《計(jì)算機(jī)軟件基礎(chǔ)》軟件工程

第六章軟件工程基礎(chǔ)6.1軟件工程概述6.2軟件詳細(xì)設(shè)計(jì)6.3結(jié)構(gòu)化分析與設(shè)計(jì)方法6.4測(cè)試與調(diào)試基本技術(shù)1第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)6.1軟件工程概述6.1.1軟件工程的概念6.1.2軟件生命周期6.1.3軟件支援環(huán)境2第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)軟件工程出現(xiàn)的原因軟件危機(jī)軟件危機(jī)是指在計(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?，F(xiàn)象一：軟件開發(fā)成本和進(jìn)度的估計(jì)不準(zhǔn)確，交付時(shí)間一再拖延，造成開發(fā)成本超出預(yù)算。案例：1995年，新丹佛國(guó)際化機(jī)場(chǎng)自動(dòng)化行李系統(tǒng)的軟件出現(xiàn)故障，導(dǎo)致機(jī)場(chǎng)延期16個(gè)月才正式啟用，并且大部分行李采用人工分揀，系統(tǒng)成本超出預(yù)算32億美元。原因：軟件復(fù)雜程度高，開發(fā)周期長(zhǎng)，并且各種變化不斷，因此軟件項(xiàng)目按期完成交付的很少。3第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)現(xiàn)象二：“已完成”的軟件不滿足用戶的需求案例：1984年，經(jīng)過18個(gè)月的開發(fā)，一個(gè)耗資2億美元的系統(tǒng)支付給了美國(guó)威斯康星州的一家健康保險(xiǎn)公司。但該系統(tǒng)不能滿足用戶的正常工作需求，只好追加了6千萬美金，又花了3年時(shí)間才解決了問題。原因：軟件開發(fā)人員不是用戶業(yè)務(wù)的專家，用戶不懂計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)，因此，軟件人員按照自己的理解開發(fā)出得軟件往往不能滿足用戶的業(yè)務(wù)需求。4第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)現(xiàn)象三：軟件產(chǎn)品的質(zhì)量沒有保證案例：1996年6月4日，Ariane5火箭首次發(fā)射，在升空大約40秒且高度不到4千米處，火箭突然發(fā)生爆炸，該事件造成了50億美元的損失。事故原因是在Ariane5中使用了Ariane4火箭的程序代碼，在將64位浮點(diǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換為16位帶符號(hào)整數(shù)的程序中，更快的運(yùn)算引擎導(dǎo)致了Ariane5中的64位數(shù)據(jù)要比Ariane4中更長(zhǎng)，直接誘發(fā)了溢出條件，最終導(dǎo)致了航天計(jì)算機(jī)的崩潰。原因：軟件質(zhì)量和可靠性的評(píng)估非常困難。這些投資巨大、技術(shù)一流、管理規(guī)范、測(cè)試充分的軟件也難保不出現(xiàn)質(zhì)量問題。5第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)現(xiàn)象四：軟件通常沒有適當(dāng)?shù)奈臋n資料或文檔與最終交付的軟件產(chǎn)品不符。原因：軟件幾乎不可能一版保證成功，而是經(jīng)歷反復(fù)修改，其中的文檔很難與每次的修改保持一致，錯(cuò)誤的文檔就像錯(cuò)誤的地圖一樣危險(xiǎn)?，F(xiàn)象五：軟件的可維護(hù)程度低。原因：軟件開發(fā)過程中，起著重要作用的是開發(fā)者的邏輯思維過程。如果若干年后，由其他人來修改，必須要理解開發(fā)者當(dāng)時(shí)的思維過程，因此說讀懂別人的程序比重新編寫的難度更大。6第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)軟件危機(jī)出現(xiàn)的原因主要有兩個(gè)方面：其一是軟件本事的特點(diǎn)；其二是軟件開發(fā)過程不成熟。軟件開發(fā)過程不成熟的主要表現(xiàn)為：忽視軟件開發(fā)前期的調(diào)研與分析工作，沒有統(tǒng)一、規(guī)范的方法論指導(dǎo)，輕視文檔管理和質(zhì)量保證工作，缺乏相關(guān)人員之間的溝通。7第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)簡(jiǎn)陋的小屋—太簡(jiǎn)單！不要設(shè)計(jì)8第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)新農(nóng)村別墅造型圖—復(fù)雜！需要設(shè)計(jì)了9第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)別墅的設(shè)計(jì)—設(shè)計(jì)圖紙、施工圖紙10第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)設(shè)計(jì)和施工說明11第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)典型helloworld程序—太簡(jiǎn)單!不要設(shè)計(jì)

