第1章軟件及軟件工程介紹計算機(jī)軟件(software)是計算機(jī)系統(tǒng)中的程序、數(shù)據(jù)及其相關(guān)文檔的完整集合。是重要的科技領(lǐng)域是軟件產(chǎn)業(yè)的核心軟件的作用：產(chǎn)品產(chǎn)品生產(chǎn)載體1軟件的分類1-軟件及軟件工程介紹全文共34頁，當(dāng)前為第1頁。計算機(jī)軟件：重要的科技領(lǐng)域計算機(jī)軟件的發(fā)展第一階段(1946-1956)：科學(xué)計算程序，

服務(wù)性程序和程序庫，無管理、無文檔第二階段(1956-1968)：操作系統(tǒng)，

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，延期完成、難以維護(hù)第三階段(1968-現(xiàn)在)：軟件工程階段(1970-1990)面向?qū)ο筌浖こ屉A段(1980-現(xiàn)在)21-軟件及軟件工程介紹全文共34頁，當(dāng)前為第2頁。（漢森人工智能）3返回1-軟件及軟件工程介紹全文共34頁，當(dāng)前為第3頁。第1章軟件及軟件工程介紹計算機(jī)軟件(software)是計算機(jī)系統(tǒng)中的程序、數(shù)據(jù)及其相關(guān)文檔的完整集合。是重要的科技領(lǐng)域是軟件產(chǎn)業(yè)的核心軟件的作用：產(chǎn)品產(chǎn)品生產(chǎn)載體41-軟件及軟件工程介紹全文共34頁，當(dāng)前為第4頁。軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展階段早期專業(yè)的服務(wù)公司(1949-1959)早期軟件產(chǎn)品公司(1959-1969)強大的企業(yè)解決方案提供商的出現(xiàn)(1969-1981)如Oracle，Sybase(華爾街?jǐn)?shù)據(jù)庫提供商)，IBM客戶大眾市場軟件(1981-1984)如微軟，Lotus互聯(lián)網(wǎng)增值服務(wù)(1994年至今)如雅虎、谷歌、騰訊。收入模式不再是通過銷售軟件獲得，而是通過應(yīng)用來自外部軟件公司的軟件獲得收入。51-軟件及軟件工程介紹全文共34頁，當(dāng)前為第5頁。全球軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展61-軟件及軟件工程介紹全文共34頁，當(dāng)前為第6頁。第1章軟件及軟件工程介紹計算機(jī)軟件(software)是計算機(jī)系統(tǒng)中的程序、數(shù)據(jù)及其相關(guān)文檔的完整集合。是重要的科技領(lǐng)域是軟件產(chǎn)業(yè)的核心軟件的作用：產(chǎn)品產(chǎn)品生產(chǎn)載體7軟件的分類1-軟件及軟件工程介紹全文共34頁，當(dāng)前為第7頁。計算機(jī)軟件的分類按功能分：系統(tǒng)軟件支撐(工具)軟件應(yīng)用軟件按工作方式分實時處理軟件分時軟件交互式軟件批處理軟件8例如：操作系統(tǒng)和編譯程序;數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),網(wǎng)絡(luò)軟件,RationalRose,軟件開發(fā)環(huán)境;工程/科學(xué)計算軟件,嵌入式軟件,Web應(yīng)用軟件，人工智能軟件,電子表格,CAD軟件航空訂票、信息查詢一臺主機(jī)多個終端，unix操作系統(tǒng)訓(xùn)練系統(tǒng)、游戲軟件打印機(jī)的后臺處理1-軟件及軟件工程介紹全文共34頁，當(dāng)前為第8頁。按規(guī)模分微型軟件(5百行以內(nèi));小型(2千行);中型(5萬行)大型(10萬行);甚大型(1百萬行);巨型(1千萬行)按服務(wù)對象的范圍分定制(項目)軟件：

