計(jì)算機(jī)軟件第9章軟件工程

軟件工程是開發(fā)、運(yùn)行、維護(hù)和修復(fù)軟件的系統(tǒng)方法；關(guān)于軟件工程軟件工程是用來解決實(shí)際問題的。軟件工程是一個(gè)有彈性的概念，而不是一個(gè)固定的呆板的框架。如果軟件開發(fā)中沒有遇到管理問題，軟件工程就不需要管理的內(nèi)容；如果軟件開發(fā)中沒有遭遇文檔混亂，軟件工程就不需要文檔的部分。但是如果很幸運(yùn)的你都遭遇到了這些，那么這一切都是不可或缺的。彈性的軟件工程軟件工程可以在項(xiàng)目進(jìn)行中的任何時(shí)候開始，也可以在任何不再需要的時(shí)候結(jié)束。軟件工程中最重要的，最有實(shí)際意義的，是它界定了工作職能，從而也確定了責(zé)任歸屬。就是什么人做什么事，出了問題誰負(fù)責(zé)。軟件工程的意義工作職能的界定是通過對軟件開發(fā)流程的劃分來實(shí)現(xiàn)的。軟件工程把軟件的開發(fā)劃分成很多個(gè)相對獨(dú)立的階段，每一個(gè)階段都有相關(guān)的人員來實(shí)現(xiàn)，也就有相關(guān)的人員來負(fù)責(zé)。軟件工程現(xiàn)狀軟件工程人才的就業(yè)前景十分看好。未來幾年，國內(nèi)外高層次軟件人才將供不應(yīng)求。畢業(yè)生主要在各大軟件公司、企事業(yè)單位、高等院校、各大研究所、國防等重要部門從事軟件設(shè)計(jì)、開發(fā)、應(yīng)用與研究工作。軟件門類很多：辦公軟件、殺毒軟件、平面設(shè)計(jì)、圖片處理、繪圖軟件、動畫軟件、游戲軟件、排版軟件、手機(jī)軟件等。有數(shù)據(jù)表明，我國軟件出口規(guī)模達(dá)到215億元，軟件從業(yè)人員達(dá)到72萬人，在中國十大IT職場人氣職位中，軟件工程師位列第一位，軟件工程人才的就業(yè)前景十分樂觀。在中國，國內(nèi)市場對軟件人才的需求每年高達(dá)80萬人。軟件工程現(xiàn)狀深圳軟件出口連續(xù)九年全國排名第一一級城市（如深圳，上海，南京等）初－高級軟件工程師的待遇在4000－9000之間；內(nèi)地其他省會城市一般在2000－6000之間著名軟件工程培訓(xùn)機(jī)構(gòu)：深圳的ITjob，北大青鳥軟件工程現(xiàn)狀1軟件工程學(xué)的任務(wù)一、背景

隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，軟件的規(guī)模及結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度也不斷增加。②軟件成本極高由于硬件迅速發(fā)展，集成度大大提高，硬件成本下降，而作坊式開發(fā)軟件的工作量增加、人工費(fèi)增長，造成硬軟件投資比例失衡。①軟件復(fù)雜性飛速增長個(gè)體思維難以勝任一個(gè)以幾萬條、百萬行計(jì)數(shù)的大型軟件，何況它們之間相互關(guān)聯(lián)，造成錯誤率大大提高。③開發(fā)周期長

手工式開發(fā)的程序，所需人年是隨程序代碼行的上升按指數(shù)曲線增長的。④維護(hù)工作量大通過對軟件錯誤的分析和統(tǒng)計(jì)，看到由于設(shè)計(jì)產(chǎn)生的錯誤占70%，由于編碼產(chǎn)生的錯誤占30%，并且，當(dāng)硬件環(huán)境升級后，也需要修改程序，以適應(yīng)新的環(huán)境。因此，這使得軟件的維護(hù)工作耗費(fèi)相當(dāng)?shù)娜肆唾Y源。年份軟件投資占總投資的百分比1955年1970年1980年20%以下60%左右85%以上正因?yàn)榇?，軟件出現(xiàn)了不得不盡快解決的緊迫問題，即“軟件危機(jī)”！軟件危機(jī)主要表現(xiàn)為：1、對軟件開發(fā)成本和進(jìn)度的估計(jì)不夠準(zhǔn)確；2、用戶往往對已完成的軟件不滿意；3、軟件的質(zhì)量常被懷疑；4、現(xiàn)有的軟件極難維護(hù)；5、缺乏良好的軟件文檔；6、軟件開發(fā)生產(chǎn)率提高的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上計(jì)算機(jī)應(yīng)用迅速普及深入的趨勢。二、軟件危機(jī)軟件工程是開發(fā)、運(yùn)行、維護(hù)和修復(fù)軟件的系統(tǒng)方法。三、定義及任務(wù)

