軟件工程實踐教程第1章課件

軟件工程實踐教程

(第2版)軟件工程實踐教程

(第2版)1美麗的北師大珠海分校(1)

校園黎明靜悄悄----趙池龍攝美麗的北師大珠海分校(1)

校園黎明靜悄悄----趙池龍攝2軟件工程實踐教程第1章3學習與評估1.教材：楊林、趙池龍主編著，《軟件工程實踐教程(第2版)》，電子工業(yè)出版社，2011。2.成績評估：期末開卷筆試占總成績的40%左右。平時項目實踐占總成績的60%左右。學習與評估1.教材：楊林、趙池龍主編著，《軟件工程實踐教程4第1章軟件開發(fā)與軟件管理全過程

軟件工程是研究軟件開發(fā)與軟件管理的工程科學。軟件工程認為：只要將軟件開發(fā)過程與軟件管理過程改善了，軟件企業(yè)的項目、產品和服務就能令客戶滿意，軟件企業(yè)就能發(fā)展壯大。那么，軟件開發(fā)過程到底包含哪些內容呢？這就是本章要解決的問題。

第1章軟件開發(fā)與軟件管理全過程軟件工程是研究軟件開發(fā)與軟5軟件開發(fā)的一般過程首先要選擇合適的軟件生命周期模型，然后按照此模型規(guī)定的路線圖，進行需求、設計、編程、測試、驗收。若符合客戶要求，則開發(fā)過程結束，轉入運行與維護階段。若不符合客戶要求，則進入新一輪迭代循環(huán)，開始新一輪需求、設計、編程、測試、驗收。如此往復循環(huán)，直到客戶滿意為止。若要減少往復循環(huán)次數，則要加強對每一步的評審、審計、配置管理與質量保證工作，尤其是第一步(需求)的質量保證工作。軟件開發(fā)的一般過程首先要選擇合適的軟件生命周期模型，然后按照61.1選擇軟件開發(fā)模型

生命周期指軟件開發(fā)全部過程、活動和任務的結構框架。軟件開發(fā)包括需求、設計、編程和測試階段，有時也包括軟件實施與維護階段。目前IT企業(yè)在軟件開發(fā)實踐中使用的生命周期模型是：瀑布模型、增量模型、原型模型與迭代模型。1.1選擇軟件開發(fā)模型生命周期指軟件開發(fā)全部過程、活動和71．瀑布模型（WaterfallModel）

瀑布模型形象地用階梯瀑布描述，水由上向下一個階梯接著一個階梯地傾瀉下來。在瀑布模型中，軟件開發(fā)的各項活動嚴格按照線性方式進行，當前階段的活動接受上一階段活動的工作結果，實施完成所需的工作內容。對當前階段活動的工作結果需要進行驗證，如果驗證通過，則該結果作為下一階段活動的輸入，繼續(xù)進行下一階段的活動，否則返回上一階段進行修改。瀑布模型選取的條件是：在開發(fā)周期內，客戶的需求是穩(wěn)定的。1．瀑布模型（WaterfallModel）瀑布模型形象82．增量模型（IncrementalModel）

增量模型是遵循遞增方式來進行軟件開發(fā)的。軟件產品被作為一組增量構件（模塊），每次需求、設計、編程、集成、測試和交付一塊構件，直到所有構件全部實現(xiàn)為止。增量模型選取的條件是：項目本身可拆卸成為多個模塊，并且客戶同意一個模塊接著一個模塊地交付。2．增量模型（IncrementalModel）增量模型93．原型模型（PrototypeModel）

原型模型的本意是：在初步需求分析之后，馬上向客戶展示一個軟件產品原型(樣品)，對客戶進行培訓，讓客戶試用，在試用中收集客戶意見，根據客戶意見立刻修改原型，之后再讓客戶試用，反復循環(huán)幾次，直到客戶確認為止。原型模型選取的條件是：開發(fā)者手中有相近或相似的產品原型。3．原型模型（PrototypeModel）原型模型的本104．迭代模型（IterativeModel）

RUP（RationalUnifiedProcess），是一種最有代表性的迭代模型。RUP推出的一種“逐步求精”的面向對象的軟件開發(fā)過程模型，被認為軟件界迄今為止最完善的、商品化的開發(fā)過程模型。迭代模型的特點是：迭代或迭代循環(huán)驅動，每一次迭代或迭代循環(huán)，均要走完初始（規(guī)范業(yè)務與需求）、精化（架構設計與詳細設計）、構建（編程與測試）、移交（產品化)這四個階段。迭代模型選取的條件是：在開發(fā)周期內，客戶的需求是有變化的。4．迭代模型（IterativeModel）RUP（Ra115．瀑布模型與迭代模型之間的關系

在宏觀上，迭代模型是動態(tài)模型，瀑布模型是靜態(tài)模型。迭代模型的每一次迭代，實質上都是執(zhí)行一次瀑布模型，都要經歷初始、精化、構造、移交四個階段(或需求、設計、實現(xiàn)、交付四個階段)，走完瀑布模型的全過程。在微觀上，迭代模型與瀑布模型都是動態(tài)模型。迭代模型與瀑布模型在每一個開發(fā)階段(初始、精化、構造、移交)的內部，都有一個小小的迭代過程，只有經歷這個小小的迭代過程，該階段的開發(fā)工作才能做細做好。5．瀑布模型與迭代模型之間的關系在宏觀上，迭代模型是動態(tài)模12從圖中可見：迭代中有瀑布，瀑布中有迭代。即你中有我、我中有你。從圖中可見：迭代中有瀑布，瀑布中有迭代。即你中有我、我中有你13瀑布模型與迭代模型之間的關系

瀑布模型與迭代模型之間的關系，完全反映了人們對客觀事物的認識論：要認識與掌握某一客觀事物，你必須經歷過由宏觀到微觀的多次反復過程。只有從宏觀上反復迭代幾次，你才能看清全貌，掌握事物的宏觀發(fā)展規(guī)律。只有從微觀上反復迭代幾次，你才能吃透每個細節(jié)，掌握事物的微觀發(fā)展規(guī)律。瀑布模型與迭代模型之間的關系瀑布模型與迭代模型之間的關系，146.軟件開發(fā)模型總結

以上介紹的四種開發(fā)模型，是IT企業(yè)常用的模型，它們的性能比較，如表1-2所示。此外，自從敏捷文化出現(xiàn)之后，在一些中小型軟件企業(yè)，XP模型（ExtremeProgrammingModel）也迅速得到了應用。除了上面介紹的幾種常用模型之外，還有螺旋模型(SpiralModel)、噴泉模型(FountainModel)等等，這些模型在IT企業(yè)很少使用。

6.軟件開發(fā)模型總結以上介紹的四種開發(fā)模型，是IT企業(yè)常151.2選擇軟件開發(fā)方法

在軟件工程界，目前流行四種基本的軟件開發(fā)方法：面向過程方法、面向對象方法、面向元數據方法和形式化方法。作為軟件開發(fā)人員，到底要如何看待這些方法，進而如何選擇這些方法呢？請看下文分析。1.2選擇軟件開發(fā)方法在軟件工程界，目前流行四種基本的軟161．面向過程方法面向過程方法，習慣上稱為傳統(tǒng)軟件工程開發(fā)方法，或結構化方法。它包括結構化分析、結構化設計、結構化編程、結構化測試、結構化維護。面向過程的方法，有時又稱面向功能的方法，即面向功能分析、面向功能設計、面向功能編程、面向功能測試、面向功能維護。由此可見，面向過程方法、面向功能方法、結構化方法，三者是同一個意思。1．面向過程方法面向過程方法，習慣上稱為傳統(tǒng)軟件工程開發(fā)方法17面向過程方法，采用“自頂向下，逐步求精”的技術對系統(tǒng)進行劃分，分解和抽象是它的兩個基本手段。編程時采用單入口單出口的控制結構，并且只包含順序、選擇和循環(huán)三種結構，目標之一是使程序的控制流程線性化，即程序的動態(tài)執(zhí)行順序符合靜態(tài)書寫結構。面向過程方法的優(yōu)點是：以處理流程為基礎，簡單實用。面向過程方法，采用“自頂向下，逐步求精”的技術對系統(tǒng)進行劃分18面向過程方法的缺點：只注重過程化信息，因而忽略信息的層面關系以及相互聯(lián)系。它企圖使用簡單的時序過程方法(順序、分支、循環(huán)三種結構)，來描述關系復雜(隨機)的信息世界，因而對于關系復雜的信息系統(tǒng)來說，其描述能力不強，最后可能導致軟件設計、開發(fā)和維護陷入困難。自從面向對象方法出現(xiàn)之后，面向過程方法的應用范圍開始萎縮。當前，面向過程方法主要用在過程式的程序設計中，例如：對象方法(函數)、科學計算、實時跟蹤和實時控制的實現(xiàn)。面向過程方法的缺點：只注重過程化信息，因而忽略信息的層面關系192．面向對象方法