軍用指揮系統(tǒng)/衛(wèi)星控制系統(tǒng)產(chǎn)品軟件：

由軟件開發(fā)機(jī)構(gòu)開發(fā)直接提供給市場按使用頻度分一次性軟件：普查類軟件高頻度軟件：天氣預(yù)報計算軟件按軟件失效的影響分低穩(wěn)定性軟件：

如游戲軟件;字處理高穩(wěn)定性軟件：飛船控制系統(tǒng)9返回1-軟件及軟件工程介紹全文共34頁，當(dāng)前為第9頁。軟件的特性形態(tài)特性：不可見的邏輯實體智能特性：凝聚了大量的腦力勞動開發(fā)特性：尚未完全擺脫手工方式質(zhì)量特性：無法得到?jīng)]有缺陷的軟件產(chǎn)品生產(chǎn)特性：復(fù)制簡單，但開發(fā)成本高管理特性：對大規(guī)模知識型工作者的智力勞動管理環(huán)境特性：依賴于計算機(jī)系統(tǒng)環(huán)境維護(hù)特性：維護(hù)工作量很大，修改可能引入副作用廢棄特性：源于技術(shù)退化、維護(hù)成本提高應(yīng)用特性：滲入國民經(jīng)濟(jì)和國防的各個領(lǐng)域。101-軟件及軟件工程介紹全文共34頁，當(dāng)前為第10頁。軟件危機(jī)背景1960s，計算機(jī)硬件迅速發(fā)展，軟件發(fā)展滯后表現(xiàn)：軟件開發(fā)周期長、成本高、質(zhì)量差、維護(hù)困難原因：缺乏開發(fā)經(jīng)驗和數(shù)據(jù)積累缺少合適的交流方法和需求描述工具開發(fā)過程不規(guī)范測試階段檢測不充分111-軟件及軟件工程介紹全文共34頁，當(dāng)前為第11頁。軟件危機(jī)的解決方法充分吸取與借鑒人類長期以來從事各種工程項目所各界的行之有效的原理/概念/技術(shù)和方法，吸取以前軟硬件研究與開發(fā)的經(jīng)驗教訓(xùn)開發(fā)軟件工程支撐環(huán)境從管理和技術(shù)兩方面著手，將軟件開發(fā)工作變成一種組織良好/管理嚴(yán)密/各類人員協(xié)同配合的項目工程結(jié)論：按工程化的原則和方法組織軟件開發(fā)工作軟件發(fā)展改變了人們對軟件的看法，軟件工作的范圍從寫程序擴(kuò)展到整個軟件生存期。12如何開發(fā)軟件?怎樣滿足對軟件日益增長的需求？如何維護(hù)數(shù)量不斷膨脹的已有軟件？1-軟件及軟件工程介紹全文共34頁，當(dāng)前為第12頁。軟件生存期又稱為軟件生命周期(Lifecycle)通常分為3個階段：定義、開發(fā)和維護(hù)