即采用工程化的原理與方法，對軟件進(jìn)行計(jì)劃、開發(fā)和維護(hù)。

軟件工程是為克服軟件危機(jī)而產(chǎn)生的（即用工程化的方法和技術(shù)開發(fā)軟件，從而提高可靠性、可維護(hù)性、可移植性）。即其根本任務(wù)是：在給定的時(shí)間和費(fèi)用的條件下開發(fā)出一個(gè)滿足用戶功能和性能要求的可靠軟件。軟件工程學(xué)軟件開發(fā)技術(shù)軟件工程管理軟件開發(fā)方法學(xué)軟件工具軟件工程環(huán)境軟件管理學(xué)軟件工程經(jīng)濟(jì)學(xué)四、包含內(nèi)容與涉及學(xué)科軟件工程強(qiáng)調(diào)使用生命周期方法學(xué)和各種結(jié)構(gòu)化分析與設(shè)計(jì)技術(shù)，用“系統(tǒng)”的觀點(diǎn)來分解問題，然后再分別解決各個(gè)子問題。

生命周期方法學(xué)是從時(shí)間角度對軟件的開發(fā)和維護(hù)的復(fù)雜問題進(jìn)行分解，分成若干個(gè)階段，每個(gè)階段有相對獨(dú)立的任務(wù)，每個(gè)任務(wù)的結(jié)果都要有相應(yīng)的“產(chǎn)品”。軟件與軟件生存周期一、概述1.軟件軟件部分的完整配置應(yīng)包括四個(gè)主要部分:1、應(yīng)用程序2、系統(tǒng)程序3、面向用戶的文檔4、面向開發(fā)者的文檔二、定義2.軟件生存周期軟件的生存周期是指一個(gè)軟件從用戶提出開發(fā)要求，到軟件被廢棄不用為止的全過程。常用的軟件生存周期模型有：傳統(tǒng)的瀑布模型和后來興起的快速原型模型。計(jì)劃時(shí)期開發(fā)時(shí)期運(yùn)行時(shí)期（目標(biāo)與范圍說明書）（可行性論證報(bào)告）（需求說明書）（程序）（設(shè)計(jì)文檔）（測試報(bào)告）（維護(hù)報(bào)告）問題定義可行性研究需求分析設(shè)計(jì)編程測試運(yùn)行與維護(hù)圖1瀑布模型需求分析原型開發(fā)原型評價(jià)目標(biāo)系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)用戶意見圖2快速原型9.2軟件的需求分析一、概述任務(wù)是：用戶和軟件人員雙方進(jìn)一步理解用戶的需求，并將雙方的共同理解表達(dá)成雙方都能接受的“需求說明書”。需求分析說明書主要有三個(gè)作用：作為用戶和軟件開發(fā)人員之間的合同，為雙方相互了解提供基礎(chǔ)，這是雙方對開發(fā)的軟件系統(tǒng)共同理解的結(jié)果；作為開發(fā)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)和編程的根據(jù)；作為軟件開發(fā)完成后驗(yàn)收的依據(jù)。需求說明書概述：說明目的、意義和背景需求說明：功能說明和性能說明數(shù)據(jù)描述運(yùn)行環(huán)境：設(shè)備和支持軟件限制：成本、進(jìn)度、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方面的限制數(shù)據(jù)流圖數(shù)據(jù)字典接口說明需求分析是用戶和軟件人員雙方討論協(xié)商的階段。它是軟件生存周期各階段中唯一面向用戶“問題”的階段。二、結(jié)構(gòu)分析方法需求分析最常用的方法是結(jié)構(gòu)化分析方法，簡稱SA方法，常用數(shù)據(jù)流圖表達(dá)需求，并以數(shù)據(jù)字典的形式記錄數(shù)據(jù)的邏輯定義。使用“分解”和“抽象”的方法控制復(fù)雜性。使用SA方法的步驟：1、建立出當(dāng)前系統(tǒng)的“具體模型”;2、抽象出當(dāng)前系統(tǒng)的邏輯模型;3、建立目標(biāo)系統(tǒng)的邏輯模型;（目標(biāo)系統(tǒng)是指將要開發(fā)的由計(jì)算機(jī)處理的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)）4、考慮人機(jī)界面和其它一些問題.三、數(shù)據(jù)流圖數(shù)據(jù)流圖是描述系統(tǒng)中數(shù)據(jù)流程的圖形工具，它標(biāo)識了一個(gè)系統(tǒng)的邏輯輸入和邏輯輸出以及把邏輯輸入轉(zhuǎn)換為邏輯輸出所需要的加工處理。數(shù)據(jù)流加工數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)源點(diǎn)或終點(diǎn)數(shù)據(jù)流圖的基本成分?jǐn)?shù)據(jù)詞典是由數(shù)據(jù)流圖中包含的所有元素的定義的集合所構(gòu)成的。數(shù)據(jù)詞典中有四種類型的條目:數(shù)據(jù)流、文件、數(shù)據(jù)項(xiàng)和加工。數(shù)據(jù)流條目給出某個(gè)數(shù)據(jù)流的定義，它通常是列出該數(shù)據(jù)流的各組成數(shù)據(jù)項(xiàng)。文件給出某個(gè)文件的定義，列出文件記錄的組成數(shù)據(jù)項(xiàng)。加工條目又稱小說明。四、數(shù)據(jù)詞典9.3軟件設(shè)計(jì)一、任務(wù)和目標(biāo)任務(wù)：將分析階段獲得的需求說明轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)中可實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)，完成系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和程序結(jié)構(gòu)，最后應(yīng)該的到軟件設(shè)計(jì)說明書。目標(biāo)：1、提高可靠性2、提高可維護(hù)性3、提高可理解性4、提高效率二、設(shè)計(jì)方法和步驟軟件設(shè)計(jì)是一個(gè)把軟件需求變成軟件表示的過程。設(shè)計(jì)上分為：總體設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)。

