软件件系统开发技术 软件工程.ppt

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1、课名：课名：软软 件件 工工 程程主主 讲：讲：谢谢 明明 志志EmailEmail：使用教材：软件系统开发技术（修订版）使用教材：软件系统开发技术（修订版）潘锦平潘锦平 施小英施小英 姚天昉姚天昉 西安电子科技大学出版社西安电子科技大学出版社7/25/20231第一章 软件工程概述7/25/202321.1 1.1 软件工程的背景和历史软件工程的背景和历史n19681968年年由由NATO(北大西洋公约组织北大西洋公约组织)在德国在德国Garmish召开的学术召开的学术会议会议上，上，Feitz BauerFeitz Bauer首先首先提出了提出了“软件工程软件工程”概念。概念。7/25/2

2、0233软件工程与编程软件工程与编程n前者是一门学科，一前者是一门学科，一种科学理论来指导软种科学理论来指导软件系统开发，标准化，件系统开发，标准化，自动化的过程自动化的过程n考虑如何分解一个系考虑如何分解一个系统，以便各人分工开统，以便各人分工开发；考虑如何说明每发；考虑如何说明每个部分的规格要求；个部分的规格要求；怎样才能易于维护怎样才能易于维护n单纯的代码编写单纯的代码编写n是软件工程发展的前是软件工程发展的前身身n是软件工程中占据很是软件工程中占据很少时间和空间的一部少时间和空间的一部分分7/25/20234计算机学科的发展计算机学科的发展计算机科学计算机科学(CS)计算机科学计算机科

3、学(CS)计算机工程计算机工程(CE)软件工程软件工程(SE)信息系统信息系统(IS)计算学科计算学科(computing discipline)7/25/2023560年代以来年代以来n工厂管理工厂管理n病人监护病人监护n工资统发工资统发n图书馆管理图书馆管理n机票预定机票预定n学籍管理学籍管理7/25/20236 早期早期 第二阶段第二阶段 第三阶段第三阶段 第四阶段第四阶段面向批处理面向批处理 多用户多用户 分布式系统分布式系统 强大的桌面系统强大的桌面系统有限的分布有限的分布 实时实时 嵌入嵌入“智能智能”面向对象技面向对象技术术自定义软件自定义软件 数据库数据库 低成本硬件低成本硬件

4、 专家系专家系统 软件产品软件产品 消费者的影响消费者的影响 人工神经网络人工神经网络 并行计算并行计算 网络计算机网络计算机195019601970198019902000Evolution of software#7/25/20237为什么发展如此之快为什么发展如此之快n不准确的时间和金钱的估算不准确的时间和金钱的估算n软件质量的低下软件质量的低下n相对硬件产品开发软件开发费用的增加相对硬件产品开发软件开发费用的增加n维护、增强软件系统的必要性维护、增强软件系统的必要性n硬件价格大幅度下降硬件价格大幅度下降7/25/20238软件技术面临的问题软件技术面临的问题 规模规模 复杂性复杂性 生

5、产率生产率 7/25/20239 Windows9595有有10001000万行万行代码代码 Windows20002000有有50005000万行万行代码代码例：例：Exchange2000和和 Windows20002000开发人员结构开发人员结构Exchange2000Windows20002000项目经理项目经理25人人约约250人人开发人员开发人员140人人约约1700人人测试人员测试人员350人人约约3200人人7/25/202310人月神话人月神话焦油坑焦油坑 n史前史中，没有别的场景比巨兽在焦油坑中垂史前史中，没有别的场景比巨兽在焦油坑中垂死挣扎的场面更令人震撼。上帝见证着恐龙

6、、死挣扎的场面更令人震撼。上帝见证着恐龙、猛犸象、剑齿虎在焦油中挣扎。它们挣扎得越猛犸象、剑齿虎在焦油中挣扎。它们挣扎得越是猛烈，焦油纠缠得越紧，没有任何猛兽足够是猛烈，焦油纠缠得越紧，没有任何猛兽足够强壮或具有足够的技巧，能够挣脱束缚，它们强壮或具有足够的技巧，能够挣脱束缚，它们最后都沉到了坑底。最后都沉到了坑底。7/25/202311软件危机的主要特征软件危机的主要特征n软件开发周期大大超过规定软件开发周期大大超过规定 日期日期;n 软件开发成本严重超标软件开发成本严重超标;n 软件质量软件质量难于难于保证。保证。7/25/202312软件工程的定义软件工程的定义 Fritz Bauer在