面向對象方法，在不少軟件工程教材中，也稱為現(xiàn)代軟件工程開發(fā)方法。該方法包括面向對象需求分析、面向對象設計、面向對象編程、面向對象測試、面向對象維護、面向對象管理。面向對象方法是一種運用對象、類、消息傳遞、繼承、封裝、聚合、多態(tài)性等概念來構造軟件系統(tǒng)的軟件開發(fā)方法。2．面向對象方法面向對象方法，在不少軟件工程教材中，也稱為20面向對象方法的特點是：將現(xiàn)實世界的事物(問題域)直接映射到對象。分析設計時由對象(Object)抽象出類(Class)，程序運行時由類還原到對象。面向對象方法的優(yōu)點是：由于每個對象可以接收信息、處理數據和發(fā)送信息給其他對象，可作為一個獨立的單元使用與運行，可起到效果獨特的作用，可解決大量既離散又關聯(lián)的實體，可重復使用編程的邏輯單位，以及該方法側重的不是過程的連續(xù)數據，而是客觀的離散數據，所以它能描述無窮的信息世界。同時，又由于對象間具有繼承性，所以易于代碼重用和擴展。

面向對象方法的特點是：將現(xiàn)實世界的事物(問題域)直接映射到對21面向對象方法的缺點是：設計和實現(xiàn)的復雜性較高，對于習慣于面向過程方法的人，他們較難掌握。面向對象方法是當前計算機界關心的重點，是軟件工程方法論的主流。面向對象的概念和應用已超越了程序設計和軟件開發(fā)，擴展到更寬的范圍。如交互式界面、應用結構、應用平臺、分布式系統(tǒng)、網絡管理結構、CAD技術、人工智能等領域。面向對象方法的缺點是：設計和實現(xiàn)的復雜性較高，對于習慣于面向223．面向元數據方法

這里講的面向元數據方法，既不是傳統(tǒng)軟件工程中的“面向數據流”方法，也不是傳統(tǒng)意義上的面向數據結構的Jackson方法，它們倆者都是面向過程的方法，而且這兩個方法都出現(xiàn)在關系數據庫管理系統(tǒng)RDBMS(RelationalDatabaseManagementSystem)成熟之前。3．面向元數據方法這里講的面向元數據方法，既不是傳統(tǒng)軟件工23元數據(meta-data)是關于數據的數據，組織數據的數據，管理數據的數據。這里的元數據，是泛指一切組織數據的數據，例如類的名稱、屬性和方法，實體的名稱、屬性和關聯(lián)，數據庫中的表名、字段名、主鍵、外鍵、索引、視圖，數據結構中存儲數據的框架等等。但是，我們研究的重點，是指數據庫中的元數據。元數據(meta-data)是關于數據的數據，組織數據的數據24面向元數據方法來源于面向元數據的程序設計思想，即來源于關系數據庫語言的程序設計思想。當關系數據庫管理系統(tǒng)和數據庫服務器出現(xiàn)之后，面向元數據方法才被人們所發(fā)現(xiàn)與重視。當數據庫設計的CASE工具PowerDesigner、OracleDesigner和ERwin出現(xiàn)之后，面向元數據設計方法才開始大流行。面向元數據方法包括面向元數據需求分析、面向元數據設計、面向元數據編程、面向元數據測試、面向元數據維護。面向元數據方法來源于面向元數據的程序設計思想，即來源于關系數25面向元數據需求分析，就是在需求分析時，找出信息系統(tǒng)所有的元數據，使其完全滿足信息系統(tǒng)對數據的存儲、處理、查詢、傳輸、輸出的數據要求。有了這些元數據，信息系統(tǒng)中的一切原始數據不但都被組織起來了，而且能完全派生出系統(tǒng)中的一切輸出數據。面向元數據設計，就是利用需求分析獲得的元數據，采用面向元數據的CASE工具，設計出信息系統(tǒng)的概念數據模型CDM（ConceptualDataModel）和物理數據模型PDM（PhysicsDataModel），以及從原始數據到輸出數據的所有算法與視圖。面向元數據需求分析，就是在需求分析時，找出信息系統(tǒng)所有的元數26面向元數據編程，就是在物理數據模型PDM的基礎上，根據信息系統(tǒng)的功能、性能、接口和業(yè)務規(guī)則，建立數據庫表和視圖，再利用數據庫編程語言，編寫出存儲過程和觸發(fā)器。面向元數據測試，就是對數據庫表初始化并加載之后，運行相關的存儲過程和觸發(fā)器，測試信息系統(tǒng)的各種功能需求與性能指標。面向元數據維護，就是對數據庫表中的記錄進行統(tǒng)計、分析、審計、復制、備份、恢復，甚至對表結構及視圖結構，也可以進行必要的調整。面向元數據編程，就是在物理數據模型PDM的基礎上，根據信息系27面向元數據方法的缺點是：只能實現(xiàn)二維表格，不能實現(xiàn)窗口界面。面向元數據方法，與關系數據庫管理系統(tǒng)緊密地捆綁在一起，只要面向對象數據庫不能完全替代關系數據庫，這種方法就不會終結。目前數據庫管理系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是：在關系型數據庫的基礎上，將面向對象的某些特性（如繼承）添加上去，稱為“對象-關系型數據庫”，但本質上仍然是一個關系型數據庫。面向元數據方法的缺點是：只能實現(xiàn)二維表格，不能實現(xiàn)窗口界面。284．形式化方法

軟件工程的形式化方法(Formalizedmethod)，是建立在嚴格數學基礎上、以邏輯推理為出發(fā)點、并且具有精確數學語義的開發(fā)方法。形式化方法在IT企業(yè)很少使用，在此也不進一步介紹。4．形式化方法軟件工程的形式化方法(Formalized295．各種方法之間的關系

到目前為止，軟件工程的基本方法，包涵面向過程方法、面向對象方法、面向元數據方法和形式化方法。至于面向業(yè)務基礎平臺方法，它只是面向元數據方法與面向對象方法的具體應用案例，不能單獨作為一種基本方法。5．各種方法之間的關系到目前為止，軟件工程的基本方法，包涵30在大型多層(B/A/S)結構的信息系統(tǒng)建設中，這四種方法的關系是：面向元數據方法用在數據庫服務器S層面上系統(tǒng)的分析、設計與實現(xiàn)，面向對象方法用在除數據庫服務器層面之外的其他層面上(B/A)系統(tǒng)的分析、設計與實現(xiàn)，面向過程方法用在其他兩種方法本身內部函數的分析、設計與實現(xiàn)，形式化方法用在某些核心程序的正確性證明上。面向過程方法、面向對象方法、面向元數據方法和形式化方法，它們各有優(yōu)缺點，適合于不同的場合。四種方法的比較，如表1-3所示。在大型多層(B/A/S)結構的信息系統(tǒng)建設中，這四種方法的關31方法名稱優(yōu)點缺點適合的場合面向過程方法簡單好學不適應窗口界面，維護困難大型工程計算，實時數據跟蹤處理，各種自動化控制系統(tǒng)，以及系統(tǒng)軟件實現(xiàn)等領域，以及過程、方法與函數的計算面向對象方法功能強大，易于維護不易掌握互聯(lián)網絡時代，完全由用戶交互控制程序執(zhí)行過程的應用軟件和系統(tǒng)軟件的開發(fā)，例如，在B/S結構中數據層之外的其它各層的需求、設計與實現(xiàn)面向元數據方法通俗易懂不適應窗口界面以關系數據庫管理系統(tǒng)為支撐平臺的信息系統(tǒng)建設，例如，B/S結構中數據層的需求、設計與實現(xiàn)形式化方法準確、嚴謹難于上手和應用對安全性要求極高，不容許出錯的軟件系統(tǒng)，如軍事、醫(yī)藥、交通等領域方法名稱優(yōu)點缺點適合的場合面向過程方321.3三個模型與三層結構

在信息系統(tǒng)的需求與設計中，一般需要建立三個模型，即功能模型、業(yè)務模型和數據模型，分別對應B/A/S三層體系結構中的三個不同層次，即瀏覽層、中間層和數據層，如圖1-2所示。其中：功能模型主要表現(xiàn)在瀏覽層；業(yè)務模型對應中間層，即業(yè)務邏輯層，功能模型中的功能，基本上都在業(yè)務模型中加以具體實現(xiàn)；數據模型對應數據層，實現(xiàn)持久型數據的存儲與運算。

1.3三個模型與三層結構在信息系統(tǒng)的需求與設計中，一般需33軟件工程實踐教程第1章341．三個模型

(1).功能模型功能模型實質上是用戶需求模型，是描述系統(tǒng)能做什么，即對系統(tǒng)的功能、性能、接口和界面進行定義。功能模型在需求分析時的表示方法為：系統(tǒng)功能需求列表、性能需求列表、接口需求列表、界面需求列表。統(tǒng)一建模語言UML，主要采用“用例圖”來描述功能模型。功能模型既是動態(tài)的，又是靜態(tài)的。1．三個模型(1).功能模型35(2).業(yè)務模型

業(yè)務模型實質上是業(yè)務邏輯模型，是描述系統(tǒng)在何時、何地、由何角色、按什么業(yè)務規(guī)則去做，以及做的步驟或流程，即對系統(tǒng)的操作流程進行定義。業(yè)務流程圖也可以用業(yè)務操作步驟來描述，還可以用類似于程序流程圖的圖形來表達。在UML中，完整的業(yè)務模型由用例圖、時序圖、交互圖、狀態(tài)圖、活動圖來表述。業(yè)務模型是動態(tài)的，所以有時稱業(yè)務模型為動態(tài)模型或操作模型。(2).業(yè)務模型業(yè)務模型實質上是業(yè)務邏輯模型，是描述系統(tǒng)36(3).數據模型

