現(xiàn)代軟件工程課程概述詳解

1、現(xiàn)代軟件工程課程(kchng)概述主講(zhjing)：肖丁dxiao;北京郵電大學(xué)通信軟件工程中心4:8443/svn/MSE/2014_2/共五十五頁2022年7月29日2課程概述(i sh)導(dǎo)引關(guān)于課程(kchng)，首先需要澄清的問題為什么要學(xué)習(xí)這門課程？傳統(tǒng)軟件工程還有哪些內(nèi)容需要研究？現(xiàn)代軟件工程與傳統(tǒng)的區(qū)別本科教學(xué)與研究生教學(xué)的區(qū)別軟件的過程與軟件質(zhì)量的重要性其次，課程的教學(xué)及考核形式考勤10%+平時作業(yè) 20% + 期末考試 70%共五十五頁2022年7月29日3提綱(tgng)一、軟件工程的知識體系(tx)二、教學(xué)側(cè)重點三、軟件工程管理的重要性四、軟件工程技術(shù)的發(fā)展五、教學(xué)內(nèi)

2、容組織六、教學(xué)方法七、參考資料共五十五頁2022年7月29日4一、軟件工程的知識(zh shi)體系提問：軟件工程師應(yīng)具備的知識結(jié)構(gòu)？軟件工程知識體系指南（SWEBOK）目的與目標：為學(xué)科范圍提供一致的確認；澄清與其它學(xué)科（計算機科學(xué)、項目管理等）的關(guān)系；地位反映學(xué)科內(nèi)容的特征(tzhng)；知識構(gòu)成域-10個專題域。共五十五頁2022年7月29日5一、軟件工程的知識(zh shi)體系軟件工程：以工程化的原理、原則和方法進行軟件開發(fā)，以期解決當(dāng)時出現(xiàn)的“軟件危機”。包含一系列過程、方法、技術(shù)和工具的框架。Codingprogrammingsoftware engineering軟件規(guī)模不斷擴

3、大軟件復(fù)雜程度增加軟件危機：大型軟件開發(fā)成本高；開發(fā)過程不易控制；軟件開發(fā)工作量估計困難；軟件質(zhì)量低；軟件項目失敗率高，錯誤率高；無法判斷大型(dxng)系統(tǒng)能否正常工作；軟件維護任務(wù)重等。軟件危機仍然存在！共五十五頁2022年7月29日6一、軟件工程(run jin n chn)的知識體系軟件工程技術(shù)：軟件開發(fā)模型：軟件開發(fā)全過程中系統(tǒng)的開發(fā)、運行和維護所實施(shsh)的全部過程、活動、任務(wù)的結(jié)構(gòu)框架。（What）軟件開發(fā)方法：采用類似于工程的原理和原則進行軟件開發(fā)。（How）軟件開發(fā)工具：實現(xiàn)方法的自動或半自動的軟件支撐環(huán)境。（CASE）共五十五頁2022年7月29日7一、軟件工程的知識

4、(zh shi)體系共五十五頁2022年7月29日8一、軟件工程(run jin n chn)的知識體系軟件過程管理軟件產(chǎn)品和過程的質(zhì)量度量項目計劃與管理（包括風(fēng)險管理）軟件過程改進與能力測定（SPICE：Software Process Improvement and Capability dEtermination）工程技術(shù)主要解決開發(fā)效率(xio l)問題；而過程管理則主要解決開發(fā)質(zhì)量問題。共五十五頁2022年7月29日9一、軟件工程的知識(zh shi)體系共五十五頁2022年7月29日10一、軟件工程(run jin n chn)的知識體系為什么需要軟件工程？遇到一個新領(lǐng)域的問題而不