#include<stdio.h>

intmain()

{

printf(“helloworld!”);//輸出helloworld！

return0;

}12第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)圖書館圖書信息管理軟件—復(fù)雜!需要設(shè)計(jì)13第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)6.1.1軟件工程的概念軟件工程學(xué)是研究軟件開發(fā)和維護(hù)的普遍原理與技術(shù)的一門工程學(xué)科。所謂軟件工程是指，采用工程的概念、原理、技術(shù)和方法指導(dǎo)軟件的開發(fā)與維護(hù)。把經(jīng)過實(shí)踐考驗(yàn)而證明正確的管理方法和先進(jìn)的軟件開發(fā)技術(shù)結(jié)合起來，運(yùn)用到軟件開發(fā)和維護(hù)過程中，來解決軟件危機(jī)。14第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)軟件定義期：包括問題定義、可行性研究和需求分析三個(gè)階段；軟件開發(fā)期：包括系統(tǒng)設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、編碼和測(cè)試四個(gè)階段；軟件維護(hù)期：即運(yùn)行維護(hù)階段。6.1.2軟件生命周期15第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)1.軟件定義期(1)問題定義確定問題的性質(zhì)、工程目標(biāo)以及規(guī)模。分析員應(yīng)提交書面報(bào)告給用戶與使用部門負(fù)責(zé)人進(jìn)行審查。(2)可行性研究進(jìn)一步研究上一階段所定義的問題是否可解。最后還要提交必要的文檔。16第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)(3)需求分析①確定對(duì)系統(tǒng)的綜合要求，即功能要求、性能要求、運(yùn)行要求以及將來可能會(huì)提出的一些要求。②對(duì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)要求進(jìn)行分析。主要包括數(shù)據(jù)元素的分類和規(guī)范化，描繪實(shí)體之間的關(guān)系圖，進(jìn)行事務(wù)分析與數(shù)據(jù)庫模型的建立。③在前面分析的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出系統(tǒng)的詳細(xì)模型系統(tǒng)。④修正開發(fā)計(jì)劃，并建立模型系統(tǒng)。文檔內(nèi)容：①系統(tǒng)的功能說明②系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的要求③用戶系統(tǒng)描述17第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)2.軟件開發(fā)期(1)系統(tǒng)設(shè)計(jì)①提出可選擇方案；②選擇合理方案；③推薦最佳方案；④功能分解；⑤設(shè)計(jì)軟件結(jié)構(gòu)；⑥制定測(cè)試計(jì)劃；⑦提交文檔。18第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)(2)詳細(xì)設(shè)計(jì)(3)編碼①選擇適當(dāng)?shù)某绦蛟O(shè)計(jì)語言；②使程序內(nèi)部有良好的文檔資料、規(guī)范的數(shù)據(jù)格式說明、簡(jiǎn)單清晰的語句結(jié)構(gòu)和合理的輸入輸出格式，這些都可以大大提高程序的可讀性，而且也可以改進(jìn)程序的可維護(hù)性；③充分利用已有的軟件工具來幫助編碼，以提高編碼的效率和減少程序中的錯(cuò)誤。(4)測(cè)試19第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)3.軟件維護(hù)期

①為糾正使用中出現(xiàn)的錯(cuò)誤而進(jìn)行的改正性維護(hù)；②為適應(yīng)環(huán)境變化而進(jìn)行的適應(yīng)性維護(hù)；③為改進(jìn)原有軟件而進(jìn)行的完善性維護(hù)；④為將來的可維護(hù)和可靠而進(jìn)行的預(yù)防性維護(hù)。20第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)6.1.3軟件支援環(huán)境一個(gè)完備的軟件支援環(huán)境應(yīng)有功能：