數據模型實質上是實體或類的狀態(tài)關系模型，是描述系統(tǒng)工作前的數據來自何處，工作中的數據暫存什么地方，工作后的數據放到何處，以及這些數據的狀態(tài)及互相之間的關聯(lián)，即對系統(tǒng)的數據結構進行定義。數據模型反映了系統(tǒng)的數據關系，它是實體或類的狀態(tài)設計依據。(3).數據模型數據模型實質上是實體或類的狀態(tài)關系模型，37數據模型有類模型和數據庫關系模型。其中類模型用于用戶界面層和中間層的數據建模，數據庫關系模型用于持久層數據建模。信息系統(tǒng)中的數據模型，是指它的E-R圖及其相應的數據字典。這里的數據字典，包括實體字典、屬性字典、關系字典。在數據庫CASE工具幫助下，可以查閱、顯示、修改、打印、保存數據字典。數據模型有類模型和數據庫關系模型。其中類模型用于用戶界面層和38信息系統(tǒng)中的數據模型分為概念數據模型CDM和物理數據模型PDM兩個層次。CDM就是數據庫的邏輯設計，即E-R圖。PDM就是數據庫的物理設計，即物理表。有了CASE工具后，從CDM就可以自動轉換為PDM，而且還可以自動獲得主鍵索引、觸發(fā)器等等。數據模型設計是企業(yè)信息系統(tǒng)設計的中心環(huán)節(jié)，數據模型建設是企業(yè)信息系統(tǒng)建設的基石，設計者與建設者萬萬不可粗心大意。這里要特別強調：數據模型要在程序設計之前完成設計，要用數據模型指導程序設計，絕對不允許用程序設計來指導數據模型設計！

信息系統(tǒng)中的數據模型分為概念數據模型CDM和物理數據模型PD39數據模型本身是靜態(tài)的，但是在設計者心目中，應該盡量將它由靜態(tài)變成動態(tài)。設計者可以想象數據（或記錄）在相關表上的流動過程，即增加、刪除、修改、傳輸與處理等，從而在腦海中運行系統(tǒng)，或在E-R圖上運行系統(tǒng)。數據模型本身是靜態(tài)的，但是在設計者心目中，應該盡量將它由靜態(tài)402．三層體系結構

所謂的三層結構，就是在原來兩層結構（Client/Server）的客戶層與數據層之間，加入了一個中間層(也叫業(yè)務層)，并將應用程序的業(yè)務規(guī)則、數據訪問、合法性校驗等工作放到了中間層進行處理，這樣就變成了三層結構（Browser/Server）。這里所說的三層，不一定是指物理上的三層，不是簡單地放置三臺機器就是三層結構，也不僅僅有B/S應用才是三層結構，三層是指邏輯上的三層，即使這三個層都放置到一臺機器上。當然，三層也可以放在兩臺或三臺機器上。2．三層體系結構所謂的三層結構，就是在原來兩層結構（Cli41表示層（PresentationTier）表示層采用圖形化用戶界面，在客戶端的PC機或工作站上運行。系統(tǒng)內部支持表示層的模型是“功能模型”，盡管“功能模型”中的功能實現(xiàn)組件都存放在業(yè)務層上。表示層的主要功能是：(1).接受用戶的請求，將這些請求反饋給業(yè)務邏輯層，等待業(yè)務邏輯層的回答信息；(2).對業(yè)務邏輯層的回答信息，進行顯示；(3).有時也會兼做業(yè)務邏輯層的一些小功能，比如對用戶輸入數據的驗證，以及操作合法性的檢驗。表示層（PresentationTier）表示層采用圖形42中間層（BusinessTier）中間層也稱業(yè)務層，由許多構件或組件組成，這些構件或組件體現(xiàn)了用戶的業(yè)務邏輯或業(yè)務規(guī)則，系統(tǒng)內部支持業(yè)務層的模型是“業(yè)務模型”。業(yè)務層的主要功能是：(1).接受從表現(xiàn)層傳來的用戶請求信息；(2).根據用戶的請求信息生成SQL語句；(3).利用生成的SQL語句從數據層取數據、或修改數據、或刪除數據；(4).將結果返回給表現(xiàn)層。中間層（BusinessTier）中間層也稱業(yè)務層，由許43數據層（DataTier）數據層是數據庫服務器上的數據庫，它包括數據庫管理系統(tǒng)DBMS和數據庫DB兩部分，系統(tǒng)內部支持數據層的模型是“數據模型”。該層的主要功能是：(1).接受業(yè)務層數據處理請求的SQL語句或存儲過程；(2).利用SQL語句或存儲過程，對數據庫服務器上數據庫的相關表進行存儲或檢索；(3).將存儲或檢索的結果信息，傳遞給業(yè)務層。數據層（DataTier）數據層是數據庫服務器上的數據庫44三層協(xié)調工作

三層之間，通過各自提供的接口來訪問。用戶想登錄并操作系統(tǒng)，在表示層輸入用戶名和密碼，表示層會收集相關的數據傳遞給業(yè)務層，業(yè)務層將數據經過一些處理和封裝之后，再傳遞給數據層，數據層執(zhí)行數據庫查詢操作，并將結果返回業(yè)務層，業(yè)務層再返回表示層，表示層再顯示給用戶看。對登錄信息和操作信息，都是這么分層處理、協(xié)調工作的。業(yè)務層與數據層的信息交換采取批發(fā)方式，業(yè)務層與表示層的信息交換采取零售方式。三層協(xié)調工作三層之間，通過各自提供的接口來訪問。45三層結構優(yōu)點

(1).三層之間的低耦合，所以互不干擾，哪一層出了問題就去找哪一層去解決。(2).三層結構減少了客戶機的工作量，提高了網絡系統(tǒng)的運行效率；(3).三層結構有利于系統(tǒng)的維護和升級，各個層的維護，互不影響。三層結構優(yōu)點(1).三層之間的低耦合，所以互不干擾，哪一層461.4軟件開發(fā)全過程

軟件開發(fā)過程，一般由立項、需求、設計、編程、測試、運行與維護這幾個階段組成。下面對每個階段的內容進行介紹。1.4軟件開發(fā)全過程軟件開發(fā)過程，一般由立項、需求、設計471.可行性研究與軟件立項

在可行性研究階段內，要分析該軟件項目立項的必要性（有市場前景）與可能性（我們能夠做好），開發(fā)目標和總體要求，以及項目的總體功能、性能、接口與界面，當前用戶與潛在用戶，投資/收益分析與風險分析，并完成立項報告。當立項報告經評審通過后，才能正式立項?？尚行匝芯渴橇㈨椀那疤?，立項是可行性研究的結果。1.可行性研究與軟件立項在可行性研究階段內，要分析該軟件482.軟件需求分析

需求分析是面向流程的，而流程是動態(tài)的、實時的。系統(tǒng)的功能、性能、接口、界面都是在流程中動態(tài)實時地反映出來。在所有的流程（物流、人流、資金流、信息流、單據流、報表流、數據流）中，數據流最重要，也最有代表性。面向流程分析本質上是面向數據流程分析。

2.軟件需求分析需求分析是面向流程的，而流程是動態(tài)的、實49需求分析的思路，是從用戶的功能需求（系統(tǒng)需要做什么）出發(fā)，由系統(tǒng)的業(yè)務流程和數據流程導出系統(tǒng)的業(yè)務模型和功能模型，識別出系統(tǒng)的元數據和中間數據,為今后設計數據模型做好充分準備。對系統(tǒng)的軟、硬件環(huán)境配置、開發(fā)工期、費用、開發(fā)進度、培訓、系統(tǒng)風險進行深入評估。需求分析的思路，是從用戶的功能需求（系統(tǒng)需要做什么）出發(fā)，由50需求分析要產生《用戶需求報告》文檔。該文檔是用戶和開發(fā)者雙方，對該軟件系統(tǒng)的功能規(guī)定與性能規(guī)定的共同理解，使之成為整個開發(fā)工作的基礎。《用戶需求報告》主要內容包括該軟件的功能、性能、接口、界面及數據要求說明等。該文檔完成后，要經過適當地評審，評審通過后，雙方要簽字確認，形成第一個里程碑?！队脩粜枨髨蟾妗肺臋n完成后，就要產生《需求分析規(guī)格說明書》，為概要設計做好充分準備，同時還要考慮內部測試計劃、用戶驗收計劃、測試用例設計和用戶操作手冊設計。需求分析要產生《用戶需求報告》文檔。該文檔是用戶和開發(fā)者雙方513.軟件設計

