這些信

19、息的模塊使用。q模塊獨(dú)立性模塊獨(dú)立性 每個(gè)模塊只具體的子功能，和其他模塊的接口每個(gè)模塊只具體的子功能，和其他模塊的接口是簡單的。是簡單的。：和和。 一個(gè)設(shè)計(jì)良好的軟件系統(tǒng)應(yīng)具有一個(gè)設(shè)計(jì)良好的軟件系統(tǒng)應(yīng)具有低耦合低耦合、高內(nèi)聚高內(nèi)聚的特征的特征學(xué)生成績管理學(xué)生成績管理增加增加刪除刪除修改修改查詢查詢統(tǒng)計(jì)統(tǒng)計(jì)按學(xué)號按學(xué)號按姓名按姓名按班級按班級 是軟件設(shè)計(jì)的第是軟件設(shè)計(jì)的第2 2個(gè)階段，主要確定每個(gè)模個(gè)階段，主要確定每個(gè)模塊具體的執(zhí)行過程。塊具體的執(zhí)行過程。 該階段的任務(wù)是：確定實(shí)現(xiàn)該階段的任務(wù)是：確定實(shí)現(xiàn)算法算法和和局部局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，不同于編碼或編程，不同于編碼或編程實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)常用的表達(dá)工具常用的表達(dá)工具q 圖形工具圖形工具 程序流程圖、程序流程圖、N-S圖、圖、 PAD 、HIPOq 表格工具表格工具 判定表判定表q 語言工具語言工具 PDL（偽碼）（偽碼） 把軟件設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換成計(jì)算把軟件設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可以接受的機(jī)可以接受的。 盡可能發(fā)現(xiàn)程序中的錯(cuò)誤，但不能也盡可能發(fā)現(xiàn)程序中的錯(cuò)誤，但不能也不可能證明程序沒有錯(cuò)誤。不可能證明程序沒有錯(cuò)誤。 是為了發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤而執(zhí)行程序的過