7、在NATO会议会议上给出的定义：上给出的定义：“软件工程软件工程是是为了经济地获得可靠的和能为了经济地获得可靠的和能在实际机器上高效运行的软件在实际机器上高效运行的软件而确立和使用而确立和使用的的健全健全的工程的工程原理（方法）原理（方法）。”7/25/202313软件工程的定义（软件工程的定义（2）IEEEIEEE【IEE83】给出的给出的软件工软件工程程定义：定义：“软件工程是软件工程是开发、运行、开发、运行、维护和修复软件的系统方法维护和修复软件的系统方法。”7/25/202314软件工程的定义（软件工程的定义（3）IEEEIEEE【IEE93】给出了一个更加给出了一个更加综合的定义：综

8、合的定义：“将系统化的、规范的、可将系统化的、规范的、可度量的方法应用于软件的开发、度量的方法应用于软件的开发、运行和维护的过程，即将工程化运行和维护的过程，即将工程化应用于软件中应用于软件中。”7/25/202315软件工程是一门交叉学科软件工程是一门交叉学科软件工程的主要研究内容u软件开发软件开发技术技术:软件开发方法软件开发方法学学 软件开发过程软件开发过程 软件工具软件工具和软件工程和软件工程环境环境 u软件工程管理软件工程管理:软件管理软件管理学学 软件经济学软件经济学 软件软件心理学心理学 软件工程所包含的内容不是一成不变的，软件工程所包含的内容不是一成不变的，随着人们对软件系统的

9、研制开发和生产的理解。随着人们对软件系统的研制开发和生产的理解。应用发展的眼光看待它。应用发展的眼光看待它。7/25/202316软件工程软件工程 一种层次化技术一种层次化技术工具工具方法方法过程过程质量焦点质量焦点Software engineering layers软件工程软件工程三个要素：三个要素：方法、工具、过程方法、工具、过程7/25/202317软件软件工程与一般工程的差异工程与一般工程的差异u软件是逻辑软件是逻辑产品产品而不是而不是实物实物产品产品u软件的功能依赖于硬件和软件的运行环境以及人们软件的功能依赖于硬件和软件的运行环境以及人们对它的操作对它的操作u软件设计的复杂性软件设

10、计的复杂性u软件特征软件特征：功能的多样性功能的多样性 实现的多样性实现的多样性 能见度低能见度低 软件结构合理性差软件结构合理性差u智力密集及知识产权保护智力密集及知识产权保护7/25/202318软件工程软件工程知识结构知识结构 20012001年年5 5月月ISO/IEC JTC 1ISO/IEC JTC 1（ISOISO和和IECIEC的第一联合的第一联合技术委员会）发布了技术委员会）发布了 SWEBOK指南指南V0.95(V0.95(试用试用版版)SWEBOK把软件工程学科的主体知识分为把软件工程学科的主体知识分为10个知个知识领域。识领域。7/25/202319软件工程软件工程知识

11、结构知识结构n 软软件件需需求求n 软软件件设设计计n 软软件件构构造造n 软软件件测测试试n 软软件件维维护护n 软软件件配配置置管管理理n 软软件件工工程程管管理理n 软软件件工工程程过过程程n 软软件件工工程程工工具具和和方方法法n 软软件件质质量量7/25/202320“软件工程软件工程”课程课程 与其它软件专业课的区别与其它软件专业课的区别(1)(1)立足于系统的整体。立足于系统的整体。(2)(2)讲授系统分析、系统设计、讲授系统分析、系统设计、测试及维护的理论和方法。测试及维护的理论和方法。(3)(3)构筑一构筑一个软件个软件系统系统，实践，实践 软件开发全过程软件开发全过程。7/