概要設計(架構設計)是面向模塊的，其主要目的，將軟件系統(tǒng)分解為多個子系統(tǒng)，再將子系統(tǒng)分解為多個模塊或部件，并將系統(tǒng)所有的功能，合理地分配到模塊或部件中去。《概要設計說明書》文檔主要內容為：軟件系統(tǒng)架構設計、運行環(huán)境設計、模塊劃分、模塊功能分配、數據庫與數據結構設計、接口設計。編制的目的是為詳細設計提供基礎。3.軟件設計概要設計(架構設計)是面向模塊的，其主要目的52詳細設計是面向程序的，它的主要目的，將軟件系統(tǒng)的模塊或部件分解成類，建立類與類之間的關系，并設計類的行為，用以指導程序人員編寫代碼?！对敿氃O計說明書》文檔主要內容為：公用模塊設計、專用模塊設計、存儲過程與觸發(fā)器設計、接口設計、界面設計。對于簡單或熟悉的系統(tǒng)，概要設計和詳細設計可以合二而一，形成一份文檔（稱為設計說明書），進行一次評審，實現(xiàn)一個里程碑，確立一條基線。對于復雜或生疏的系統(tǒng)，概要設計和詳細設計必須分開，形成兩份文檔，進行兩次評審，實現(xiàn)兩個里程碑，確立兩條基線。詳細設計是面向程序的，它的主要目的，將軟件系統(tǒng)的模塊或部件分53在設計之前，首先要確定系統(tǒng)命名規(guī)范，模塊命名規(guī)范，構件命名規(guī)范，變量命名規(guī)范，以及數據庫中的表名、字段名、索引名、視圖名、存儲過程名、觸發(fā)器的命名規(guī)范等。軟件設計時，一方面要善于將需求分析規(guī)格說明書中的冗余去掉，將公用功能提煉出來，并將它設計為構件，標準化后加入到公司構件庫中，由構件庫管理，作為公共資源。另一方面，還要盡量調用公司構件庫中已有的構件。構件的實現(xiàn)和調用是一個面向對象的編程技術問題。在設計之前，首先要確定系統(tǒng)命名規(guī)范，模塊命名規(guī)范，構件命名規(guī)544.軟件實現(xiàn)（編程）

微觀上講，軟件實現(xiàn)是指通過編碼、調試、單元測試、集成測試等活動創(chuàng)建軟件產品的過程。軟件實現(xiàn)與軟件設計、軟件測試密不可分。軟件設計為軟件實現(xiàn)提供輸入，軟件實現(xiàn)的輸出是軟件測試的輸入。盡管軟件設計和軟件測試是獨立的過程，但軟件實現(xiàn)本身也涉及到設計和測試工作，它們之間的界限視具體項目而定。軟件實現(xiàn)還會產生大量的軟件配置項，例如，源文件、測試用例等，因此軟件實現(xiàn)過程還涉及配置管理。4.軟件實現(xiàn)（編程）微觀上講，軟件實現(xiàn)是指通過編碼、調試55軟件實現(xiàn)環(huán)境，目前主要是.Net和J2EE。軟件實現(xiàn)原則，通常有如下幾條：(1)盡量簡單。在軟件實現(xiàn)過程中，應創(chuàng)建簡單、易讀的代碼。相同功能的代碼只寫一次。(2)易于驗證。無論是在編碼、測試還是實際操作中，軟件工程師應很容易地發(fā)現(xiàn)其中的錯誤。自動化的單元測試可幫助產生易于驗證的代碼。寫代碼時，要限制使用復雜的難以理解的語言結構。軟件實現(xiàn)環(huán)境，目前主要是.Net和J2EE。56(3)適應變化。外部環(huán)境、軟件需求和軟件設計，在整個開發(fā)過程中可能會隨時變化，因此，要求軟件實現(xiàn)時考慮適應這些變化。(4)遵守編程規(guī)范。(5)選擇最熟悉的工具或語言。軟件實現(xiàn)工具或語言，不是越時髦越好，而是越成熟與越熟練越好，這樣可以避免技術風險和技能風險。(6)在實現(xiàn)過程中完善《用戶操作手冊》。(3)適應變化。外部環(huán)境、軟件需求和軟件設計，在整個開發(fā)過575.軟件測試

在IT企業(yè)，通常以黑盒測試為主，以白盒測試為輔，比較適用的是黑加白的“灰盒測試”。黑盒測試是面向功能的測試，也稱為不透明盒測試，它給我們更多啟示是它的思考方式，即不考慮（主觀上屏蔽）或者不需要（客觀條件限制）知道被測對象的內部實現(xiàn)細節(jié)，只關心輸入和輸出。理論講上，只有把所有可能的行為都作為測試用例(TestCase)輸入，就能完成黑盒測試工作。黑盒測試的對象可以是軟件單元、軟件模塊、軟件組件、軟件子系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。

5.軟件測試在IT企業(yè)，通常以黑盒測試為主，以白盒測試為58在用黑盒測試方法測試系統(tǒng)的功能模型時，重點是要設計黑盒測試用例，包括輸入條件和預期輸出結果。在實際項目測試中，由于時間和資源的限制，黑盒測試工作要用盡可能少的測試用例，測試出盡可能多的軟件需求。在提煉測試需求后，再采用黑盒測試方法設計測試用例。如何將軟件需求轉換到測試需求，再將測試需求轉換到測試用例？轉換的一般原則是：每一項用戶需求都應該分解為多個測試需求，每個測試需求都應該設計出多個測試用例。這種分解或轉換關系，如圖1-2所示。在用黑盒測試方法測試系統(tǒng)的功能模型時，重點是要設計黑盒測試用59軟件需求（用戶需求）測試需求測試用例軟件需求測試需求測試用例60白盒測試是面向程序執(zhí)行路徑的測試，測定依據是《詳細設計說明書》。理論上講，面向程序執(zhí)行路徑要進行窮舉代碼測試，直至覆蓋所有路徑為止。白盒測試的測試對象，側重于軟件單元、模塊和構件等小規(guī)模對象，不適合大規(guī)模的軟件項目或產品等測試對象。實用的白盒測試覆蓋技術有四種，即語句覆蓋、條件覆蓋、分支覆蓋和組合覆蓋。覆蓋技術的主要思想，是從不同角度盡可能提高代碼的測試覆蓋率。為了減少測試工作量，應該使得每一個測試用例，盡可能滿足多個覆蓋條件。白盒測試是面向程序執(zhí)行路徑的測試，測定依據是《詳細設計說明書616.軟件運行與維護

所謂軟件維護，就是指軟件項目或產品在安裝、運行并交付給用戶使用后，在新版本升級之前這段時間里，軟件廠商向客戶提供的服務工作。軟件維護過程是軟件開發(fā)過程的縮影。軟件維護的工作程序是：維護前的需求分析、維護前的系統(tǒng)設計、修改程序代碼、維護后的測試、維護后的試運行、維護后的正式運行、對維護過程的評審和審計。

6.軟件運行與維護所謂軟件維護，就是指軟件項目或產品在安621.5軟件開發(fā)所需基本知識

軟件等于“程序加數據加文檔”，程序是軟件的基礎與載體，數據是程序運行的條件與結果，文檔是指導程序設計與維護的依據。任何軟件專業(yè)的核心課程，必定包括“程序設計、離散數學、數據結構、數據庫、算法分析和軟件工程”，在這些核心課程中，真正日新月異、與時俱進的課程就是程序設計。如果你不但將這些課程學會，而且能在軟件開發(fā)的實踐中加以運用，那么你將成為軟件開發(fā)高手。1.5軟件開發(fā)所需基本知識軟件等于“程序加數據加文檔”，631．如果你是用B/A/S(三層結構)在網上開發(fā)信息系統(tǒng)，比如網站開發(fā)、電子商務開發(fā)、MIS(管理信息系統(tǒng))開發(fā)、ERP(企業(yè)資源規(guī)劃)開發(fā)、網上游戲開發(fā)，那么你必須具備如下知識：(1).軟件工程基本知識。它告訴你做軟件開發(fā)的一般路線圖是：先做需求分析，再做設計與編程，最后是測試與驗收。若一次不能完全成功，則需進行第二次迭代循環(huán)，直到客戶驗收滿意為止；

1．如果你是用B/A/S(三層結構)在網上開發(fā)信息系統(tǒng)，比如64(2).數據庫基本知識。因為信息系統(tǒng)是以DBMS(數據庫管理系統(tǒng))為支撐平臺的系統(tǒng)，你不但要知道數據庫管理系統(tǒng)的基本操作，而且要知道如何設計數據庫，比如數據庫需求分析、設計概念數據模型CDM、設計物理數據模型PDM。只有這樣，你才能做好三層結構中數據庫服務器層次上的需求、設計、實現(xiàn)、維護工作；(3).面向對象開發(fā)平臺。當前的開發(fā)平臺，主要是.Net平臺和J2EE平臺。.NET開發(fā)平臺由微軟發(fā)布，J2EE開發(fā)平臺由SUN公司發(fā)布。只有掌握這兩個開發(fā)平臺(至少其中之一平臺)，你才能做好三層結構中B/A層次上的需求、設計、實現(xiàn)、維護工作。這兩個平臺，都有各自的數據庫連接中間件ADO和JDBC，用以實現(xiàn)A層次上的數據與S層次上的數據之間的連接。(2).數據庫基本知識。因為信息系統(tǒng)是以DBMS(數據庫管652．如果你不是用B/A/S(三層結構)開發(fā)軟件系統(tǒng)，比如系統(tǒng)軟件、嵌入式軟件、自動控制軟件、科學計算軟件，那么你必須具備如下知識：(1).軟件工程基本知識。它告訴你做軟件開發(fā)的一般路線圖是：先做需求分析，再做設計與編程，最后是測試與驗收。若一次不能完全成功，則需進行第二次迭代循環(huán)，直到客戶驗收滿意為止；2．如果你不是用B/A/S(三層結構)開發(fā)軟件系統(tǒng)，比如系統(tǒng)66(2).數據結構的基本知識。因為這些軟件的實現(xiàn)程序，多數都是面向過程的，而面向過程程序的基本特點是：程序等于算法加上相應的數據結構；(3).面向過程的開發(fā)平臺。當前的面向過程開發(fā)平臺，主要是C語言平臺。作為開發(fā)平臺的特例，Delphi是一種強類型的高級編程語言，支持面向過程、面向元數據和面向對象的開發(fā)方法。由此可見，掌握軟件工程的基本知識，熟悉開發(fā)語言，這是軟件開發(fā)必備的技術。