軟件定義

：(做什么)問題定義、可行性研究、需求分析軟件開發(fā)：包括設(shè)計和實現(xiàn)(如何做)設(shè)計包括概要設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計實現(xiàn)包括編碼和測試；測試包括單元測試、集成測試運行維護(hù)：(保持軟件持久)發(fā)布、實施、維護(hù)、升級13定義開發(fā)運行維護(hù)1-軟件及軟件工程介紹全文共34頁，當(dāng)前為第13頁。軟件工程的框架可概括為：目標(biāo)、過程和原則。軟件工程目標(biāo)：生產(chǎn)具有正確性、可用性以及開銷合宜的產(chǎn)品。軟件工程過程：生產(chǎn)一個最終能滿足需求且達(dá)到工程目標(biāo)的軟件產(chǎn)品所需要的步驟。包括開發(fā)過程、支持過程、管理過程等。軟件工程的原則是指圍繞工程設(shè)計、工程支持以及工程管理在軟件開發(fā)過程中必須遵循的原則。學(xué)習(xí)研究工程化的軟件開發(fā)方法，使開發(fā)過程更加規(guī)范。培養(yǎng)學(xué)生的軟件素質(zhì)，提高學(xué)生的軟件開發(fā)能力與軟件項目管理能力。141-軟件及軟件工程介紹全文共34頁，當(dāng)前為第14頁。15軟件工程框架可用性性性確正合算選取適宜的開發(fā)模型采用合適的設(shè)計方法提供高質(zhì)量的工程支持重視軟件工程的管理基本過程支持過程組織過程目標(biāo)過程原則1-軟件及軟件工程介紹全文共34頁，當(dāng)前為第15頁。軟件工程的目標(biāo)軟件工程的目標(biāo):是運用先進(jìn)的軟件開發(fā)技術(shù)和管理方法來提高軟件的質(zhì)量和生產(chǎn)率。質(zhì)量指軟件產(chǎn)品正確、可用。正確性指軟件產(chǎn)品達(dá)到預(yù)期功能的程度。可用性指軟件基本結(jié)構(gòu)、實現(xiàn)性能及文檔為用戶可用的程度。生產(chǎn)率指開銷適宜。開銷合宜是指軟件開發(fā)、運行的整個周期、成本開銷滿足用戶要求的程度。單位是代碼行/人月，功能點/人月。目標(biāo)：就是生產(chǎn)具有正確性、可用性以及開銷合宜的產(chǎn)品。161-軟件及軟件工程介紹全文共34頁，當(dāng)前為第16頁。生產(chǎn)率生產(chǎn)率和質(zhì)量存在內(nèi)在聯(lián)系，但不存在根本對立。影響軟件生產(chǎn)率的主要因素人員素質(zhì)：開發(fā)組織的規(guī)模和專長問題因素：問題本身的復(fù)雜性，需求和設(shè)計約束改變的項數(shù)及變化的程度過程因素：使用的分析和設(shè)計技術(shù)，程序語言和CASE工具及復(fù)審技術(shù)資源因素：CASE工具，