5、知道該如何下手時；一般的方法、過去的經(jīng)驗?zāi)Ｊ皆诮鉀Q(jiju)復(fù)雜問題的過程中感覺到雜亂無章、力不從心時；抽象、隔離、Teamwork面對一個充滿個性的開發(fā)團隊而不知如何協(xié)調(diào)時；項目管理、過程管理感覺到開發(fā)效率低下、質(zhì)量始終是你的心頭之患時.質(zhì)量管理、技術(shù)管理、過程管理共五十五頁軟件工程(run jin n chn)與計算機科學(xué)的差異軟件工程計算機科學(xué)目標在時間、資源、人員這3個主要限制條件下構(gòu)建滿足用戶需求的軟件系統(tǒng)探索正確的計算和建模方法，從而改進計算方法本身產(chǎn)品軟件（如辦公套件和編譯器）算法（比如希爾排序法）和抽象的問題（比如哲學(xué)家進餐問題）進度和時間表軟件項目都有特定的進度和時間表研究

6、項目一般不具有設(shè)定的進度和時間表關(guān)注點軟件工程關(guān)注如何為用戶實現(xiàn)價值軟件理論關(guān)注的是軟件本身運行的原理，比如時間復(fù)雜度，空間復(fù)雜度，和算法的正確性。變化程度隨著技術(shù)和用戶需求的不斷變化，軟件開發(fā)人員必須時刻調(diào)整自己的開發(fā)以適應(yīng)當(dāng)前的需求。同時軟件工程本身也處于不斷的發(fā)展中。對于某一種特定問題的正確解決方法將永遠不會改變 2022年7月29日11共五十五頁2022年7月29日12提綱(tgng)一、軟件工程的知識體系(tx)二、教學(xué)側(cè)重點三、軟件工程管理的重要性四、軟件工程技術(shù)的發(fā)展五、教學(xué)內(nèi)容組織六、教學(xué)方法七、參考資料共五十五頁2022年7月29日13二、教學(xué)(jio xu)側(cè)重點本科生教學(xué)

7、側(cè)重點：(培養(yǎng)軟件開發(fā)人員)軟件工程的概念軟件生命周期軟件開發(fā)模型(mxng) 軟件開發(fā)方法軟件開發(fā)工具基本的項目管理知識共五十五頁2022年7月29日14二、教學(xué)(jio xu)側(cè)重點研究生教學(xué)側(cè)重點: (培養(yǎng)軟件項目管理人員)軟件項目管理軟件過程及CMM/CMMI軟件質(zhì)量與軟件度量新型軟件工程技術(shù)（新型軟件開發(fā)過程模型、基于(jy)軟件體系結(jié)構(gòu)的開發(fā)方法、構(gòu)件技術(shù)、軟件復(fù)用之模式和框架技術(shù)等）共五十五頁2022年7月29日15提綱(tgng)一、軟件工程的知識體系二、教學(xué)側(cè)重點三、軟件工程管理(gunl)的重要性四、軟件工程技術(shù)的發(fā)展五、教學(xué)內(nèi)容組織六、教學(xué)方法七、參考資料共五十五頁202

8、2年7月29日16三、軟件工程(run jin n chn)管理的重要性3.1 軟件企業(yè)(qy)的特殊性3.2 我國軟件企業(yè)的現(xiàn)狀3.3 印度軟件企業(yè)的現(xiàn)狀3.4 我國與印度軟件企業(yè)的差距分析3.5 提高我國軟件企業(yè)的管理水平共五十五頁2022年7月29日173.1 軟件(run jin)企業(yè)的特殊性軟件的復(fù)雜性和各模塊間的相互依賴性是其他的產(chǎn)品所無法比擬的。所有的模塊以及模塊間的連接環(huán)節(jié)必須是100%的正確，不能像硬件那樣允許出現(xiàn)一定范圍的偏差。想象一下：如果沒有好的管理，軟件開發(fā)的組織架構(gòu)會顯得混亂，軟件的開發(fā)過程會是雜亂無章(z lun w zhng)的。規(guī)范化、標準化產(chǎn)業(yè)化工業(yè)化過程管

