軟件工程技術(shù)基礎(chǔ)

1、第4章 軟件工程技術(shù)基礎(chǔ)n4.1 軟件工程的基本原則n4.2 軟件開發(fā)過程n4.3 軟件開發(fā)中的系統(tǒng)分析與設(shè)計方法n4.4 軟件開發(fā)管理技術(shù)第4章 軟件工程技術(shù)基礎(chǔ)從20世紀60年代末開始出現(xiàn)了“軟件危機”。它的主要表現(xiàn)是：軟件質(zhì)量難以保證；成本增長難以控制，極少有在預(yù)定的成本預(yù)算內(nèi)完成的；軟件開發(fā)進度難以控制，周期拖得很長；軟件的維護很困難，維護人員和費用不斷增加等等。第4章 軟件工程技術(shù)基礎(chǔ) “軟件工程”主要思想是按工程化的原則和方法來組織和規(guī)范軟件開發(fā)過程，解決軟件研制中面臨的困難和混亂，從而根本上解決軟件危機。 所謂軟件工程，就是研究大規(guī)模程序設(shè)計的方法、工具和管理的一門工程科學。4.

2、1 軟件工程的基本原則軟件工程的基本原則包括：n劃分軟件生命期：在時間上進行分解，將軟件開發(fā)過程分解為一系列的分階段的任務(wù)。n進行計劃評審：和一般工程項目一樣，軟件開發(fā)要嚴格按計劃管理，堅持進行階段評審。n編制軟件文檔：在軟件工程每一階段都要編制完整、精確的文檔。4.1.1 軟件生命期 一般說來，軟件從產(chǎn)生、發(fā)展到淘汰要經(jīng)歷定義、開發(fā)和維護三大階段。更詳細劃分，又可分為六個或七個階段。 具體來說，即定義階段的可行性論證與開發(fā)計劃、需求分析，開發(fā)階段的概要設(shè)計、詳細設(shè)計和編碼，維護階段的測試、運行維護。4.1.2 計劃與評審軟件工程按軟件開發(fā)活動步驟應(yīng)該制定以下計劃：n項目實施總計劃n軟件配置管

3、理計劃n軟件質(zhì)量保證計劃n測試計劃n安全保密計劃n系統(tǒng)安裝計劃n運行和維護管理計劃4.1.3 編制軟件文檔文檔具有如下主要作用：n(1)作為開發(fā)人員在一定階段內(nèi)承擔任務(wù)的工作結(jié)果和結(jié)束標志。n(2)向管理人員提供軟件開發(fā)工作的進展情況，把軟件開發(fā)過程中的一些“不可見”的事物轉(zhuǎn)換成“可見”的文字資料。 n(3)記錄開發(fā)過程中的技術(shù)信息，以便協(xié)調(diào)工作，并作為下一階段工作的基礎(chǔ)。 4.1.3 編制軟件文檔n(4)提供有關(guān)軟件維護、培訓、流通和運行信息，有助于管理人員、開發(fā)人員、操作人員和用戶之間工作的了解。n(5)向未來用戶介紹軟件的功能和能力，使之能判斷該軟件能否適合使用者的需要。4.2.1 軟件

4、開發(fā)過程模型 軟件開發(fā)的目標就是在規(guī)定的投資和時間限制內(nèi)，開發(fā)出符合用戶需求的高質(zhì)量軟件。4.2 軟件開發(fā)過程4.2.1 軟件開發(fā)過程模型軟件開發(fā)過程模型主要有兩類:n1. 瀑布模型 瀑布型開發(fā)方法遵循軟件生命期的劃分，明確規(guī)定每個階段的任務(wù)。瀑布型開發(fā)方法的階段劃分和開發(fā)過程如圖6.1所示。4.2.1 軟件開發(fā)過程模型4.2.1 軟件開發(fā)過程模型 瀑布型開發(fā)方法適合于在軟件需求比較明確、開發(fā)技術(shù)比較成熟、工程管理比較嚴格的場合下使用。各種應(yīng)用軟件的開發(fā)均可使用此法。4.2.1 軟件開發(fā)過程模型n 2漸增模型 漸增型開發(fā)方法不要求從一開始就有一個完整的軟件需求定義。漸增型開發(fā)方法允許從部分需求

