软件工程方法学

从传统的开发方法到ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ捷开发方法的转变
传统的开发方法：面向结构化开发方法、面向对象的开发方法 敏捷开发方法：极限编程、快速原型开发方法、测试驱动开发方法 传统开发方法的缺点： 1、与编码无关的工作量太大（非编码工作量大） 2、从需求分析==系统测试,所需的工作周期长（到客户参与度低） 3、客户变更要求响应较慢，极不情愿。 敏捷开发方法的优点： 1、开始周期短 2、频繁的需求变更、市场变更、工作方式、响应速度快 3、大量开发平台的成熟(UC,J2EE),以快速、灵活的开发方法出现 特点：只做核心事情====写代码，除此之外，尽量少做。 缺点：由于开发周期短，各个方面考虑不是很充分，不能保证软件开发质量。 使用范围：1、团队开发能力强，经验丰富 2、团队对开发领域熟悉 提出敏捷开发方法目的：1、提高软件开发效率 2、提高响应效率 3、提高质 量
极限编程(XP)
1、极限编程：一种敏捷开发方法，供中小型小组用于开发需求快速变化的软件。 2、极限编程组成的四个部分：价值、原则、实践、行为。 3、XP 的价值观：简单、交流、反馈、勇气 4、XP 的原则：快速反馈、逐步修改、拥抱变化、高质量工作 5、XP 的行为：倾听、测试、编码、设计 6、XP 的实践(12 种)：规划游戏、小型分布、比喻、简单设计、测试、重构、结对 编程、集体拥有、现场客户、编码标准、每周工作 40 小时、持续集成。 7、XP 开发的关键特征： 明确的反馈= 逐步规划= 时间安排灵活= 自动化测试= 口头交流= 进化式 设计 8、XP 解决软件开发中的什么问题： 1、揭示软件开发中的问题： 软件危机：(软件失败的原因): 1、 未能全面地确定项目的目标 2、糟糕的规划和估计 3、对技术不熟悉 4、缺乏项目管理方法 5、小组中高级人员过少 6、硬件/软件供应商的表现糟糕 XP 解决方法：使用项目中的 4 个控制变量(时间、质量、成本、范围) 2、使用 XP 控制风险： 软件开发中常见的风险： 进度延迟、项目被取消、不被业务认可、技术上复杂、缺陷率高 解决方法： 进度延迟：XP 发布软件的周期非常短，首先交付的是业务价值最高且能被 客户看到的软件。避免了项目进度的延迟。 项目被取消：XP 项目中，首先完成的是最重要的工作，若项目被取消，则造 成的较小的损失。双方降低了风险预算。 不被业务认可：客户完全可以作为开发团队的一员，与开发团队一起解决问题。 驻地客户，可以进入开发团队内部，协同开发。 技术上复杂：XP 实践持续集成意味着小组可以自由自在地集成整个系统，不 会在最终交付时，形成‘大爆炸’ ；同时使用的工具和平台是较 为成熟，集成起来也不复杂。 缺陷率高：通过自动化测试和测试先行的编码方式确保缺陷少。 保证到用户 手上，BUG 和缺陷率低，减少投诉和返工。 3、使用 XP 提高质量 4、使用 XP 管理变化 补充: 目标：高速开发，从而实现快速响应。 理念：尽可能把多余的事物去掉 优势：XP 能较好地解决传统软件开发中的问题，如上述问题。 使用范围：开发团队较强的开发能力，或者开发团队对开发领域比较熟悉。 缺点：不适合一般的初学者开发。
4、数据流图-数据模型(HOW) 数据模型：在要实现的软件系统中，有什么数据要处理，他们的结构和关系 如何。用 ER 图、实体、实体关系 数据流图：数据流、数据存储、数据项、数字字典 方 法：先分解，再组合 分解：按功能划分，定义每一条数据流和数据存储 组合：再将分解彻底的数据项，作为一个个属性，组合成数据实体
结构化方法的总结：
特点(优点): 1、结构化思想的开发本质是：基于分解，自顶向下，逐步细化 2、简单(易学易用)： 把一个复杂过程用多个单个小过程来实现 用数据流图可以完成整个分解过程（其他的内容都是从数据流图派生出来的） 3、结果唯一性： 同一个问题，不同的人分解出来的结果基本是一样的，即使用结构化方法，基本上是有标 准答案。 4、使用范围： 适合开发流程性软件, 比如说(科学计算、信息处理、生产制造、网站访问、工作流) 较适合初学者学习 缺点： 面向过程的思想 结构化语言------高耦合，低内聚-----软件重用型低、不灵活--软件开发效率降低 软件开发周期长