(1)能夠支援軟件生命的全周期。

(2)能夠支援大型軟件工程項(xiàng)目。

(3)能夠支援軟件配置管理。一般的軟件支援環(huán)境由以下幾部分組成。

(1)環(huán)境數(shù)據(jù)庫

(2)接口軟件

(3)工具組21第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)6.2軟件詳細(xì)設(shè)計(jì)6.2.1程序流程圖6.2.2NS圖6.2.3問題分析圖PAD6.2.4判定表6.2.5過程設(shè)計(jì)語言PDL22第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)詳細(xì)設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)也叫過程設(shè)計(jì)，應(yīng)該在軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)之后進(jìn)行。主要是設(shè)計(jì)模塊內(nèi)的算法實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。詳細(xì)設(shè)計(jì)的任務(wù)不是編寫代碼，而是要為編寫程序代碼設(shè)計(jì)“圖紙”，有程序員按“圖紙”用某種高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言編寫程序代碼。詳細(xì)設(shè)計(jì)的目的不僅僅是保證所涉及的模塊功能正確，更重要的是保證所設(shè)計(jì)的處理過程易于理解，具有良好的可靠性和可維護(hù)性。23第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)6.2.1程序流程圖程序流程圖中常用的圖形符號(hào)24第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)限制五種基本控制結(jié)構(gòu)(1)順序結(jié)構(gòu)反映了若干個(gè)模塊之間連續(xù)執(zhí)行的順序。(2)在選擇結(jié)構(gòu)中，由某個(gè)條件P的取值來決定執(zhí)行兩個(gè)模塊之間的哪一個(gè)。(3)在當(dāng)型循環(huán)結(jié)構(gòu)中，只有當(dāng)某個(gè)條件成立時(shí)才重復(fù)執(zhí)行特定的模塊(稱為循環(huán)體)。(4)在直到型循環(huán)結(jié)構(gòu)中，重復(fù)執(zhí)行一個(gè)特定的模塊，直到某個(gè)條件成立時(shí)才退出該模塊的重復(fù)執(zhí)行。(5)在多情況選擇結(jié)構(gòu)中，根據(jù)某控制變量的取值來決定選擇多個(gè)模塊中的哪一個(gè)。25第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)26第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)程序流程圖的主要缺點(diǎn)：(1)程序流程圖本質(zhì)上不是逐步求精的好工具，它會(huì)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)。(2)程序流程圖不易表示層次結(jié)構(gòu)。(3)程序流程圖不易表示數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和模塊調(diào)用關(guān)系等重要信息。(4)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(jì)的思想，隨意進(jìn)行轉(zhuǎn)移控制。27第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)6.2.2NS圖NS圖基本特點(diǎn)：

(1)功能域比較明確，可以從框圖中直接反映出來。

(2)不可能任意轉(zhuǎn)移控制，符合結(jié)構(gòu)化原則。

(3)很容易確定局部和全程數(shù)據(jù)的作用域。

(4)很容易表示嵌套關(guān)系，也可以表示模塊的層次結(jié)構(gòu)。28第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)1.順序結(jié)構(gòu)29第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)2.選擇結(jié)構(gòu)(1)兩路分支結(jié)構(gòu)30第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)(2)多路分支結(jié)構(gòu)31第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)3.循環(huán)結(jié)構(gòu)(1)當(dāng)型循環(huán)結(jié)構(gòu)32第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)(2)直到型循環(huán)結(jié)構(gòu)33第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)6.2.3問題分析圖PAD（ProblemAnalysisDiagram）

