第一章軟件工程介紹

02一月2025241軟件工程(ruǎnjiànɡōnɡchénɡ)介紹第壹講軟件工程概述共二十五頁02一月2025242學(xué)生(xuésheng)情況-自我介紹本科畢業(yè)學(xué)校、專業(yè)、時間現(xiàn)從事工作軟件開發(fā)、系統(tǒng)實(shí)施履歷共二十五頁02一月2025243關(guān)于(guānyú)授課的討論第一篇、軟件工程基礎(chǔ)理論的回顧（8講）

第一講、軟件工程介紹

第二講、軟件定義

第三講、軟件定義實(shí)例

第四講、軟件開發(fā)

第五講、軟件設(shè)計實(shí)例

第六講、軟件編程技巧

第七講、軟件維護(hù)與項(xiàng)目管理

第八講、實(shí)際問題共二十五頁02一月2025244關(guān)于(guānyú)授課的討論第二篇、面向?qū)ο蟮能浖こ汤碚摚?講）

第九講、C&C++——面向過程與面向?qū)ο?/p>

第十講、面向?qū)ο罄碚撆c建模

第十一講、UML與OOA/OOD/OOP

第十二講、實(shí)際問題共二十五頁02一月2025245關(guān)于授課(shòukè)的討論第三篇、軟件工程理論的擴(kuò)展應(yīng)用（2講）

第十三講、控制工程

第十四講、Web工程第四篇、軟件工程的新思想（2講）

第十五講、迭代化開發(fā)

第十六講、面向服務(wù)的軟件體系結(jié)構(gòu)共二十五頁02一月2025246計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)(jìshù)（一級學(xué)科）計算機(jī)軟件與理論

081202計算機(jī)理論計算機(jī)軟件計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計算機(jī)硬件計算機(jī)應(yīng)用計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

081201計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)

081203學(xué)科門類：哲經(jīng)法教-文史理工(08)-農(nóng)醫(yī)軍管+藝學(xué)科大類(一級學(xué)科)：計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)(0812)專業(yè)(二級學(xué)科)：計算機(jī)軟件與理論(081202)————————————————————————————————————————————————————共二十五頁02一月2025247計算機(jī)軟件與理論(lǐlùn)（二級學(xué)科）程序設(shè)計語言（工具）

—程序員（標(biāo)準(zhǔn)編碼）參與編碼設(shè)計核心程序員數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（操作對象的存在形式）數(shù)據(jù)庫

—程序員（數(shù)據(jù)操作）參與數(shù)據(jù)設(shè)計DBA人機(jī)交互（界面構(gòu)成元素；如何布局）

—程序員（交互操作）參與界面設(shè)計程序設(shè)計方法論（經(jīng)驗(yàn)規(guī)范）

—高級程序員軟件工程（從管理角度控制、優(yōu)化軟件開發(fā)過程）

—系統(tǒng)分析員共二十五頁02一月2025248軟件工程(ruǎnjiànɡōnɡchénɡ)（一級學(xué)科0835）軟件工程理論

—軟件工程形式化方法、軟件自動生成與演化、軟件建模分析與驗(yàn)證、軟件行為學(xué)軟件工程技術(shù)

—需求工程、軟件方法學(xué)、軟件規(guī)范語言、軟件體系結(jié)構(gòu)、軟件測試與質(zhì)量保證、軟件再工程、基于模型和邏輯推理的軟件驗(yàn)證方法、軟件工程環(huán)境與開發(fā)工具、面向領(lǐng)域的軟件工程方法與技術(shù)軟件工程管理

—軟件配置管理、軟件過程技術(shù)、軟件項(xiàng)目管理、軟件度量方法與技術(shù)等軟件服務(wù)工程

—軟件服務(wù)的理論、方法、技術(shù)與應(yīng)用，軟件工程過程服務(wù)、面向服務(wù)的計算與服務(wù)工程共二十五頁02一月2025249SE2004-軟件工程學(xué)生畢業(yè)(bìyè)標(biāo)準(zhǔn)