9、理、質(zhì)量管理共五十五頁2022年7月29日183.1 軟件(run jin)企業(yè)的特殊性軟件作為產(chǎn)品，是人用大腦生產(chǎn)出來的，不是機器制造出來的，因而，軟件過程對人的依賴性極大。除去采用好的方法和工具等技術(shù)外，軟件的質(zhì)量極大地依賴于人。（人的創(chuàng)造性極具個性化）工程(gngchng)制造業(yè)影響質(zhì)量的5要素：人、機器、原料、方法、環(huán)境。人占20%。軟件工程管理就是要為人提供好的方法和工具以減輕人的壓力，提高效率；通過過程管理技術(shù)盡量減少人的低級錯誤，減少過程對于人的依賴程度。共五十五頁2022年7月29日193.2 我國軟件企業(yè)(qy)的現(xiàn)狀產(chǎn)業(yè)政策：信息化帶動工業(yè)化，工業(yè)化促進信息化，信息化是我國

10、加快實現(xiàn)工業(yè)化和現(xiàn)代化的必然選擇 。產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷(bdun)壯大：1992年我國軟件產(chǎn)業(yè)總額僅43億元；2000年593億元；2001年796億元，到2002年軟件產(chǎn)業(yè)總額達到1100億元，2004年達到2300億。 共五十五頁2022年7月29日203.2 我國軟件(run jin)企業(yè)的現(xiàn)狀軟件出口額攀升(pn shn)，但相對比例較小。2004年達到28億美元共五十五頁2022年7月29日213.2 我國軟件企業(yè)(qy)的現(xiàn)狀產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不良：IT軟件服務(wù)在IT整體市場中的比重不超過20%（信息化發(fā)達國家為40%）；軟件公司很多，但是大規(guī)模的軟件公司卻很少。硬件網(wǎng)絡(luò)vs軟件服務(wù)我國：6:4軟

11、件發(fā)達國家：3:7截至(jizh)目前為止，我國通過CMM2級以上評估的軟件企業(yè)已超過100家，其中，通過CMM3級以上評估的已超過45家，通過CMM4，CMM5級評估的有9家 。CMM3是軟件企業(yè)邁向國際化的門檻。共五十五頁2022年7月29日223.2 我國軟件(run jin)企業(yè)的現(xiàn)狀Why?規(guī)?；拖到y(tǒng)化不夠。規(guī)?；很浖髽I(yè)無法形成規(guī)模，大多數(shù)企業(yè)都是從小型軟件開發(fā)干起來的，當(dāng)軟件企業(yè)達到一定規(guī)模時，管理工作跟不上，無法形成規(guī)模效應(yīng)。進而無法吸引國際頂尖軟件客戶。 系統(tǒng)化：軟件是一種商品，只有系統(tǒng)地控制產(chǎn)品的質(zhì)量、開發(fā)時間、開發(fā)成本才能使商品走入市場、走向國際。許多軟件企業(yè)在技術(shù)開

12、發(fā)的工程化、規(guī)范化方面程度低，軟件產(chǎn)品質(zhì)量和標準化程度不高，普遍缺乏先進(xinjn)的軟件生產(chǎn)技術(shù)、經(jīng)營管理模式和嚴格的質(zhì)量監(jiān)控措施。 共五十五頁2022年7月29日233.3 印度軟件企業(yè)(qy)的現(xiàn)狀2001年印度軟件銷售總額102.3億美元，軟件企業(yè)約6000家，從業(yè)人員40萬。 2001年我國軟件銷售總額96.3億美元，軟件企業(yè)約5000家，從業(yè)人員29萬。 1990年印度軟件出口只有5000萬美元，1999年就達到了39億美元，2000年達到了62億美元，已經(jīng)占到了印度全部出口總額的10.5。2001年印度軟件出口額為77.8億美元，同比增長25。估計到2008年，印度軟件業(yè)產(chǎn)值將