PAD圖的五種基本控制結(jié)構(gòu)34第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)6.2.4判定表一張判定表由以下四部分組成：左上部列出所有條件；左下部是所有可能的動(dòng)作；右上部是表示各種條件組合的一個(gè)矩陣；右下部是和每種條件組合相對(duì)應(yīng)的動(dòng)作。判定表右半部的每一列實(shí)際上就是一個(gè)規(guī)則，規(guī)定了與特定的條件組合相對(duì)應(yīng)的動(dòng)作。35第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)假設(shè)某大學(xué)要從學(xué)生中挑選男子籃球隊(duì)隊(duì)員，基本條件是各門課程的平均分在70分以上，身高超過1.80米，體重超過75公斤。需要從學(xué)生登記表中挑選出符合上述條件的男同學(xué)，并列出他們的姓名和住址，以便進(jìn)一步選拔。36第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)37第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)6.2.5過程設(shè)計(jì)語言PDLPDL特點(diǎn)：(1)關(guān)鍵字的固定語法，提供了結(jié)構(gòu)化控制結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)說明和模塊化的特點(diǎn)。(2)用自然語言的自由語法來描述處理部分。(3)具有數(shù)據(jù)說明的手段。(4)具有模塊定義和調(diào)用的機(jī)制，提供各種接口描述模式。38第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)PDL優(yōu)點(diǎn)：(1)可以作為注釋直接插在源程序中間。這樣做的好處是，能促使維護(hù)人員在修改源程序代碼的同時(shí)也修改PDL注釋，有助于保持文檔和程序的一致性，提高了文檔的質(zhì)量。(2)可以使用普通的正文編輯程序或文字處理系統(tǒng)，很方便地完成PDL的書寫和編輯工作。(3)利用已有的自動(dòng)處理程序，可以自動(dòng)由PDL生成程序代碼。39第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)6.3結(jié)構(gòu)化分析與設(shè)計(jì)方法6.3.1應(yīng)用軟件開發(fā)的原則和方法6.3.2結(jié)構(gòu)化分析方法6.3.3結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法40第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)6.3.1應(yīng)用軟件開發(fā)的原則和方法1.應(yīng)用軟件開發(fā)的基本原則

(1)自頂向下的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)開發(fā)原則

(2)模塊化結(jié)構(gòu)開發(fā)原則41第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)2.應(yīng)用軟件的開發(fā)方法(1)非自動(dòng)形式的開發(fā)方法①系統(tǒng)流程圖法(systemflowchart)②結(jié)構(gòu)化分析方法（SA方法）③結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法（SD方法）④數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)法（Jackson法）⑤層次輸入-處理-輸出方法（HIPO方法）42第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)(2)半自動(dòng)形式的開發(fā)方法①SREM方法②PSL/PSA方法

PSL是一種問題說明語言（ProblemStatementLanguage）

PSA是一種問題說明分析器（ProblemStatementAnalyzer）

MICRO_PSL/PSA系統(tǒng)(3)自動(dòng)形式的系統(tǒng)開發(fā)方法主要以HOS（HigherOrderSoftware公司）方法為代表。43第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)6.3.2結(jié)構(gòu)化分析方法SA（StructualAnalysis）1.SA方法的特點(diǎn)(1)分解和抽象44第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)45第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)(2)文檔的規(guī)范化①一套分層的數(shù)據(jù)流程圖，用于描述系統(tǒng)的邏輯關(guān)系。②一本數(shù)據(jù)字典，用于描述系統(tǒng)中所用到的全部數(shù)據(jù)和文件。③一組小說明，描述各個(gè)加工處理應(yīng)完成的工作。④其他補(bǔ)充材料，描述尚未說明或需要進(jìn)一步交代的問題。(3)面向用戶(4)系統(tǒng)的邏輯設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)分開進(jìn)行46第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)2.數(shù)據(jù)流程圖(1)數(shù)據(jù)流程圖的概念①用數(shù)據(jù)流程圖描述系統(tǒng)中信息的變換和傳遞過程，并輔以其他形式的說明，如數(shù)據(jù)字典、判定表和判定樹等。②將數(shù)據(jù)流程圖轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的軟件結(jié)構(gòu)。

數(shù)據(jù)流程圖簡(jiǎn)稱DFD（DataFlowDiagram）47第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)研究生業(yè)務(wù)活動(dòng)數(shù)據(jù)流程圖48第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)(2)數(shù)據(jù)流程圖的組成符號(hào)49第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)(3)畫數(shù)據(jù)流程圖的方法①自頂向下逐層分解②由外向里逐漸深化50第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)3.數(shù)據(jù)字典在數(shù)據(jù)字典中，通常有四種類型的條目。(1)基本數(shù)據(jù)項(xiàng)條目例如，學(xué)生“年齡”這個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)的定義如下：數(shù)據(jù)項(xiàng)名稱：學(xué)生年齡數(shù)據(jù)類型：整型數(shù)據(jù)長(zhǎng)度：一個(gè)字節(jié)取值范圍：16～3051第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)(2)數(shù)據(jù)流條目課程目錄＝課程名＋學(xué)時(shí)＋學(xué)分＋教員＋課表其中“教員”又可以列為一個(gè)子目錄，表示為教員＝姓名＋年齡＋職稱“課表”也可以列為一個(gè)子目錄，表示成課表＝星期幾＋第幾節(jié)＋教室