軟硬件資源的可用性171-軟件及軟件工程介紹全文共34頁，當(dāng)前為第17頁。軟件質(zhì)量軟件產(chǎn)品質(zhì)量：指最終軟件“好”的程度；產(chǎn)品的外部質(zhì)量：客戶能夠看見的“好”,包括:正確性、可靠性、用戶友好、性能、可維護(hù)性、可移植性、可重用性、安全性、健壯性、互操作性、可伸縮性，……產(chǎn)品的內(nèi)部質(zhì)量：模塊性好，容易閱讀、容易修改軟件過程質(zhì)量：軟件生產(chǎn)過程“好”的程度181-軟件及軟件工程介紹全文共34頁，當(dāng)前為第18頁。軟件質(zhì)量的評價特性正確性(Correctness)Degreewithwhichsoftwareadherestoitsspecifiedrequirements(軟件功能達(dá)到設(shè)計規(guī)范和需求的程度)可靠性(Reliability)Probabilityoffailure-freesoftwareoperationforaspecifiedperiodoftimeunderpermissibleoperatingconditions(規(guī)定時間和條件下軟件能正常維持工作的能力)可使用性：為使用需要的能力，又稱為用戶友好(User-friendliness)Softwaresystemisuserfriendlyifitsusersfinditeasytouse；Auserfriendlysoftwaremaynothaveanyuserinterface.Becausetheusermaybeanotherhardwarethatreceivestheservicesofferedbythesoftware191-軟件及軟件工程介紹全文共34頁，當(dāng)前為第19頁。效率：在規(guī)定條件下軟件實現(xiàn)功能所需資源的有效性，即性能(Performance)：DegreewithwhichsoftwarefulfillsitspurposewithoutwastingcomputingresourcesWorstcase,bestcaseandaveragecasetimeandspacecomplexitiesprovideameasureofperformanceforaclassofsoftware可維護(hù)性(Maintainability)：環(huán)境改變或發(fā)生故障時恢復(fù)正常所做的努力程度。Referstothemodificationsthataremadetoasoftwaresystemafteritsinitialrelease,Typesofmaintenance:Corrective:Correctsoftwareerrors.Adaptive:Satisfynewenvironments,whilekeepingthesamefunctionality.可移植性(Portability)：軟件到新環(huán)境下所做努力的程度Easewithwhichsoftwarecanbeusedwithdifferentenvironmentssuchasnewhardwareoroperatingsystem201-軟件及軟件工程介紹全文共34頁，當(dāng)前為第20頁?？芍赜眯?Reusability)Easewithwhichsoftwarecanbereusedindevelopingothersoftware安全性(Security)Dependsonhowvulnerablethesoftwareistotheunauthorizedusers健壯性(Robustness)Degreewithwhichsoftwarebehavesreasonably,evenincircumstancesthatwerenotanticipatedintherequirementsspecification可伸縮性(Scalability)Measureshowwellthesoftwarerespondstoincreasingloadwithfixedresourcesandhowwellittakesadvantageofadditionalresources互操作性(Interoperability)AbilityofasystemtocoexistandcooperatewithotherSystems211-軟件及軟件工程介紹全文共34頁，當(dāng)前為第21頁。軟件工程的過程軟件工程目標(biāo)的實現(xiàn)在理論和實踐上均存在很多待解決的問題，它們形成了對過程、過程模型及工程方法選取的約束。軟件開發(fā)過程：開發(fā)模型和開發(fā)方法。軟件支持過程：支持軟件生存周期各個階段的生產(chǎn)工具組成。軟件開發(fā)環(huán)境是指能夠連續(xù)地支持多個開發(fā)階段的CASE工具。如Rose。軟件管理過程：就是規(guī)范軟件生產(chǎn)的過程，建立軟件過程的標(biāo)準(zhǔn)化，其作用是：為評估軟件組織的生產(chǎn)能力提供了標(biāo)準(zhǔn)；為改進(jìn)軟件組織的生產(chǎn)過程指明了方向。221-軟件及軟件工程介紹全文共34頁，當(dāng)前為第22頁。主要在北美、但已受到業(yè)界的廣泛關(guān)注除非洲少數(shù)國家外，幾乎全球流行地區(qū)具體、詳盡（CMM1.1本文有500多頁）簡短、概括（ISO9001和ISO9000-3共計不超過25頁）標(biāo)準(zhǔn)文本特點接受SEI授權(quán)評估員對申報級的評估（任一級的申請均以低一級為基礎(chǔ)）通過國家注冊審核員的審核，獲得被認(rèn)可的認(rèn)證機(jī)構(gòu)的認(rèn)證如何判定達(dá)到要求軟件過程評估及過程的持續(xù)改進(jìn)供方建立質(zhì)量體系，向顧客做出質(zhì)量保證注重于分為5級，設(shè)有18個關(guān)鍵過程域（KPA）23個質(zhì)量體系要素要求集中體現(xiàn)軟件業(yè)

制造業(yè)

（后擴(kuò)展到其它領(lǐng)域）適用行業(yè)CMMISO9000常用的標(biāo)準(zhǔn)有ISO9000、CMMI，對比如下：生于同年：兩者初始文本均為80年代后期推出。長于同根：兩者均吸取了一些現(xiàn)代著名質(zhì)量管理專家的理論。231-軟件及軟件工程介紹全文共34頁，當(dāng)前為第23頁。軟件工程的原則圍繞工程設(shè)計、工程支持和工程管理，提出4條基本原則：