13、達到850億美元，其中出口500億美元。 據(jù)SEI統(tǒng)計(tngj)，有大約300家印度軟件公司通過了CMM認證，其中通過最高質(zhì)量等級CMM5的有50余家，占全球的60%以上。 共五十五頁2022年7月29日243.3 印度(yn d)軟件企業(yè)的現(xiàn)狀國內(nèi)從業(yè)人員到印度的感受：流程重于項目QC獨立于研發(fā)部門，專門檢查研發(fā)部門的開發(fā)流程是不是按照流程走，如果QC覺得流程不對，會報告上層人員，項目可能會因此而停止。所謂的項目經(jīng)理一般是從編碼人員升上來的，并不是(b shi)不懂技術(shù)，一般至少有4年的工作經(jīng)驗。共五十五頁2022年7月29日253.3 印度(yn d)軟件企業(yè)的現(xiàn)狀項目經(jīng)理就是制定開發(fā)計

14、劃，負責(zé)協(xié)調(diào)，填寫各種表格。所有的東西（包括(boku)草稿）都有文檔。詳細設(shè)計文檔要求達到有這個文檔就可以編碼的程度，一般寫文檔的時間為60%，編碼時間極少。有各種詳細的review，組內(nèi)的、組間的、客戶的等。計劃很詳細，的確能達到小時級別，但是實際情況還是誤差比較大，所以也有加班。共五十五頁2022年7月29日263.4 我國與印度軟件企業(yè)(qy)的差距分析Example:軟件中需要一個列表(list)，用來表示處理的事務(wù)(transaction)。該列表在業(yè)務(wù)繁忙的時候?qū)⒆兊煤艽?。我國從業(yè)人員：用雙向鏈表（先編碼后分析）。印度從業(yè)人員：開一個大的數(shù)組，不用(byng)鏈表。（先分析后編碼

15、）Why?小型機的512MB內(nèi)存足夠，數(shù)組訪問方便、效率高。共五十五頁2022年7月29日273.4 我國與印度(yn d)軟件企業(yè)的差距分析軟件教育水平比較：印度軟件人員(rnyun)面對同樣的問題有驚人相似的解決方法和程序結(jié)構(gòu)。我國軟件人員更重視的是解決問題的個人技巧，重視創(chuàng)造性地發(fā)揮（每個人都覺得別人做的軟件不好，自己需要延續(xù)別人的工作時總是將別人貶損一通，然后重新開發(fā)，殊不知：程序員只要具備擰好螺絲釘?shù)哪芰涂梢粤恕＃┕参迨屙?022年7月29日283.4 我國與印度軟件(run jin)企業(yè)的差距分析許多公司的項目經(jīng)理不需要懂技術(shù)，有些甚至就是MBA或者是領(lǐng)域?qū)＜?，而不是編碼專家，

16、卻能夠領(lǐng)導(dǎo)一大群素質(zhì)良好(lingho)的程序員把工作做好，沒有內(nèi)部不團結(jié)的情況。國內(nèi)的項目經(jīng)理如果不懂技術(shù)則后果是可想而知的（內(nèi)部不團結(jié)，技術(shù)人員與管理人員作對項目經(jīng)理必須在技術(shù)上能夠壓服下屬）。共五十五頁2022年7月29日293.4 我國與印度軟件(run jin)企業(yè)的差距分析印度的編程人員的流動率高達30%！可以想見他們的文檔工作做得多么地好，他們的產(chǎn)品不依賴于任何一個人，誰都可以立即辭職(c zh)，產(chǎn)品的開發(fā)還是會正常進行。國內(nèi)：老板害怕總工，技術(shù)骨干擁兵自重，抗拒管理。任何制定好的計劃都有可能被技術(shù)人員推翻或者跟你消極怠工。共五十五頁2022年7月29日303.4 我國與印度軟

17、件(run jin)企業(yè)的差距分析印度的開發(fā)計劃能夠做到小時級別。如果項目經(jīng)理沒有上班(shng bn)，手下的員工可能不知道干什么。一般的計劃都定到天。（來自于良好的度量）國內(nèi)能夠?qū)⒂媱澏ǖ皆戮筒诲e了，而且給出的月度計劃要么不可能實現(xiàn)，要么就可能被取消，開發(fā)人員一般會出現(xiàn)前松后緊的局面。共五十五頁2022年7月29日313.4 我國與印度軟件(run jin)企業(yè)的差距分析印度軟件公司十分重視軟件開發(fā)過程的管理及與其相關(guān)理論(lln)與標準的發(fā)展。認為編碼是十分簡單的工作，高中生就可以完成。軟件藍領(lǐng)國內(nèi)軟件公司更重視個人技能的發(fā)揮，忽視了過程的管理。國內(nèi)的個人創(chuàng)造性應(yīng)該在有限的范圍內(nèi)得到發(fā)揮