52第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)數(shù)據(jù)流條目的各數(shù)據(jù)項(xiàng)可以分為以下三種：①必有項(xiàng)，即數(shù)據(jù)流條目中必定包含的數(shù)據(jù)項(xiàng)；②必選項(xiàng)，即在某幾項(xiàng)中必定出現(xiàn)其中一項(xiàng)或幾項(xiàng)；③任選項(xiàng)，即可選可不選的數(shù)據(jù)項(xiàng)。在表示數(shù)據(jù)流條目時(shí)，一般要用到以下一些符號(hào)：＝含義是“定義為”或“等價(jià)為”＋含義是連接，表示幾個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)的合成

[]表示必選項(xiàng)

()表示任選項(xiàng)

{}表示重復(fù)（有時(shí)用上下標(biāo)表示重復(fù)次數(shù)）例如，考試成績(jī)＝{學(xué)號(hào)＋姓名}1100

＋[平均分＋方差]53第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)(3)文件條目(4)加工條目（即數(shù)據(jù)處理?xiàng)l目）54第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)6.3.3結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法1.結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法的特點(diǎn)結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)稱SD（StructuredDesign）

(1)如何將系統(tǒng)劃分為一個(gè)個(gè)模塊；

(2)模塊之間傳遞什么數(shù)據(jù)；

(3)模塊之間如何進(jìn)行調(diào)用；

(4)如何評(píng)價(jià)模塊結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。55第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)2.結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)圖簡(jiǎn)稱SC（StructuredChart）圖56第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)計(jì)算工資的結(jié)構(gòu)圖57第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)(1)模塊(2)調(diào)用(3)模塊間信息傳遞(4)輔助符號(hào)58第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)3.由數(shù)據(jù)流程圖導(dǎo)出結(jié)構(gòu)圖(1)變換型從變換型DFD導(dǎo)出結(jié)構(gòu)圖59第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)(a)數(shù)據(jù)流程圖60第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)(b)結(jié)構(gòu)圖61第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)(2)事務(wù)型從事務(wù)型DFD導(dǎo)出結(jié)構(gòu)圖示意圖62第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)(a)數(shù)據(jù)流程圖模型63第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)(b)結(jié)構(gòu)圖64第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)4.模塊獨(dú)立性評(píng)價(jià)(1)耦合模塊之間的耦合反映了模塊的獨(dú)立性，也反映了系統(tǒng)分解后的復(fù)雜程度。為了使系統(tǒng)各模塊之間相互影響盡可能地少，使系統(tǒng)簡(jiǎn)單而易理解，應(yīng)減少模塊之間的耦合程度。①數(shù)據(jù)耦合②同構(gòu)耦合③控制耦合④公用耦合⑤內(nèi)容耦合65第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)66第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)(2)內(nèi)聚內(nèi)聚是對(duì)一個(gè)模塊內(nèi)部元素之間功能上相互聯(lián)系強(qiáng)度的測(cè)量。模塊內(nèi)聚度又稱為模塊強(qiáng)度。一個(gè)模塊的內(nèi)聚度越高，與其他模塊之間的耦合程度也就越弱。①功能內(nèi)聚②序列內(nèi)聚③通信內(nèi)聚④過程內(nèi)聚⑤時(shí)間內(nèi)聚⑥邏輯內(nèi)聚⑦偶然內(nèi)聚67第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)邏輯內(nèi)聚模塊的分解68第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)69第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)決定內(nèi)聚程度的判定樹70第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)6.4測(cè)試與調(diào)試基本技術(shù)6.4.1測(cè)試6.4.2調(diào)試71第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)據(jù)新華社洛杉磯2002年６月報(bào)道，美國(guó)一家研究所公布的調(diào)查結(jié)果表明，軟件錯(cuò)誤使美國(guó)每年損失高達(dá)５９５億美元。同時(shí)指出，如能做好檢測(cè)工作,即在軟件開發(fā)的早期發(fā)現(xiàn)漏洞并進(jìn)行彌補(bǔ)每年能給美國(guó)企業(yè)節(jié)省成本２２２億美元。然而,目前軟件中一半以上的錯(cuò)誤是在開發(fā)的后期或者售后使用中才被發(fā)現(xiàn)的。72第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)測(cè)試的工作量一般性軟件其測(cè)試工作量大約占整個(gè)開發(fā)工作量的40%系統(tǒng)軟件或關(guān)系到人的生命財(cái)產(chǎn)安全的重要軟件，其測(cè)試工作量通?？赡苓_(dá)到整個(gè)開發(fā)工作量的3—5倍73第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)6.4.1測(cè)試1.測(cè)試的基本概念