(2).數據結構的基本知識。因為這些軟件的實現(xiàn)程序，多數都671.6軟件管理全過程

軟件管理是面向過程的。軟件工程中的過程，是指軟件生命周期中的時間序列。軟件過程作為一個時間序列，它自然有起始點和終止點。1.6軟件管理全過程軟件管理是面向過程的。68面向過程管理，就是面向軟件生命周期過程，對軟件生命周期各個階段進行過程管理與過程改進。因為軟件產品質量及軟件服務質量的提高與改進，完全取決于軟件企業(yè)軟件過程的改善。無論是CMMI，還是ISO9001，都是站在軟件生命周期過程的層面上，去提高軟件企業(yè)的過程管理素質。軟件組織的軟件過程管理與改進，既面向開發(fā)全過程，又面向管理全過程。管理全過程，從軟件項目立項開始，始終跟蹤與監(jiān)控整個軟件生命周期的開發(fā)計劃、配置管理計劃、質量保證計劃，直到軟件項目結束為止。面向過程管理，就是面向軟件生命周期過程，對軟件生命周期各個階69可視、可控、優(yōu)化的全過程，就能保證軟件工作產品的高質量。質量源于過程，過程需要改進，改進需要模型，改進永無止境，這就是CMMI精神。在中國，軟件企業(yè)內部的軟件組織，都是按照CMMI模型的22個過程域，來進行軟件過程改進的。實施CMMI的投入成本高，工作量大，屬于重載過程管理。可視、可控、優(yōu)化的全過程，就能保證軟件工作產品的高質量。質量70以微軟為代表的自成體系的一套過程管理文化，稱為“微軟企業(yè)文化”，它既不正式采用CMMI體系，也不正式采用ISO9001體系，獨創(chuàng)了自己的管理模式，來替代CMMI和ISO9001體系。該管理模式的特色是激勵創(chuàng)新，培養(yǎng)開發(fā)人員標新立異的思維方式，以及既有個人的自由自在、又有團隊密切協(xié)同的企業(yè)精神。敏捷文化的主要內容包括：敏捷軟件過程AP(AgileProcess)、敏捷方法AM（AgileMethodology）、敏捷建模AM(AgileModeling)和極限編程XP(ExtremeProgramming)。實施敏捷文化的投入成本低，工作量小，屬于輕載過程管理。以微軟為代表的自成體系的一套過程管理文化，稱為“微軟企業(yè)文化71在過程管理與改進的三種模型中，起主導作用的還是軟件過程能力成熟度模型CMMI。應注意，任何標準體系或過程改善模型的實施成功，都不能保證企業(yè)產品質量100%合格，而只能保證改進企業(yè)管理過程，最終促進產品質量的提高。評審、審計、跟蹤、監(jiān)控、測試、糾錯，這是軟件質量保證的基本方法，也是軟件過程管理與過程改進的基本途徑。在過程管理與改進的三種模型中，起主導作用的還是軟件過程能力成72軟件過程中的評審，都要求在同行專家中進行，外行沒有資格參與評審，也不建議領導參與評審。表1-4和表1-5是兩張需求管理表，它們記錄了需求管理過程中的詳盡信息。各種評審記錄表，記錄了軟件開發(fā)過程中的大量評審記錄，大量過程管理記錄的積累，為軟件企業(yè)的軟件測量數據庫增加了巨大的財富。這些財富信息既為軟件企業(yè)的科學管理與決策提供了良好的基礎，又為軟件企業(yè)進行CMMI4級和5級的評估做好了充分準備。

軟件過程中的評審，都要求在同行專家中進行，外行沒有資格參與評73第1章介紹完畢。謝謝諸位，再見！第1章介紹完畢。74軟件工程實踐教程

(第2版)軟件工程實踐教程

(第2版)75美麗的北師大珠海分校(1)

校園黎明靜悄悄----趙池龍攝美麗的北師大珠海分校(1)

校園黎明靜悄悄----趙池龍攝76軟件工程實踐教程第1章77學習與評估1.教材：楊林、趙池龍主編著，《軟件工程實踐教程(第2版)》，電子工業(yè)出版社，2011。2.成績評估：期末開卷筆試占總成績的40%左右。平時項目實踐占總成績的60%左右。學習與評估1.教材：楊林、趙池龍主編著，《軟件工程實踐教程78第1章軟件開發(fā)與軟件管理全過程

軟件工程是研究軟件開發(fā)與軟件管理的工程科學。軟件工程認為：只要將軟件開發(fā)過程與軟件管理過程改善了，軟件企業(yè)的項目、產品和服務就能令客戶滿意，軟件企業(yè)就能發(fā)展壯大。那么，軟件開發(fā)過程到底包含哪些內容呢？這就是本章要解決的問題。

第1章軟件開發(fā)與軟件管理全過程軟件工程是研究軟件開發(fā)與軟79軟件開發(fā)的一般過程首先要選擇合適的軟件生命周期模型，然后按照此模型規(guī)定的路線圖，進行需求、設計、編程、測試、驗收。若符合客戶要求，則開發(fā)過程結束，轉入運行與維護階段。若不符合客戶要求，則進入新一輪迭代循環(huán)，開始新一輪需求、設計、編程、測試、驗收。如此往復循環(huán)，直到客戶滿意為止。若要減少往復循環(huán)次數，則要加強對每一步的評審、審計、配置管理與質量保證工作，尤其是第一步(需求)的質量保證工作。軟件開發(fā)的一般過程首先要選擇合適的軟件生命周期模型，然后按照801.1選擇軟件開發(fā)模型

生命周期指軟件開發(fā)全部過程、活動和任務的結構框架。軟件開發(fā)包括需求、設計、編程和測試階段，有時也包括軟件實施與維護階段。目前IT企業(yè)在軟件開發(fā)實踐中使用的生命周期模型是：瀑布模型、增量模型、原型模型與迭代模型。1.1選擇軟件開發(fā)模型生命周期指軟件開發(fā)全部過程、活動和811．瀑布模型（WaterfallModel）

瀑布模型形象地用階梯瀑布描述，水由上向下一個階梯接著一個階梯地傾瀉下來。在瀑布模型中，軟件開發(fā)的各項活動嚴格按照線性方式進行，當前階段的活動接受上一階段活動的工作結果，實施完成所需的工作內容。對當前階段活動的工作結果需要進行驗證，如果驗證通過，則該結果作為下一階段活動的輸入，繼續(xù)進行下一階段的活動，否則返回上一階段進行修改。瀑布模型選取的條件是：在開發(fā)周期內，客戶的需求是穩(wěn)定的。1．瀑布模型（WaterfallModel）瀑布模型形象822．增量模型（IncrementalModel）

增量模型是遵循遞增方式來進行軟件開發(fā)的。軟件產品被作為一組增量構件（模塊），每次需求、設計、編程、集成、測試和交付一塊構件，直到所有構件全部實現(xiàn)為止。增量模型選取的條件是：項目本身可拆卸成為多個模塊，并且客戶同意一個模塊接著一個模塊地交付。2．增量模型（IncrementalModel）增量模型833．原型模型（PrototypeModel）

原型模型的本意是：在初步需求分析之后，馬上向客戶展示一個軟件產品原型(樣品)，對客戶進行培訓，讓客戶試用，在試用中收集客戶意見，根據客戶意見立刻修改原型，之后再讓客戶試用，反復循環(huán)幾次，直到客戶確認為止。原型模型選取的條件是：開發(fā)者手中有相近或相似的產品原型。3．原型模型（PrototypeModel）原型模型的本844．迭代模型（IterativeModel）

RUP（RationalUnifiedProcess），是一種最有代表性的迭代模型。RUP推出的一種“逐步求精”的面向對象的軟件開發(fā)過程模型，被認為軟件界迄今為止最完善的、商品化的開發(fā)過程模型。迭代模型的特點是：迭代或迭代循環(huán)驅動，每一次迭代或迭代循環(huán)，均要走完初始（規(guī)范業(yè)務與需求）、精化（架構設計與詳細設計）、構建（編程與測試）、移交（產品化)這四個階段。迭代模型選取的條件是：在開發(fā)周期內，客戶的需求是有變化的。4．迭代模型（IterativeModel）RUP（Ra855．瀑布模型與迭代模型之間的關系

在宏觀上，迭代模型是動態(tài)模型，瀑布模型是靜態(tài)模型。迭代模型的每一次迭代，實質上都是執(zhí)行一次瀑布模型，都要經歷初始、精化、構造、移交四個階段(或需求、設計、實現(xiàn)、交付四個階段)，走完瀑布模型的全過程。在微觀上，迭代模型與瀑布模型都是動態(tài)模型。迭代模型與瀑布模型在每一個開發(fā)階段(初始、精化、構造、移交)的內部，都有一個小小的迭代過程，只有經歷這個小小的迭代過程，該階段的開發(fā)工作才能做細做好。5．瀑布模型與迭代模型之間的關系在宏觀上，迭代模型是動態(tài)模86從圖中可見：迭代中有瀑布，瀑布中有迭代。即你中有我、我中有你。從圖中可見：迭代中有瀑布，瀑布中有迭代。即你中有我、我中有你87瀑布模型與迭代模型之間的關系