5、定義出發(fā)。先建立一個不完全的系統(tǒng)，通過測試運行整個系統(tǒng)取得經(jīng)驗和反饋，加深對軟件需求的理解，進一步使系統(tǒng)擴充和完善。如此反復進行，直至軟件人員和用戶對所設(shè)計完成的軟件系統(tǒng)滿意為止，如圖6.2所示。4.2.1 軟件開發(fā)過程模型4.2.1 軟件開發(fā)過程模型 漸增型開發(fā)方法適合于那些用戶需求不太明確，而是要在開發(fā)過程中不斷認識、不斷獲取新的知識去豐富和完善的系統(tǒng)。對于研究性質(zhì)的實驗軟件，一般采用此法。4.2.2 可行性論證可行性研究主要集中在如下兩個方面：n經(jīng)濟可行性：這是對經(jīng)濟合理性進行評價，包括對項目進行成本效益分析，比較項目開發(fā)的成本與預(yù)期將得到的效益。n技術(shù)可行性：分析技術(shù)風險的各種因素，例

6、如有關(guān)技術(shù)是否成熟？有沒有勝任開發(fā)該系統(tǒng)的熟練技術(shù)人員？為開發(fā)項目的所有硬件、軟件資源能否按期得到等等。4.2.2 可行性論證可行性報告應(yīng)包括以下幾個方面：n背景情況：包括國內(nèi)外水平、歷史現(xiàn)狀和市場需求。n系統(tǒng)描述：包括總體方案和技術(shù)路線、課題分解、關(guān)鍵技術(shù)、計劃目標和階段目標。n成本效益分析：即經(jīng)濟可行性，包括經(jīng)費核算和預(yù)期經(jīng)濟效益。n技術(shù)風險評價：即技術(shù)可行性，包括技術(shù)實力、設(shè)備條件和已有工作基礎(chǔ)。n其他與項目有關(guān)的問題：如法律問題，確定由于系統(tǒng)開發(fā)可能引起的侵權(quán)或法律責任等。4.2.3 需求分析需求分析階段的具體任務(wù)大體包括以下幾方面：1. 確定系統(tǒng)的要求n系統(tǒng)功能要求：系統(tǒng)必須完成的所

7、有功能，這是最主要的需求。n系統(tǒng)性能要求：與具體系統(tǒng)的實現(xiàn)有關(guān)。一般包括系統(tǒng)的響應(yīng)時間(系統(tǒng)的反應(yīng)速度)、系統(tǒng)所需的存儲空間、系統(tǒng)的可靠性(平均無故障時間)等等。4.2.3 需求分析n系統(tǒng)運行要求：即系統(tǒng)運行時所處環(huán)境的要求。n系統(tǒng)未來可能提出的要求4.2.3 需求分析2分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)要求n數(shù)據(jù)流圖(data flow diagram，簡稱DFD)是描述數(shù)據(jù)處理過程的有力工具。DFD從數(shù)據(jù)傳遞和加工的角度，以圖形的方式描述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的工作情況。n數(shù)據(jù)詞典(data dictionary，簡稱DD)是分析數(shù)據(jù)處理的另一常用工具，通常與DFD圖配合使用。數(shù)據(jù)詞典的任務(wù)是對DFD中出現(xiàn)的所有數(shù)據(jù)元

8、素給出明確定義，使DFD中的數(shù)據(jù)流名字、加工名字和文件名字具有確切的解釋。所有名字按詞條給出定義。全體定義構(gòu)成數(shù)據(jù)詞典。4.2.3 需求分析4.2.3 需求分析3修正開發(fā)計劃4編寫文檔 這階段主要要完成兩份文檔：軟件需求規(guī)格說明書和初步用戶手冊。 經(jīng)過需求分析階段的工作，系統(tǒng)必須“做什么”已經(jīng)清楚了，接下來就是決定“怎么做”。 概要設(shè)計也稱總體設(shè)計。它的主要任務(wù)有兩個： （1）設(shè)計軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，也就是要確定系統(tǒng)中每個程序是由哪些模塊組成的，以及這些模塊相互間的關(guān)系； （2）設(shè)計主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。4.2.4 概要設(shè)計4.2.4 概要設(shè)計1. 概要設(shè)計的過程n (1)選取最佳實現(xiàn)方案：4.2.4 概要

9、設(shè)計n(2)設(shè)計軟件總體結(jié)構(gòu)：通過對系統(tǒng)進行功能分解，來劃分功能模塊。應(yīng)該把模塊組織成良好的層次系統(tǒng)。上層模塊調(diào)用下層模塊，最下層的模塊完成最基本、最具體的功能。軟件結(jié)構(gòu)一般用層次圖或結(jié)構(gòu)圖來描述。4.2.4 概要設(shè)計n(3)設(shè)計主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：決定主要算法的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、文件結(jié)構(gòu)或數(shù)據(jù)庫模式。分析員應(yīng)該對數(shù)據(jù)庫作進一步設(shè)計，包括模式、子模式、完整性、安全性設(shè)計。n(4)完成用戶手冊：對需求分析階段編寫的初步用戶手冊進行重新審定、完善，在概要設(shè)計的基礎(chǔ)上確定用戶使用的要求。4.2.4 概要設(shè)計n(5)制定初步測試計劃：完成概要設(shè)計以后，應(yīng)對測試的策略、方法和步驟等提出明確的要求。n(6)概要設(shè)計評審