測(cè)試具有以下三個(gè)重要特征。(1)測(cè)試的挑剔性測(cè)試不是為了證明程序是正確的，而是在設(shè)想程序有錯(cuò)誤的前提下進(jìn)行的，其目的是設(shè)法暴露程序中的錯(cuò)誤和缺陷。①測(cè)試是程序執(zhí)行的過程，目的在于發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤；②一個(gè)好的測(cè)試在于能發(fā)現(xiàn)至今未發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤；③一個(gè)成功的測(cè)試是發(fā)現(xiàn)了至今未發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤。74第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)(2)完全測(cè)試的不可能性

測(cè)試只能說明程序有錯(cuò)，而不能證明程序無錯(cuò)，希望通過有限次的測(cè)試就能發(fā)現(xiàn)程序中的所有錯(cuò)誤是不可能的，即完全測(cè)試是不可能的。由于測(cè)試的這一特征，程序也不可能具有百分之百的可靠性。75第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)(3)測(cè)試的經(jīng)濟(jì)性①?zèng)]有語法錯(cuò)誤；②運(yùn)行有結(jié)果；③對(duì)典型數(shù)據(jù)能得到正確的結(jié)果；④對(duì)典型的有效數(shù)據(jù)能得到正確的結(jié)果，對(duì)無效數(shù)據(jù)有防范措施；⑤對(duì)一切能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)不出錯(cuò)。76第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)2.測(cè)試的過程

(1)程序的靜態(tài)分析

(2)程序的動(dòng)態(tài)分析

(3)自動(dòng)測(cè)試工具77第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)靜態(tài)測(cè)試：主要通過代碼審查和靜態(tài)分析，檢查源代碼中存在的問題。過程：代碼審查由有經(jīng)驗(yàn)的程序設(shè)計(jì)人員根據(jù)軟件詳細(xì)設(shè)計(jì)說明書，閱讀程序來發(fā)現(xiàn)源程序中類型、引用、參數(shù)傳遞、表達(dá)式等不必運(yùn)行程序就能夠發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤。特點(diǎn)：這種方法不需要專門的測(cè)試工具和設(shè)備，一旦發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤就能定位，但是此方法具有一定的局限性。靜態(tài)分析主要對(duì)程序進(jìn)行控制流分析、數(shù)據(jù)流分析、接口分析和表達(dá)式分析等

78第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)動(dòng)態(tài)測(cè)試：在指定的環(huán)境上運(yùn)行被測(cè)程序，輸入測(cè)試數(shù)據(jù)，獲得測(cè)試結(jié)果，將獲得的測(cè)試結(jié)果與預(yù)期的結(jié)果進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)程序的錯(cuò)誤。過程：設(shè)計(jì)測(cè)試用例，運(yùn)行被測(cè)程序。特點(diǎn)：需要有程序的運(yùn)行環(huán)境，必要時(shí)要編寫測(cè)試驅(qū)動(dòng)程序和樁程序。79第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)3.測(cè)試的層次(1)模塊測(cè)試①模塊接口②局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)③重要路徑④錯(cuò)誤處理的能力⑤I/O錯(cuò)80第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)模塊測(cè)試的結(jié)構(gòu)81第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)(2)整體測(cè)試整體測(cè)試可分為漸增式與非漸增式兩種。非漸增式的整體測(cè)試是將經(jīng)過單獨(dú)測(cè)試的所有模塊連接到一起進(jìn)行測(cè)試。漸增式的整體測(cè)試往往是與模塊測(cè)試同步進(jìn)行的，即在對(duì)模塊逐步裝配的過程中同時(shí)進(jìn)行的。這種測(cè)試方式可以減少模塊測(cè)試時(shí)要設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)模塊或承接模塊，又可以及時(shí)、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤的位置。漸增式的整體測(cè)試一般可以分為“自頂向下”和“自底向上”兩種。①“自頂向下”漸增式測(cè)試②“自底向上”漸增式測(cè)試82第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)(3)高級(jí)測(cè)試①功能測(cè)試功能測(cè)試又稱有效性測(cè)試，主要是用黑箱法測(cè)試軟件功能是否與用戶一致。②系統(tǒng)測(cè)試把軟件元素與硬件元素結(jié)合在一起進(jìn)行測(cè)試。③驗(yàn)收測(cè)試主要檢查程序的操作與原設(shè)計(jì)要求以及用戶要求是否一致。這類測(cè)試常以用戶為主體進(jìn)行。④安裝測(cè)試主要檢查軟件在安裝時(shí)產(chǎn)生的問題。83第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)4.測(cè)試的方法

