軟件工程(概論)概述課件

《軟件工程方法與實踐》，竇萬峰等編著，機械工業(yè)出版社，2009.5《人月神話》，佛雷德里克.布魯克斯著，UMLChina翻譯組汪穎譯，清華大學出版社軟件工程第1章概述SoftwareSoft+Ware軟件是計算機系統(tǒng)中與硬件相互依存的另一部分，它包括程序、數(shù)據(jù)及其相關(guān)文檔的完整集合。軟件與硬件、人、過程等共同構(gòu)成計算機系統(tǒng)。硬件失效率曲線時間失效率磨合調(diào)整磨損用壞修改點時間失效率軟件失效率曲線實際曲線理想曲線軟件的生產(chǎn)與硬件不同軟件的特點第1章概述軟件的成本相當昂貴軟件技術(shù)的發(fā)展落后于需求時間軟件復雜性軟件需求差距軟件技術(shù)硬、軟件成本比例的變化時間成本%軟件硬件軟件的特點第1章概述軟件的分類第1章概述按軟件的功能進行劃分系統(tǒng)軟件支撐軟件應用軟件按軟件的開發(fā)進行劃分軟件項目軟件產(chǎn)品第1章概述軟件的演變程序軟件軟件產(chǎn)品傳統(tǒng)軟件開發(fā)現(xiàn)代軟件開發(fā)營業(yè)額增長曲線第1章概述軟件生態(tài)鏈的變化硬件（主機、PC、網(wǎng)絡設(shè)備）嵌入式軟件基礎(chǔ)（系統(tǒng)）軟件（OS、DB）系統(tǒng)集成應用軟件最終用戶第1章概述軟件生態(tài)鏈的變化硬件（主機、PC、網(wǎng)絡設(shè)備）嵌入式軟件基礎(chǔ)（系統(tǒng)）軟件（OS、DB）系統(tǒng)集成應用軟件最終用戶中間件業(yè)務支撐平臺第1章概述軟件生態(tài)鏈的變化硬件（主機、PC、網(wǎng)絡設(shè)備）嵌入式軟件基礎(chǔ)（系統(tǒng)）軟件（OS、DB）應用集成應用軟件最終用戶中間件網(wǎng)絡集成系統(tǒng)集成業(yè)務支撐軟件第1章概述軟件生態(tài)鏈的變化硬件（主機、PC、網(wǎng)絡設(shè)備）嵌入式軟件基礎(chǔ)（系統(tǒng)）軟件（OS、DB）應用集成應用軟件最終用戶網(wǎng)絡集成云服務提供商中間件第1章概述云計算制造業(yè)硬件產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡設(shè)備服務器半導體終端設(shè)備存儲設(shè)備系統(tǒng)集成軟件產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)軟件應用軟件中間件基礎(chǔ)設(shè)施服務基礎(chǔ)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)中心行業(yè)平臺應用部署政務應用農(nóng)業(yè)應用教育應用SaaS服務云計算服務業(yè)支持產(chǎn)業(yè)評估認證設(shè)計咨詢、PaaS服務開發(fā)測試數(shù)據(jù)庫平臺PaaS服務虛擬存儲虛擬機WebHosting企業(yè)應用商務應用社會應用娛樂應用第1章概述軟件危機在軟件開發(fā)和維護過程中所遇到的一系列嚴重問題包含兩個問題：如何開發(fā)、如何維護典型表現(xiàn)：對開發(fā)成本和進度的估計常常很不準確，開發(fā)成本和開發(fā)周期嚴重超標；(2)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；(3)軟件產(chǎn)品的質(zhì)量往往靠不??；(4)由于沒有文檔資料軟件常常是不可維護的，軟件修改和維護非常困難；(5)軟件成本在計算機系統(tǒng)總成本中所占比例逐年上升；(6)軟件開發(fā)生產(chǎn)率很低。第1章概述軟件危機的原因軟件的不可見性：軟件是計算機系統(tǒng)中的邏輯部件而不是物理部件，管理和控制軟件開發(fā)過程相當困難。運行中發(fā)現(xiàn)錯誤，很可能是遇到了一個在開發(fā)時期引入的，在測試階段沒能檢測出來的故障。