10、：評審時待別要著重以下幾個方面：軟件的整體結(jié)構(gòu)和各子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、各部分之間的聯(lián)系、用戶接口等等。4.2.4 概要設(shè)計2模塊化軟件設(shè)計的基本概念和原理n(1)模塊化 模塊化就是把程序劃分成若干個模塊，每個模塊完成一個子功能，把這些模塊集中起來組成一個整體，從而完成指定的功能，滿足問題的要求。4.2.4 概要設(shè)計4.2.4 概要設(shè)計n(2)信息隱蔽和局部化 信息隱蔽：在設(shè)計模塊時，應(yīng)讓一個模塊內(nèi)包含的信息(過程和數(shù)據(jù))對于其他不需要這些信息的模塊來說，是不能訪問的。 所謂局部化：是把一些關(guān)系密切的軟件元素盡可能地放在一起。4.2.4 概要設(shè)計n(3)模塊獨立 模塊獨立指的是：每個模塊完成一個相對獨

11、立的特定子功能，與其他模塊之間的關(guān)系盡量簡單。 模塊獨立的程度由兩個標準耦合和內(nèi)聚來衡量。n耦合是對一個軟件結(jié)構(gòu)內(nèi)不同模塊之間互聯(lián)程度的度量。耦合強弱取決于模塊間接口的復雜程度。n內(nèi)聚是對模塊內(nèi)各個無素彼此結(jié)合的緊密程度的度量。4.2.4 概要設(shè)計4.2.4 概要設(shè)計(4)模塊劃分的原則n改進軟件結(jié)構(gòu)提高模塊獨立性，降低模塊接口的復雜程度。n模塊規(guī)模應(yīng)該適中。n深度、寬度、扇出和扇入都應(yīng)適當。 深度表示軟件結(jié)構(gòu)中控制的層數(shù)，它往往能粗略標志個系統(tǒng)的大小和復雜程度。如果層數(shù)過多則應(yīng)考慮模塊能否合并。 寬度是軟件結(jié)構(gòu)同一層次上的模塊總數(shù)的最大值。一般說來寬度越大系統(tǒng)越復雜。 4.2.4 概要設(shè)計扇

12、出是一個模塊直接控制(調(diào)用)的模塊數(shù)目。扇出過大意味著模塊過分復雜，過小也不好。在設(shè)計得好的系統(tǒng)中，通常模塊扇出是3或4。 一個模塊的扇入表明有多少個上級模塊直接調(diào)用它。n設(shè)計單入口單出口的模塊。4.2.4 概要設(shè)計4.2.4 概要設(shè)計3軟件結(jié)構(gòu)的表示n通常在概要設(shè)計時，采用層次圖來描述軟件的層次結(jié)構(gòu)，它很適合在自頂向下設(shè)計軟件的過程中使用。4.2.4 概要設(shè)計4.2.5 詳細設(shè)計 詳細設(shè)計階段的根本目標是確定應(yīng)該怎樣具體地實現(xiàn)所要求的系統(tǒng)。 也就是說，經(jīng)過整個階段的設(shè)計工作應(yīng)該得出對目標系統(tǒng)的精確描述，從而在編碼階段可以把整個描述直接翻譯成用某種程序設(shè)計語言書寫的程序。4.2.5 詳細設(shè)計

13、描述程序處理過程的工具稱為詳細設(shè)計的工具，它們可以分為圖形、表格和語言三類。下面介紹幾種常用的表示工具。1程序流程圖 程序流程圖又稱為程序框圖，如圖65所示。4.2.5 詳細設(shè)計4.2.5 詳細設(shè)計n它的主要優(yōu)點是對控制流程的描繪很直觀，便于初學者掌握。n程序流程圖的主要缺點有：程序流程圖本質(zhì)上不是逐步求精、細化的好工具，它誘使程序員過早地考慮程序的控制流程，而不去考慮程序的全局結(jié)構(gòu)。程序流程圖中用箭頭代表控制流，因此程序員不受任何約束，可以完全不顧結(jié)構(gòu)程序設(shè)計的精神，隨意轉(zhuǎn)移控制。程序流程圖不易表示數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。4.2.5 詳細設(shè)計2盒圖(NS圖) Nassi和Shneiderman提出了NS圖