12、25/202321“软件工程软件工程”课程教学课程教学的目标的目标u转变转变对软件的认识：对软件的认识：上升上升 程序程序 系统系统u 转变转变思维定式：思维定式：上升上升 程序员程序员 系统工程师系统工程师 (系统分析员系统分析员)7/25/202322软件产品的标准化软件产品的标准化软件开发过程的标准化软件开发过程的标准化7/25/202323软件的工业化生产过程应具备的特点：软件的工业化生产过程应具备的特点：F明确的工作步骤明确的工作步骤F详细具体的规范化文档详细具体的规范化文档F明确的质量评价标准明确的质量评价标准“一个好的工业，应有一套良好的标准来配套”7/25/202324软件工程

13、技术的两个特点u 强调规范化强调规范化u 强调文档化强调文档化7/25/2023251.2 1.2 软件和软件生命期模型软件和软件生命期模型(Software Life Cycle)软件产品或软件系统从设计、投入使用软件产品或软件系统从设计、投入使用到被淘汰的全过程到被淘汰的全过程。7/25/202326软件生存期的阶段划分(1)(1)可行性研究与计划可行性研究与计划(2)(2)需求分析需求分析(3)(3)总体设计总体设计 (4)(4)详细设计详细设计(5)(5)实现实现(6)(6)集成测试集成测试(7)(7)确认测试确认测试 (8)(8)使用和维护使用和维护成长期（开发期）成长期（开发期）怀

14、孕期（计划期怀孕期（计划期）成年期（运行期）成年期（运行期）7/25/202327新的国际标准定义的新的国际标准定义的软件生存软件生存过程（过程（1995 ISO/IEC 12207）软件生存期过程软件生存期过程支持过程支持过程组织过程组织过程主要过程主要过程获获取取过过程程供供应应过过程程开开发发过过程程运运行行过过程程维维护护过过程程文文档档编编制制过过程程配配置置管管理理过过程程质质量量保保证证过过程程验验证证过过程程确确认认过过程程联联合合评评审审过过程程审审核核过过程程问问题题解解决决过过程程管管理理过过程程基基础础设设施施过过程程改改进进过过程程培培训训过过程程7/25/20232

15、8软件工作的范围只考虑只考虑编写程序编写程序 涉及整个涉及整个软件生存软件生存周期周期扩展到扩展到7/25/202329 软件软件开发开发模型是软件开发全部过程、活动和任务模型是软件开发全部过程、活动和任务的的结构框架结构框架。它能直观表达软件开发全过程，明确规定。它能直观表达软件开发全过程，明确规定要完成的主要活动、任务和开发策略。要完成的主要活动、任务和开发策略。软件软件开发开发模型模型也常称为：也常称为：软件软件过程过程模型模型 软件生存软件生存周周期模型期模型 软件工程范型软件工程范型软件开发模型软件开发模型7/25/202330可行性研究与计划可行性研究与计划需求分析需求分析设计设计

16、编码编码运行维护运行维护测试测试定义定义阶段阶段开开发发阶阶段段维护阶段维护阶段瀑布模型(Waterfall Model)7/25/202331开发软件不仅仅是编程开发软件不仅仅是编程7/25/202332按照传统瀑布模型开发软件的特点按照传统瀑布模型开发软件的特点1.1.阶段间具有顺序性和依赖性。阶段间具有顺序性和依赖性。2.2.推迟实现的观点。推迟实现的观点。3.3.每个阶段必须完成规定的文档每个阶段必须完成规定的文档;每个阶段结束前完成文档审查每个阶段结束前完成文档审查,及早改正错误。及早改正错误。7/25/202333原型模型（快速快速原原型模型型模型）原型范型原型范型用户测试用户测试运行原型运行原型建造建造/修改修改 原型原型 听取用听取用 户意见户意见7/25/202334采用原型模型的软件生存周期分析定义分析定义系统需求系统需求生成生成原型原型系统系统设计设计程序程序设计设计编码编码测试测试运运 行行和维护和维护原型化原型化含原型化的含原型化的软件生存期软件生存期7/25/2023351.3 1.3 软件质量的评价软件质量的评价n成功的标准成功的标准：用户在用户在用用用用