設(shè)計(jì)和使用測(cè)試用例基本原則：①設(shè)計(jì)測(cè)試用例時(shí)，應(yīng)同時(shí)確定程序運(yùn)行的預(yù)期結(jié)果。②測(cè)試用例不僅要選用合理的輸入數(shù)據(jù)，也要選用不合理的輸入數(shù)據(jù)。③除了需要檢查程序是否做了應(yīng)該做的事，還要檢查程序是否做了不應(yīng)該做的事。④千萬不要幻想程序是正確的。⑤要保留有用的測(cè)試用例，以便再測(cè)試時(shí)使用。⑥測(cè)試用例要系統(tǒng)地進(jìn)行設(shè)計(jì)，不可隨意湊合。84第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)(1)白箱法白箱測(cè)試用例的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則有：語句覆蓋，分支覆蓋，條件覆蓋和組合條件覆蓋。①語句覆蓋語句覆蓋準(zhǔn)則是企圖用足夠多的測(cè)試用例，使程序中的每個(gè)語句都執(zhí)行一遍，以便盡可能多地發(fā)現(xiàn)程序中的錯(cuò)誤。這是一個(gè)非常弱的測(cè)試方法。因?yàn)槊織l語句都執(zhí)行一次，仍然會(huì)有許多錯(cuò)誤測(cè)試不出來。85第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)某程序段如下：

…IF(a＞1andb＝0)THENx＝x/aIF(a＝2orx＞1)THENx＝x＋1…86第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)每條語句都執(zhí)行一次，程序中第二個(gè)判定OR寫成AND仍然不能被發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤87第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)②分支覆蓋分支覆蓋準(zhǔn)則也稱為判定覆蓋準(zhǔn)則。它要求通過足夠多的測(cè)試用例，使程序中的每個(gè)分支至少通過一次。88第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)89第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)③條件覆蓋條件覆蓋準(zhǔn)則是通過執(zhí)行足夠多的測(cè)試用例，使每個(gè)判定中的每個(gè)條件都能取到兩種不同的結(jié)果（“真”與“假”）。用以下兩個(gè)測(cè)試用例便可以使每個(gè)條件都能取到“真”值和“假”值：

a＝2，b＝1，x＝1（“a＞1”為真，“b＝0”為假，“a＝2”為真，“x＞1”為假）

a＝1，b＝0，x＝3（“a＞1”為假，“b＝0”為真，“a＝2”為假，“x＞1”為真）90第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)④組合條件覆蓋組合條件覆蓋準(zhǔn)則要求通過足夠多的測(cè)試用例，使每個(gè)判定中各條件的各種可能組合至少出現(xiàn)一次。例如，第一個(gè)判定框中的兩個(gè)條件有以下四種組合：條件組合1a＞1，b＝0；