14、，又稱為盒圖。它有下述特點：n功能域(即一個待定控制結(jié)構(gòu)的作用域)明確?？梢詮暮袌D上一眼就看出來。n不可能任意轉(zhuǎn)移控制。n很容易確定局部和全程數(shù)據(jù)的作用城。n很容易表現(xiàn)嵌套關(guān)系，也可以表示模塊的層次結(jié)構(gòu)。4.2.5 詳細設(shè)計4.2.5 詳細設(shè)計3PAD圖 PAD是問題分析圖(problem analysis diagram)的英文縮寫，自1973年由日本日立公司發(fā)明以后得到一定程度的推廣。它用二維樹形結(jié)構(gòu)圖來表示程序的控制流，將這種圖翻譯成程序代碼比較容易。圖6.7給出了PAD圖的基本符號。4.2.5 詳細設(shè)計4.2.5 詳細設(shè)計PAD圖的主要優(yōu)點如下：n使用PAD符號所設(shè)計出來的程序必然是結(jié)

15、構(gòu)化程序。nPAD圖所描繪的程序結(jié)構(gòu)十分清晰。n用PAD圖表現(xiàn)程序邏輯，易讀、易懂、易記。n容易將PAD圖轉(zhuǎn)換成高級語言源程序。nPAD圖既可用于表示程序邏輯，也可用于描繪數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。4.2.5 詳細設(shè)計nPAD圖支持自頂向下、逐步求精方法的使用。 4.2.5 詳細設(shè)計4過程設(shè)計語言(PDL) PDL也稱為偽碼，這是一個籠統(tǒng)的名稱，現(xiàn)在有許多種不同的過程設(shè)計語言在使用。它是用正文形式表示數(shù)據(jù)和處理過程的設(shè)計工具。4.2.5 詳細設(shè)計Procedure 查找錯拼單詞 isbegin 把整個文件分離成單詞； 查字典； 顯示字典中查不到的單詞end4.2.5 詳細設(shè)計PDL具有下述特點：n它具有結(jié)構(gòu)化

16、控制、數(shù)據(jù)說明和模塊化的特點。n僅有少量的語法規(guī)則，大量使用自然語言語句，能靈活方便地描述程序算法。n既包括簡單的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，又包括復雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(如鏈表)。n提供各種接口描述模式。4.2.5 詳細設(shè)計nPDL具有如下一些優(yōu)點：可以作為注釋直接插在源程序中間?？梢允褂闷胀ǖ恼木庉嫵绦蚧蛭淖痔幚硐到y(tǒng)，很方便地完成PDL的書寫和編輯工作。已經(jīng)有自動處理程序存在，而且可以自動由PDL生成程序代碼。nPDL的缺點是不如圖形工具形象直觀，描述復雜的條件組合與動作的對應(yīng)關(guān)系時，不夠簡單。4.2.6 軟件編碼 編碼是設(shè)計的自然結(jié)果，也就是把軟件設(shè)計的結(jié)果翻譯成用某種程序設(shè)計語言書寫的程序。4.2.6 軟件編

17、碼 源程序代碼的邏輯簡明清晰、易讀易懂是好程序的一個重要標準。編寫程序時主要應(yīng)注意以下幾個方面。n(1)程序內(nèi)部文檔：包括恰當?shù)臉俗R符、適當?shù)淖⑨尯统绦虼a的布局等等。n(2)語句構(gòu)造：每個語句都應(yīng)該簡單而直接，不能為了提高效率而使程序變得過分復雜。4.2.6 軟件編碼n(3)輸入輸出：在設(shè)計和編寫程序時應(yīng)該考慮有關(guān)輸入輸出的規(guī)則。n(4)效率：包括時間效率和空間效率(存儲效率)。4.2.7 軟件測試 軟件測試是保證軟件質(zhì)量的關(guān)鍵，也是對需求、設(shè)計和編碼的最終評審。1.軟件測試的目標測試的目的是找出錯誤。成功的測試是一種能暴露出尚未發(fā)現(xiàn)的錯誤的測試。6.2.7 軟件測試2. 軟件測試的原則測試

