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软件工程 -- 原理、方法与应用

软件工程 -- 原理、方法与应用. 电子教案 48 学时（ 32 理论 +16 理论）. 课程安排. 理论 内容：基本原理、方法和技术 形式：讲授、自学、讨论 实践 内容：构造一个应用系统（包括分析、设计、编码、测试） 形式：分组、分阶段文档、编码、集成. 软件工程的主要内容. 软件工程的基本概念 软件开发模型 软件开发各阶段的任务、技术、方法 传统方法、面向对象方法 软件工程管理 软件质量保证 软件工程环境. 第一章 绪论. 软件与软件危机 软件工程学 传统软件工程和面向对象软件工程 软件工程的应用. 软件. 程序、软件与软件产品

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软件工程 -- 原理、方法与应用

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Presentation Transcript

  1. 软件工程-- 原理、方法与应用 电子教案 48学时（32理论+16理论）

  2. 课程安排 • 理论 • 内容：基本原理、方法和技术 • 形式：讲授、自学、讨论 • 实践 • 内容：构造一个应用系统（包括分析、设计、编码、测试） • 形式：分组、分阶段文档、编码、集成

  3. 软件工程的主要内容 • 软件工程的基本概念 • 软件开发模型 • 软件开发各阶段的任务、技术、方法 • 传统方法、面向对象方法 • 软件工程管理 • 软件质量保证 • 软件工程环境

  4. 第一章 绪论 • 软件与软件危机 • 软件工程学 • 传统软件工程和面向对象软件工程 • 软件工程的应用

  5. 软件 • 程序、软件与软件产品 独唱-->小合唱-->合唱-->万人大合唱 | | | 简单程序 较复杂程序 软件 • 软件定义： 软件=程序+数据+文档 程序：按事先设计的功能和性能需求执行的指令序列 数据：是程序能正常操纵信息的数据结构 文档：与程序开发、维护和使用有关的图文材料

  6. 软件的特征 • 软件是逻辑的，而不是物理的 • 软件开发与人关系密切 • 软件开发成本大 • 软件生产是简单的拷贝 • 软件不会磨损和老化 • 软件受环境影响大 • 软件维护易产生新的问题

  7. 软件开发的发展过程 计算机应用发展 软件数量多规模大 软件成本高质量低 个体化软件开发方法 软件维护困难 软件危机 软件工程

  8. 软件危机 • 定义 计算机软件的开发和维护过程所遇到的一系列严重问题 • 表现 • 对软件开发成本和进度的估算很不准确 • 用户很不满意 • 质量很不可靠 • 没有适当的文档 • 软件成本比重上升 • 供不应求：软件开发生产率跟不上计算机应用迅速深入的趋势

  9. 　　　硬件　 　　　　　　　　　　　　　　软件　　　　　　　　　　　　　　　　 硬件/软件成本变化趋势 100% 0% 1985 1955 1970

  10. 软件技术进步落后于需求增长

  11. 软件危机 • 原因 • 客观：软件本身特点 • 逻辑部件 • 规模庞大 • 主观：不正确的开发方法 • 忽视需求分析 • 错误认为：软件开发=程序编写 • 轻视软件维护

  12. 软件危机 • 解决途径 • 组织管理 • 工程项目管理方法 • 技术措施 • 软件开发技术与方法 • 软件工具

  13. 软件工程学的范畴 • 软件工程学 • 指导计算机软件开发和维护的工程学科 • 工程管理+开发技术 • 软件开发技术 • 软件开发方法学 • 软件工具 • 软件工程环境 • 软件工程管理 • 软件管理学 • 软件经济学 • 软件度量学

  14. 两种程序设计方法 • 程序设计的两次飞跃 • 结构化程序设计 • 程序=数据结构+算法 • 面向对象程序设计 • 程序= 对象+ 消息

  15. 存款 存 款 取 款 取款 帐户余额 帐户余额 利息结算 利息结算 面向过程和面向对象的编码

  16. 两类软件工程方法 • 传统软件工程 • 软件分析→总体设计→详细设计→面向过程的编码→测试 • 面向对象软件工程 • 软件分析与对象抽取→对象详细设计→面向对象的编码→测试

  17. 软件工程的应用 • 软件工程指导中小型软件 • 软件工程指导大型软件 • 软件工程的成就 • 软件工程的局限

  18. 第二章 软件开发模型 • 传统开发模型 • 瀑布模型（waterfall model） • 快速原型模型（rapid prototype model） • 演化开发模型 • 增量模型（incremental model） • 螺旋模型（spiral model） • 面向对象开发模型 • 构件集成模型（component integration model） • 形式化开发模型 • 转换模型（transformational model） • 净室模型（cleanroommodel）

  19. 软件生存周期 • 计划时期 • 问题定义 • 可行性分析 • 开发时期 • 需求分析 • 软件设计 • 编码 • 测试 • 运行时期 • 软件维护

  20. 问题定义 可行性研究 需求分析 软件设计 编　　　码 测　　　试 维　　　护 瀑布模型 计划时期 开发时期 运行时期

  21. 瀑布模型 • 特点 • 阶段的顺序性和依赖性 • 推迟实现的观点 • 质量保证 • 存在问题 • 不适合需求模糊的系统

  22. 需求分析 原型开发 原型评价 用户 反馈 最终系统设计 最终系统实现 快速原型模型

  23. 快速原型模型 • 特点 • 快速开发工具 • 循环 • 低成本 • 种类 • 渐进型 • 抛弃型

  24. 增量模型 增量1 规格说明 设计 实现和集成 交付客户 增量2 规格说明 设计 实现和集成 交付客户 增量3 规格说明 设计 实现和集成 交付客户 增量n 规格说明 设计 实现和集成 交付客户