條件組合2a＞1，b≠0；

條件組合3a≤1，b＝0；

條件組合4a≤1，b≠0。第二個(gè)判定框中的兩個(gè)條件也有以下四種組合條件組合5a＝2，x＞1；

條件組合6a＝2，x≤1；

條件組合7a≠2，x＞1；

條件組合8a≠2，x≤1.91第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)下面的四個(gè)測(cè)試用例就可以覆蓋上述八種可能的條件組合：

a＝2，b＝0，x＝3（覆蓋條件組合1和5）

a＝2，b＝1，x＝1（覆蓋條件組合2和6）

a＝1，b＝0，x＝3（覆蓋條件組合3和7）

a＝1，b＝1，x＝1（覆蓋條件組合4和8）92第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)93第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)(2)黑箱法常用的黑箱測(cè)試有等價(jià)分類法、邊值分析法、因果圖法和錯(cuò)誤推測(cè)法。①等價(jià)分類法等價(jià)分類法是把所有可能的輸入數(shù)據(jù)（有效的和無效的）劃分成若干等價(jià)類，使每一類中的一個(gè)典型數(shù)據(jù)在測(cè)試中的作用與這一類中所有其他數(shù)據(jù)的作用相同。在實(shí)際進(jìn)行測(cè)試時(shí)，可以從每個(gè)等價(jià)類中只取一組數(shù)據(jù)作為測(cè)試用例。等價(jià)分類法分為兩步：一是劃分等價(jià)類（包括有效等價(jià)類和無效等價(jià)類）；二是從每個(gè)等價(jià)類中選取測(cè)試用例。劃分等價(jià)類的基本方法：根據(jù)程序的功能說明，找出所有的輸入條件，然后為每一個(gè)輸入條件劃分等價(jià)類。94第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)95第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)·如果輸入條件規(guī)定了值的范圍，則可以確定一個(gè)有效等價(jià)類和兩個(gè)無效等價(jià)類；·如果輸入條件規(guī)定了值的個(gè)數(shù)，則可以確定一個(gè)有效等價(jià)類和兩個(gè)無效等價(jià)類；·如果輸入條件規(guī)定了一個(gè)輸入值的有窮集，且確信程序?qū)γ總€(gè)輸入值單獨(dú)處理，則可以對(duì)集合中的每一個(gè)輸入值確定一個(gè)有效等價(jià)類，同時(shí)可以確定一個(gè)無效等價(jià)類；·如果輸入條件規(guī)定了“必須如何”的條件，則可以確定一個(gè)有效等價(jià)類和一個(gè)無效等價(jià)類；·如果確信某一等價(jià)類中的各元素在程序中的處理方式是有區(qū)別的，則應(yīng)把這個(gè)等價(jià)類分成更小的等價(jià)類。96第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)②邊值分析法·如果輸入條件規(guī)定了值的范圍，則要對(duì)這個(gè)范圍的邊界情況以及稍超出范圍的無效情況進(jìn)行測(cè)試；例如，輸入范圍是1到10的整數(shù)，則測(cè)試用例的取值：

0，1，10，11·如果輸入條件規(guī)定了值的個(gè)數(shù)，則要分別對(duì)值的最大個(gè)數(shù)、最小個(gè)數(shù)、稍多于最大個(gè)數(shù)和稍少于最小個(gè)數(shù)的情況進(jìn)行測(cè)試；例如，要求的記錄個(gè)數(shù)是1到255，則設(shè)計(jì)的記錄個(gè)數(shù)分別為：0，1，255，256·對(duì)于輸出條件使用上述兩條；·如果輸入和輸出是有序集，則應(yīng)把注意力集中在第一和最后一個(gè)元素上。97第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)③因果圖法④錯(cuò)誤推測(cè)法例如，要測(cè)試一個(gè)排序程序，特別需要檢查的情況有：

·輸入表為空；

·輸入表只含有一個(gè)元素；

·輸入表中所有元素相同；

·輸入表實(shí)際有序。98第6章應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)(3)綜合策略①如果程序功能說明中包含有輸入條件的組合，便應(yīng)從因果圖開始，以減少組合情況。②在任何情況下都要用邊值分析法，通過分析輸入和輸出條件的邊界值，補(bǔ)充一些測(cè)試用例。③判別輸入/輸出的有效和無效等價(jià)類，進(jìn)一步補(bǔ)充測(cè)試用例。④利用錯(cuò)誤推測(cè)法補(bǔ)充一些測(cè)試用例。⑤查看上述測(cè)試用例的覆蓋程度，對(duì)未滿足的覆蓋標(biāo)準(zhǔn)，增加一些測(cè)試用例。99第6章應(yīng)用軟