18、工作不應(yīng)由開發(fā)軟件的個人或小組承擔。在計劃測試時，不應(yīng)默認不會找到錯誤。測試文件必須說明預(yù)期的測試結(jié)果。對合法的和非法的輸入條件都要進行測試。4.2.7 軟件測試3. 軟件測試的方法 軟件測試有黑盒測試和白盒測試兩類方法。n黑盒測試也稱為功能測試或數(shù)據(jù)驅(qū)動測試。它把程序看成是一個黑盒子，完全不考慮程序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和處理過程，只對程序的接口進行測試，即檢查程序是否能適當?shù)亟邮蛰斎霐?shù)據(jù)并產(chǎn)生正確的輸出信息。4.2.7 軟件測試n白盒測試是把程序看成是一個透明的白盒子，也就是完全了解程序的結(jié)構(gòu)和處理過程。這種方法按照程序內(nèi)部的邏輯來測試，檢驗程序中的每條通路是否都能正確工作。因此，白盒測試又稱為結(jié)構(gòu)測

19、試或邏輯驅(qū)動測試。4.2.7 軟件測試4. 設(shè)計測試方案n測試方案包括預(yù)定測試的功能、應(yīng)該輸入的測試數(shù)據(jù)和預(yù)期結(jié)果。其中最困難的問題是設(shè)計測試用的輸入數(shù)據(jù)，即測試用例。n設(shè)計測試方案的基本目標是，確定一組最可能發(fā)現(xiàn)某個錯誤或某類錯誤的測試數(shù)據(jù)。主要設(shè)計技術(shù)有適用于黑盒測試的等價劃分、邊界值分析和錯誤推測法等等，以及適用于白盒測試的邏輯覆蓋法。通常的做法是，用黑盒法設(shè)計基本的測試方案，再用白盒法補充一些方案。4.2.7 軟件測試4.2.7 軟件測試5軟件測試的步驟n(1)單元測試(模塊測試) 主要測試模塊的五個特性：模塊接口、模塊的內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、重要的執(zhí)行路徑、錯誤處理路徑、邊緣條件。n(2)組

20、裝測試 主要任務(wù)是按照選定的策賂，采用系統(tǒng)化的方法，將經(jīng)過單元測試的模塊按預(yù)先制定的計劃逐步進行組裝和測試，測試的目的在于發(fā)現(xiàn)與模塊接口有關(guān)的問題，并將各個模塊構(gòu)成一個設(shè)計所要求的軟件系統(tǒng)。4.2.7 軟件測試n(3)確認測試 確認測試的任務(wù)是檢驗所開發(fā)的軟件，看它是否能按顧客提出的要求運行，也就是是否符合軟件規(guī)格說明書中確定的軟件技術(shù)指標。4.2.7 軟件測試4.2.8 軟件維護n軟件維護是軟件生存周期的最后一個階段。它是指已完成開發(fā)工作，交付使用以后，對軟件產(chǎn)品所進行的一些軟件工程活動。1. 軟件維護的必要性改正在運行中新發(fā)現(xiàn)的軟件錯誤和設(shè)計上的缺陷。這些錯誤和缺陷是在開發(fā)后期測試階段未能

21、發(fā)現(xiàn)的。適應(yīng)功能需求變化，增強軟件的功能，并提高軟件的性能。4.2.8 軟件維護要求已運行的軟件能適應(yīng)待定的硬件、軟件的工作環(huán)境或是要求適應(yīng)已變動的數(shù)據(jù)或文件。使投入運行的軟件與其他相關(guān)的程序有良好的接口，利于協(xié)同工作。使運行軟件的應(yīng)用范圍得到必要的擴充。4.2.8 軟件維護2軟件維護的內(nèi)容 n(1)改正性維護是在軟件運行中發(fā)生異?；蚬收蠒r進行的。n(2)適應(yīng)性維護是為了使該軟件能適應(yīng)外部環(huán)境的變動，例如，新的操作系統(tǒng)和新的版本不斷涌現(xiàn)。此外，“數(shù)據(jù)環(huán)境”的變動也要求進行適應(yīng)性維護。n(3)完善性維護是為了擴充軟件的功能，提高原有軟件性能而開展的軟件工程活動。4.3 軟件開發(fā)中的系統(tǒng)分析與設(shè)計

22、方法 結(jié)構(gòu)化的系統(tǒng)分析與設(shè)計方法是軟件工程領(lǐng)域的經(jīng)典方法，為軟件工程的產(chǎn)生與興起發(fā)揮了重要的作用，是目前最成熟的，也是應(yīng)用得最多、最廣泛的方法。許多方法都是源于對它的改進或擴充，如快速原型方法。 面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)分析與設(shè)計方法在90年代開始逐漸走向成熟，表現(xiàn)了蓬勃的生命力，為軟件工程的發(fā)展注入了新的活力。毫無疑問，面向?qū)ο蠓椒▽⑹俏磥碜钣邪l(fā)展前途的軟件工程技術(shù)。4.3 軟件開發(fā)中的系統(tǒng)分析與設(shè)計方法4.3.1 結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)方法n1. 結(jié)構(gòu)化分析方法 結(jié)構(gòu)化分析方法(structured analysis)簡稱SA方法，是面向數(shù)據(jù)流進行需求分析的方法。 結(jié)構(gòu)化分析方法適合于數(shù)據(jù)處理類型軟件的需求分析