深入全面的结构化软件分析设计方法 1、结构化软件设计方法： 是第一个成型的、完整的软件工程方法 是伴随着函数和结构化语言(不用 goto 语句)的出现来诞生的。 第一次引入了模型图的使用(程序流程图) 2、传统的软件工程开始方法的基本流程： 1、项目调研 2、需求调查与分析 3、系统设计 4、系统实现 5、系统测试 6、系统维护 (根据这些基本步骤的不同排列，可以有瀑布型、迭代型、螺旋型等不同的软 件开发方法) 3、结构化方法： 分析和设计阶段的目标：就是将用户需要实现方案 1、需求调查与分析 内容：把需求描述清楚、规范，用模型图来描述需求 结果：系统化、条目化的软件需求文档和数据流图 需求分析： 描述业务中要处理的数据和业务数据的处理过程 2、系统设计(从上面的需求分析出发，完成概要设计和详细设计) 概要设计：完成软件组成单元的划分，功能模块和数据模块 详细设计：单元结构设计、业务处理流程设计、数据库设计、界面设计 3、结构化分析设计方法详解：
深入全面的面向对象分析设计方法
1、面向对象分析设计方法来完成需求调查分析以及系统设计的工作 需求调查：类似结构化方法一致，得到结果：系统化、条目化的软件需求文档。 需求定义: 用标准化的软件设计模型来描述已经获得的需求 结果：用例图 需求分析：从软件设计模型中(用例图)中提取相关内容，进行软件概要设计和详细 设计 系统设计：概要设计：完成软件组成单元的划分，功能模块和数据模块 构造软件的大模块------------类 详细设计：模块内部流程设计、数据库设计、界面设计 2、面向对象需求分析要完成的任务： 1、描述软件的大致结构和功能分工(划分类，确定类的属性和方法, 使用类图来描述) 2、描述出类的相互调用关系 3、描述出每项系统工作的工作过程(设计出每个模块的输入输出，使用交互图和活 动图来表达) 4、描述类的内部运作规律(用状态图来描述) 3、HOW 面向对象设计方法如何从用例图出发完成以上任务： 从用例图出发 1、描述需求中的业务处理过程的步骤： 1、细化用例图，用例是描述外部用户使用本软件系统的应用场景。一个用例可能进一 步分解成更小的应用场景序列来实现。 2、一个不可再分的应用场景不可再分成子用例图后，则需要使用其他图，如活动图来描 述功能实现过程，是针对某一个单一的用例。Ps:活动图：描述一个业务的执行过程，每一个执 行步骤。 3、其次用序列图(也叫顺序图) , 顺序图在活动图的基础上，加上运作之间的消息而形成。 4、将序列图生成协作图 2、设计类的任务，要完成：类、类的属性、类的方法、类之间的关系。 类：1、只要是在活动图和序列图中出现的实体，都自然而然是一个类。 2、在用例图中出现的参与者（Actor）一般也是一个类。 设计类的属性： 在序列图中， 要交换的数据， 必然是双方都要有的数据， 也就是属性。 设计类的方法：在序列图中，一个消息就是被指向类的方法 设计类的关系：从协作图中，可以看到类之间的关系。 类的进一步完善:类的归纳 1、极高的开发效率 2、统一的代码特性 3、不丧失高度灵活 4、面向对象的特点： 基于映射：把现实世界的工作过程或系统，用代码系统中的相对的元素模拟出来， 就完成了软件的设计和开发。 事物=对象；事物的特征==对象的属性;事物的行为对象的方法； 复 事物之间的信息交换与协同==类方法调用 杂：需要从多个角度来描述系统或者过程 静态关系：多态、继承、聚合、状态转换 动态关系：用例、活动、序列、协作 结果的不唯一性： 同一个问题， 有经验的人和没有经验的人， 进行面向对象设计时， 结果可能会判别很大。 使用范围：设计复杂系统、设计高质量、设计与现实世界对应程度比较大的系统
软件开始的历史演进过程