總體設(shè)計(jì)方法有：模塊化方法，功能分解法，面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計(jì)方法，面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法和面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法。

詳細(xì)設(shè)計(jì)的方法主要是用結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)方法，詳細(xì)設(shè)計(jì)的表示工具有圖形工具（程序流程圖、NS圖、PAD圖）和語言工具（偽碼）。

9.5軟件測試軟件測試是在軟件投入運(yùn)行之前，對軟件需求分析、設(shè)計(jì)規(guī)格說明和編碼的最終復(fù)審,是保證軟件質(zhì)量的關(guān)鍵步驟。1、測試方式人工測試：閱讀和檢查，有效率30%~70%；動態(tài)測試：上機(jī)測試；自動測試：使用測試工具測試。2、測試策略單元測試：即模塊測試，是軟件測試的最基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。組裝測試：即集成測試，為了發(fā)現(xiàn)程序結(jié)構(gòu)問題。驗(yàn)收測試：即有效性測試，在模擬環(huán)境下用黑盒法驗(yàn)證軟件是否滿足需求規(guī)格說明書上的要求。系統(tǒng)測試：即整體測試。3、測試方法白盒測試：指將測試對象看作一個(gè)打開的盒子，主要測試程序內(nèi)部的邏輯結(jié)構(gòu)和語法問題，不考慮程序功能。黑盒測試：又稱功能測試，即程序?qū)y試人員是不能打開的盒子。1、下列對于軟件測試的描述中正確的是

（）

A)軟件測試的目的是證明程序是否正確

B)軟件測試的目的是使程序運(yùn)行結(jié)果正確

C)軟件測試的目的是盡可能地多發(fā)現(xiàn)程序中的錯誤

D)軟件測試的目的是使程序符合結(jié)構(gòu)化原則

軟件工程等級考試真題2、為了使模塊盡可能獨(dú)立，要求

（）

(A)模塊的內(nèi)聚程度要盡量高，且各模塊間的耦合程度要盡量強(qiáng)

(B)模塊的內(nèi)聚程度要盡量高，且各模塊間的耦合程度要盡量弱

(C)模塊的內(nèi)聚程度要盡量低，且各模塊間的耦合程度要盡量弱

(D)模塊的內(nèi)聚程度要盡量低，且各模塊間的耦合程度要盡量強(qiáng)

3、下列描述中正確的是（）(A)程序就是軟件

(B)軟件開發(fā)不受計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的限制

(C)軟件既是邏輯實(shí)體,又是物理實(shí)體

(D)軟件是程序、數(shù)據(jù)與相關(guān)文檔的集合

4、（）是軟件生存期中的一系列相關(guān)軟件工程活動的集合，它由軟件規(guī)格說明、軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)、軟件確認(rèn)、軟件改進(jìn)等活動組成。(A)軟件過程(B)軟件工具(C)質(zhì)量保證(D)軟件工程

5、軟件測試計(jì)劃開始于需求分析階段，完成于（）階段。(A)