掌握在進(jìn)行開發(fā)實(shí)踐中所必須的軟件工程知識和技能；

能夠獨(dú)立或在小組中開發(fā)高質(zhì)量的軟件；

在受到“成本、時間、知識、現(xiàn)有系統(tǒng)和現(xiàn)有組織”的限制

環(huán)境中，能夠進(jìn)行適當(dāng)?shù)臋?quán)衡；

能夠運(yùn)用軟件工程的方法，結(jié)合“倫理、社會、法律和經(jīng)濟(jì)”

等規(guī)范進(jìn)行一個或多個領(lǐng)域的設(shè)計；

有理解和應(yīng)用軟件工程必需的當(dāng)前理論、模型和技術(shù)的能力；

具有與人溝通的技能，有效的工作習(xí)慣和領(lǐng)導(dǎo)及通信能力；

能學(xué)習(xí)新模型、新技術(shù)和即將出現(xiàn)的技術(shù)。共二十五頁02一月20252410SWEBOK2004-IEEE工程(gōngchéng)教育基本要素

系統(tǒng)觀點(diǎn)：熟悉系統(tǒng)設(shè)計和構(gòu)造分析過程。

知識的深度和廣度：知識面要寬，具體領(lǐng)域方向能夠深入。

設(shè)計經(jīng)驗(yàn)：參與設(shè)計活動，具有項(xiàng)目（工程）經(jīng)驗(yàn)。

工具使用：能夠使用計算機(jī)軟、硬件工具，分析和解決實(shí)際

問題。

職業(yè)訓(xùn)練：了解職業(yè)（行業(yè)）需要，具有“產(chǎn)品”（軟件、

系統(tǒng)、行業(yè)和應(yīng)用服務(wù)等）意識。

交流技巧：能夠以合適的形式（書面、口頭、可視化等）

進(jìn)行交流和溝通。共二十五頁02一月20252411要旨(yàozhǐ)：聽而易忘、見而易記、做而易懂。

——美國計算機(jī)思想家Weinberg軟件工程專業(yè)培養(yǎng)人才的三個層次：

計算機(jī)科學(xué)的研究者

——美國軟件工程教育家Mead

開發(fā)關(guān)鍵軟件系統(tǒng)的軟件工程師

開發(fā)非關(guān)鍵系統(tǒng)的軟件開發(fā)實(shí)踐人員共二十五頁02一月20252412公路路面(lùmiàn)施工質(zhì)量動態(tài)實(shí)施監(jiān)控問題的提出：

中國公路設(shè)計壽命15年，國外有30、50年的“永久性”公路。

據(jù)調(diào)查，中國公路5-8年出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性破損。原因有分歧：使用者認(rèn)為公路質(zhì)量不行；建設(shè)者認(rèn)為是超載造成的。

一方面，交通部出臺了《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（2005）；另一方面，治理超載。如何分清責(zé)任？共二十五頁02一月20252413本講主要(zhǔyào)內(nèi)容軟件危機(jī)與軟件工程的因果關(guān)系軟件生命周期理論與軟件過程方法三個重要的軟件過程共二十五頁02一月20252414什么(shénme)軟件危機(jī)？如何維護(hù)數(shù)量不斷膨脹的已有軟件。

“軟件危機(jī)”是指計算機(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”。這些問題決不僅僅是不能正常運(yùn)行的軟件才具有的，實(shí)際上，幾乎“所有軟件”都不同程度地存在這些問題。

“軟件危機(jī)”包含兩方面的問題：如何開發(fā)軟件，以滿足對軟件日益增長的需求；共二十五頁02一月20252415軟件危機(jī)(wēijī)的表象對軟件開發(fā)成本和進(jìn)度的估計常常很不準(zhǔn)確；用戶對“已完成的”軟件系統(tǒng)不滿意的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生；軟件產(chǎn)品的質(zhì)量往往靠不??；軟件常常是不可維護(hù)的；軟件通常沒有適當(dāng)?shù)奈臋n資料；軟件成本在計算機(jī)系統(tǒng)總成本中所占的比例逐年上升；軟件開發(fā)生產(chǎn)率提高的速度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上計算機(jī)應(yīng)用普及深入的趨勢。共二十五頁02一月20252416軟件危機(jī)(wēijī)的根源矛盾發(fā)展開發(fā)人員與客戶認(rèn)識之間的矛盾IT自身的發(fā)展人們對IT認(rèn)知的提高