23、。由于利用圖形來表達需求，顯得清晰、簡明，避免了冗長、重復、難于閱讀和修改等缺點，易于學習和掌握。4.3.1 結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)方法結(jié)構(gòu)化分析方法包括：n判定表n判定樹n數(shù)據(jù)流圖n數(shù)據(jù)詞典n結(jié)構(gòu)化語言 數(shù)據(jù)流圖用以表達系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)的運動情況，是SA的最主要部分；數(shù)據(jù)詞典定義系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)；結(jié)構(gòu)化語言、判定表和判定樹用來描述數(shù)據(jù)流的加工。4.3.1 結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)方法(1)數(shù)據(jù)流圖 數(shù)據(jù)流圖簡稱DFD，它是描述數(shù)據(jù)處理過程的有力工具。數(shù)據(jù)流圖從數(shù)據(jù)傳遞和加工的角度，以圖形的方式刻畫數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的工作情況。在數(shù)據(jù)流圖中有四種基本符號：4.3.1 結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)方法4.3.1 結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)方法n數(shù)據(jù)流是沿箭頭指向傳送數(shù)據(jù)

24、的通道，它們大多是在加工之間傳輸被加工數(shù)據(jù)的命名通道。同一數(shù)據(jù)流圖上不能有兩個數(shù)據(jù)流同名。多個數(shù)據(jù)流可以指向一個加工，也可從某個加工散發(fā)出多個數(shù)據(jù)流。n加工以數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或數(shù)據(jù)內(nèi)容為加工對象。加工的名字?？蓪憺橐粋€動賓結(jié)構(gòu)，簡明扼要地表明了完成的是什么功能。4.3.1 結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)方法n文件在數(shù)據(jù)流圖中起著暫時保存數(shù)據(jù)的作用，所以也被稱作數(shù)據(jù)存儲，它可以是數(shù)據(jù)庫或任何形式的數(shù)據(jù)組織。指向文件的數(shù)據(jù)流可理解為寫入文件，從文件引出的數(shù)據(jù)流理解為自文件讀出。n數(shù)據(jù)流圖上的第4種元紊是數(shù)據(jù)源點或終點，它表示圖中所出現(xiàn)數(shù)據(jù)的始發(fā)點或終止點，是數(shù)據(jù)流圖的外圍環(huán)境部分。在實際問題中它可能是人員、計算機外部設(shè)備或傳

25、感裝置。4.3.1 結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)方法4.3.1 結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)方法 (2)數(shù)據(jù)詞典 數(shù)據(jù)詞典的任務(wù)是對數(shù)據(jù)流圖中出現(xiàn)的所有數(shù)據(jù)元素給出明確定義。它使數(shù)據(jù)流圖上的數(shù)據(jù)流名字、加工名字和文件名字具有確切的解釋。4.3.1 結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)方法4.3.1 結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)方法在數(shù)據(jù)詞典的定義式中，出現(xiàn)的符號可能有以下幾個：4.3.1 結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)方法n對應(yīng)圖68的數(shù)據(jù)詞典如下：借書證證號+單位+姓名+年齡+職務(wù)+證章|密碼借書單證號+姓名+1書號+書名5索書單借書單+可借標記拒絕非法證|不合格單|證單不符已借出索書單+己借出標記供書單證號+姓名+1書號+書名+可供標記|已借出標記54.3.1 結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)方法借書記錄借書

26、單+還書日期庫存書目書號+書名+作者+出版社+出版年代+庫存總數(shù)+借出冊數(shù)借書登記卡借書日期+供書單4.3.1 結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)方法2. 結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法 采用自頂向下方法。 利用該方法可以從數(shù)據(jù)流圖向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖進行轉(zhuǎn)換，因而可以和需求分析階段所采用的結(jié)構(gòu)化分析方法很好地銜接。n(1)結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法的步驟 首先研究、分析以及審查數(shù)據(jù)流圖，然后根據(jù)數(shù)據(jù)流圖決定問題的類型。4.3.1 結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)方法n(2)數(shù)據(jù)處理問題的兩種類型變換型4.3.1 結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)方法相應(yīng)地，這類系統(tǒng)的典型軟件結(jié)構(gòu)如圖6.10所示。4.3.1 結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)方法事務(wù)處理型 事務(wù)處理型問題通常是在接受一項事務(wù)后，根據(jù)該事務(wù)的特點和性質(zhì)，