因此，軟件維護通常意味著改正或修改原來的設(shè)計，這就在客觀上使得軟件較難維護。軟件規(guī)模不斷擴大：程序的復雜性將隨著程序規(guī)模的增加而呈指數(shù)上升。如何保證每個人完成的工作合在一起確實能構(gòu)成一個高質(zhì)量的大型軟件系統(tǒng)，更是一個極端復雜困難的問題，不僅涉及許多技術(shù)問題，諸如分析方法、設(shè)計方法、形式說明方法、版本控制等，更重要的是必須有嚴格而科學的管理。第1章概述軟件危機的原因?qū)浖腻e誤認識：與軟件開發(fā)和維護有關(guān)的許多錯誤認識和作法的形成，可以歸因于在計算機系統(tǒng)發(fā)展的早期軟件開發(fā)的個體化特點。錯誤認識和作法主要表現(xiàn)為忽視軟件需求分析的重要性，認為軟件開發(fā)就是寫程序并設(shè)法使之運行，輕視軟件維護等。事實上，對用戶要求沒有完整準確的認識就匆忙著手編寫程序是軟件開發(fā)工程失敗的主要原因之一。軟件生命周期：一個軟件從定義、開發(fā)、使用和維護，直到最終被廢棄，要經(jīng)歷一個漫長的周期。a）問題定義b）可行性研究c）需求分析c）軟件設(shè)計（總體設(shè)計和詳細設(shè)計）d）編寫程序（軟件開發(fā)全部工作量的10%-20%）e）測試和維護（軟件開發(fā)全部工作量的40%-50%）軟件是程序以及開發(fā)、使用和維護程序需要的所有文擋。第1章概述后期修改：在軟件開發(fā)的不同階段進行修改需要付出的代價是很不相同的，根據(jù)美國一些軟件公司的統(tǒng)計資料，在后期引入一個變動比在早期引入相同變動所需付出的代價高2～3個數(shù)量級。輕視維護是一個最大的錯誤。許多軟件產(chǎn)品的使用壽命長達10年甚至20年，在這樣漫長的時期中：a)必須改正使用過程中發(fā)現(xiàn)的每一個潛伏的錯誤；b)當環(huán)境變化時（例如硬件或系統(tǒng)軟件更新?lián)Q代）還必須相應地修改軟件以適應新的環(huán)境；c)必須經(jīng)常改進或擴充原來的軟件以滿足用戶不斷變化的需要。所有這些改動都屬于維護工作，而且是在軟件已經(jīng)完成后進行的，是極端艱巨復雜的工作，需要花費很大代價。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，實際上用于軟件維護的費用占軟件總費用的55％～70％。軟件工程學的一個重要目標就是提高軟件的可維護性，減少軟件維護的代價。軟件危機的原因第1章概述消除軟件危機的途徑⑴組織管理：軟件開發(fā)不是某種個體勞動的神秘技巧，軟件開發(fā)應該是一種組織良好、管理嚴密、各類人員協(xié)同配合、共同完成的工程項目；⑵方法：應該推廣使用在實踐中總結(jié)出來的開發(fā)軟件的成功的技術(shù)和方法，并且研究探索更好、更有效的技術(shù)和方法，盡快消除在計算機系統(tǒng)早期發(fā)展階段形成的一些錯誤概念和做法；⑶工具：應該開發(fā)和使用更好的軟件工具。在軟件開發(fā)的每個階段都有許多繁瑣重復的工作需要做，在適當?shù)能浖ぞ咻o助下，開發(fā)人員可以把這類工作做得既快又好。如果把各個階段使用的軟件工具有機地集合成一個整體，支持軟件開發(fā)的全過程，則稱為軟件工程支撐環(huán)境。第1章概述1968年，Bauer在北大西洋公約組織（NATO）會議上的定義：“建立并使用完善的工程化原則，以較經(jīng)濟的手段獲得能在實際機器上有效運行的可靠軟件的一系列方法"。1983年，IEEE的軟件工程定義：“軟件工程是開發(fā)、運行、維護和修復軟件的系統(tǒng)方法"。1993年，IEEE的一個更加綜合的定義：“將系統(tǒng)化的、規(guī)范的、可度量的方法應用于軟件的開發(fā)、運行和維護的過程，即將工程化應用于軟件中"。軟件工程定義采用工程的概念、原理、技術(shù)和方法來開發(fā)與維護軟件，把經(jīng)過時間考驗而證明正確的管理技術(shù)和當前能夠得到的最好的技術(shù)方法結(jié)合起來，以經(jīng)濟的開發(fā)出高質(zhì)量的軟件并維護它。

為軟件開發(fā)提供了“如何做”的技術(shù)個性化方法?結(jié)構(gòu)化方法?面向?qū)ο蠓椒?軟件復用第1章概述軟件工程范疇軟件工程學

軟件開發(fā)技術(shù)

軟件工程管理軟件開發(fā)方法學軟件工具軟件工程環(huán)境軟件工程管理學軟件產(chǎn)權(quán)保護軟件經(jīng)濟學

目的：為了按進度及預算完成軟件計劃內(nèi)容：成本估算、進度安排、人員組織、質(zhì)量保證等推遲實現(xiàn)；逐步求精；分解與抽象；信息隱蔽；質(zhì)量保證。軟件工程的基本思想第1章概述軟件工程的發(fā)展階段1、第一代軟件工程——傳統(tǒng)的軟件工程60年代末到70年代為了克服“軟件危機”(SoftwareCrisis)提出“軟件工程”的名詞，將軟件開發(fā)納入工程化的軌道，基本形成軟件工程的概念、框架、技術(shù)和方法。稱為傳統(tǒng)的軟件工程。2、第二代軟件工程——對象工程80年代中到90年代，面向?qū)ο蟮姆椒ㄅc技術(shù)得到發(fā)展，研究的重點轉(zhuǎn)移到面向?qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計，演化為一種完整的軟件開發(fā)方法和系統(tǒng)的技術(shù)體系，稱為對象工程。第1章概述軟件工程過程ISO9000定義：軟件工程過程是把輸入轉(zhuǎn)化為輸出的一組彼此相關(guān)的資源和活動。從軟件開發(fā)的觀點看，它就是使用適當?shù)馁Y源（包括人員、硬軟件工具、時間等），為開發(fā)軟件進行的一組開發(fā)活動，在過程結(jié)束時將輸入（用戶要求）轉(zhuǎn)化為輸出（軟件產(chǎn)品）。

軟件工程過程定義了：方法使用的順序、要求交付的文檔資料、為保證質(zhì)量和適應變化所需要的管理、軟件開發(fā)各個階段完成的里程碑。軟件工程過程包含基本活動：開發(fā)活動：軟件開發(fā)模型；項目管理活動：項目的范圍（要做的內(nèi)容）、進度（要花費的時間）、成本（要耗費的資源）過程改進活動：關(guān)注質(zhì)量、軟件開發(fā)的最佳實踐、過程定義和改進