18、。在滿足國內(nèi)軟件市場需求的同時，拓展國際軟件市場，增加軟件出口量。共五十五頁2022年7月29日323.5 提高我國軟件(run jin)企業(yè)的管理水平質(zhì)量管理過程質(zhì)量管理產(chǎn)品質(zhì)量管理項目管理項目規(guī)劃(guhu)度量進度安排和跟蹤風(fēng)險管理配置管理變更管理版本管理發(fā)布管理其他管理活動共五十五頁2022年7月29日333.5 提高(t go)我國軟件企業(yè)的管理水平在發(fā)展具有自主知識產(chǎn)權(quán)的民族軟件產(chǎn)品的同時，通過大力發(fā)展軟件外包（ITO/BPO）來提升(tshng)國內(nèi)軟件企業(yè)的管理水平，逐步擴大軟件企業(yè)規(guī)模。共五十五頁2022年7月29日34提綱(tgng)一、軟件工程的知識體系二、教學(xué)側(cè)重點三、

19、軟件工程管理的重要性四、軟件工程技術(shù)的發(fā)展(fzhn)五、教學(xué)內(nèi)容組織六、教學(xué)方法七、參考資料共五十五頁2022年7月29日35四、軟件工程技術(shù)(jsh)的發(fā)展新型軟件開發(fā)過程模型，如：RUP（Rational Unified Process）、XP（eXtrem Programming）新的軟件開發(fā)方法(fngf)：面向?qū)ο筌浖_發(fā)方法。新的軟件開發(fā)工具：UMLIBM RSA共五十五頁2022年7月29日36四、軟件工程技術(shù)(jsh)的發(fā)展以軟件體系結(jié)構(gòu)為中心(zhngxn)的面向?qū)ο筌浖_發(fā)過程提煉特定應(yīng)用領(lǐng)域的穩(wěn)定需求和易變需求，建立可復(fù)用的領(lǐng)域模型。在特定領(lǐng)域模型的基礎(chǔ)上提煉特定應(yīng)用領(lǐng)

20、域的軟件體系結(jié)構(gòu)。進行體系結(jié)構(gòu)設(shè)計分配系統(tǒng)功能到相應(yīng)的構(gòu)件和連接件上存放設(shè)計模式、對象或其它可重用的設(shè)計構(gòu)件。設(shè)計構(gòu)件和連接件復(fù)用/存儲共五十五頁2022年7月29日37四、軟件工程(run jin n chn)技術(shù)的發(fā)展分布式部件對象技術(shù)Microsoft COM/DCOM/COM+OMG CORBA(Common Object Request Broker Architecture)Oracle/Sun Microsystem JavaBean、EJB、Java EE基于Web Service技術(shù)的SOA（面向服務(wù)架構(gòu)）業(yè)務(wù)(yw)驅(qū)動服務(wù)，服務(wù)驅(qū)動技術(shù) 業(yè)務(wù)敏捷是基本的業(yè)務(wù)需求 一個成功

21、的SOA總在變化之中 共五十五頁2022年7月29日38四、軟件工程技術(shù)(jsh)的發(fā)展軟件復(fù)用技術(shù)Pattern (analysis, design)模式（面向過程抽象）Framework框架（面向應(yīng)用抽象）MDA：模型驅(qū)動架構(gòu)（面向業(yè)務(wù)抽象）軟件工程(run jin n chn)界越來越普遍的兩個發(fā)展方向：架構(gòu)(architecture)研究方法學(xué)(methodology)研究共五十五頁2022年7月29日39提綱(tgng)一、軟件工程的知識(zh shi)體系二、教學(xué)側(cè)重點三、軟件工程管理的重要性四、軟件工程技術(shù)的發(fā)展五、教學(xué)內(nèi)容組織六、教學(xué)方法七、參考資料共五十五頁2022年7月29