  25. 增量模型 • 增量 • 小而可用的软件 • 特点 • 在前面增量的基础上开发后面的增量 • 每个增量的开发可用瀑布或快速原型模型 • 迭代的思路

  26. 螺旋模型

  27. 螺旋模型 • 特点 • 瀑布模型+快速原型+风险分析 • 迭代过程 • 一个螺旋式周期 • 确定目标，选择方案，选定完成目标的策略 • 风险角度分析该策略 • 启动一个开发阶段 • 评价前一步的结果，计划下一轮的工作

  28. 构件集成模型

  29. 构件集成模型 • 特点 • 面向对象 • 基于构件库 • 融合螺旋模型特征 • 支持软件开发的迭代方法 • 软件重用

  30. 面向对象的基本概念 • 对象Object • 类Class • 继承Inheritance • 消息Message • 面向对象 • 对象+类+继承+消息通信

  31. 对象Object • 客观世界中的实体 • 状态（静态属性 Attributes） • 操作（动态行为 Methods） • 对象::=<ID,MS,DS,MI> • Identifier • Method Set • Data Structure • Message Interface

  32. 对象的特点 • 以数据为中心 • 对象是主动的 • 实现数据封装 • 本质上有并行性 • 模块独立性好

  33. 类Class和实例Instance • 类 • 相同属性和行为的对象的抽象 • 实例 • 特定类所描述的一个具体对象

  34. 继承（Inheritance） • 子类直接继承父类的数据和操作 • 继承的传递性，单继承、多重继承 家具 桌子 椅子 衣柜 床 椅子的实例

  35. 多态性Polymorphism • 概念 • 不同类层次共享一个方法名 • 相同的参数特征和返回值类型 • 多种不同实现 • C++中虚函数实现 • 动态联编

  36. 重载Overloading • 函数重载 • 同一作用域 • 多个名字相同的函数 • 参数特征不同 • 静态联编 • 运算符重载

  37. 消息Message • 对象间的交互手段 • 形式： • Message:[dest,op,para] • Destination Object • Operation • Parameters

  38. 形式化开发记录 与需求比较后修正 变换n 形式化 规格说明 变换2 测试 变换1 系统需求 目标系统 转换模型

  39. 转换模型 • 特点 • 形式化软件开发方法 • 形式化需求规格说明 • 变换技术 • 程序自动生成技术 • 确保正确

  40. 净室模型 需求 收集 盒结构 规约 形式化 设计 正确性 证明 代码生成 与检查 统计性使 用测试 认证 增量1 测试计划 需求 收集 盒结构 规约 形式化 设计 正确性 证明 代码生成 与检查 统计性使 用测试 认证 增量2 测试计划 需求 收集 盒结构 规约 形式化 设计 正确性 证明 代码生成 与检查 统计性使 用测试 认证 增量n 测试计划

  41. 净室模型 • 净室思想 • 在分析和设计阶段消除错误 • 在“洁净”状态下实现软件制作 • 形式化 • 盒结构表示分析和设计 • 正确性验证 • 增量模型

  42. 小结 • 软件开发模型是不断发展的 • 各种软件开发模型各有优缺点 • 选用时不必拘泥与某种模型 • 可组合多种模型 • 也可根据实际创建新的模型

  43. 第三章 软件需求分析 • 需求分析的任务与步骤 • 需求获取的常用方法 • 分析建模 • 软件需求说明 • 结构化分析方法 • 面向对象分析方法

  44. 需求分析的任务和步骤 • 需求分析的任务 • 建立分析模型 • 编写需求说明 • 需求分析的步骤 • 需求获取 • 需求提炼 • 需求描述 • 需求验证

  45. 需求获取的常用方法 • 联合分析小组 • 用户代表、领域专家和系统分析员 • 客户访谈 • 充分准备，寻找共同语言 • 循循序渐进、逐步逼近 • 问题分析与确认 • 多个来回

  46. 分析建模 • 结构化分析模型 • 面向对象分析模型 • 分析模型描述工具 • DFD、DD和PSPEC • CFD、CSPEC和STD • E-R图 • 用例图，对象-关系图，对象-行为图

  47. 数据对象说明 加工说明 E-R图 DFD图 DD CFD,STD图 控制说明 结构化分析模型

  48. 属性、操作、协作者 类/对象 模型 对象- 关系模型 使用实例 对象-行为模型 面向对象分析模型

  49. 分析模型描述工具 • 结构化分析工具 • DFD、DD和PSPEC • CFD、CSPEC和STD • E-R图 • 面向对象分析工具 • 用例图，类对象图 • 对象-关系图 • 对象-行为图

  50. 数据流图DFD • 描述系统逻辑模型 • 信息在系统中的流动和处理 • 用途 • 交流信息的工具 • 结构化分析和设计的工具

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