27、選擇分派給一個適當?shù)奶幚韱卧缓蠼o出結(jié)果。4.3.1 結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)方法4.3.1 結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)方法4.3.1 結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)方法(3)從數(shù)據(jù)流圖導出初始結(jié)構(gòu)圖n變換型問題4.3.1 結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)方法4.3.1 結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)方法n事務(wù)處理型問題4.3.1 結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)方法4.3.1 結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)方法n3. 結(jié)構(gòu)化編程方法結(jié)構(gòu)化編程(SP)主要包括兩個方面： (1)在代碼編寫時，強調(diào)采用單入口單出口的基本控制結(jié)構(gòu)(順序、選擇、循環(huán))，避免使用GOTO語句。 (2)在軟件設(shè)計和實現(xiàn)過程中，提倡采用自頂向下和逐步細化的原則。4.3.1 結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)方法使用結(jié)構(gòu)程序設(shè)計技術(shù)主要有以下一些好處： (1)自頂向下逐步細化的

28、方法符合人類解決復雜問題的普遍規(guī)律，因此可以顯著提高軟件開發(fā)工程的成功率和生產(chǎn)率。 (2)結(jié)構(gòu)化程序有清晰的層次結(jié)構(gòu)，易于閱讀和理解。 (3)使用單入口單出口的控制結(jié)構(gòu)而不使用GOTO語句，使得程序邏輯結(jié)構(gòu)清晰，易讀易懂易測試，容易保證程序的正確性。4.3.2 快速原型方法 快速原型方法是迅速地根據(jù)軟件系統(tǒng)的需求產(chǎn)生出軟件系統(tǒng)的一個原型的過程。 該原型要表現(xiàn)出目標系統(tǒng)的功能和行為特性。 原型法打破了傳統(tǒng)的自頂向下開發(fā)模式，是目前比較流行的實用開發(fā)模式之一。4.3.2 快速原型方法n1為什么采用原型法 原因1：并非所有需求都能預(yù)先定義 原因2：項目參加者之間存在通信障礙 原因3：目前存在建造快速

29、原型的工具4.3.2 快速原型方法n2. 實現(xiàn)原型的一般途徑(1)用于驗證軟件需求的原型(2)用于驗證設(shè)計方案的原型(3)用于演進成目標系統(tǒng)的原型1. 面向?qū)ο蠓椒ǖ漠a(chǎn)生 傳統(tǒng)的方法主要是面向過程的，也就是在分析設(shè)計時更多地從過程處理的角度進行。系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)模塊的劃分、設(shè)計都是基于系統(tǒng)所實現(xiàn)的功能，而功能是系統(tǒng)中最易變的部分。這樣，如果系統(tǒng)需求發(fā)生一些變化(例如需要改進某些功能或者擴充某些新的功能)，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)就會受到破壞。4.3.3 面向?qū)ο蠓椒?.3.3 面向?qū)ο蠓椒?在實際系統(tǒng)中，最穩(wěn)定的部分是對象。 傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化分析和設(shè)計方法中存在迥然不同的表示方法。例如在分析階段采用DFD表示

30、，而在設(shè)計階段采用結(jié)構(gòu)圖的表示方法。多年來，專業(yè)人員在分析和設(shè)計過程中一直受到基本表示法變換的困擾。而在面向?qū)ο蠓椒ㄖ?，從分?OOA)、設(shè)計(OOD)到編程實現(xiàn)(OOP)采用的都是同樣的表示方法。4.3.3 面向?qū)ο蠓椒?. 面向?qū)ο蠓椒ǖ膬?yōu)點(1)可重用性：繼承是面向?qū)ο蠓椒ǖ囊粋€重要機制。用面向?qū)ο蠓椒ㄔO(shè)計的系統(tǒng)的基本對象類可以被其他新系統(tǒng)重用。(2)可維護性：通過面向?qū)ο蠓椒?gòu)造的系統(tǒng)由于建立在系統(tǒng)對象類的基礎(chǔ)上，結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定。當系統(tǒng)的功能要求擴充或改善時，可以在保持系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不變的情況下進行維護。4.3.3 面向?qū)ο蠓椒?3)表示方法的一致性：面向?qū)ο蠓椒ㄔ谙到y(tǒng)的整個開發(fā)過程中，從OO