瀑布模型與迭代模型之間的關系，完全反映了人們對客觀事物的認識論：要認識與掌握某一客觀事物，你必須經歷過由宏觀到微觀的多次反復過程。只有從宏觀上反復迭代幾次，你才能看清全貌，掌握事物的宏觀發(fā)展規(guī)律。只有從微觀上反復迭代幾次，你才能吃透每個細節(jié)，掌握事物的微觀發(fā)展規(guī)律。瀑布模型與迭代模型之間的關系瀑布模型與迭代模型之間的關系，886.軟件開發(fā)模型總結

以上介紹的四種開發(fā)模型，是IT企業(yè)常用的模型，它們的性能比較，如表1-2所示。此外，自從敏捷文化出現(xiàn)之后，在一些中小型軟件企業(yè)，XP模型（ExtremeProgrammingModel）也迅速得到了應用。除了上面介紹的幾種常用模型之外，還有螺旋模型(SpiralModel)、噴泉模型(FountainModel)等等，這些模型在IT企業(yè)很少使用。

6.軟件開發(fā)模型總結以上介紹的四種開發(fā)模型，是IT企業(yè)常891.2選擇軟件開發(fā)方法

在軟件工程界，目前流行四種基本的軟件開發(fā)方法：面向過程方法、面向對象方法、面向元數據方法和形式化方法。作為軟件開發(fā)人員，到底要如何看待這些方法，進而如何選擇這些方法呢？請看下文分析。1.2選擇軟件開發(fā)方法在軟件工程界，目前流行四種基本的軟901．面向過程方法面向過程方法，習慣上稱為傳統(tǒng)軟件工程開發(fā)方法，或結構化方法。它包括結構化分析、結構化設計、結構化編程、結構化測試、結構化維護。面向過程的方法，有時又稱面向功能的方法，即面向功能分析、面向功能設計、面向功能編程、面向功能測試、面向功能維護。由此可見，面向過程方法、面向功能方法、結構化方法，三者是同一個意思。1．面向過程方法面向過程方法，習慣上稱為傳統(tǒng)軟件工程開發(fā)方法91面向過程方法，采用“自頂向下，逐步求精”的技術對系統(tǒng)進行劃分，分解和抽象是它的兩個基本手段。編程時采用單入口單出口的控制結構，并且只包含順序、選擇和循環(huán)三種結構，目標之一是使程序的控制流程線性化，即程序的動態(tài)執(zhí)行順序符合靜態(tài)書寫結構。面向過程方法的優(yōu)點是：以處理流程為基礎，簡單實用。面向過程方法，采用“自頂向下，逐步求精”的技術對系統(tǒng)進行劃分92面向過程方法的缺點：只注重過程化信息，因而忽略信息的層面關系以及相互聯(lián)系。它企圖使用簡單的時序過程方法(順序、分支、循環(huán)三種結構)，來描述關系復雜(隨機)的信息世界，因而對于關系復雜的信息系統(tǒng)來說，其描述能力不強，最后可能導致軟件設計、開發(fā)和維護陷入困難。自從面向對象方法出現(xiàn)之后，面向過程方法的應用范圍開始萎縮。當前，面向過程方法主要用在過程式的程序設計中，例如：對象方法(函數)、科學計算、實時跟蹤和實時控制的實現(xiàn)。面向過程方法的缺點：只注重過程化信息，因而忽略信息的層面關系932．面向對象方法

面向對象方法，在不少軟件工程教材中，也稱為現(xiàn)代軟件工程開發(fā)方法。該方法包括面向對象需求分析、面向對象設計、面向對象編程、面向對象測試、面向對象維護、面向對象管理。面向對象方法是一種運用對象、類、消息傳遞、繼承、封裝、聚合、多態(tài)性等概念來構造軟件系統(tǒng)的軟件開發(fā)方法。2．面向對象方法面向對象方法，在不少軟件工程教材中，也稱為94面向對象方法的特點是：將現(xiàn)實世界的事物(問題域)直接映射到對象。分析設計時由對象(Object)抽象出類(Class)，程序運行時由類還原到對象。面向對象方法的優(yōu)點是：由于每個對象可以接收信息、處理數據和發(fā)送信息給其他對象，可作為一個獨立的單元使用與運行，可起到效果獨特的作用，可解決大量既離散又關聯(lián)的實體，可重復使用編程的邏輯單位，以及該方法側重的不是過程的連續(xù)數據，而是客觀的離散數據，所以它能描述無窮的信息世界。同時，又由于對象間具有繼承性，所以易于代碼重用和擴展。

面向對象方法的特點是：將現(xiàn)實世界的事物(問題域)直接映射到對95面向對象方法的缺點是：設計和實現(xiàn)的復雜性較高，對于習慣于面向過程方法的人，他們較難掌握。面向對象方法是當前計算機界關心的重點，是軟件工程方法論的主流。面向對象的概念和應用已超越了程序設計和軟件開發(fā)，擴展到更寬的范圍。如交互式界面、應用結構、應用平臺、分布式系統(tǒng)、網絡管理結構、CAD技術、人工智能等領域。面向對象方法的缺點是：設計和實現(xiàn)的復雜性較高，對于習慣于面向963．面向元數據方法

這里講的面向元數據方法，既不是傳統(tǒng)軟件工程中的“面向數據流”方法，也不是傳統(tǒng)意義上的面向數據結構的Jackson方法，它們倆者都是面向過程的方法，而且這兩個方法都出現(xiàn)在關系數據庫管理系統(tǒng)RDBMS(RelationalDatabaseManagementSystem)成熟之前。3．面向元數據方法這里講的面向元數據方法，既不是傳統(tǒng)軟件工97元數據(meta-data)是關于數據的數據，組織數據的數據，管理數據的數據。這里的元數據，是泛指一切組織數據的數據，例如類的名稱、屬性和方法，實體的名稱、屬性和關聯(lián)，數據庫中的表名、字段名、主鍵、外鍵、索引、視圖，數據結構中存儲數據的框架等等。但是，我們研究的重點，是指數據庫中的元數據。元數據(meta-data)是關于數據的數據，組織數據的數據98面向元數據方法來源于面向元數據的程序設計思想，即來源于關系數據庫語言的程序設計思想。當關系數據庫管理系統(tǒng)和數據庫服務器出現(xiàn)之后，面向元數據方法才被人們所發(fā)現(xiàn)與重視。當數據庫設計的CASE工具PowerDesigner、OracleDesigner和ERwin出現(xiàn)之后，面向元數據設計方法才開始大流行。面向元數據方法包括面向元數據需求分析、面向元數據設計、面向元數據編程、面向元數據測試、面向元數據維護。面向元數據方法來源于面向元數據的程序設計思想，即來源于關系數99面向元數據需求分析，就是在需求分析時，找出信息系統(tǒng)所有的元數據，使其完全滿足信息系統(tǒng)對數據的存儲、處理、查詢、傳輸、輸出的數據要求。有了這些元數據，信息系統(tǒng)中的一切原始數據不但都被組織起來了，而且能完全派生出系統(tǒng)中的一切輸出數據。面向元數據設計，就是利用需求分析獲得的元數據，采用面向元數據的CASE工具，設計出信息系統(tǒng)的概念數據模型CDM（ConceptualDataModel）和物理數據模型PDM（PhysicsDataModel），以及從原始數據到輸出數據的所有算法與視圖。面向元數據需求分析，就是在需求分析時，找出信息系統(tǒng)所有的元數100面向元數據編程，就是在物理數據模型PDM的基礎上，根據信息系統(tǒng)的功能、性能、接口和業(yè)務規(guī)則，建立數據庫表和視圖，再利用數據庫編程語言，編寫出存儲過程和觸發(fā)器。面向元數據測試，就是對數據庫表初始化并加載之后，運行相關的存儲過程和觸發(fā)器，測試信息系統(tǒng)的各種功能需求與性能指標。面向元數據維護，就是對數據庫表中的記錄進行統(tǒng)計、分析、審計、復制、備份、恢復，甚至對表結構及視圖結構，也可以進行必要的調整。面向元數據編程，就是在物理數據模型PDM的基礎上，根據信息系101面向元數據方法的缺點是：只能實現(xiàn)二維表格，不能實現(xiàn)窗口界面。面向元數據方法，與關系數據庫管理系統(tǒng)緊密地捆綁在一起，只要面向對象數據庫不能完全替代關系數據庫，這種方法就不會終結。目前數據庫管理系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是：在關系型數據庫的基礎上，將面向對象的某些特性（如繼承）添加上去，稱為“對象-關系型數據庫”，但本質上仍然是一個關系型數據庫。面向元數據方法的缺點是：只能實現(xiàn)二維表格，不能實現(xiàn)窗口界面。1024．形式化方法

軟件工程的形式化方法(Formalizedmethod)，是建立在嚴格數學基礎上、以邏輯推理為出發(fā)點、并且具有精確數學語義的開發(fā)方法。形式化方法在IT企業(yè)很少使用，在此也不進一步介紹。4．形式化方法軟件工程的形式化方法(Formalized1035．各種方法之間的關系