（問題定義、可行性研究、需求分析）開發(fā)人員能力與開發(fā)目標(biāo)之間的矛盾

（需求分析、總體設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計）預(yù)估與實(shí)際工作量之間的矛盾

（總體設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計、編碼、測試）客戶認(rèn)識的提高與軟件維護(hù)之間的矛盾

（需求變化、功能追加）遺產(chǎn)系統(tǒng)與實(shí)施軟件之間的矛盾

（拋棄、融合）

共二十五頁02一月20252417軟件危機(jī)(wēijī)的應(yīng)對—軟件工程軟件定義、開發(fā)和維護(hù)的工程化——軟件工程——貫穿軟件生命周期的標(biāo)準(zhǔn)化消除？緩解、預(yù)防共二十五頁02一月20252418軟件工程(ruǎnjiànɡōnɡchénɡ)1968，NATO：“軟件工程就是為了經(jīng)濟(jì)地獲得可靠的且能在實(shí)際機(jī)器上有效地運(yùn)行的軟件，而建立和使用完善的工程原理?！?993，IEEE：“軟件工程是：①把系統(tǒng)的、規(guī)范的、可度量的途徑應(yīng)用于軟件開發(fā)、運(yùn)行和維護(hù)過程，也就是把工程應(yīng)用于軟件；②研究①中提到的途徑?！?/p>

——軟件工程是一門工程學(xué)科

——軟件生命周期

——軟件工程方法學(xué)共二十五頁02一月20252419軟件(ruǎnjiàn)生命周期軟件定義問題定義：要解決的問題是什么？可行性研究：能否、值得否解決？需求分析：目標(biāo)系統(tǒng)必需做什么？（規(guī)格說明書）軟件開發(fā)總體設(shè)計：大概怎樣實(shí)現(xiàn)？詳細(xì)設(shè)計：具體怎樣實(shí)現(xiàn)？編碼： 按詳細(xì)設(shè)計編寫程序代碼綜合測試：集成測試-按設(shè)計；驗(yàn)收測試-按需求軟件維護(hù)單元測試：模塊測試—總體需求—關(guān)鍵分析共二十五頁02一月20252420軟件(ruǎnjiàn)過程（如何進(jìn)行）瀑布模型

為了獲得高質(zhì)量軟件所需要完成的一系列任務(wù)的框架。who、when、what、how快速原型模型增量模型螺旋模型噴泉模型Rational統(tǒng)一過程敏捷過程與極限編程微軟過程共二十五頁02一月20252421瀑布(pùbù)模型階段間具有順序性和依賴性

軟件工程中應(yīng)用得最廣泛的過程模型。傳統(tǒng)軟件工程方法學(xué)的軟件過程，基本上可以用瀑布模型來描述。圖1.2推遲實(shí)現(xiàn)的觀點(diǎn)質(zhì)量保證的觀點(diǎn)共二十五頁02一月20252422實(shí)際(shíjì)的瀑布模型階段性文檔優(yōu)點(diǎn)：開發(fā)過程中用戶不可見，可能不滿足要求。缺點(diǎn)？（特點(diǎn)）：圖1.3階段性驗(yàn)證***編寫軟件的目的共二十五頁02一月20252423快速原型(yuánxíng)模型軟件產(chǎn)品的開發(fā)基本上是線性順序進(jìn)行的，不帶待反饋環(huán)？特點(diǎn)：圖1.4

原型的用途是獲知用戶的真正需求，一旦需求確定了，原型將被拋棄。加速軟件開發(fā)過程，節(jié)約軟件開發(fā)成本。共二十五頁02一月20252424噴泉(pēnquán)模型圖1.9軟件開發(fā)過程自下而上周期的各階段具有相互迭代和無間隙的特性

優(yōu)點(diǎn)：生命周期不明顯（對象迭代、不是過程迭代）特點(diǎn)：

以用戶需求為動力，以對象為驅(qū)動的模型。共二十五頁內(nèi)容(nè