31、A到OOD， 直到OOP，采用一致的表示方法，從而加強了分析、設(shè)計和編程之間的內(nèi)在一致性，并且改善了用戶、分析員、設(shè)計員以及程序員之間的信息交流。4.3.3 面向?qū)ο蠓椒?. 面向?qū)ο蠓椒ǖ幕靖拍頽對象(object)：客觀世界是由實體及實體間的聯(lián)系組成的。我們把客觀世界的實體稱為問題空間的對象。n類(class)：類描述的是具有相似性質(zhì)的一組對象。n方法(method)：允許作用于某個對象上的各種操作。4.3.3 面向?qū)ο蠓椒╪消息(message)：用來請求對象執(zhí)行某一處理或回答某些信息的要求。n繼承(inheritance)：表示類之間的相似性的機制。如果類X繼承類Y，則X為Y的子類，

32、Y為X的父類(超類)。n封裝(encapsulation)：是一種信息隱蔽技術(shù)，目的在于將對象的使用者和對象的設(shè)計者分開。用戶只能見到對象封裝界面上的信息，不必知道實現(xiàn)的細節(jié)。封裝一方面通過數(shù)據(jù)抽象，把相關(guān)的信息結(jié)合在一起，另一方面簡化了接口。4.3.3 面向?qū)ο蠓椒?面向?qū)ο蟮姆治龊驮O(shè)計方法簡介 OOA（面向?qū)ο蠓治觯┦轻槍栴}域和系統(tǒng)責任的，不考慮與系統(tǒng)實現(xiàn)有關(guān)的因素。OOA模型由5個層次構(gòu)成，即類及對象層、結(jié)構(gòu)層、主題層、屬性層和服務(wù)層。構(gòu)造OOA模型的方法： (1)發(fā)現(xiàn)對象及類 (2)識別結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)指的是類之間的關(guān)系，可分為一般特殊結(jié)構(gòu)和整體部分結(jié)構(gòu)。4.3.3 面向?qū)ο蠓椒?3)區(qū)分

33、主題：主題表示的是類的劃分。(4)定義屬性：屬性是一些數(shù)據(jù)，類中的每個對象都有它自己的屬性值。要為所有的類定義它們的屬性。(5)定義服務(wù)：服務(wù)就是對象提供的或所能完成的操作(在一般的OO術(shù)語中，稱之 為方法)。實例連接：表示一個對象需要其他對象的某些狀態(tài)信息。消息連接：表示一個對象為了完成服務(wù)需要什么信息4.3.3 面向?qū)ο蠓椒?OOA活動識別并且定義直接反映問題域的類和對象。OOD活動則識別并且定義為實現(xiàn)這個系統(tǒng)所需添加的類和對象，它們反映系統(tǒng)需求的一個具體實現(xiàn)。OOD模型由問題域、人機交互、任務(wù)管理和數(shù)據(jù)管理四個部分構(gòu)成。OOD模型中的問題域部分就是OOA的分析結(jié)果。圖6.18描述了OOD

34、模型結(jié)構(gòu)。4.3.3 面向?qū)ο蠓椒╪在OOD模型中，人機交互部分包括有效的人機交互所需的顯示和輸入對象和類。n任務(wù)管理部分包括任務(wù)的定義、通信和協(xié)調(diào)。n數(shù)據(jù)管理部分提供了存儲和檢索對象的基本結(jié)構(gòu)。4.3.3 面向?qū)ο蠓椒?.4 軟件開發(fā)管理技術(shù)4.4.1 質(zhì)量管理1軟件質(zhì)量 國際標準化組織(ISO)于1985年提出了一個質(zhì)量度量模型。它由高、中、低三個層次組成，并對高、中層建立了國際標準，低層由用戶自行制定。下面簡要介紹其高層模型。在這個高層模型中，質(zhì)量因素由8個元素組成，即：4.4.1 質(zhì)量管理n正確性：程序滿足規(guī)范書及完成用戶目標的程度。n可靠性：程序在所需精度下完成其功能的期望程度。n效率：軟件完成其功能所需的資源。n安全性：對未經(jīng)許可人員接近軟件或數(shù)據(jù)所施加的控制程度。n可使用性：人員學習操作軟件、準備輸入和解釋輸出所需的努力。 4.4.1 質(zhì)量管理n可維護性：在需求變更時，更改軟件或彌補軟件缺陷的容易程度。n靈活性：改變一個操作程序所需的努力。n連接性：與其他系統(tǒng)耦合所需的努力。4.4.1 質(zhì)量管理2. 質(zhì)量保證(1)技術(shù)審查 審查就是在軟件生存周期每個階段結(jié)束之前，都正式使用結(jié)束標準對該階段生產(chǎn)出的軟件配置成分進行嚴格的技術(shù)審查。(2)管理復審 管理復審是指向開發(fā)組織或使用部門