到目前為止，軟件工程的基本方法，包涵面向過程方法、面向對象方法、面向元數據方法和形式化方法。至于面向業(yè)務基礎平臺方法，它只是面向元數據方法與面向對象方法的具體應用案例，不能單獨作為一種基本方法。5．各種方法之間的關系到目前為止，軟件工程的基本方法，包涵104在大型多層(B/A/S)結構的信息系統(tǒng)建設中，這四種方法的關系是：面向元數據方法用在數據庫服務器S層面上系統(tǒng)的分析、設計與實現(xiàn)，面向對象方法用在除數據庫服務器層面之外的其他層面上(B/A)系統(tǒng)的分析、設計與實現(xiàn)，面向過程方法用在其他兩種方法本身內部函數的分析、設計與實現(xiàn)，形式化方法用在某些核心程序的正確性證明上。面向過程方法、面向對象方法、面向元數據方法和形式化方法，它們各有優(yōu)缺點，適合于不同的場合。四種方法的比較，如表1-3所示。在大型多層(B/A/S)結構的信息系統(tǒng)建設中，這四種方法的關105方法名稱優(yōu)點缺點適合的場合面向過程方法簡單好學不適應窗口界面，維護困難大型工程計算，實時數據跟蹤處理，各種自動化控制系統(tǒng)，以及系統(tǒng)軟件實現(xiàn)等領域，以及過程、方法與函數的計算面向對象方法功能強大，易于維護不易掌握互聯(lián)網絡時代，完全由用戶交互控制程序執(zhí)行過程的應用軟件和系統(tǒng)軟件的開發(fā)，例如，在B/S結構中數據層之外的其它各層的需求、設計與實現(xiàn)面向元數據方法通俗易懂不適應窗口界面以關系數據庫管理系統(tǒng)為支撐平臺的信息系統(tǒng)建設，例如，B/S結構中數據層的需求、設計與實現(xiàn)形式化方法準確、嚴謹難于上手和應用對安全性要求極高，不容許出錯的軟件系統(tǒng)，如軍事、醫(yī)藥、交通等領域方法名稱優(yōu)點缺點適合的場合面向過程方1061.3三個模型與三層結構

在信息系統(tǒng)的需求與設計中，一般需要建立三個模型，即功能模型、業(yè)務模型和數據模型，分別對應B/A/S三層體系結構中的三個不同層次，即瀏覽層、中間層和數據層，如圖1-2所示。其中：功能模型主要表現(xiàn)在瀏覽層；業(yè)務模型對應中間層，即業(yè)務邏輯層，功能模型中的功能，基本上都在業(yè)務模型中加以具體實現(xiàn)；數據模型對應數據層，實現(xiàn)持久型數據的存儲與運算。

1.3三個模型與三層結構在信息系統(tǒng)的需求與設計中，一般需107軟件工程實踐教程第1章1081．三個模型

(1).功能模型功能模型實質上是用戶需求模型，是描述系統(tǒng)能做什么，即對系統(tǒng)的功能、性能、接口和界面進行定義。功能模型在需求分析時的表示方法為：系統(tǒng)功能需求列表、性能需求列表、接口需求列表、界面需求列表。統(tǒng)一建模語言UML，主要采用“用例圖”來描述功能模型。功能模型既是動態(tài)的，又是靜態(tài)的。1．三個模型(1).功能模型109(2).業(yè)務模型

業(yè)務模型實質上是業(yè)務邏輯模型，是描述系統(tǒng)在何時、何地、由何角色、按什么業(yè)務規(guī)則去做，以及做的步驟或流程，即對系統(tǒng)的操作流程進行定義。業(yè)務流程圖也可以用業(yè)務操作步驟來描述，還可以用類似于程序流程圖的圖形來表達。在UML中，完整的業(yè)務模型由用例圖、時序圖、交互圖、狀態(tài)圖、活動圖來表述。業(yè)務模型是動態(tài)的，所以有時稱業(yè)務模型為動態(tài)模型或操作模型。(2).業(yè)務模型業(yè)務模型實質上是業(yè)務邏輯模型，是描述系統(tǒng)110(3).數據模型

數據模型實質上是實體或類的狀態(tài)關系模型，是描述系統(tǒng)工作前的數據來自何處，工作中的數據暫存什么地方，工作后的數據放到何處，以及這些數據的狀態(tài)及互相之間的關聯(lián)，即對系統(tǒng)的數據結構進行定義。數據模型反映了系統(tǒng)的數據關系，它是實體或類的狀態(tài)設計依據。(3).數據模型數據模型實質上是實體或類的狀態(tài)關系模型，111數據模型有類模型和數據庫關系模型。其中類模型用于用戶界面層和中間層的數據建模，數據庫關系模型用于持久層數據建模。信息系統(tǒng)中的數據模型，是指它的E-R圖及其相應的數據字典。這里的數據字典，包括實體字典、屬性字典、關系字典。在數據庫CASE工具幫助下，可以查閱、顯示、修改、打印、保存數據字典。數據模型有類模型和數據庫關系模型。其中類模型用于用戶界面層和112信息系統(tǒng)中的數據模型分為概念數據模型CDM和物理數據模型PDM兩個層次。CDM就是數據庫的邏輯設計，即E-R圖。PDM就是數據庫的物理設計，即物理表。有了CASE工具后，從CDM就可以自動轉換為PDM，而且還可以自動獲得主鍵索引、觸發(fā)器等等。數據模型設計是企業(yè)信息系統(tǒng)設計的中心環(huán)節(jié)，數據模型建設是企業(yè)信息系統(tǒng)建設的基石，設計者與建設者萬萬不可粗心大意。這里要特別強調：數據模型要在程序設計之前完成設計，要用數據模型指導程序設計，絕對不允許用程序設計來指導數據模型設計！

信息系統(tǒng)中的數據模型分為概念數據模型CDM和物理數據模型PD113數據模型本身是靜態(tài)的，但是在設計者心目中，應該盡量將它由靜態(tài)變成動態(tài)。設計者可以想象數據（或記錄）在相關表上的流動過程，即增加、刪除、修改、傳輸與處理等，從而在腦海中運行系統(tǒng)，或在E-R圖上運行系統(tǒng)。數據模型本身是靜態(tài)的，但是在設計者心目中，應該盡量將它由靜態(tài)1142．三層體系結構

所謂的三層結構，就是在原來兩層結構（Client/Server）的客戶層與數據層之間，加入了一個中間層(也叫業(yè)務層)，并將應用程序的業(yè)務規(guī)則、數據訪問、合法性校驗等工作放到了中間層進行處理，這樣就變成了三層結構（Browser/Server）。這里所說的三層，不一定是指物理上的三層，不是簡單地放置三臺機器就是三層結構，也不僅僅有B/S應用才是三層結構，三層是指邏輯上的三層，即使這三個層都放置到一臺機器上。當然，三層也可以放在兩臺或三臺機器上。2．三層體系結構所謂的三層結構，就是在原來兩層結構（Cli115表示層（PresentationTier）表示層采用圖形化用戶界面，在客戶端的PC機或工作站上運行。系統(tǒng)內部支持表示層的模型是“功能模型”，盡管“功能模型”中的功能實現(xiàn)組件都存放在業(yè)務層上。表示層的主要功能是：(1).接受用戶的請求，將這些請求反饋給業(yè)務邏輯層，等待業(yè)務邏輯層的回答信息；(2).對業(yè)務邏輯層的回答信息，進行顯示；(3).有時也會兼做業(yè)務邏輯層的一些小功能，比如對用戶輸入數據的驗證，以及操作合法性的檢驗。表示層（PresentationTier）表示層采用圖形116中間層（BusinessTier）中間層也稱業(yè)務層，由許多構件或組件組成，這些構件或組件體現(xiàn)了用戶的業(yè)務邏輯或業(yè)務規(guī)則，系統(tǒng)內部支持業(yè)務層的模型是“業(yè)務模型”。業(yè)務層的主要功能是：(1).接受從表現(xiàn)層傳來的用戶請求信息；(2).根據用戶的請求信息生成SQL語句；(3).利用生成的SQL語句從數據層取數據、或修改數據、或刪除數據；(4).將結果返回給表現(xiàn)層。中間層（BusinessTier）中間層也稱業(yè)務層，由許117數據層（DataTier）數據層是數據庫服務器上的數據庫，它包括數據庫管理系統(tǒng)DBMS和數據庫DB兩部分，系統(tǒng)內部支持數據層的模型是“數據模型”。該層的主要功能是：(1).接受業(yè)務層數據處理請求的SQL語句或存儲過程；(2).利用SQL語句或存儲過程，對數據庫服務器上數據庫的相關表進行存儲或檢索；(3).將存儲或檢索的結果信息，傳遞給業(yè)務層。數據層（DataTier）數據層是數據庫服務器上的數據庫118三層協(xié)調工作

三層之間，通過各自提供的接口來訪問。用戶想登錄并操作系統(tǒng)，在表示層輸入用戶名和密碼，表示層會收集相關的數據傳遞給業(yè)務層，業(yè)務層將數據經過一些處理和封裝之后，再傳遞給數據層，數據層執(zhí)行數據庫查詢操作，并將結果返回業(yè)務層，業(yè)務層再返回表示層，表示層再顯示給用戶看。對登錄信息和操作信息，都是這么分層處理、協(xié)調工作的。業(yè)務層與數據層的信息交換采取批發(fā)方式，業(yè)務層與表示層的信息交換采取零售方式。三層協(xié)調工作三層之間，通過各自提供的接口來訪問。119三層結構優(yōu)點