1、最早的软件和程序：机器语言---（编译器/解释器）---用 goto 语句来实现的循环等复杂 的流程和算法。由于 goto 语句的滥用，致使程序无法阅读、修改、扩展。导致必须要有结构 化的语言。 2、结构化语言： 产生原因：1、上述对 goto 语言的限制 2、可阅读、修改、扩展 3、必要时 将代码复制重 用。 缺点：1、重用只限制于复制代码 2、软件越多越复杂 结果导致了下一阶段：模块化 即函数 3、模块化(函数) 优点：1、函数集中存放代码的、独立功能单元、模块分解和设计、出现了开发包、函数的 独立性可以提高软件的质量 缺点：1、函数不能永久的存放数据(结果→函数之间不可避免的出现了高耦合或低效率; 解决结果→把数据和处理这些数据的代码放在一起) 2、函数式预编译的，即把所有的函数的代码集中在一起，形成一个 exe 执行文件。 4、软件的分散化： 至此之前，要求代码的所以函数都要集中，再编译成一个.exe 文件。由于很多函数不是以 开源的方式提供给我们使用，故开始使用已经编译好的代码(库文件.lib)，库文件是一系列的函 数，而且已经编译好的。 缺点：生成一个大的 exe 文件 ；.lib 更新不方便。导致了动态链接库 动态链接库(dll): 好处： （1）代码和模块分离（不仅仅是逻辑分离，在物理上也分离了） ：可以分别开发、分别 更新； （2）运行时，只载入.exe 和需要的.dll，其它不需要的代码/功能都可暂不载入内存。 5、由于动态链接库的出现，软件进入到了独立组建时代。 一个软件是由一系列物理分离的独立组件（component） ，每个组件可以单独复制、更新、 使用 独立组件时代，由于动态链接库的缺点，只是功能的组件化，并不灵活，接着导致了可视 化功能组件化--控件。 6、随着网络发展： 分布式组件模式 ：一些软件的功能组件，被从软件所在的主机中取出，放到远距离的服务 器上（我们称之为”应用服务器” ） DCOM 和 CORBA 分布式组件形成了分庭抗礼之势。 7、软件开发历史发展的原动力： 尽可能提高开发效率 尽可能降低开发时间 尽可能降低开发成本 尽可能提高开发与设计的质量 最终目标就是：开发效率更高。产品质量更好
软件工程方法学 软件工程方法学是研究软件设计方法及工程开发技术的一门学科。 为什么要学习软件工程方法学？ 1、应用的需要：方法学的发展、不同方法学的优缺点 2、从更宏观、更高的层次来看待软件开发 3、发展更新的\更完善的软件工程方法学的需要 相关知识体系： 1、结构化方法：基本结构化方法、复杂的结构化方法 2、面向对象方法：基本的面向对象；RUP 3、极限编程方法（XP） 4、快速原型软件开发方法 5、测试驱动的软件开发方法 6、形式化方法：1、基于规范的开发方法/函数式编程开发方法 2、净室/零缺陷软件开发方法 7、面向方面编程的软件开发 AOP 8、产生式编程 9、SOA:面向服务的体系结构 10、MDA/MDSD:模型驱动体系结构/软件开发 11、基于工作流引擎 基于软件的集成与复用的快速开发： 1、面向方面的编程：一个软件的某些功能，可以抽象为一个“方面” ，在需要的时候添加到一 个或多个类上，从而达到快速整合功能的目标。 2、SOA： （面向服务的体系结构）一个软件功能，就是一个可重用的 Service，这个 Service 可 以被企业内、企业外、甚至全世界所利用（集成） 。 3、 MDA/MDSD(模型驱动的软件开发): 对某类软件或某个领域的软件需求， 设计出一个通用的、 一般的、抽象的模型，描述这类系统的结构和动作规律 要开发软件时，依据这个模型，自动生成一个相应的软件系统（代码） ，从而达到快速开发的 目标. 4、产生式编程 (GP)：用高级的、专用的“业务代码”去描述业务处理过程。将这些高级业务 代码，再通过一种工具或方式，转换成用常用的高级程序设计语言所实现的代码（块） ，从而 实现软件的快速开发。转换工具（设备） 业务代码--实现代码 5、基于工作流引擎(WF) ：将这些高级业务代码，再通过一种工具或方式，转换成用常用的高 级程序设计语言所实现的代码（块） ，从而实现软件的快速开发。 （流程描述---功能实现） 基于集成与复用 形式化方法 传统的软件工程方法 敏捷开发方法