1.選擇適宜的開發(fā)模型：與系統(tǒng)設(shè)計有關(guān)。系統(tǒng)設(shè)計中，

軟件需求、硬件需求以及其他因素間是相互制約和影響的，經(jīng)常需要權(quán)衡；

2.采用合適的設(shè)計方法：軟件設(shè)計中，通常要考慮軟件的模塊化、抽象與信息隱蔽、局部化、一致性以及適應(yīng)性等特征。3.提供高質(zhì)量的工程支撐：軟件工具與環(huán)境對軟件過程的支持頗為重要，軟件工程項目的質(zhì)量和開銷直接取決于對軟件工程所提供的支撐質(zhì)量和效用；

4.重視軟件工程的管理：管理直接影響可用資源的有效利用，

生產(chǎn)滿足目標(biāo)的軟件產(chǎn)品及提高軟件組織的生產(chǎn)能力等問題。241-軟件及軟件工程介紹全文共34頁，當(dāng)前為第24頁。提高軟件的質(zhì)量和生產(chǎn)率的目標(biāo)形成了對軟件過程、過程模型及工程方法在選取上的約束。251-軟件及軟件工程介紹全文共34頁，當(dāng)前為第25頁。Boehm的7條基本原理圍繞軟件開發(fā)、支持和管理所提出的：使用現(xiàn)代程序設(shè)計技術(shù)堅持嚴(yán)格的產(chǎn)品控制重視管理:按軟件生存周期分階段制定計劃并認(rèn)真實施，堅持進(jìn)行階段評審，明確責(zé)任，用人少而精---------教材第5頁26不斷改進(jìn)開發(fā)過程1-軟件及軟件工程介紹全文共34頁，當(dāng)前為第26頁。軟件工程研究的內(nèi)容三要素：方法、工具、過程方法：如結(jié)構(gòu)化方法、面向?qū)ο蠓椒?。工具：如CASE工具、北大青鳥系統(tǒng)、PowerDesigner、Erwin過程：為獲得高質(zhì)量的軟件所需要完成的一系列任務(wù)的框架，完成各項任務(wù)的工作步驟。271-軟件及軟件工程介紹全文共34頁，當(dāng)前為第27頁。軟件工程的方法軟件開發(fā)過程中的方法，方法學(xué)(Methodology)也稱為范型(Paradigm)：軟件開發(fā)主要的兩種方法結(jié)構(gòu)化方法面向?qū)ο蠓椒ㄆ渌椒ǎ好嫦驍?shù)據(jù)的方法281-軟件及軟件工程介紹全文共34頁，當(dāng)前為第28頁。結(jié)構(gòu)化方法結(jié)構(gòu)化方法經(jīng)歷階段：順序完成每個階段，返工帶來成本的增加。理論支持：

數(shù)據(jù)流程圖，模塊化設(shè)計理論，結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計技術(shù)方法支持：

自頂向下，符合一般思維習(xí)慣不足：

對用戶需求變化的適應(yīng)能力較差，數(shù)據(jù)和操作分離不符合自然界的規(guī)律291-軟件及軟件工程介紹全文共34頁，當(dāng)前為第29頁。面向?qū)ο蠓椒嫦驅(qū)ο蠓椒ń?jīng)歷階段：

各項開發(fā)活動之間是多次反復(fù)迭代的演化過程。理論支持：

對象+消息，類的構(gòu)造優(yōu)點：

適應(yīng)用戶需要變化的能力強；復(fù)用性好不足：

缺少明確的用戶需求分析，沒有形式化或半形式化的方式規(guī)定用戶需求，

缺少支持從抽象到具體的思維過程。301-軟件及軟件工程介紹全文共34頁，當(dāng)前為第30頁。軟件工程的定義軟件工程(SoftwareEngineering)：目前尚無統(tǒng)一定義，常見的定義有：是研究軟件開發(fā)和軟件維護(hù)或管理的一門工程科學(xué)是研究軟件生產(chǎn)各個方面的一門工程科學(xué)是研究怎樣利用計算機(jī)科學(xué)和管理科學(xué)的知識,生產(chǎn)出高性價比軟件產(chǎn)品的一門工程科學(xué)軟