(1).三層之間的低耦合，所以互不干擾，哪一層出了問題就去找哪一層去解決。(2).三層結構減少了客戶機的工作量，提高了網絡系統(tǒng)的運行效率；(3).三層結構有利于系統(tǒng)的維護和升級，各個層的維護，互不影響。三層結構優(yōu)點(1).三層之間的低耦合，所以互不干擾，哪一層1201.4軟件開發(fā)全過程

軟件開發(fā)過程，一般由立項、需求、設計、編程、測試、運行與維護這幾個階段組成。下面對每個階段的內容進行介紹。1.4軟件開發(fā)全過程軟件開發(fā)過程，一般由立項、需求、設計1211.可行性研究與軟件立項

在可行性研究階段內，要分析該軟件項目立項的必要性（有市場前景）與可能性（我們能夠做好），開發(fā)目標和總體要求，以及項目的總體功能、性能、接口與界面，當前用戶與潛在用戶，投資/收益分析與風險分析，并完成立項報告。當立項報告經評審通過后，才能正式立項?？尚行匝芯渴橇㈨椀那疤?，立項是可行性研究的結果。1.可行性研究與軟件立項在可行性研究階段內，要分析該軟件1222.軟件需求分析

需求分析是面向流程的，而流程是動態(tài)的、實時的。系統(tǒng)的功能、性能、接口、界面都是在流程中動態(tài)實時地反映出來。在所有的流程（物流、人流、資金流、信息流、單據流、報表流、數據流）中，數據流最重要，也最有代表性。面向流程分析本質上是面向數據流程分析。

2.軟件需求分析需求分析是面向流程的，而流程是動態(tài)的、實123需求分析的思路，是從用戶的功能需求（系統(tǒng)需要做什么）出發(fā)，由系統(tǒng)的業(yè)務流程和數據流程導出系統(tǒng)的業(yè)務模型和功能模型，識別出系統(tǒng)的元數據和中間數據,為今后設計數據模型做好充分準備。對系統(tǒng)的軟、硬件環(huán)境配置、開發(fā)工期、費用、開發(fā)進度、培訓、系統(tǒng)風險進行深入評估。需求分析的思路，是從用戶的功能需求（系統(tǒng)需要做什么）出發(fā)，由124需求分析要產生《用戶需求報告》文檔。該文檔是用戶和開發(fā)者雙方，對該軟件系統(tǒng)的功能規(guī)定與性能規(guī)定的共同理解，使之成為整個開發(fā)工作的基礎。《用戶需求報告》主要內容包括該軟件的功能、性能、接口、界面及數據要求說明等。該文檔完成后，要經過適當地評審，評審通過后，雙方要簽字確認，形成第一個里程碑?！队脩粜枨髨蟾妗肺臋n完成后，就要產生《需求分析規(guī)格說明書》，為概要設計做好充分準備，同時還要考慮內部測試計劃、用戶驗收計劃、測試用例設計和用戶操作手冊設計。需求分析要產生《用戶需求報告》文檔。該文檔是用戶和開發(fā)者雙方1253.軟件設計

概要設計(架構設計)是面向模塊的，其主要目的，將軟件系統(tǒng)分解為多個子系統(tǒng)，再將子系統(tǒng)分解為多個模塊或部件，并將系統(tǒng)所有的功能，合理地分配到模塊或部件中去?！陡乓O計說明書》文檔主要內容為：軟件系統(tǒng)架構設計、運行環(huán)境設計、模塊劃分、模塊功能分配、數據庫與數據結構設計、接口設計。編制的目的是為詳細設計提供基礎。3.軟件設計概要設計(架構設計)是面向模塊的，其主要目的126詳細設計是面向程序的，它的主要目的，將軟件系統(tǒng)的模塊或部件分解成類，建立類與類之間的關系，并設計類的行為，用以指導程序人員編寫代碼?！对敿氃O計說明書》文檔主要內容為：公用模塊設計、專用模塊設計、存儲過程與觸發(fā)器設計、接口設計、界面設計。對于簡單或熟悉的系統(tǒng)，概要設計和詳細設計可以合二而一，形成一份文檔（稱為設計說明書），進行一次評審，實現(xiàn)一個里程碑，確立一條基線。對于復雜或生疏的系統(tǒng)，概要設計和詳細設計必須分開，形成兩份文檔，進行兩次評審，實現(xiàn)兩個里程碑，確立兩條基線。詳細設計是面向程序的，它的主要目的，將軟件系統(tǒng)的模塊或部件分127在設計之前，首先要確定系統(tǒng)命名規(guī)范，模塊命名規(guī)范，構件命名規(guī)范，變量命名規(guī)范，以及數據庫中的表名、字段名、索引名、視圖名、存儲過程名、觸發(fā)器的命名規(guī)范等。軟件設計時，一方面要善于將需求分析規(guī)格說明書中的冗余去掉，將公用功能提煉出來，并將它設計為構件，標準化后加入到公司構件庫中，由構件庫管理，作為公共資源。另一方面，還要盡量調用公司構件庫中已有的構件。構件的實現(xiàn)和調用是一個面向對象的編程技術問題。在設計之前，首先要確定系統(tǒng)命名規(guī)范，模塊命名規(guī)范，構件命名規(guī)1284.軟件實現(xiàn)（編程）

微觀上講，軟件實現(xiàn)是指通過編碼、調試、單元測試、集成測試等活動創(chuàng)建軟件產品的過程。軟件實現(xiàn)與軟件設計、軟件測試密不可分。軟件設計為軟件實現(xiàn)提供輸入，軟件實現(xiàn)的輸出是軟件測試的輸入。盡管軟件設計和軟件測試是獨立的過程，但軟件實現(xiàn)本身也涉及到設計和測試工作，它們之間的界限視具體項目而定。軟件實現(xiàn)還會產生大量的軟件配置項，例如，源文件、測試用例等，因此軟件實現(xiàn)過程還涉及配置管理。4.軟件實現(xiàn)（編程）微觀上講，軟件實現(xiàn)是指通過編碼、調試129軟件實現(xiàn)環(huán)境，目前主要是.Net和J2EE。軟件實現(xiàn)原則，通常有如下幾條：(1)盡量簡單。在軟件實現(xiàn)過程中，應創(chuàng)建簡單、易讀的代碼。相同功能的代碼只寫一次。(2)易于驗證。無論是在編碼、測試還是實際操作中，軟件工程師應很容易地發(fā)現(xiàn)其中的錯誤。自動化的單元測試可幫助產生易于驗證的代碼。寫代碼時，要限制使用復雜的難以理解的語言結構。軟件實現(xiàn)環(huán)境，目前主要是.Net和J2EE。130(3)適應變化。外部環(huán)境、軟件需求和軟件設計，在整個開發(fā)過程中可能會隨時變化，因此，要求軟件實現(xiàn)時考慮適應這些變化。(4)遵守編程規(guī)范。(5)選擇最熟悉的工具或語言。軟件實現(xiàn)工具或語言，不是越時髦越好，而是越成熟與越熟練越好，這樣可以避免技術風險和技能風險。(6)在實現(xiàn)過程中完善《用戶操作手冊》。(3)適應變化。外部環(huán)境、軟件需求和軟件設計，在整個開發(fā)過1315.軟件測試

在IT企業(yè)，通常以黑盒測試為主，以白盒測試為輔，比較適用的是黑加白的“灰盒測試”。黑盒測試是面向功能的測試，也稱為不透明盒測試，它給我們更多啟示是它的思考方式，即不考慮（主觀上屏蔽）或者不需要（客觀條件限制）知道被測對象的內部實現(xiàn)細節(jié)，只關心輸入和輸出。理論講上，只有把所有可能的行為都作為測試用例(TestCase)輸入，就能完成黑盒測試工作。黑盒測試的對象可以是軟件單元、軟件模塊、軟件組件、軟件子系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。

5.軟件測試在IT企業(yè)，通常以黑盒測試為主，以白盒測試為132在用黑盒測試方法測試系統(tǒng)的功能模型時，重點是要設計黑盒測試用例，包括輸入條件和預期輸出結果。在實際項目測試中，由于時間和資源的限制，黑盒測試工作要用盡可能少的測試用例，測試出盡可能多的軟件需求。在提煉測試需求后，再采用黑盒測試方法設計測試用例。如何將軟件需求轉換到測試需求，再將測試需求轉換到測試用例？轉換的一般原則是：每一項用戶需求都應該分解為多個測試需求，每個測試需求都應該設計出多個測試用例。這種分解或轉換關系，如圖1-2所示。在用黑盒測試方法測試系統(tǒng)的功能模型時，重點是要設計黑盒測試用133軟件需求（用戶需求）測試需求測試用例軟件需求測試需求測試用例134白盒測試是面向程序執(zhí)行路徑的測試，測定依據是《詳細設計說明書》。理論上講，面向程序執(zhí)行路徑要進行窮舉代碼測試，直至覆蓋所有路徑為止。白盒測試的測試對象，側重于軟件單元、模塊和構件等小規(guī)模對象，不適合大