22、日40五、教學(xué)內(nèi)容組織(zzh)第一章 軟件工程現(xiàn)狀及發(fā)展軟件工程發(fā)展現(xiàn)狀軟件危機(wij)軟件工程及發(fā)展歷程軟件工程框架軟件工程發(fā)展趨勢及特點共五十五頁2022年7月29日41五、教學(xué)內(nèi)容組織(zzh)第二章 軟件生命周期過程軟件生命周期基本(jbn)過程支持過程組織過程統(tǒng)一過程（UP）共五十五頁2022年7月29日42五、教學(xué)內(nèi)容組織(zzh)第三章 軟件過程改進的CMM/PSP/TSP模型CMM產(chǎn)生背景CMM內(nèi)容及管理透視CMM組織結(jié)構(gòu)(jigu)CMM應(yīng)用CMM與ISO9001PSP過程組織結(jié)構(gòu)TSP過程及角色共五十五頁2022年7月29日43五、教學(xué)內(nèi)容組織(zzh)第四章 軟件質(zhì)量

23、軟件質(zhì)量概念軟件質(zhì)量屬性軟件質(zhì)量度量(dling)軟件質(zhì)量保證質(zhì)量管理和質(zhì)量保證的實施共五十五頁2022年7月29日44五、教學(xué)內(nèi)容組織(zzh)第五章 軟件(run jin)項目管理項目管理過程風(fēng)險管理軟件質(zhì)量和效率度量軟件項目成本和進度估算軟件項目進度安排項目組織結(jié)構(gòu)設(shè)計項目過程監(jiān)控共五十五頁2022年7月29日45五、教學(xué)內(nèi)容組織(zzh)第六章 面向?qū)ο蠼ＵZ言和過程面向?qū)ο蠼Ｋ枷?sxing)面向?qū)ο蠼７椒ńy(tǒng)一建模語言UML統(tǒng)一建模過程RUP （以上為本科教學(xué)內(nèi)容）輕量級建模過程XP（研究生的主要內(nèi)容）本章內(nèi)容有可能前移共五十五頁2022年7月29日46五、教學(xué)內(nèi)容組織(zzh)

24、第七章 軟件體系結(jié)構(gòu)（Option）軟件體系結(jié)構(gòu)概念軟件體系結(jié)構(gòu)的研究意義軟件體系結(jié)構(gòu)的研究內(nèi)容(nirng)基本軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格基于體系結(jié)構(gòu)的軟件開發(fā)模式共五十五頁2022年7月29日47五、教學(xué)內(nèi)容組織(zzh)第八章 軟件復(fù)用(f yn)之模式和框架（Option）軟件復(fù)用類型模式復(fù)用設(shè)計模式過程模式和分析模式框架復(fù)用模式和框架的關(guān)系共五十五頁2022年7月29日48五、教學(xué)(jio xu)目標敏捷思想及XP方法；軟件工程過程及其管理(gunl)方法；評價軟件組織能力的技術(shù)，CMM/CMMI；軟件體系結(jié)構(gòu)及其基本風(fēng)格；軟件項目管理、質(zhì)量控制。軟件復(fù)用技術(shù)（分析模式、設(shè)計模式和過程模式、框架）共五十五頁2022年7月29日49提綱(tgng)一、軟件工程的知識體系二、教學(xué)側(cè)重點三、軟件工程管理的重要性四、軟件工程技術(shù)(jsh)的發(fā)展五、教學(xué)內(nèi)容組織六、教學(xué)要求及方法七、參考資料共五十五頁2022年7月29日50六、教學(xué)要求及方法(fngf)軟件工程-實踐者的研究(ynji)方法。包括實踐：要求將軟件工程過程、方法和技術(shù)應(yīng)用到實際中，“身體力行”；研究：同時能夠站在更高的層面上，在軟件工程的過程及管理上，“反思而有所獲”；案例分析及總結(jié)。 共